volumen 2, número 4 julio septiembre -2015 - … · volumen 2, número 4 – julio – septiembre...
TRANSCRIPT
ISSN 2410-3438
Volumen 2, Número 4 – Julio – Septiembre -2015
Revista de Análisis Cuantitativo
y Estadístico
ECORFAN®
Bases de datos
Google scholar.
ECORFAN®
Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico, Volumen 2, Número 4, de
Julio a Septiembre -2015, es una revista
editada trimestralmente por ECORFAN-
Bolivia. Santa Lucía N-21, Barrio
Libertadores, Cd. Sucre. Chuquisaca,
Bolivia. WEB:
www.ecorfan.org,[email protected].
Editora en Jefe: RAMOS-ESCAMILLA,
María, Co-Editor: Serrudo González-
Javier. ISSN: 2410-3438. Responsables
de la última actualización de este
número de la Unidad de Informática
ECORFAN. ESCAMILLA-BOUCHÁN,
Imelda, LUNA-SOTO, Vladimir,
actualizado al 30 de Septiembre 2015.
Las opiniones expresadas por los autores
no reflejan necesariamente las opiniones
del editor de la publicación.
Queda terminantemente prohibida la
reproducción total o parcial de los
contenidos e imágenes de la publicación
sin permiso del Instituto Nacional del
Derecho de Autor.
ECORFAN-Bolivia
Directorio
Principal
RAMOS-ESCAMILLA, María, PhD.
Director Regional
SERRUDO-GONZALES, Javier,BsC.
Director de la Revista
ESPINOZA-GÓMEZ, Éric,MsC.
Relaciones Institucionales
IGLESIAS-SUAREZ, Fernando,BsC.
Edición de Logística
DAZA-CORTEZ, Ricardo,BsC.
Diseñador de Edición
RAMOS-ARANCIBIA, Alejandra,BsC.
Consejo Editorial
SALGADO-BELTRÁN, Lizbeth PhD.
Universidad de Barcelona, Spain
QUINTANILLA-CÓNDOR, Cerapio, PhD.
Universidad Nacional de Huancavelica, Peru
GARCÍA-ESPINOSA, Cecilia, PhD.
Universidad Península de Santa Elena, Ecuador
PEREIRA-LÓPEZ, Xesus, PhD.
Universidad de Santiago de Compostela, Spain
VASQUEZ-GALÁN, Belem, PhD.
El Colegio de la Frontera Norte, México
BANERJEE, Bidisha, MsC.
Amity University, India
JESUS-NOVELO, Federico, PhD.
Universidad Autónoma Metropolitana, México
SUYO-CRUZ, Gabriel, PhD.
Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco,
Perú
Consejo Arbitral
BECERRIL-TORRES, Osvaldo, PhD.
Universidad Autónoma del Estado de México,
México
AZIS-POSWAL, Bilal, PhD.
University of the Punjab, Pakistan
VARGAS-SÁNCHEZ, Gustavo, PhD.
Posgrado de la Facultad de Economía, México
BLANCO-GARCÍA, Susana, PhD.
(Universidad Complutense de Madrid), Spain.
MIRANDA-GARCÍA, Marta, PhD.
Universidad Complutense de Madrid, Spain.
GOMEZ-CHIÑAS, Carlos, PhD.
Universidad Autónoma Metropolitana - Azcapotzalco,
México
MANRIQUE, Irma, PhD.
Instituto de Investigaciones Económicas - UNAM,
México
SANCHEZ-CANO, Julieta, PhD.
Universidad Juárez del Estado de Durango,
México
Presentación
ECORFAN, es una revista de investigación que pública artículos en las áreas de: Revista de
Análisis Cuantitativo y Estadístico.
En Pro de la Investigación, Docencia, y Formación de los recursos humanos comprometidos con la
Ciencia. El contenido de los artículos y opiniones que aparecen en cada número son de los autores y no
necesariamente la opinión de la Editora en Jefe.
En el primer número es presentado el artículo Análisis de un Modelo Estadístico de Regresión
Aplicado al Efluente de una Planta de Tratamiento de Aguas por CONTRERAS, Jannette, CRUZ,
Braulio y PEÓN, Ricardo con adscripción en la Universidad Autónoma de Yucatán, como segundo
artículo está Estudio del efecto del volumen, la relación aire combustible y la razón de compresión en
el trabajo neto y la eficiencia térmica en un ciclo Otto por ORTEGA, Francisco, SANTOYO,
Abraham, RODRIGUEZ, Rafael, FIGUEROA, Fernando y GARCIA, Miguel, como tercer capítulo
está Análisis Estadístico de la Velocidad del Viento en Mazatlán Sinaloa por GALÁN, Néstor,
OROZCO, Eber, MEJIAS, Nildia y MELLADO Carlos, como cuarto capítulo está Método
computacional para calcular la resistencia del sistema de tierra para subestaciones al aire libre por
TORRES-JIMÉNEZ, Jacinto, GUARDADO-ZAVALA, José Leonardo, TAPIA-TINOCO, Guillermo y
JURADO-PÉREZ, Fernando con adscripción en el Instituto Tecnológico Superior de Irapuato y el
Instituto Tecnológico de Morelia, como quinto artículo está La toma de decisiones de los alumnos del
Nivel Superior ante los problemas de Seguridad del Municipio de San Juan del Río por CORTÉS,
Yolanda, ESTRELLA-VELÁZQUEZ, Rafael, CERVANTES-DÍAZ, Estela, ROJAS-MIRANDA,
Cypatly con adscripción en la Universidad Autónoma de Querétaro, como sexto artículo está
Optimización del Sistema Institucional de Tutorías utilizando el modelo de gestión CRM por
CAMPOS-MADRIGAL, Ana Laura, FRANCO-AGUILAR, Norma, SÁNCHEZ-LOPEZ, Verónica y
ARIZA-BATALLA, Vivianissel con adscripción en la Universidad Tecnológica Emiliano Zapata del
Estado de Morelos, como séptimo artículo está Clusterización en minería de datos: CJ y K-Medias
aplicados a una encuesta de opinión sobre acoso escolar en la UTNA por MEDINA, Gricelda, LUNA,
Francisco, TAVAREZ, Felipe y MARTÍNEZ, Rocío, como octavo artículo está Mercado de trabajo del
ingeniero agroindustrial de la BUAP y competencias profesionales del TSU en procesos alimentarios
de la UTP por MANJARREZ, Juan & BERNAL, Hector con adscripción en la Universidad
Tecnológica de Puebla y el Campus Acatzingo de la BUAP, como noveno artículo está Determinación
de Factores Criticos de Éxito para la Implementación de Justo a Tiempo: Análisis Factorial por
RIVERA, Denisse, RIVERA, Lizeth, HOLTZHEIMER, Angeles y CHAVEZ, Lorena, como decimo
artículo está Un análisis de la escolaridad y el sexo a través de la Encuesta Nacional de Ingreso y
Gasto de los Hogares en México, 2012 por MARTÍNEZ-MORALES, Javier, FRANCO-DUARTE,
María Teresa, HERNÁNDEZ-ARCE, Jesús, VALLES-BACA, Herik Germán, como decimo primer
artículo está Ingeniería en Procesos y Operaciones Industriales, una evaluación de su pertinencia y
aceptación en el mercado laboral por DE LA LLAVE-HERNÁNDEZ, María Alondra, DE ITA-
XIMIL, José David, MERINO-MUÑOZ, Víctor Hugo, BENITO-VELÁZQUEZ, César Antonio con
adscripción en la Universidad Tecnológica de Huejotzingo, como decimo segundo artículo está
Relación entre medidas de espesor de recubrimento electrostático en polvo en diferentes puntos sobre
superificies irregulares por LUÉVANO-Cabrales, Olga Lidia, SALAS-PÉREZ, Francisco Guillermo,
JUÁREZ-DEL TORO, Raymundo, MORALES-VILLA, Julio César.
Contenido
Artículo
Página
Análisis de un Modelo Estadístico de Regresión Aplicado al Efluente de una
Planta de Tratamiento de Aguas
CONTRERAS, Jannette, CRUZ, Braulio y PEÓN, Ricardo
271-277
Estudio del efecto del volumen, la relación aire combustible y la razón de
compresión en el trabajo neto y la eficiencia térmica en un ciclo Otto ORTEGA, Francisco, SANTOYO, Abraham, RODRIGUEZ, Rafael, FIGUEROA,
Fernando y GARCIA, Miguel
278-287
Análisis Estadístico de la Velocidad del Viento en Mazatlán Sinaloa GALÁN, Néstor, OROZCO, Eber, MEJIAS, Nildia y MELLADO Carlos
288-294
Método computacional para calcular la resistencia del sistema de tierra para
subestaciones al aire libre TORRES-JIMÉNEZ, Jacinto, GUARDADO-ZAVALA, José Leonardo, TAPIA-
TINOCO, Guillermo y JURADO-PÉREZ, Fernando
295-306
La toma de decisiones de los alumnos del Nivel Superior ante los problemas de
Seguridad del Municipio de San Juan del Río CORTÉS, Yolanda, ESTRELLA-VELÁZQUEZ, Rafael, CERVANTES-DÍAZ, Estela,
ROJAS-MIRANDA, Cypatly
307-315
Optimización del Sistema Institucional de Tutorías utilizando el modelo de
gestión CRM CAMPOS-MADRIGAL, Ana Laura, FRANCO-AGUILAR, Norma, SÁNCHEZ-LOPEZ,
Verónica y ARIZA-BATALLA, Vivianissel
316-323
Clusterización en minería de datos: CJ y K-Medias aplicados a una encuesta de
opinión sobre acoso escolar en la UTNA MEDINA, Gricelda, LUNA, Francisco, TAVAREZ, Felipe y MARTÍNEZ, Rocío
324-337
Mercado de trabajo del ingeniero agroindustrial de la BUAP y competencias
profesionales del TSU en procesos alimentarios de la UTP MANJARREZ, Juan & BERNAL, Hector
338-347
Determinación de Factores Criticos de Éxito para la Implementación de Justo a
Tiempo: Análisis Factorial RIVERA, Denisse, RIVERA, Lizeth, HOLTZHEIMER, Angeles, CHAVEZ, Lorena
348-360
Un análisis de la escolaridad y el sexo a través de la Encuesta Nacional de Ingreso
y Gasto de los Hogares en México, 2012 MARTÍNEZ-MORALES, Javier, FRANCO-DUARTE, María Teresa, HERNÁNDEZ-
ARCE, Jesús, VALLES-BACA, Herik Germán
361-368
Ingeniería en Procesos y Operaciones Industriales, una evaluación de su
pertinencia y aceptación en el mercado laboral DE LA LLAVE-HERNÁNDEZ, María Alondra, DE ITA-XIMIL, José David, MERINO-
MUÑOZ, Víctor Hugo, BENITO-VELÁZQUEZ, César Antonio
369-378
Relación entre medidas de espesor de recubrimento electrostático en polvo en
diferentes puntos sobre superificies irregulares LUÉVANO-Cabrales, Olga Lidia, SALAS-PÉREZ, Francisco Guillermo, JUÁREZ-
DEL TORO, Raymundo, MORALES-VILLA, Julio César
379-385
Instrucciones para Autores
Formato de Originalidad
Formato de Autorización
271
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 271-277
Análisis de un Modelo Estadístico de Regresión Aplicado al Efluente de una Planta
de Tratamiento de Aguas
CONTRERAS, Jannette*†, CRUZ, Braulio y PEÓN, Ricardo
Universidad Autónoma de Yucatán.
Recibido 3 de Julio, 2015; Aceptado 1 de Septiembre, 2015
Resumen
Los estudios de los tratamientos de tipo fisicoquímico de
las aguas residuales son de gran importancia pues
permiten a través de los datos obtenidos en laboratorio
analizar modelos estadísticos que ayudan a describir el
comportamiento del proceso así como identificar las
variables que tienen mayor influencia sobre otras, en el
presente estudio se analizaron los clarificados
provenientes de diez pruebas de jarras tomando como
muestra agua residual del efluente de una planta de
tratamiento de aguas de tipo fisicoquímico; mediante un
análisis estadístico de regresión se llegó a la conclusión
de que la turbidez es una variable de la cual depende la
demanda química de oxígeno de las mismas aguas.
Prueba de jarras, aguas residuales, regresión lineal,
turbidez, SST.
Abstract
Studies of wastewater physicochemical treatments are
important because through the data obtained in the
laboratory they allow to analyze statistical models that
help to describe the process behavior and identify the
variables that have the greater influence on others, in this
study clarifiers were analyzed from ten test jars using
wastewater effluent from a sewage treatment
physicochemical plant as sample; by means of a
statistical regression analysis it is concluded that
chemical oxygen demand depends on the turbidity
variable of the same water.
Jar test, waste water, lineal regression, turbidity, SST.
Citación: CONTRERAS, Jannette, CRUZ, Braulio y PEÓN, Ricardo. Análisis de un Modelo Estadístico de Regresión
Aplicado al Efluente de una Planta de Tratamiento de Aguas. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015,2-4: 271-
277
* Correspondencia al Autor (Correo Electrónico: [email protected])
†Investigador contribuyendo como primer autor
© ECORFAN-Bolivia www.ecorfan.org/bolivia
272
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 271-277
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
CONTRERAS, Jannette, CRUZ, Braulio y PEÓN, Ricardo. Análisis de
un Modelo Estadístico de Regresión Aplicado al Efluente de una Planta
de Tratamiento de Aguas. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
2015.
Introducción
El presente estudio estadístico, se basa en datos
provenientes de análisis de laboratorio
realizados a aguas residuales que se generan en
una institución educativa; tales efluentes son
recolectados de las aguas residuales de los
diversos servicios que el campus ofrece, como
son: cafeterías, baños, laboratorios y cualquier
otro tipo de servicio que requiere del uso del
agua. El agua residual que se genera de los
sitios antes mencionados es tratada por medio
de un proceso de tipo fisicoquímico el cual
involucra la utilización de sustancias
coagulantes que llevan a cabo la remoción de
los contaminantes; la gama de estas sustancias
es muy variada y cada coagulante posee
diferentes propiedades fisicoquímicas haciendo
que cada uno tenga diferente eficiencia en la
remoción de los contaminantes.
Al momento del estudio la institución
contaba con una planta de tratamiento de aguas
residuales de tipo fisicoquímico, la cual debido
al incremento de usuarios de las instalaciones
del campus tales como servicios sanitarios,
servicios alimentarios, centros deportivos, etc.
recibe una mayor fluctuación de aguas
residuales que a su vez contienen una mayor
carga orgánica y de sólidos. En el año de 1986,
la institución contaba con 10, 373 alumnos y
866 profesores; para el año de 1990, la cantidad
de alumnos se incrementó a 16, 277 y de
profesores a 1, 177. Para el año de 2003 la
cantidad de alumnos llegó a la cifra de 16, 371
alumnos y la cifra de profesores a 1394.
En general se generan en promedio
775.76 m3 de agua residual al día, que son
tratadas por la propia institución mediante un
proceso de coagulación con una posterior
sedimentación y desinfección; por último el
agua tratada se utiliza con propósitos de riego
de áreas verdes de la misma institución.
El propósito de este artículo es llevar a
cabo pruebas de tratabilidad (pruebas de jarras)
que permitan establecer a través de un análisis
estadístico, un modelo que se ajuste a las
variables de interés.
La calidad de las aguas ha sido siempre
referida a sus características físicas, tales como
la turbidez, la presencia de sólidos y
características químicas como la demanda
química de oxigeno (DQO), la alcalinidad,
dureza, conductividad, etc. Bajo condiciones
naturales, esto es propiciado por la presencia de
coloides inorgánicos y por un alto contenido de
materia iónica disuelta en las aguas [1]. Con la
finalidad de pulir la calidad del agua para
diferentes usos del agua (potabilización,
procesos industriales, irrigación, renovación),
es necesario desarrollar mecanismos de
remoción que permitan el retiro de dicha masa.
Los estudios para la tratabilidad
conducen a la utilización de la llamada “Prueba
de Jarras”, la cual sirve específicamente para
probar la efectividad de los coagulantes y de
esta manera verificar cual es el mejor
tratamiento. La prueba consiste en colocar seis
vasos de precipitado conteniendo 500 ml de
muestra cada uno, estos vasos se colocan en un
equipo que tiene seis paletas de agitación y
estas pueden accionarse a diferentes
revoluciones por minuto [2].
Para la remoción de las partículas
coloidales es necesario desestabilizar el medio
mediante la adición de coagulantes químicos
(coagulación), y propiciar agitación controlada
al agua para lograr la aglutinación de los
coloides (floculación), para que finalmente
dichas partículas aglutinadas (floculos), se
encuentren bajo el efecto de la gravedad
(sedimentación) [3]
273
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 271-277
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
CONTRERAS, Jannette, CRUZ, Braulio y PEÓN, Ricardo. Análisis de
un Modelo Estadístico de Regresión Aplicado al Efluente de una Planta
de Tratamiento de Aguas. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
2015.
Metodología
Entre las variables analizadas se encuentran:
SST: esta variable representa los sólidos
suspendidos totales que se encuentran en el
agua residual al final del tratamiento es decir,
aquellos sólidos remanentes que no lograron
eliminarse con la aplicación del coagulante.
Mientras menor sea esta variable más eficaz es
la remoción. [4].
Turbidez: esta variable representa las
impurezas contenidas en el agua al final del
tratamiento, es una medida de la opacidad. [5].
DQO: la demanda química de oxigeno
representa la cantidad de oxigeno necesario
para degradar la materia orgánica contenida en
el agua residual, mientras menor sea esta
variable más eficaz es la remoción. [5].
Conductividad: Esta medición resulta de
utilidad para evaluar las variaciones en la
concentración de minerales disueltos en el agua
residual y el agua tratada.
Dureza: la medición de la dureza por
calcio es de importancia técnica debido a los
problemas que puede ocasionar al generar
incrustaciones en el equipo y tuberías. [5].
Alcalinidad: El conocimiento y el
control de este parámetro es importante en el
proceso de tratamiento de aguas, sobre todo al
tratarse de un proceso de coagulación química
pues la alcalinidad posee la propiedad de inhibir
la acción del coagulante. [5].
Adicionalmente se midieron parámetros
tales como: dureza por calcio, alcalinidad,
conductividad, temperatura, el tiempo de
agitación y la velocidad de agitación.
Debido a que las aguas negras de la
institución están conformadas por agua residual
de los servicios sanitarios y de los diversos
puntos de descarga de los servicios
alimentarios, la carga orgánica contenida se ha
ido incrementando con el paso del tiempo. En la
Tabla 1 se observan los parámetros medidos y
los rangos obtenidos de cada uno.
Parámetros Rangos
Flujo volumétrico 432.88 a 813.21 m3/día
Sólidos totales 755 a 1280 mg/L
SST 5 a 370 mg/L
Turbidez 14.6 a 256 UTN
pH 6.15 a 8.69 unidades de pH
Alcalinidad 166 a 760 mg/L de CaCO3
DBO 11.5 a 450 mg/L
DQO 70.18 a 592.35 mg /L
Conductividad 764 a 2170 S/cm
Calcio 101.6 a 225.6 mg/L
Tabla 1 Rangos mínimos y máximos de parámetros en el
influente de la planta de tratamiento.
De acuerdo a la caracterización de la
Tabla 1, se seleccionaron las siguientes
variables en los clarificados:
𝑌 = 𝐷𝑄𝑂 = 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑞𝑢𝑖𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒 𝑜𝑥𝑖𝑔𝑒𝑛𝑜
𝑋1 = 𝑆𝑆𝑇 = 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠 𝑠𝑢𝑠𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑑𝑜𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠
𝑋2 = 𝑇𝑢𝑟𝑏𝑖𝑑𝑒𝑧 (UTN)
𝑋3 = 𝐷𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑖𝑜
𝑋4 = 𝐶𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑
𝑋5 = 𝐴𝑙𝑐𝑎𝑙𝑖𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑
Se realizaron diez pruebas de jarras de
las cuales se extrajeron seis muestras de cada
una para dar un total de 60 muestras.
274
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 271-277
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
CONTRERAS, Jannette, CRUZ, Braulio y PEÓN, Ricardo. Análisis de
un Modelo Estadístico de Regresión Aplicado al Efluente de una Planta
de Tratamiento de Aguas. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
2015.
En cuanto al análisis estadístico, se
evaluó un modelo de regresión lineal múltiple
con aquellas variables que resultaron más
significativas en una inspección inicial.
Resultados
Los datos se analizaron con el programa SPSS,
primeramente se analizaron las correlaciones
entre todas las variables para identificar
aquellas que pudieran resultar más
significativas para el modelo como se muestra
en la Figura 1. La variable turbidez fue la que
mostro la mayor correlación con la variable
dependiente DQO de 0.753, y las variables
SST, dureza y conductividad mostraron
correlaciones de 0.353, 0.528 y -0.427
respectivamente. Debido a lo anterior se graficó
un diagrama de dispersión matricial con dichas
variables. Se puede observar en la Figura 2 que
hay una tendencia lineal entre la variable DQO
y las variables turbidez y SST que son las que
tuvieron los valores de correlación más altos.
Figura 1 Resultados de las correlaciones entre todas las
variables
DQO
TURBIDEZ
SST
Dureza (Ca)
Conductividad
Figura 2 Diagrama de dispersión
En base esta inspección inicial se
verificó si la regresión con todas las variables
pudiera ser significativa y se obtuvieron los
resultados de la Tabla 2. Se planteó la prueba
de hipótesis expresada en (1) y (2).
Ho: B1 = B2 = B3 = B4= 0 (1)
H1: Bi ≠ 0 para algún 1 ≤ i ≤ 4 (2)
Debido a que el p-valor fue de 0.000<
0.05, se rechazó la Ho y por lo tanto la
regresión es significativa al juntar todas las
variables de interés; sin embargo al analizar los
coeficientes de cada una por separado sus p-
valores correspondientes indican que por sí
solas no tienen significancia a excepción de la
variable turbidez que tuvo un p-valor de 0.000
como se ve en la Tabla 2.
1 ,353** ,753** ,033 ,528** -,427**
, ,006 ,000 ,800 ,000 ,001
60 60 60 60 60 60
,353** 1 ,290* ,188 ,273* -,240
,006 , ,025 ,151 ,035 ,065
60 60 60 60 60 60
,753** ,290* 1 ,102 ,615** -,410**
,000 ,025 , ,436 ,000 ,001
60 60 60 60 60 60
,033 ,188 ,102 1 -,264* -,703**
,800 ,151 ,436 , ,042 ,000
60 60 60 60 60 60
,528** ,273* ,615** -,264* 1 -,064
,000 ,035 ,000 ,042 , ,629
60 60 60 60 60 60
-,427** -,240 -,410** -,703** -,064 1
,001 ,065 ,001 ,000 ,629 ,
60 60 60 60 60 60
Pear
son
Corre
lation
Sig.
(2-tai l
ed)
N
Pear
son
Corre
lation
Sig.
(2-tai l
ed)
N
Pear
son
Corre
lation
Sig.
(2-tai l
ed)
N
Pear
son
Corre
lation
Sig.
(2-tai l
ed)
N
Pear
son
Corre
lation
Sig.
(2-tai l
ed)
N
Pear
son
Corre
lation
Sig.
(2-tai l
ed)
N
DQO
SST
TURBIDEZ
Alcalinidad
Dureza (Ca)
Conductividad
DQO SST TURBIDEZ Alcalinidad Dureza (Ca) Conductividad
Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed).**.
Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed).*.
Model Summaryb
,781a ,610 ,582 144,569
Model
1
R R Square
Adjusted
R Square
Std. Error of
the Estimate
Predictors: (Constant), Conductividad, Dureza (Ca),
SST, TURBIDEZ
a.
Dependent Variable: DQOb.
275
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 271-277
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
CONTRERAS, Jannette, CRUZ, Braulio y PEÓN, Ricardo. Análisis de
un Modelo Estadístico de Regresión Aplicado al Efluente de una Planta
de Tratamiento de Aguas. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
2015.
Tabla 2 Resultados del ANOVA para el modelo
completo
Como las variables dureza por calcio y
conductividad tuvieron valores de correlaciones
relativamente bajos se analizó su contribución
en la regresión, dado que las otras variables ya
estuvieran consideradas en el modelo, y se
planteó la prueba de hipótesis expresada en (3)
y (4).
Ho: B3 = B4= 0 (3)
H1: B3 ≠ 0 ó B4 ≠ 0 (4)
Se obtuvieron los resultados que se
muestran en la Tabla 3 a partir del modelo
reducido.
Tabla 3 Resultados del ANOVA para el modelo
reducido
Con los datos del modelo reducido y el
completo se verificó la significancia de las variables
dureza y conductividad para el modelo.
Y = Bo + B1SST+ B2 turbidez + B3 Dureza + B4
Conductividad (5)
Y = Bo + B1SST +B2 turbidez (6)
𝐹 =(𝑆𝑆𝐸𝑟−𝑆𝑆𝐸𝑐)/(𝑝−𝑚)
𝑆𝑆𝐸𝑐/(𝑛−𝑝−1)= 1.5806 (7)
Con el criterio de F0.05,2,55 = 3.15, 1.5806
no es mayor y por lo tanto no se rechaza la Ho,
por lo que no hay evidencia para decir que la
dureza y la conductividad contribuyan
significativamente en el modelo.
Posteriormente se planteó si las
variables turbidez y dureza contribuyen
significativamente, dado que la variable SST
está considerada en el modelo y se planteó la
prueba de hipótesis como se indica en (8) y (9).
Ho: B2 = B3= 0 (8)
H1: B2 ≠ 0 ó B3 ≠ 0 (9)
Se obtuvieron los resultados que se
muestran en la Tabla 4 y 5 a partir del modelo
completo y el reducido respectivamente.
Y = Bo + B1SST+ B2 turbidez + B3 Dureza (10)
Y = Bo + B1SST (11)
ANOVAb
1797083 4 449270,781 21,496 ,000a
1149508 55 20900,143
2946591 59
Regression
Residual
Total
Model
1
Sum of
Squares df Mean Square F Sig.
Predictors: (Constant), Conductividad, Dureza (Ca), SST, TURBIDEZa.
Dependent Variable: DQOb.
Coefficientsa
135,264 56,271 2,404 ,020
,801 ,642 ,112 1,247 ,218
2,189 ,463 ,574 4,733 ,000
,176 ,148 ,134 1,193 ,238
-7,41E-02 ,046 -,156 -1,604 ,114
(Constant)
SST
TURBIDEZ
Dureza (Ca)
Conductividad
Model
1
B Std. Error
Unstandardized
Coefficients
Beta
Standardized
Coefficients
t Sig.
Dependent Variable: DQOa.
Model Summary
,766a ,587 ,573 146,034
Model
1
R R Square
Adjusted
R Square
Std. Error of
the Estimate
Predictors: (Constant), TURBIDEZ, SSTa.
ANOVAb
1731012 2 865506,107 40,585 ,000a
1215579 57 21325,943
2946591 59
Regression
Residual
Total
Model
1
Sum of
Squares df Mean Square F Sig.
Predictors: (Constant), TURBIDEZ, SSTa.
Dependent Variable: DQOb.
Coefficientsa
94,304 31,831 2,963 ,004
1,047 ,633 ,147 1,652 ,104
2,709 ,339 ,711 7,998 ,000
(Constant)
SST
TURBIDEZ
Model
1
B Std. Error
Unstandardized
Coefficients
Beta
Standardized
Coefficients
t Sig.
Dependent Variable: DQOa.
276
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 271-277
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
CONTRERAS, Jannette, CRUZ, Braulio y PEÓN, Ricardo. Análisis de
un Modelo Estadístico de Regresión Aplicado al Efluente de una Planta
de Tratamiento de Aguas. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
2015.
Tabla 4 Resultados del ANOVA para el modelo
completo
Tabla 5 Resultados del ANOVA para el modelo
reducido
Con los datos del modelo reducido y el
completo se verificó la significancia de las
variables turbidez y dureza para el modelo.
𝐹 =(𝑆𝑆𝐸𝑟−𝑆𝑆𝐸𝑐)/(𝑝−𝑚)
𝑆𝑆𝐸𝑐/(𝑛−𝑝−1)= 32.028 (12)
Con el criterio de F0.05,2,56 = 3.15, el
valor de 32.028 es mucho mayor y por lo tanto
se rechaza la Ho, por lo que hay evidencia de
que al menos una de las variables (turbidez y/o
dureza) contribuye significativamente en el
modelo. Por último se realizó una selección
hacia atrás; los resultados se muestran en la
Tabla 6. Las variables excluidas fueron todas a
excepción de la turbidez que tuvo un p- valor de
0.000, con lo cual se demuestra su
significancia. Para validar el análisis, se
verificó la homocedasticidad así como la
normalidad de los residuos la cual se presenta
en la Figura 3.
Figura 3. Gráfico de dispersión de los residuos vs
valores predichos
Tabla 6 Regresión lineal con selección hacia atrás
En la Figura 3 se observa que los
residuos estandarizados se distribuyen a los
largo del grafico de dispersión sin seguir
ningún patrón especifico, validando así la
homocedasticidad.
Model Summary
,769a ,592 ,570 146,584
Model
1
R R Square
Adjusted
R Square
Std. Error of
the Estimate
Predictors: (Constant), Dureza (Ca), SST, TURBIDEZa.
ANOVAb
1743323 3 581107,680 27,045 ,000a
1203268 56 21486,928
2946591 59
Regression
Residual
Total
Model
1
Sum of
Squares df Mean Square F Sig.
Predictors: (Constant), Dureza (Ca), SST, TURBIDEZa.
Dependent Variable: DQOb.
Model Summary
,353a ,125 ,109 210,895
Model
1
R R Square
Adjusted
R Square
Std. Error of
the Estimate
Predictors: (Constant), SSTa.
ANOVAb
366941,1 1 366941,096 8,250 ,006a
2579650 58 44476,722
2946591 59
Regression
Residual
Total
Model
1
Sum of
Squares df Mean Square F Sig.
Predictors: (Constant), SSTa.
Dependent Variable: DQOb.
Unstandardized Predicted Value
800700600500400300200100
Sta
nda
rdiz
ed
Res
idu
al
5
4
3
2
1
0
-1
-2
Variables Entered/Removeda
TURBIDEZ ,
Forward
(Criterion:
Probabili t
y-of-F-to-e
nter <=
,050)
Model
1
Variables
Entered
Variables
Removed Method
Dependent Variable: DQOa.
ANOVAb
1672779 1 1672779,019 76,166 ,000a
1273812 58 21962,275
2946591 59
Regression
Residual
Total
Model
1
Sum of
Squares df Mean Square F Sig.
Predictors: (Constant), TURBIDEZa.
Dependent Variable: DQOb.
Excluded Variables b
,147a 1,652 ,104 ,214 ,916
,104a ,947 ,348 ,124 ,622
-,142a -1,516 ,135 -,197 ,832
-,044a -,507 ,614 -,067 ,989
SST
Dureza (Ca)
Conductividad
Alcalinidad
Model
1
Beta In t Sig.
Partial
Correlation Tolerance
Collinearity
Statistics
Predictors in the Model: (Constant), TURBIDEZa.
Dependent Variable: DQOb.
277
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 271-277
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
CONTRERAS, Jannette, CRUZ, Braulio y PEÓN, Ricardo. Análisis de
un Modelo Estadístico de Regresión Aplicado al Efluente de una Planta
de Tratamiento de Aguas. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
2015.
En la tabla no.7 se observa el p-valor
para los residuos del modelo con una variable
(turbidez) y como 0.088 >0.05 no se rechaza
Ho y no hay evidencia en contra de la
normalidad de los residuos. Adicionalmente se
elaboró un gráfico Q-Q para verificar
normalidad, el cual presenta en la Figura 4.
Tabla 7 Prueba de kolmogorov-smirnoff para la
normalidad
Figura 4 Gráfica en papel de probabilidad normal
Conclusiones
El modelo de regresión lineal que mejor
describe los datos analizados en los clarificados
provenientes de las diez pruebas de jarras, es un
modelo simple donde se incluye la variable
turbidez:
Y (DQO) = Bo + B1Turbidez
El resultado coincide con lo descrito en
la teoría de tratabilidad de aguas residuales,
pues se tiene evidencia de que la turbidez es un
factor preponderante que influye sobremanera
en la demanda química de oxígeno. Se sabe que
los sólidos suspendidos totales están
relacionados con las lecturas de turbidez
obtenidas en laboratorio, en este estudio se
pudo verificar que los SST fueron la segunda
variable de importancia aparente al tener una
correlación de 0.353, aunque por ser una
correlación débil esto no se reflejó
significativamente en el modelo final.
Referencias
AWWA Coagulation Committee. “Commitee
Report: Coagulation as an Integrated Water
Treatment Process”. Journal of AWWA 81, pp.
72-78. 1989.
APHA-AWWA-WPCF, “Métodos
normalizados para el análisis de aguas potables
y residuales”. Ed. Díaz de Santos, 17ª edición.
1989.
Dentel, S.K., Gossett, J.M. “Mechanisms of
Coagulation with Aluminum Salts”. Journal of
AWWA. 80, pp. 187-198. 1988.
Crites, R., Tchobanoglous, G. “Tratamiento de
aguas residuales en pequeñas poblaciones”. Ed.
Mc. Graw-Hill. México, 2000.
Eckenfelder, W. “Industrial water pollution
control”. Ed. Mc. Graw-Hill, 3ra. Ed. 2000.
One-Sample Kolmogorov-Smirnov Test
60
,0000000
,99148923
,161
,161
-,088
1,249
,088
N
Mean
Std. Deviation
Normal Parameters a,b
Absolute
Positive
Negative
Most Extreme
Differences
Kolmogorov-Smirnov Z
Asymp. Sig. (2-tailed)
Standardized
Residual
Test distribution is Normal.a.
Calculated from data.b.
Normal Q-Q Plot of Standardized Residual
Observed Value
543210-1-2-3
Exp
ecte
d N
orm
al V
alu
e
3
2
1
0
-1
-2
-3
278
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 278-287
Estudio del efecto del volumen, la relación aire combustible y la razón de
compresión en el trabajo neto y la eficiencia térmica en un ciclo Otto
ORTEGA, Francisco*†´, SANTOYO, Abraham, RODRIGUEZ, Rafael, FIGUEROA, Fernando y
GARCIA, Miguel
´Coordinación de Ingeniería Electromecánica, Instituto Tecnológico Superior de Irapuato, Carr Irapuato -Silao Km 12.5,
C.P. 36821, Irapuato, Guanajuato, México.
Recibido 6 de Julio, 2015; Aceptado 3 de Septiembre, 2015
Resumen
En el presente trabajo se desarrolla un modelo
matemático que permite analizar el efecto del
volumen, la razón aire combustible y la razón de
compresión en el trabajo neto, la eficiencia térmica
y el consumo específico de combustible de un motor
de encendido por chispa que funciona bajo el ciclo
Otto. El modelo matemático se desarrolla partiendo
de la primera ley de la termodinámica y utilizando
el método de calores específicos variables,
considerando como fluido de trabajo aire, el cual es
modelado como gas ideal. Los resultados obtenidos
son graficados obteniendo como conclusión que
para el caso de estudio analizado la eficiencia
térmica y el consumo específico de combustible no
es afectado por la variación del volumen. Mientras
que el trabajo neto es afectado por la razón de
compresión, la relación aire combustible y el
volumen.
Otto, Eficiencia, Trabajo
Abstract
In this paper, a mathematical model to analyze the
effect of volume, the air fuel ratio and the
compression ratio in the net work, thermal
efficiency and specific fuel consumption of a spark
ignition engine operating under the Otto cycle is
developed. The mathematical model is developed
based on the first law of thermodynamics and using
variable specific heat method, considering air as
work fluid, which is modeling as an ideal gas. The
results are graphed, obtaining for the case study
analyzed the thermal efficiency and specific fuel
consumption is not affected by the change in
volume. While the net work is affected by the
compression ratio, the air-fuel ratio and volume.
Otto, Efficiency, Work, Thermal
Citación: ORTEGA, Francisco, SANTOYO, Abraham, RODRIGUEZ, Rafael, FIGUEROA, Fernando y GARCIA, Miguel.
Estudio del efecto del volumen, la relación aire combustible y la razón de compresión en el trabajo neto y la eficiencia
térmica en un ciclo Otto. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015, 2-4: 278-287
* Correspondencia al Autor (Correo Electrónico: [email protected])
†Investigador contribuyendo como primer autor
© ECORFAN Bolivia www.ecorfan.org/bolivia
279
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 278-287
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
.
ORTEGA, Francisco, SANTOYO, Abraham, RODRIGUEZ, Rafael, FIGUEROA, Fernando y GARCIA, Miguel. Estudio del efecto del volumen,
la relación aire combustible y la razón de compresión en el trabajo neto y la
eficiencia térmica en un ciclo Otto. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
Nomenclatura
A continuación se presenta la nomenclatura
utilizada durante el desarrollo del presente caso
de estudio.
CEC Consumo especifico de combustible
m Masa total de aire y combustible
mf Masa del combustible
P1 Presión en el estado 1
q2-3 Calor del proceso 2 a 3
q4-1 Calor del proceso 4 a 1
qc Poder calorífico del combustible
Ra Constante del aire
r Relación de compresión
rac Relación aire-combustible
s1 Entropía especifica del estado 1
s2 Entropía especifica del estado 2
s3 Entropía especifica del estado 3
s4 Entropía especifica del estado 4
T1 Temperatura del estado 1
T2 Temperatura del estado 2
T3 Temperatura del estado 3
T4 Temperatura del estado 4
u1 Energía interna del estado 1
u2 Energía interna del estado 2
u3 Energía interna del estado 3
u4 Energía interna del estado 4
v1 Volumen especifico del estado 1
v2 Volumen especifico del estado 2
v3 Volumen especifico del estado 3
v4 Volumen especifico del estado 4
Vc Volumen en el punto muerto
superior
Vd Volumen entre el punto muerto
superior y el punto muerto inferior
Vpmi Volumen en el punto muerto
inferior
wneto Trabajo neto del ciclo
ηt Eficiencia térmica del ciclo
Introducción
Existen varias investigaciones en el ámbito de
los motores de encendido por chispa que
funcionan bajo el ciclo Otto pero estas
investigaciones utilizan el método de calores
específicos constantes por su simplicidad de
aplicación, algunas de las investigaciones
desarrolladas en este tema se presentan a
continuación.
González, Rodríguez, García y
Fernández (2010) analizan los resultados de
investigaciones realizadas sobre el consumo de
combustibles de motores de combustión interna
de consumo diésel y gasolina y su variación en
función de la masa y la potencia desarrollada.
Se establecen correlaciones entre los índices y
la influencia de las características de diseño
mediante el programa STATGRAPHICS Plus
5.0, obteniendo ecuaciones de modelos
ajustados. Los modelos elaborados permiten,
para los automóviles que correspondan a las
características de cada uno de los cuatro grupos,
determinar los índices de consumo de
combustible a velocidad óptima de régimen con
solo contar con los valores de potencia del
motor y su masa.
Por su parte Silgado y Ojeda (2012)
mencionan que los ciclos de potencia son
sistemas muy analizados mediante conceptos
termodinámicos elementales, debido a que
muchas máquinas basan su funcionamiento en
ellos. Sin embargo, cuando el sistema se
complica, no es posible obtener una expresión
analítica que se pueda estudiar
matemáticamente para obtener resultados, por
lo cual es imprescindible el manejo de
herramientas y técnicas de simulación. Así, la
simulación de procesos es una herramienta
imprescindible para el diseño y análisis de este
tipo de ciclos termodinámicos, ya que permite
resolver problemas de análisis, diseño y
optimización.
280
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 278-287
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
.
ORTEGA, Francisco, SANTOYO, Abraham, RODRIGUEZ, Rafael, FIGUEROA, Fernando y GARCIA, Miguel. Estudio del efecto del volumen,
la relación aire combustible y la razón de compresión en el trabajo neto y la
eficiencia térmica en un ciclo Otto. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
Por lo anterior, los autores analizan dos
ciclos de potencia (Otto y Carnot) con la ayuda
del software UniSim Desing R390®, donde se
establece las propiedades específicas de los
sistemas, y se determinan las variaciones en
parámetros como trabajo, calor y flujo másico
sobre el desempeño del ciclo.
Mientras que Melo, Sánchez, Ferrer y
Ferrer (2012) realizan un análisis del
rendimiento de un motor de encendido por
chispa al usar como combustible mezclas de
etanol con gasolina en un 10%, 20% y 30%.
Los parámetros analizados en cada experimento
son el torque efectivo, la potencia efectiva, el
consumo específico de combustible y las
emisiones de monóxido de carbono. Los
resultados obtenidos se analizan
estadísticamente mediante una comparación de
muestras múltiples en el software estadístico
Statgraphics Centurion XV.II. El análisis es
realizado con el objetivo de analizar las
posibles diferencias entre los parámetros
evaluados para cada combustible a una misma
rpm. A partir de los resultados obtenidos se
puede establecer satisfactoriamente dos
porcientos adecuados de la mezcla etanol-
gasolina para ser utilizado en motores de
encendido por chispa en las condiciones de
Cuba y sin hacer modificaciones en el motor.
Los autores concluyen que a medida que
aumenta el por ciento de etanol en la mezcla
con gasolina, el consumo de combustible
aumenta para todos los puntos experimentales
evaluados.
Malvar (2008) presenta la influencia de
la razón de compresión, la razón de presiones,
la relación de corte, la temperatura y eficiencia
en un ciclo termodinámico dual. Los resultados
obtenidos muestran que el trabajo y la
eficiencia del ciclo dual es función de la alta
temperatura del ciclo, la razón de compresión y
la relación de corte.
El estudio de las ecuaciones deducidas
es capaz de predecir las condiciones de
operación que permiten maximizar el trabajo
neto e incrementar la eficiencia del ciclo
estudiado. Los resultados presentados muestran
que para valores fijos de T1 y T3, el trabajo
neto del ciclo dual disminuye con la relación de
compresión del motor. Mientras mayor sea la
temperatura al final del calentamiento
isobárico, mayor es el trabajo neto del ciclo
estudiado. Para una relación de compresión
dada, el rendimiento térmico del ciclo decrece
rápidamente al aumentar la relación de cierre de
admisión del motor. Como es de esperarse, la
eficiencia térmica se incrementa con la relación
de compresión, para una relación de corte dada.
Si el valor de la relación de compresión no
varía, el rendimiento térmico se mantiene
constante cuando se incrementa la relación de
presiones del motor. En un ciclo dual altos
valores de la relación de compresión y de la
temperatura máxima del ciclo incrementan el
rendimiento térmico y el trabajo neto.
Carranza y Romero (2009) presentan un
estudio comparativo de algunas características y
parámetros de desempeño de un motor de
combustión interna operando con gasolina y
con gas natural. Se implementa el software
Stanjan® para la determinación de la
composición de productos de combustión y el
cálculo de las temperaturas de llama. Para el
cálculo de otros parámetros de desempeño,
como la presión media efectiva indicada, se
lleva a cabo la simulación de un motor,
mediante el software Engine Simulation
Program®. Los autores concluyen que las
emisiones CO2 y CO generadas (en porcentaje
volumétrico) por la operación de un motor con
gas natural, son menores que en su operación
con gasolina, bajo similares relaciones aire-
combustible. El índice de emisión de
contaminantes por unidad de masa de
combustible para el CO2 y CO, resulta
favorable a la utilización de gas natural en
comparación con la gasolina.
281
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 278-287
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
.
ORTEGA, Francisco, SANTOYO, Abraham, RODRIGUEZ, Rafael, FIGUEROA, Fernando y GARCIA, Miguel. Estudio del efecto del volumen,
la relación aire combustible y la razón de compresión en el trabajo neto y la
eficiencia térmica en un ciclo Otto. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
El consumo específico de combustible
es menor para la gasolina, por lo tanto, para
motores que generen similar trabajo indicado, la
generación global de contaminantes sería mayor
para el GNV que para la gasolina. La presión
media efectiva indicada para un motor
operando con gas natural es menor que la
presión media efectiva indicada del mismo
motor operando con gasolina, lo que indica que
ocurre una reducción de potencia cuando se
emplea gas natural.
Espinoza y Lara (2009) realizan un
estudio experimental donde se compara el
desgaste ocurrido en un motor de 1.3 litros
usando gasolina y gas natural vehicular (GNV)
para las condiciones de velocidad variable y
arranque-calentamiento. El desgaste se mide
indirectamente mediante la cuantificación de las
partículas metálicas contaminantes del
lubricante, proveniente del desgaste de las
piezas internas del motor. Las partículas de
desgaste se miden con un espectrómetro de
emisión. Las muestras de lubricantes se toman
y analizan cada cinco horas de operación. El
estudio se basa en el análisis de las
concentraciones de hierro, plomo, cobre,
aluminio y sílice. Los resultados evidencian que
la velocidad de contaminación del aceite por
partículas de desgaste de Fe, Pb, Cu y Al es
mayor utilizando gasolina que GNV en
porcentajes de 447%, 910%, 129% y 142% para
velocidad variable y de 240%, 630%, 203% y
71% en condición de arranque y calentamiento.
los resultados muestran que el motor produce
menor concentración de metales de desgaste en
el lubricante cuando opera con GNV como
combustible que cuando utiliza gasolina,
igualmente, se observa que la condición de
velocidad variable del motor produce mayor
desgaste que la condición de arranque y
calentamiento, lo cual evidencia que las
condiciones de lubricación son críticas durante
los procesos de aceleración que en el
calentamiento.
Debido a la mayor viscosidad del
lubricante durante la prueba de calentamiento
con respecto a la de velocidad variable. Los
resultados evidencian que la velocidad de
contaminación del aceite por partículas de
desgaste de Fe, Pb, Cu y Al es mayor utilizando
gasolina que GNV en porcentajes de 447%,
910%, 129% y 142% para velocidad variable y
de 240%, 630%, 203% y 71% en condición de
arranque y calentamiento. El GNV, como
combustible en motores duales, produce menor
desgaste que la gasolina, garantizando mayor
vida útil tanto al motor como al lubricante,
independientemente de la condición de
operación del equipo.
Silgado Correa y Ojeda (2012)
describen al ciclo Otto como el ideal para los
motores encendidos por chispa que admiten una
mezcla de aire combustible que se comprime
para poder reaccionar con la adición de calor.
Por su parte González y Hernández (n.d.)
concluyen al ciclo Otto como la realización de
4 procesos cuasi-estáticos que comprenden una
compresión adiabática, un aumento isocoro de
la temperatura y presión, una expansión
adiabática con un descenso de la temperatura y
finalmente un descenso isocoro de la
temperatura y presión. Romero Morales (2012)
presenta al ciclo en cuatro tiempos que
corresponden a la carrera de admisión de la
mezcla, carrera de compresión de la mezcla, la
chispa al final de esta carrera que enciende la
mezcla liberando energía y una carrera de
escape expulsando los gases generados por la
explosión.
Zhao, Lin y Chen (2007), concluyen que
los factores que afectan el rendimiento del
motor de ciclo Otto son: las propiedades del
combustible utilizado durante el ciclo del motor
como es el poder calorífico, las pérdidas de
calor que es transferido por las paredes del
cilindro donde ocurre el ciclo dentro del motor
y la eficiencia en los procesos de compresión y
expansión de la mezcla de aire combustible.
282
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 278-287
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
.
ORTEGA, Francisco, SANTOYO, Abraham, RODRIGUEZ, Rafael, FIGUEROA, Fernando y GARCIA, Miguel. Estudio del efecto del volumen,
la relación aire combustible y la razón de compresión en el trabajo neto y la
eficiencia térmica en un ciclo Otto. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
Urrecheaga y Malaver (2003),
determinan que el factor que influye en la
eficiencia del ciclo es la relación de compresión
de la mezcla de aire combustible, es decir, entre
mayor sea la relación mayor será la eficiencia
del motor. Por su parte Patiño G. (2003)
comenta que los motores de encendido por
chispa que no usan gasolina sino que usan gas
los factores que afectan la eficiencia del ciclo
son: la densidad del gas utilizado además de los
accesorios utilizados para convertir los motores
de gasolina a gas debido a la obstrucción al
flujo de aire, al igual que otros autores se
dedujo que con la relación de compresión se
aumenta la eficiencia del motor.
Los motores de encendido por chispa
ampliamente empleados en el sector automotriz
por tal motivo es importante conocer sus
condiciones óptimas de funcionamiento. El
presente trabajo analiza el efecto que el
volumen del motor, la relación aire combustible
y la razón de compresión tienen en la eficiencia
térmica, el trabajo neto y el consumo especifico
de combustible de un motor de encendido por
chispa que funciona bajo el ciclo Otto.
El modelo matemático desarrollado
parte de la primera ley de la termodinámica y
utiliza el método de calores específicos
variables, a diferencia de los modelos que se
analizan en la literatura donde el trabajo neto y
la eficiencia térmica son analizadas empleando
el método de calores específicos constantes. El
presente trabajo presenta resultados más
exactos debido a que el método de calores
específicos variables considera el efecto de la
temperatura en las propiedades termodinámicas
en los distintos estados termodinámicos
presentes en el sistema, a diferencia del método
de calores específicos constantes que no
considera el efecto de la temperatura en las
propiedades termodinámicas. El modelo
desarrollado es resuelto numéricamente
mediante la ayuda del software Engineering
Equation Solver (EES).
Método
El método utilizado para crear el modelo
matemático consiste en utilizar el método de
calores específicos variables, se utiliza este
método para considerar la variación de las
propiedades termodinámicas en función de la
temperatura. Se considera que el fluido de
trabajo es aire el cual es modelado utilizando la
suposicion de aire estándar, considerando el
fluido de trabajo como un gas ideal.
El diagrama termodinámico P-v de una
máquina de encendido por chispa que funciona
bajo el ciclo Otto se presenta en el Figura 1,
mientras que el Figura 2 presenta el diagrama
termodinámico T-s para una máquina de
encendido de chispa que funciona bajo el ciclo
Otto.
Figura 1 Diagrama termodinamico P-v
Figura 2 Diagrama termodinamico T-s
Se considera que el motor de encendido
por chispa estudiado funciona bajo el ciclo Otto
y que dicho motor es de cuatro tiempos.
283
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 278-287
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
.
ORTEGA, Francisco, SANTOYO, Abraham, RODRIGUEZ, Rafael, FIGUEROA, Fernando y GARCIA, Miguel. Estudio del efecto del volumen,
la relación aire combustible y la razón de compresión en el trabajo neto y la
eficiencia térmica en un ciclo Otto. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
Modelo Matemático
A continuación se describe el modelo
matemático realizado para analizar el caso de
estudio planteado. Dicho modelo se realiza
partiendo de la primera ley de la termodinámica
y utilizando el método de calores específicos
variables.
El caso de estudio a analizar consiste en
un motor de combustión interna que trabaja
bajo el ciclo Otto, utilizando gasolina como
combustible, se considera, que el motor es de
cuatro tiempos, de cuatro pistones y de 1.6 a 5.0
litros. El aire entra a P1=101 kPa y una
temperatura T1 = 320 K al comienzo del
proceso de compresión. El motor usa gasolina
con un poder calorífico 33,000 kJ/kg.
La relación de compresión (r) es
definida por la Ecuación (1)
1
2
v
rv
(1)
Los volúmenes específicos de los distintos
estados termodinámicos del ciclo se relacionan
por las Ecuaciones (2) y (3).
1 4v v (2)
2 3v v (3)
Las entropías específicas de los distintos
estados termodinámicos del ciclo se relacionan
por las Ecuaciones (4) y (5).
1 2s s (4)
3 4s s (5)
La eficiencia térmica (ηt) para un ciclo
Otto de aire estándar se calcula por la Ecuación
(6).
2 3
netot
w
q (6)
Donde el trabajo neto (wneto) es
determinado por la Ecuación (7).
2 3 4 1 netow q q (7)
El calor que entra al sistema es definido
por el calor del proceso 2 a 3 (q2-3), el cual se
determina por la Ecuación (8) y el calor que
sale del sistema es definido por el calor del
proceso 4 a 1 (q4-1), determinado por la
Ecuación (9)
2 3 f cq m q (8)
4 1 4 1q m u u (9)
La masa total de aire y combustible (m)
se determina aplicando la Ecuación (10), el
poder calorífico del combustible (qc) es un dato
de entrada al sistema el cual depende del
combustible utilizado, la masa del combustible
(mf) es calculada por la Ecuación (11) y las
energías internas específicas de los estados 1 y
4 (u1 y u4) son determinadas mediante tablas de
propiedades termodinámicas.
11
a
pmi
mR TP
V (10)
f
ac
f
m mr
m (11)
El volumen en el punto muerto inferior
(Vpmi) se determina por la Ecuación (12).
pmi c dV V V (12)
Vc es determinado por la Ecuación (13) y
Vd es un dato de entrada del caso de estudio.
284
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 278-287
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
.
ORTEGA, Francisco, SANTOYO, Abraham, RODRIGUEZ, Rafael, FIGUEROA, Fernando y GARCIA, Miguel. Estudio del efecto del volumen,
la relación aire combustible y la razón de compresión en el trabajo neto y la
eficiencia térmica en un ciclo Otto. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
c d
c
V Vr
V (13)
Finalmente la energía interna especifica
del estado 3 (u3) es calculada por la Ecuación
(14), mientras que la energía interna especifica
del estado 2 (u2) se determina mediante la
utilización de tablas termodinámicas.
2 3 3 2q m u u (14)
Finalmente el consumo especifico de
combustible de determina por la Ecuación (15).
1000 3600f
neto
mCEC
w (15)
Las Ecuaciones (1) a (15) determinan el
modelo matemático del caso de estudio
analizado.
Resultados
El modelo matemático desarrollado es
modelado en el software Engineering Equation
Solver (EES). Para resolver el modelo
matemático se considera que las condiciones
iniciales del sistema son: P1 = 101 kPa, T1=320
K, qc = 33,000 kJ/kg y el volumen se varia de
1.6 L a 5 L.
Las Figuras 3, 4 y 5 muestran la
variación del trabajo neto, la eficiencia térmica
y el consumo específico de combustible
respectivamente, dichas Figuras son creadas
manteniendo constante la razón de compresión
en 12 y variando la relación aire combustible en
un rango de 14 a 22.
La Figura 3 muestra que el volumen no
incluye en la eficiencia térmica pero cuando la
razón aire combustible aumenta la eficiencia
térmica también se incrementa.
Figura 3 Eficiencia térmica en función del volumen para
una razón de compresión de 12
Figura 4 Trabajo neto en función del volumen para una
razón de compresión de 12
La Figura 4 muestra que el trabajo neto
aumenta conforme se incrementa el volumen y
además se incrementa conforme la relación aire
combustible disminuye.
0,55
0,56
0,57
1,5 2,5 3,5 4,5
Efic
ien
cia
Térm
ica
Volumen
rac=14 rac=16 rac=18
rac=20 rac=22
1
2
3
4
5
6
7
8
1,5 2,5 3,5 4,5
Trab
ajo
ne
to
Volumen
rac=14 rac=16 rac=18
rac=20 rac=22
285
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 278-287
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
.
ORTEGA, Francisco, SANTOYO, Abraham, RODRIGUEZ, Rafael, FIGUEROA, Fernando y GARCIA, Miguel. Estudio del efecto del volumen,
la relación aire combustible y la razón de compresión en el trabajo neto y la
eficiencia térmica en un ciclo Otto. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
Figura 5 Consumo especifico de combustible en función
del volumen para una razón de compresión de 12
La Figura 5 muestra que el consumo
específico de combustible no se ve afectado por
el volumen pero se incrementa conforme
disminuye la relación aire combustible
Las Figuras 6, 7 y 8 muestran la
variación del trabajo neto, la eficiencia térmica
y el consumo específico de combustible del
caso de estudio analizado, dichas Figuras son
creadas manteniendo constante la relación aire
combustible en 16 y variando la razón de
compresión en un rango de 8 a 16.
La Figura 6 muestra que para cada una
de las razones de compresión graficadas la
eficiencia térmica no se ve afectada por el
volumen, ya que se mantiene contesta en todo
el rango analizado, pero si se ve afectada por la
razón de compresión y aumenta conforme
aumenta la razón de compresión. La Figura 7
muestra que el trabajo neto si se ve afectado por
el volumen y aumenta conforme el volumen
aumenta, además que también se incrementa
conforme la razón de compresión aumenta.
Figura 6 Eficiencia térmica en función del volumen para
una razón aire combustible de 16
Figura 7 Trabajo neto en función del volumen para una
razón aire combustible de 16
190
191
192
193
194
195
196
197
198
1,5 2,5 3,5 4,5
Co
nsu
mo
esp
eci
fico
de
co
mb
ust
ible
Volumen
rac=14 rac=16 rac=18
rac=20 rac=22
0,45
0,47
0,49
0,51
0,53
0,55
0,57
0,59
1,5 2,5 3,5 4,5
Efic
ien
cia
Térm
ica
Volumen
r=8 r=10 r=12 r=14 r=16
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
1,5 2,5 3,5 4,5
Trab
ajo
ne
to
Volumen
r=8 r=10 r=12 r=14 r=16
286
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 278-287
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
.
ORTEGA, Francisco, SANTOYO, Abraham, RODRIGUEZ, Rafael, FIGUEROA, Fernando y GARCIA, Miguel. Estudio del efecto del volumen,
la relación aire combustible y la razón de compresión en el trabajo neto y la
eficiencia térmica en un ciclo Otto. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
Figura 8 Consumo especifico de combustible en función
del volumen para una razón aire combustible de 16
La Figura 8 muestra que el consumo
especifico de combustible no se ve afectado por
el incremento de volumen ya que este se
mantiene constante para todo el rango de
volumen analizado, pero se ve afectado por la
razón de compresión debido a que entre más
pequeña sea la razón de compresión el consumo
especifico de combustible se incrementa.
Conclusiones
El volumen de un motor que funciona bajo el
ciclo Otto no afecta la eficiencia térmica y el
consumo especifico de combustible del caso de
estudio analizado. Sin embargo la eficiencia
térmica aumenta conforme se incrementa la
razón de compresión. De la misma forma el
consumo específico de combustible se ve
afectado por la razón de compresión, esto
debido a que al incrementar la razón de
compresión el consumo especifico de
combustible disminuye.
La eficiencia térmica aumenta conforme
se incrementa la relación aire combustible,
mientras que el consumo específico de
combustible disminuye conforme aumenta la
relación aire combustible.
La eficiencia térmica es más sensible a
la variación de la razón de compresión que a la
relación aire combustible, debido a que debido
a que la eficiencia térmica sufre cambios más
grandes conforme cambia la relación de
compresión que si cambia la relación aire
combustible.
El trabajo neto se ve afectado por la
razón de compresión, por el volumen y por la
relación aire combustible, al aumentar la razón
de compresión el trabajo neto crece, al
incrementar el volumen el trabajo neto aumenta
y al aumentar la relación aire combustible el
trabajo neto disminuye.
Referencias
Carranza Y. y Romero C., (2009), Estudio
teórico comparativo de características
termodinámicas del desempeño de un motor de
combustión operando con gasolina y con gas
natural, Scientia et Technica, Universidad
Tecnológica de Pereira, 15(41), 99-104.
Espinoza H. y Lara Y., (2009), Estudio
comparativo del desgaste en un motor de
encendido por chispa usando gasolina y gas
natural como combustible, Científica, ESIME-
IPN, 13(1), 3-8.
González E. y Hernández R. (n.d.), Dos
problemas de termodinámica clásica, XI
Coloquio Annual de Termodinámica,
recuperado el 09 de Julio de 2014, de:
http://www.math.umb.edu/~eduardo/Papers_fil
es/termo.pdf
180
190
200
210
220
230
1,5 2,5 3,5 4,5
Co
nsu
mo
esp
eci
fico
de
co
mb
ust
ible
Volumen
r=8 r=10 r=12 r=14 r=16
287
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 278-287
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
.
ORTEGA, Francisco, SANTOYO, Abraham, RODRIGUEZ, Rafael, FIGUEROA, Fernando y GARCIA, Miguel. Estudio del efecto del volumen,
la relación aire combustible y la razón de compresión en el trabajo neto y la
eficiencia térmica en un ciclo Otto. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
González R., Rodríguez Y., García Y. y
Fernández L. (2010), Consumo de combustible
de los motores de combustión interna, Revista
Ciencias Técnicas Agropecuarias, Universidad
Agraria de La Habana, 19(1), 1-6.
Malaver M., (2008), Análisis de las
temperaturas, la eficiencia térmica y el trabajo
neto en un ciclo dual, Educación Química,
Universidad Nacional Autónoma de México,
19(2), 1-10.
Melo E., Sánchez Y., Ferrer Na. y Ferrer No.,
(2012), Evaluación de un motor de encendido
por chispa trabajando con mezclas etanol-
gasolina, Ingeniería Energética, Instituto
Superior Politécnico José Antonio Echeverría.
Cujae, 33(2), 94 –102.
Patiño, G. (2003), Estudio de los factores que
inciden en el desempeño de motores de
encendido provocado (MEP) convertidos a gas
natural, pp.3-116.
Romero L. (2012) Descripción, funcionamiento
y mantenimiento del motor inyectado 2.0 VW,
Tesis de Ingeniería Mecánico Electricista,
Universidad Veracruzana, Facultad de
Ingeniería Mecánica Eléctrica.
Silgado K. y Ojeda K. (2012). Análisis
termodinámico de ciclos de potencia,
INGENIATOR, Revista virtual de los
programas de ingeniería, Vol.3, No.4, pp.100-
109.
Silgado K. y Ojeda K. (2012), Análisis
termodinámico de ciclos de potencia,
Ingeniator, Universidad de San Buenaventura,
2(4), 100-109.
Urrecheaga, K. y Malaver, M., (2003), Análisis
de las temperaturas y de la eficiencia térmica en
el ciclo de Otto, Educ. quím., 14(3) 138-141,
2003.
Zhao Y., Lin B. y Chen J., (2007), Optimum
Criteria on the Important Parameters of an
Irreversible Otto Heat Engine With the
Temperature-Dependent Heat Capacities of the
Working Fluid, Journal of Energy Resources
Technology, Vol. 129, pp. 349-354.
288
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 288-294
Análisis Estadístico de la Velocidad del Viento en Mazatlán Sinaloa
GALÁN, Néstor*†, OROZCO, Eber, MEJIAS, Nildia y MELLADO, Carlos
Recibido 7 de Julio, 2015; Aceptado 8 de Septiembre, 2015
Resumen
En este artículo se analizan las velocidades de viento
presentes durante el mes de Mayo en la ciudad de
Mazatlán, Sinaloa, México. Partiendo de las primeras
mediciones obtenidas de la estación meteorológica
instalada en las instalaciones de la Universidad
Politécnica de Sinaloa. Como las mediciones de la
velocidad del viento se realizaron a 10 m de altura, se
desea conocer las velocidades de viento que se
tendrían a la altura de 55 y 85 m, que es la altura de
dos bujes de aerogeneradores Enercon diferentes. Este
estudio tiene como objetivo conocer el recurso eólico
disponible y la densidad de potencia eólica al interior
de la ciudad a diferentes alturas.
Contribución
La contribución principal de este trabajo, es el manejo
de datos estadísticos para determinar el recurso eólico
disponible en la ciudad de Mazatlán.
Velocidad media del viento, Desviación estándar,
Potencia eólica, Densidad media de potencia eólica
Abstract
The wind speeds are analyzed in this article during the
month of May in Mazatlan Sinaloa, Mexico. Starting
from the first measurements obtained from the
meteorological station installed at the Universidad
Politécnica de Sinaloa. As measurements of wind
speed were made at 10 m height, we want to know
how are the wind speeds at 55 and 85 m, which are the
hub heights of two different Enercon wind turbines.
This study aims to determine the available wind
resource and wind power density within the city at
different heights.
Contribution
The main contribution of this work is the management
of statistical data to determine the wind resource
available in the Mazatlan City.
Mean wind speed, Standard deviation, Wind
power, Mean wind power density
Citación: GALÁN, Néstor, OROZCO, Eber, MEJIAS, Nildia y MELLADO Carlos. Análisis Estadístico de la Velocidad
del Viento en Mazatlán Sinaloa. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015, 2-4: 288-294
* Correspondencia al Autor (Correo Electrónico: [email protected])
†Investigador contribuyendo como primer autor
© ECORFAN-Bolivia www.ecorfan.org/bolivia
289
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 288-294
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
GALÁN, Néstor, OROZCO, Eber, MEJIAS, Nildia y MELLADO
Carlos. Análisis Estadístico de la Velocidad del Viento en Mazatlán
Sinaloa. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Introducción
La generación eólica es actualmente la fuente
de mayor utilización y crecimiento entre las
demás fuentes alternativas de energía [1]. La
energía eólica ha demostrado cierta
superioridad en comparación con las fuentes de
energía tradicionales, por lo que se considera
una energía renovable de las más preciadas,
limpia, abundante, barata, inagotable y que
además es parte del medio ambiente [2].
La energía eólica es literalmente
inagotable y abundante en todo el mundo, lo
cual puede ser utilizado como una fuente
interna prometedora de energía en varios paises.
Más importante aún, con el continuo desarrollo
de nuevas tecnologías de generación eólica, esta
se ha convertido en una fuente de energía
renovable con los más bajos precios de
generación [3].
Hoy en día, la recolección de la energía
eólica ha sido ampliamente extendida en todo el
mundo. En México hay en operación una
capacidad de generación eólica instalada de
1,677 MW, están por entrar en operación
próximamente 2,792 MW y en proceso de obra
se tiene una capacidad estimada de 1,594 MW
de generación eléctrica. Preeviendo una
capacidad de generación eólica instalada en un
futuro cercano de 6,446 MW [4].
En la Universidad Politécnica de
Sinaloa recientemente se ha instalado una
estación meteorológica con la finalidad de
obtener datos reales de los diferentes recursos
naturales de la zona, que ayudarán a crear una
base de datos estadísticos que servirán de
referencia a los diferentes proyectos e
investigaciones que están realizando el cuerpo
académico de la carrera de Ingeniería en
Energía a partir del recurso solar y eólico.
En este trabajo se analizan las
mediciones de la velocidad del viento obtenidas
durante el mes de mayo. Los valores medidos
son con una frecuencia de muestreo de 1 min, y
se promedian para intervalos de una hora de
amplitud, con los cuales se realiza un
tratamiento estadístico definiendo la velocidad
media (o estacionaria) y la desviación estándar.
Sentando de esta forma las bases para la
evaluación del recurso eólico de un año como
mínimo a distintas alturas que se planea realizar
en la Universidad.
Durante las 24 hrs de muestreo se ha
observado un largo período de vientos en
calma, teniendo solo 8 horas de vientos
aprovechables que están entre las 11:00 y las
19:00 hrs (660 – 1,140 min), como se muestra
en el gráfico 1, es por este motivo que solo se
tomará este intervalo de horas para la
evaluación del recurso eólico.
Grafico 1 Velocidad del viento 21 Mayo 2015
El artículo comienza tratando lo
relacionado al proceso de datos estadísticos de
la velocidad del viento, continuando con el
análisis numérico estádistico que se realiza a la
velocidad para determinar la densidad de
potencia y la potencia eólica disponible,
mencionando la metodología desarrollada y los
resultados obtenidos, así como las
conclusiones.
0 500 1000 15000
1
2
3
4
5
6
7
8Velocidad del viento 21 de Mayo 2015
velo
cid
ad d
el vie
nto
(m
/s)
tiempo (min)
290
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 288-294
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
GALÁN, Néstor, OROZCO, Eber, MEJIAS, Nildia y MELLADO
Carlos. Análisis Estadístico de la Velocidad del Viento en Mazatlán
Sinaloa. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Tratamiento Estadístico de los datos del
viento
Varias herramientas matemáticas han sido
utilizadas para el análisis de datos de la
velocidad del viento. Entre estas herramientas,
se destacan el uso de parámetros de
centralización como la media aritmética,
1
1 N
i
i
v vN
(1)
y parámetros de dispersión como la
desviación estándar o típica para un conjunto de
N datos de velocidad,
2
1
1
1
N
i
i
v vN
(2)
de donde vi es la velocidad muestra en
un minuto.
Estos parámetros básicos nos permitirán
conocer la velocidad media y la desviación
estándar del viento en intervalos de una hora
dentro del rango de las 11:00 – 19:00 hrs. del
mes de mayo del 2015, según los datos
obtenidos con la estación meteorológica. El
comportamiento de la velocidad del viento en
este mes se muestra en los graficos del 2 al 7.
Para finalmente obtener los valores promedio
diarios del mes.
Grafico 2 Velocidad del viento del 1-5 Mayo
Grafico 3 Velocidad del viento del 6-10 Mayo
Grafico 4 Velocidad del viento del 11-15 Mayo
Grafico 5 Velocidad del viento del 16-20 Mayo
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000
1
2
3
4
5
6
7
8
9Velocidad del viento de 11:00 - 19:00 hrs (1-5 Mayo)
velo
cid
ad d
el vie
nto
(m
/s)
tiempo (min)
d1
d2
d3
d4
d5
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000
1
2
3
4
5
6
7
8Velocidad del viento de 11:00 - 19:00 hrs (6-10 Mayo)
velo
cid
ad d
el vie
nto
(m
/s)
tiempo (min)
d6
d7
d8
d9
d10
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5001
2
3
4
5
6
7Velocidad del viento de 11:00 - 19:00 hrs (11-15 Mayo)
velo
cid
ad d
el vie
nto
(m
/s)
tiempo (min)
d11
d12
d13
d14
d15
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000
1
2
3
4
5
6
7
8Velocidad del viento de 11:00 - 19:00 hrs (16-20 Mayo)
velo
cid
ad d
el vie
nto
(m
/s)
tiempo (min)
d16
d17
d18
d19
d20
291
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 288-294
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
GALÁN, Néstor, OROZCO, Eber, MEJIAS, Nildia y MELLADO
Carlos. Análisis Estadístico de la Velocidad del Viento en Mazatlán
Sinaloa. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Grafico 6 Velocidad del viento del 21-25 Mayo
Grafico 7 Velocidad del viento del 25-30 Mayo
Análisis estadístico del viento
En el análisis estadístico además de la
velocidad media y la desviación estándar, se
incluye la densidad de potencia media del
viento y la potencia eólica disponible.
Estos resultados de velocidad media y
desviación estándar permitirán estimar en un
segundo trabajo, el factor de forma k,
1.086
kv
(3)
y el factor de escala c en (m/s) es, 1
0.4330.568
k
c vk
(4)
De la Función de Densidad de
Probabilidad (FDP) de Weibull, que permite a
partir de la distribución de la velocidad del
viento calcular su potencial energético y la
energía anual que puede producir un
aerogenerador [5].
La FDP es expresada como,
1
.
kk v
ck vf v e
c c
(5)
La velocidad del viento es medida a 10
m de altura (ubicación de la estación
meteorológica), por lo que es necesario
extrapolar los datos de velocidad del viento a la
altura del buje del sistema de conversión de
energía eólica seleccionado, mediante la
siguiente expresión de la ley de potencia:
w
w
v h
v h
(6)
Donde, wv es la velocidad de viento
medida a la altura h, wv es la velocidad del
viento a la altura h del buje, el factor α
depende del tipo de rugosidad de la superficie y
de la estabilidad atmosférica [6].
Numericamente α se encuentra en el
rango de 0.1-0.3, adoptando para terrenos de
asentamiento eólico el valor de 1/7.
Máquina
Eólica
Vo
(m/s)
Vm
(m/s)
Vn
(m/s)
Pn
(kW)
h
(m)
Diámetro
Rotor
(m)
E-40-6.44 2.5 28 12 600 50 44
E-66-
18.70 2.5 28 12 1800 98 70
Tabla 1 Datos técnicos de dos máquinas eólicas
ENERCON.
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5001
2
3
4
5
6
7
8Velocidad del viento de 11:00 - 19:00 hrs (21-25 Mayo)
velo
cid
ad d
el vie
nto
(m
/s)
tiempo (min)
d21
d22
d23
d24
d25
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000
1
2
3
4
5
6
7
8Velocidad del viento de 11:00 - 19:00 hrs (25-30 Mayo)
velo
cid
ad d
el vie
nto
(m
/s)
tiempo (min)
d26
d27
d28
d29
d30
292
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 288-294
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
GALÁN, Néstor, OROZCO, Eber, MEJIAS, Nildia y MELLADO
Carlos. Análisis Estadístico de la Velocidad del Viento en Mazatlán
Sinaloa. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Figura 1 Aerogenerador ENERCON
Los datos técnicos del aerogenerador
ENERCON, son mostrados en la figura 1. Este
tipo de aerogenerador ha sido seleccionado para
determinar la velocidad de viento a la altura del
buje, esta altura corresponde al tipo de máquina
que es especificada en la tabla 1. En este caso la
altura del buje está a 50 m y a 98 m sobre el
nivel del piso [7].
La densidad de potencia media del
viento (PD) expresada en Watts/m2, en el lugar
de instalación se calcula como:
31
2
wD w
PP v
A (7)
Con la potencia eólica disponible Pw en
Watts,
31
2w wP Av (8)
De los cuales A es el área de barrido del
aerogenerador en m2, ρ es la densidad del aire
(1.225 kg/m3).
Metodología a desarrollar
La velocidad media del viento diaria y la
desviación estándar se calculan en base a
mediciones efectuadas a 10 m de altura. Estos
valores medios se recalculan para 50 m y 98 m
de altura.
La densidad de potencia media del
viento diaria, se obtiene para las tres alturas
propuestas, 10, 50 y 98 metros. El área de
barrido para determinar la potencia eólica
disponible se obtiene en base a los diámetros de
los rotores de los aerogeneradores según la
altura del buje.
Resultados
Los resultados de la velocidad media,
desviación estándar, densidad de potencia
media del viento y potencia eólica disponible en
la ciudad de Mazatlán Sinaloa, México, a 10 m,
50 m y 98 m se presentan en los graficos del 8 –
11.
Grafico 8 Velocidad del viento media
123
0
5
10
15
20
25
30
35
0
2
4
6
8 Velocidad media a 10, 50 y 98 m altura
día
velo
cid
ad m
edia
del vie
nto
(m
/s) vmw10
vmw50
vmw98
293
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 288-294
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
GALÁN, Néstor, OROZCO, Eber, MEJIAS, Nildia y MELLADO
Carlos. Análisis Estadístico de la Velocidad del Viento en Mazatlán
Sinaloa. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Grafico 9 Desviación estándar diaria del viento
Grafico 10 Densidad de potencia media del viento
Grafico 11 Potencia eólica disponible
Conclusiones
La velocidad media del viento aprovechable
esta por arriba de los 90 m de altura, al interior
de la ciudad de Mazatlán, que es una velocidad
de viento influenciada por la rugosidad del
terreno y muy diferente a la velocidad del
viento frente al mar. Hay un intervalo de cuatro
horas diarías donde el viento está por arriba de
la media, lo que influye de forma directa en el
cálculo de la potencia eólica disponible ya que
está se eleva al cubo de la velocidad del viento.
Este es solo el inicio del tratamiento de
datos obtenidos con la estación meteorológica,
esperando que en el transcurso de un año se
pueda obtener la primera media anual y así
determinar de forma completa la distribución de
Weibull para poder determinar el verdadero
potencial energético existente en la ciduad de
Mazatlán Sinaloa, México.
Referencias
Z. Lubosny, “Wind Turbine Operation in
Electric Power Systems Advanced Modeling”,
Springer, 2003.
Chang TP. Estimation of wind energy potential
using different probability density functions.
Appl Energy 2011; 88(5):1848–56.
Wagner HJ, Mathur J. Introduction to wind
energy systems: basics, technology and
operation. Springer Science & Business Media;
2012.
Subsecretaría de planeación y transición
energética, SENER.
http://www.energia.gob.mx/
123
0
5
10
15
20
25
30
35
0
0.5
1
1.5
2 Desviación estándar total diaria del viento a 10, 50 y 98 m de altura
día
desvia
ció
n e
stá
ndar
del vie
nto
(m
/s)
dsw10
dsw50
dsw98
123
0
5
10
15
20
25
30
35
0
1
2
3
4 Densidad media de potencia eólica a 10, 50 y 98 m de altura
día
Pd
(W
/m2)
Pd10
Pd50
Pdw98
123
0
5
10
15
20
25
30
35
0
2000
4000
6000
8000 Potencia eólica disponible a 10, 50 y 98 m de altura
día
Pw
(
W)
Pw10
Pw50
Pw98
294
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 288-294
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
GALÁN, Néstor, OROZCO, Eber, MEJIAS, Nildia y MELLADO
Carlos. Análisis Estadístico de la Velocidad del Viento en Mazatlán
Sinaloa. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Shu Z., Li Q. y Chan P. (2015). Statistical
Analysis of Wind Characteristics and Wind
Energy Potential in Hong Kong. Energy
Conversion and Management Elsevier (2015).
Villarubia, M. (2013). Ingeniería de la Energía
Eólica. España: Alfaomega.
Chauhan, A. y Saini R. (2014). Statistical
Analysis of wind Speed Data Using Weibull
Distribution Parameters. Proceeding of 2014 1st
International Conference on Non Conventional
Energy (ICONCE 2014).
295
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 295-306
Método computacional para calcular la resistencia del sistema de tierra para
subestaciones al aire libre
TORRES-JIMÉNEZ, Jacinto*†´, GUARDADO-ZAVALA, José Leonardo´´, TAPIA-TINOCO,
Guillermo´ y JURADO-PÉREZ, Fernando´´
Instituto Tecnológico Superior de Irapuato. Carretera Irapuato - Silao Km. 12.5, C.P. 36821 Irapuato, Gto.
´´Instituto Tecnológico de Morelia. Av. Tecnológico 1500, Col. Lomas de Santiaguito, C.P. 58297, Morelia, Mich.
Recibido 8 de Julio, 2015; Aceptado10 de Septiembre, 2015
Resumen
En el presente artículo se describe la forma para calcular la
resistencia de tierra (Rg) para subestaciones eléctricas al aire
libre utilizando el método computacional matricial e integral
(MAT-INT). El método MAT-INT utiliza la ecuación de
Laplace para obtener los Factores de Distribución de Voltaje
(FDV) en un punto. Donde cada electrodo de la malla de
puesta a tierra se divide en pequeñas secciones de segmentos
con la suposición de que una corriente eléctrica total fluye de
la superficie de un segmento y fluye hacia el interior del
suelo. La resistencia del sistema de puesta a tierra se opone a
la corriente que fluye a disiparse al interior del suelo. En este
sentido, es importante analizar como varía el valor de Rg
cuando se modifican algunos parámetros de diseños de la red
de tierra.
En este trabajo se propone realizar un estudio de
sensibilidad de parámetros. El método computacional es
utilizado para calcular la resistencia de tierra para mallas
cuadriculadas de diferentes dimensiones. Los resultados son
comparados con valores de Rg obtenidos utilizando
diferentes métodos presentados en literatura.
Resistencia total del sistema (Rg), sistema de tierra,
Métodos computacionales, sensibilidad de parámetros
Abstract
This article describes how to calculate the resistance of
grounding systems (Rg) for electrical substations outdoors
using matrix and comprehensive computational method
(MAT-INT). The MAT-INT method uses the Laplace
equation for the Voltage Distribution Factors (VDF) at one
point. Each electrode of the ground network is divided into
different small sections of segments, with the assumption that
a total electrical current emanating from the surface of a
segment and flows into the soil. Resistance grounding system
opposes to the current that is dissipated into the soil. It is
important to analyze how varies the value of Rg when some
design parameters of the ground network are changed.
In this paper a study parameter sensitivity is
presented. The computational method is used to calculate the
resistance of soil to squared grids of different sizes. The
results are compared with Rg values obtained using different
methods presented in literature.
Total system resistance (Rg), ground system,
Computational methods, parameter sensitivity
Citación: TORRES-JIMÉNEZ, Jacinto, GUARDADO-ZAVALA, José Leonardo, TAPIA-TINOCO, Guillermo y
JURADO-PÉREZ, Fernando. Método computacional para calcular la resistencia del sistema de tierra para subestaciones al
aire libre. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015, 2-4: 295-306
* Correspondencia al Autor (Correo Electrónico: [email protected])
†Investigador contribuyendo como primer autor
© ECORFAN-Bolivia www.ecorfan.org/bolivia
296
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 295-306
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
TORRES-JIMÉNEZ, Jacinto, GUARDADO-ZAVALA, José Leonardo, TAPIA-
TINOCO, Guillermo y JURADO-PÉREZ, Fernando. Método computacional para
calcular la resistencia del sistema de tierra para subestaciones al aire libre. Revista
de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Introducción
La creciente demanda de energía eléctrica ha
originado la expansión y crecimiento de la red
eléctrica. Este constante crecimiento del
sistema eléctrico ha originado la necesidad de
planificar y construir nuevas subestaciones
eléctricas para niveles de voltaje de
transmisión, sub-transmisión y distribución, con
la finalidad de mantener la calidad de los
parámetros eléctricos.
Sin embargo, es conveniente que el
diseño básico de la red de tierra se optimice, a
fin, de minimizar los costos de construcción y
mejorar su eficiencia, seguridad y confiabilidad.
Cabe mencionar que en las últimas
décadas diversos autores han realizado y
presentado estudios que tratan de solucionar el
problema de optimizar el diseño de los sistemas
de tierra utilizando diversas técnicas de
optimización. De las técnicas más significativas
se pueden mencionar: computación evolutiva
(Otero et al., 2002), estrategia evolutiva
(Elrefaie, et al., 2012), algoritmos genéticos,(
Yi-min, et al., 2009; He, et al., 2007; y Covitti,
et al., 2005), algoritmo evolutivo (Ghoneim, et
al., 2007 y Neri, et al., 2005) programación
lineal entera mixta (Khodr, et al., 2006 y
Khodr, et al., 2009) y elemento de contorno
(Colominas, et al., 1999). Sin embargo, los
trabajos de investigación presentados están
orientados a optimizar la red de puesta a tierra
utilizando un criterio mono-objetivo, donde la
función objetivo es minimizar los costos de
construcción con la restricción de cumplir con
los límites de seguridad.
Por otra parte cuando se plantea diseñar,
proyectar y construir una subestación eléctrica,
uno de los tópicos más relevantes que se deben
satisfacer son estándares de seguridad (IEEE
Std. 80-2000).
En este sentido el diseño de los sistemas
de puesta a tierra constituye uno de los
elementos de seguridad más significativos de
las subestaciones, ya que su función principal
es drenar al interior del suelo las corrientes
excesivas que se originan al ocurrir alguna
perturbación en los parámetros de la red
eléctrica en condiciones normales de operación
y/o de falla. Esta función primordial de los
sistemas de puesta a tierra permite salvaguardar
a las personas que se encuentran dentro y
alrededor de la subestación de posibles
descargas eléctricas, evitando que las altas
corrientes pongan en peligro su integridad
física. Asimismo, ayudan a proteger a los
dispositivos y equipos de las descargas
eléctricas evitando que se dañen e interrumpa la
continuidad del servicio eléctrico.
En general el criterio de seguridad
consiste en calcular los valores de voltaje de
contacto y de paso a frecuencias de 50 y 60 Hz,
que una persona puede soportar sin sufrir
desfibrilación ventricular al estar en contacto
con superficies que presenten alto diferencial de
potencial. Para determinar las magnitudes de
los voltajes de paso y de contacto se utilizan
principalmente las variables físicas y de diseño
de la malla de tierra como son: la dimensión de
la malla, el número total de electrodos, la
profundidad a la que se ubicará la red de tierra,
el radio de los electrodos, la resistencia total de
la rejilla de tierra, así como, la resistividad del
suelo.
Uno de los parámetros eléctricos más
significativos que impactan en la seguridad del
diseño de la red de tierra, es la resistencia total
de la malla y se puede definir como la
oposición que presenta a la corriente eléctrica
que fluye a disiparse al interior del suelo. El
valor de Rg dependerá principalmente de las
características físicas del conductor que
compone la red de tierra como son: el diámetro,
el material y la longitud total del conductor.
297
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 295-306
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
TORRES-JIMÉNEZ, Jacinto, GUARDADO-ZAVALA, José Leonardo, TAPIA-
TINOCO, Guillermo y JURADO-PÉREZ, Fernando. Método computacional para
calcular la resistencia del sistema de tierra para subestaciones al aire libre. Revista
de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Un valor bajo de Rg permitirá reducir el
gradiente de potencial en la rejilla de puesta a
tierra.
Para calcular el valor de Rg se han
propuesto en literatura diferentes modelos
empíricos y computacionales (Sarker et al.,
2002 y Zitzler et al., 2001). Los resultados
publicados muestran que los métodos
computacionales son más exactos que los
métodos empíricos.
Además cada vez que se propone un
diseño de sistema de tierra es conveniente que
se realice un estudio de sensibilidad de
parámetros, que consista en variar los
parámetros de diseño más significativos como
son la separación de los electrodos, diámetro
del conductor y el área de la malla de tierra, con
la finalidad de evaluar como impactan al valor
de Rg. En este sentido en el presente artículo se
presenta un estudio de sensibilidad en un
sistema de puesta a tierra de prueba utilizando
el método MAT-INT.
Resumen de la Guía de la IEEE stand. 80
2000 para la seguridad de sistemas de puesta
a tierra de subestaciones de corriente
alterna.
La guía IEEE Stand 80-2000 proporciona un
conjunto de recomendaciones para diseñar de
forma segura sistemas de tierras en
subestaciones de corriente alterna. Los
objetivos principales de la guía son: 1)
Establecer los límites de seguridad de los
voltajes que una persona puede estar expuesta
en condiciones de falla, 2) Desarrollar un
criterio para un diseño seguro, 3) Proporcionar
un procedimiento práctico para el diseño de
sistemas de puesta a tierra, 4) Desarrollar
métodos analíticos como apoyo para
comprender y solucionar problemas de
gradientes.
En resumen el objetivo de la IEEE
Stand 80-2000 es proporcionar procedimientos
y técnicas para evaluar sistemas de tierra en
términos de criterios de seguridad (IEEE Std.
80-2000).
Crietrio de seguridad en sistemas de tierra
En general la función principal de un sistema de
tierra es drenar las corrientes excesivas a tierra
y evitar que las personas que se encuentran
dentro y alrededor de la subestación sufran
sobrecargas que ponga en peligro su vida. No
obstante, un diseño seguro de sistema de tierra
debe cumplir los dos objetivos siguientes:
1) Proporcionar un medio adecuado para
drenar las corrientes eléctricas a tierra, en
condiciones normales como de falla, para evitar
que se excedan los límites de operación de los
equipos que puedan afectar de forma negativa a
la continuidad del servicio eléctrico. Cabe
mencionar, que durante condiciones de falla el
flujo de corriente que fluye al interior del suelo
producirá gradientes de potencial dentro y
alrededor de una subestación de magnitudes
considerables.
2) Asegurar que una persona en las
proximidades de las instalaciones de puesta a
tierra no esté expuesto de sufrir una descarga
eléctrica crítica que ponga en peligro su vida.
Los efectos de una corriente eléctrica que pasa
a través de las partes vitales de un cuerpo
humano dependen especialmente de la
duración, la magnitud y frecuencia de dichas
corrientes. La consecuencia más peligrosa de tal
exposición es una condición cardiaca conocida
como fibrilación ventricular, que resulta en el
paro inmediato de la circulación sanguínea.
Generalmente los accidentes por
descargas eléctricas se originan por las causas
siguientes:
298
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 295-306
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
TORRES-JIMÉNEZ, Jacinto, GUARDADO-ZAVALA, José Leonardo, TAPIA-
TINOCO, Guillermo y JURADO-PÉREZ, Fernando. Método computacional para
calcular la resistencia del sistema de tierra para subestaciones al aire libre. Revista
de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
1) Corrientes de falla a tierra
excesivamente alta con relación al área del
sistema de puesta a tierra.
2) Que la resistividad y la distribución de
las corrientes a tierras permitan producir altos
gradientes de potencial en puntos de la
superficie del suelo.
3) Que el cuerpo de un individuo cierre
dos puntos con alto diferencial de potencial.
4) Ausencia de la resistencia de contacto
suficiente u otra resistencia en serie que pueda
limitar la corriente a través del cuerpo a un
valor seguro y
5) Duración de la falla y el contacto con
el cuerpo, que permita que el flujo de corriente
a través de un cuerpo humano durante un
tiempo suficiente pueda causar daño debido a la
intensidad de corriente (IEEE Std. 80-2000).
Límite de corriente eléctrica que puede
tolerar el cuerpo humano:
De acuerdo a la referencia (IEEE Std. 80-2000)
la magnitud y duración de la corriente que
puede circular a través de un cuerpo humano a
50Hz o 60Hz debe ser menor que el valor de
corriente necesaria para que pueda causar al
corazón fibrilación ventricular. El límite del
voltaje de contacto y paso permisible por el
cuerpo humano para personas de 50 y 70 kg se
presentan en las ecuaciones (1) - (5):
𝐸𝑝𝑎𝑠𝑜50 = (1000 + 6𝐶𝑠𝜌𝑠)0.116
√𝑡𝑠 (1)
𝐸𝑝𝑎𝑠𝑜70 = (1000 + 6𝐶𝑠𝜌𝑠)0.157
√𝑡𝑠 (2)
𝐸𝑐𝑜𝑛𝑡𝑎𝑐𝑡𝑜50 = (1000 + 1.5𝐶𝑠𝜌𝑠)0.116
√𝑡𝑠 (3)
𝐸𝑐𝑜𝑛𝑡𝑎𝑐𝑡𝑜70 = (1000 + 1.5𝐶𝑠𝜌𝑠)0.157
√𝑡𝑠 (4)
𝐶𝑠 = 1 −0.09(1−
𝜌
𝜌𝑠)
2ℎ𝑠+0.09 (5)
Dónde
𝐶𝑠 Factor de reducción de la capa de la
superficie
𝜌𝑠 Resistividad del material de la superficie
(Ω. 𝑚)
𝜌 Resistividad del material de bajo de la
superficie (Ω. 𝑚)
ℎ𝑠 Espesor del material superficial en (𝑚)
𝑡𝑠 Tiempo de duración de la descarga eléctrica
(𝑠)
Evaluación de la resistencia del sistema de
tierra (Rg)
La resistencia que presenta el mallado de la red
de tierra (Rg) es uno de los parámetros
determinante en el diseño de los sistemas de
tierra, debido a que su magnitud es un factor
determinante para poder establecer la
dimensión del área y la disposición de la
misma. Por otra parte, Rg se puede definir
como la oposición que presenta la rejilla de
tierra al paso de la corriente para poder
dispersarse al interior del suelo. En este sentido
la filosofía del diseño de redes de tierra está
orientada a reducir los valores de Rg con la
finalidad de mantener la magnitud de los
voltajes de paso, de contacto y superficiales a
niveles aceptables de seguridad. Un diseño de
sistema de tierra adecuado debe proveer un
valor apropiado de Rg en orden de minimizar el
incremento de potencial de tierra GPR por sus
siglas en inglés (Ground Potential Rise).
Por ejemplo, para subestaciones de
transmisión y otras subestaciones grandes
dimensiones la resistencia de tierra está
alrededor de 1 Ohm o menos.
299
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 295-306
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
TORRES-JIMÉNEZ, Jacinto, GUARDADO-ZAVALA, José Leonardo, TAPIA-
TINOCO, Guillermo y JURADO-PÉREZ, Fernando. Método computacional para
calcular la resistencia del sistema de tierra para subestaciones al aire libre. Revista
de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Sin embargo, para subestaciones
pequeñas (subestaciones de distribución) la
resistencia de tierra está en el orden de 1 a 5
Ohms dependiendo de las condiciones locales.
Debido a la importancia de Rg en el diseño de
subestaciones de C.A. en literatura se han
propuestos diferentes métodos empíricos y
computacionales para calcular su magnitud. A
continuación presentan los trabajos más
representativos para calcular la resistencia total
del sistema de tierra (Rg).
Método de Laurent y Sverak
Sverak, (1984) propone la ecuación (6)
formulación para calcular la resistencia total del
sistema de tierra:
𝑅𝑔 =𝜌
4√
𝜋
𝐴+
𝜌
𝐿𝑇 (6)
Dónde:
𝜌.- resistividad del suelo (Ω. 𝑚)
𝐴.- Área que abarca la malla de tierra (𝑚2)
𝐿𝑇.- Longitud total de los conductores de la
malla (𝑚)
Severak modificó la expresión propuesta
por Lauren para incluir la profundidad de la
malla de tierra:
𝑅𝑔 = 𝜌 [1
𝐿𝑇+
1
√20𝐴[1 +
1
1+ℎ√20
𝐴
]] (7)
Donde:
ℎ.- profundidad de la malla de tierra (m)
Método de Schwarz
Schwarz (1954) propone una formulación para
determinar la resistencia de tierra considerando
suelos homogéneos y la inclusión de varillas
verticales.
𝑅𝑔 =(𝑅1)(𝑅2)−𝑅𝑚
2
𝑅1+𝑅2−2𝑅𝑚 (8)
Dónde:
𝑅1.- Valor de la resistencia a tierra de los
conductores de la rejilla (Ω)
𝑅2.- Valor de la resistencia a tierra de las
varillas de la rejilla (Ω)
𝑅𝑚.- Valor mutuo de la resistencia a tierra entre
el grupo de los conductores de la malla y de las
varillas de tierra. (Ω)
Resistencia de la rejilla:
𝑅1 =𝜌
𝜋𝐿𝑐[𝑙𝑛 (
2𝐿𝑐
𝑎′ ) +𝐾1𝐿𝑐
√𝐴− 𝐾2] (9)
Donde.
𝐿𝑐.- Valor de la longitud total de todos los
conductores de la malla de tierra (𝑚)
𝑎′.- es √𝑎. 2ℎ para todos los conductores que se
entierran a una profundidad de h metros.
𝑎′ = 𝑎 para un conductor en la superficie
terrestre (𝑚)
2𝑎.- Diámetro del conductor (𝑚)
𝐾1 𝑦 𝐾1.- Coeficientes.
Resistencia de las varillas:
𝑅2 =𝜌
2𝜋(𝑛𝑅)(𝐿𝑟)[𝑙𝑛 (
4𝐿𝑅
𝑏) − 1 +
(2𝐾1)(𝐿𝑟)
√𝐴(√𝑛𝑅 −
1)2] (10)
300
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 295-306
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
TORRES-JIMÉNEZ, Jacinto, GUARDADO-ZAVALA, José Leonardo, TAPIA-
TINOCO, Guillermo y JURADO-PÉREZ, Fernando. Método computacional para
calcular la resistencia del sistema de tierra para subestaciones al aire libre. Revista
de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Dónde:
𝐿𝑟.- valor de la longitud de cada varilla (𝑚)
2𝑏.- diámetro de la varilla (𝑚)
𝑛𝑅.- número de varillas que se colocan en el
área A.
Resistencia mutua entre la rejilla y las varillas:
𝑅2 =𝜌
2𝜋(𝐿𝑐)[𝑙𝑛 (
2𝐿𝑐
𝐿𝑟) +
(𝐾1)(𝐿𝑐)
√𝐴− 𝐾2 + 1] (11)
Métodos computacionales
Se ha demostrado que los métodos
computacionales tienen la ventaja de calcular la
magnitud de Rg de una forma más exacta que
los métodos empíricos. En este trabajo se
utilizará el método matricial combinado con el
método de integración (MA-INT) para
determinar Rg por las razones siguientes: 1)
permite obtener valores aceptables de Rg para
mallas cuadradas y rectangulares con electrodos
paralelos espaciados a distancias uniformes y
no uniformes, 2) Se pueden incluir varillas de
tierra en el eje z y 3) El método es más exacto
que los métodos (Sakis-Meliopoulos, 1988).
El método computacional MA-INT parte
de la ecuación de Laplace, a fin, de obtener los
Factores de Distribución de Voltaje (VDF) en
un punto. Los elementos de la matriz VDF se
denominan factores de distribución de voltaje
debido a que proporcionan el voltaje en un
punto originado por el flujo de una fuente de
corriente específica y tienen dimensiones de
resistencia (Ohms). En literatura la matriz VDF
se le conoce frecuentemente como resistencia
de transferencia, resistencias mutuas y propias,
sin embargo, su significado físico no tiene
relación alguna con el concepto de resistencia.
Para determinar el VDF el método MA-
INT divide los electrodos de tierra en n
segmentos pequeños y considera que una
corriente eléctrica total Ii que emana de la
superficie de un segmento fluye hacia el interior
del suelo como se presenta en la Figura 1.
Además, se asume que la distribución de
corriente a lo largo del segmento es uniforme.
Dependiendo de la dirección de los segmentos,
se puede calcular la matriz VDF para los
escenarios siguientes: 1) la tensión en un punto
en el suelo, ocasionado por el flujo de una
corriente eléctrica del conductor 1, 2) Calcular
la tensión transferida al segmento de conductor
2 debido al flujo de corriente eléctrica del
conductor 1 y 3) Calcular la tensión del
segmento del conductor 1 ocasionado por el
flujo de su propia corriente eléctrica (Sakis-
Meliopoulos, 1988).
.
Figura 1 Sistema de tierra dividida en electrodos
pequeños
Construcción de las Matrices de Factor de
Distribución de Voltaje (FDV)
La construcción de la matriz de FDV ocupa un
lugar importante en la metodología propuesta.
Para ilustrar la manera en que se obtuvo esta
matriz considérese la Figura 2, la cual consiste
de una malla con un cuadro (1x1), cuyas
dimensiones son de 10 m. de ancho por 10 m.
de largo, la cual se encuentra enterrada a una
profundidad de 0.5 m de la superficie de la
tierra.
301
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 295-306
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
TORRES-JIMÉNEZ, Jacinto, GUARDADO-ZAVALA, José Leonardo, TAPIA-
TINOCO, Guillermo y JURADO-PÉREZ, Fernando. Método computacional para
calcular la resistencia del sistema de tierra para subestaciones al aire libre. Revista
de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Figura 2 Malla de tierra de un cuadro (1x1)
Para facilitar los cálculos, el origen se
situará en una de las esquinas de la red.
Asimismo, cada segmento será considerado
como una línea de transmisión individual. Bajo
estas observaciones se tendría un sistema
orientado en “x” y “y “como se muestra en la
Figura 3.
Figura 3 Sistema de tierra malla 1x1
Determinando las coordenadas del
centro de cada segmento de acuerdo a la Figura
2, se obtienen los datos presentados en la Tabla
1. Con este tipo de arreglo es posible
determinar el FDV únicamente para los
segmentos 1,2 y 3,4 en la dirección “x” y “y”,
respectivamente. Coordenadas al centro de los segmentos delconductor
Segmento x y z
Longitud
de los segmentos
del
conductor (m)
Diámetr
o (m)
1
2
3 4
5
5
0 10
0
10
5 5
-0.5
-0.5
-0.5 -0.5
10.0
10.0
10.0 10.0
0.007
0.007
0.007 0.007
Nota: Los electrodos están orientados en la dirección de “x” y “y”.
Tabla 1 Parámetros de los segmentos del sistema de
tierra de la Figura 5.2
Utilizando las fórmulas de la referencia
de (Sakis-Meliopoulos, 1988) se tiene:
1289149837414
8374141289149
..
..x_direccion_FDV
(12)
1289149393411
3934111289149
..
..y_direccion_FDV
(13)
Las matrices (12) y (13) corresponden al
FDV de los segmentos 1,2 y 3,4
respectivamente. Para la construcción de la
matriz FDV del sistema de tierras completo, se
colocarán las submatrices individuales de FDV
en la diagonal principal como se presenta en la
ecuación (14). Con este tipo de arreglo no se
consideran acoplamientos entre segmentos
orientados en un ángulo de 90º.
ydireccion
xdireccionyxdirecccion
__FDV0
0__FDV___FDV
(14)
1289.1493934.1100
3934.111289.14900
001289.1498374.14
008374.141289.149
___FDV xydireccion
(15)
Cálculo de la Matriz de Conductancia (G)
Una vez que se obtienen las matrices de FDV,
es posible calcular el parámetro de la
conductancia de la red de tierra. Si recordamos
que G=[FDV]-1 al invertir (12), (13) se tiene:
0068.00007.0
0007.00068.0_
xG (16)
0067.00005.0
0005.00067.0_
yG
(17)
Donde las matrices de conductancia (16),
(17) corresponden a los conductores 1,2 y 3,4
respectivamente sin considerar los
acoplamientos a 90º. Para la construcción de
conductancia total del sistema, existen dos
maneras de obtenerla:
Y
X
3
2
4
1
10m
10m
4 3
1
2
Y
X
302
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 295-306
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
TORRES-JIMÉNEZ, Jacinto, GUARDADO-ZAVALA, José Leonardo, TAPIA-
TINOCO, Guillermo y JURADO-PÉREZ, Fernando. Método computacional para
calcular la resistencia del sistema de tierra para subestaciones al aire libre. Revista
de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
a) Tomar las matrices de conductancias
en sus respectivas direcciones y situarlas en la
diagonal principal como se observa en la
ecuación (18):
yG
xGyxG
_0
0___
(18)
b) Directamente, es posible invertir la
ecuación (15) para obtener la conductancia de
todo el sistema.
0067.00005.000
0005.00067.000
000068.00007.0
000007.00068.0
__
yxG
(19)
De la matriz de conductancia del sistema,
la resistencia, la inductancia y la capacitancia se
obtienen utilizando las ecuaciones presentadas
en la referencia de (Meliopoulos, y Moharam,
1983).
Comparación de resultados
En esta sección se propone comparar el método
MA-INT con otros métodos presentados en
literatura para calcular Rg, con la finalidad de
demostrar que el método MA-INT es una
herramienta idónea que se puede utilizar para
optimizar el diseño de redes de tierra. El estudio
comparativo consiste en calcular la magnitud de
Rg para rejillas de tierra de topologías y
dimensiones diferentes.
El sistema de prueba está compuesto por
una malla cuadrada con un número total de
cuadriculas (N=4), cada cuadrícula tiene una
dimensión de (PC=10mX10m) y el área total de
la malla es de (PM=20mX20m), la estructura se
encuentra enterrada a 0.5m de las superficie de
la tierra en un suelo homogéneo de resistividad
de 100 Ω.m, el diámetro de los electrodos es de
10 mm, se considera no conectar varillas en el
eje z, ver Figura 4. La dimensión del sistema de
tierra queda completamente representada por la
nomenclatura siguiente:
4-20X20-10X10.
Figura 4 Sistema de prueba: 4-20X20-10X10
En la Tabla 2 se presentan los valores de
Rg calculados con diferentes métodos para
diversos sistemas de prueba. Se puede observar
que para el sistema 4-20X20-10X10, el valor de
Rg calculado con el método MA-INT es de
2.68 Ω mientras que el valor máximo y mínimo
obtenidos con los métodos de Güemes y
Schwarz es de 2.74 Ω y 2.56 Ω
respectivamente. Es evidente que el valor de Rg
determinado con el método MA-INT está por
abajo del valor máximo en un 3.25 % y por
arriba del valor mínimo en un 4.33 %. En la
Figura 4 es posible apreciar de forma gráfica
los valores de Rg calculados utilizando los
diferentes métodos. Además, se puede observar
que el método MA-INT es idóneo para calcular
Rg con buenos resultados.
Métodos para calcular la resistencia de la malla (Rg)
Dimensión de la
Malla
N-PM-PC
Güemes,
(2004)
Thapar
(1991)
Sverak
(1984)
Schwarz
(1954)
Thapar
(1991)
Matricial-
Integral
4-20X20-10X10 2.74 2.77 2.96 2.56 2.63 2.68
16-20X20-5X5 2.58 2.46 2.62 2.49 2.37 2.39
9-24X24-8X8 2.26 2.16 2.31 2.12 2.06 2.12
4-40X40-20X20 1.42 1.41 1.51 1.35 1.41 1.44
16-40X40-10X10 1.27 1.25 1.34 1.29 1.25 1.26
64-40X40-5X5 1.16 1.15 1.23 1.22 1.15 1.16
Resistividad de 100Ω-m, diámetro del conductor 10mm, Profundidad 0.5m,.N.-
Numero de cuadriculas, PM.- Perímetro de la malla (m), PC.- Dimensión de la
cuadricula (m).
Tabla 2 Métodos para calcular la resistencia de la malla
Por otra parte, es evidente observar que
para rejillas con áreas iguales pero con
diferentes números de electrodos cómo se
muestra en los sistemas de tierra de los incisos
A) y B) de la Figura 5, el valor de Rg varía.
303
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 295-306
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
TORRES-JIMÉNEZ, Jacinto, GUARDADO-ZAVALA, José Leonardo, TAPIA-
TINOCO, Guillermo y JURADO-PÉREZ, Fernando. Método computacional para
calcular la resistencia del sistema de tierra para subestaciones al aire libre. Revista
de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Figura 5 Métodos para calcular la Resistencia de Malla
para redes de diferentes dimensiones
Estudio de sensibilidad de parámetros
El estudio consiste en utilizar los datos del
sistema de prueba presentado en la Figura 4,
pero con la posibilidad de poder incrementar: 1)
el número de electrodos, 2) el diámetro del
conductor y 3) el área de la malla de tierra con
las siguientes restricciones: 1) los electrodos
paralelos en la dirección “x”, y “y” estarán
espaciados de forma uniforme. 2) La malla
debe ser simétrica, es decir el número total de
electrodos que se coloquen en el eje x deben ser
igual al número de electrodos en el eje y 3) No
se considera conectar varillas de tierra en el eje
z.
Separación de electrodos
En orden de evaluar cómo influye al valor de
Rg el número de electrodos en la rejilla de tierra
y por consiguiente la distancia de separación
que existe entre ellos, se propone incrementar el
número de electrodos con las siguientes
restricciones:
1) El número mínimo de electrodos que
se pueden instalar en la dirección “x”, “y” es de
2 electrodos, 2) el número máximo de
electrodos que se pueden instalar en la
dirección “x”, “y” es de 300 electrodos, 3) La
dimensión del área de la rejilla será constante
de 400 m2. El resultado de este estudio se
presenta en la Figura 6. Se puede observar que
conforme se incrementa el número de
electrodos en la red de tierra el valor de Rg
presenta un comportamiento exponencial; no
obstante después de incrementar un número
determinado de electrodos la diferencia del
valor de Rg es insignificante. A manera de
ejemplo, cuando se instalan 86 electrodos por
cada lado, el sistema queda totalmente
representado por la siguiente nomenclatura:
7225-20X20-0.24X0.24. La magnitud de Rg
para este sistema es de 2.131 Ω, cuando se
instalan 300 electrodos por lado el valor de Rg
que se obtiene es de 2.121 Ω decreciendo
únicamente en un 0.046%, pero el número
electrodos que se adicionaron es
aproximadamente de 348.83%. Estos resultados
demuestran que minimizar el valor de Rg es
válido pero no es suficiente para resolver por
completo el problema de optimizar el diseño del
sistema de tierra.
Figura 6 Resistencia de Malla (Rg) para diferentes
topologías de redes de tierra
1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 61
1.2
1.4
1.6
1.8
2
2.2
2.4
2.6
2.8
3
Dimensión de la malla
Rg
(O
hm
)
Métodos para calcular el valor de Rg
Guemes
Thapar
Sverak
Schwarz
Thapar-Gerez
Matricial-Integral
0 50 100 150 200 250 3002.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
3
3.1
Número de electrodos por lado
Re
sis
ten
cia
de
la
ma
lla (
Rg
) O
hm
s
A) 4-20X20-10X10 B) 16-20X20-5X5 C) 9-24X24-8X8
D) 4-40X40-20X20 E) 16-40X40-10X10 F) 64-40X40-5X5
C) D) A) B) E) F)
Resistividad de 100 ohm-m, diámetro del conductor 10mm
304
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 295-306
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
TORRES-JIMÉNEZ, Jacinto, GUARDADO-ZAVALA, José Leonardo, TAPIA-
TINOCO, Guillermo y JURADO-PÉREZ, Fernando. Método computacional para
calcular la resistencia del sistema de tierra para subestaciones al aire libre. Revista
de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Incremento del diámetro del conductor
Ahora el estudio de sensibilidad que se propone
es incrementar el diámetro del conductor
satisfaciendo las siguientes restricciones: 1) El
diámetro mínimo del electrodo será de 8 mm
que corresponde al calibre de 1/0, 2) El
diámetro máximo del electrodo será de 24 mm,
3) La dimensión del área de la rejilla será
constante de 400 m2 y 4) El número de
cuadrículas en la dirección “x”, “y” será
constante de 50. Los resultados se presentan en
la Figura 7. Es evidente observar que conforme
se incrementa el diámetro del conductor de la
malla, disminuye el valor de Rg.
Figura 7 Rg para malla de 50X50 utilizando conductores
de diferentes diámetros.
Los resultados muestran que cuando el
diámetro del conductor es de 8mm el valor de la
resistencia de la malla es de 2.82Ω, mientras
que para un conductor con diámetro de 24mm
el valor de Rg es de 2.807Ω, decreciendo
aproximadamente en 0.5% con relación al
conductor de menor diámetro. Es importante
mencionar que en el diseño de redes de puesta a
tierra elegir un conductor con diámetro grande
implicaría incrementar los costos de
construcción.
Incremento del área de la malla de puesta a
tierra
En este caso se incrementará el área del sistema
de tierra satisfaciendo las siguientes
consideraciones: 1) El área mínimo de la malla
de puesta a tierra será de 400 m2, 2) El área
máxima de la malla de puesta a tierra será de
10000 m2, 3) El número de electrodos en la
dirección “x”, “y” será constante de 51
electrodos, 4) el diámetro del conductor será de
10mm. En la Figura 8 se puede observar que el
valor de Rg para mallas de 50X50 cuadrículas
con área de 20 y 100 m2 es de 2.809 y 0.58 Ω
respectivamente, decreciendo en un 79%
aproximadamente. Es importante observar que
la Rg decrece exponencialmente conforme se
incrementa el área del sistema de tierra.
Figura 8 Rg utilizando diferentes areas para una Malla
de 50X50
Conclusiones
En este trabajo se presenta un método
computacional especializado para calcular el
valor de la resistencia remota de tierra. Los
valores de Rg fueron comparados con
resultados publicados por otros autores
utilizando diferentes métodos.
8 10 12 14 16 18 20 22 242.806
2.808
2.81
2.812
2.814
2.816
2.818
2.82
2.822
2.824
Diámetro del conductor (mm)
Re
sis
ten
cia
de
la
ma
lla d
e p
ue
sta
a tie
rra
(O
hm
s)
Malla 50X50
20 30 40 50 60 70 80 90 1000.5
1
1.5
2
2.5
3
Area de la malla de puesta a tierra (m2)
Re
sis
ten
cia
de
la
ma
lla d
e p
ue
sta
a tie
rra
(O
hm
s)
Malla de 50X50
305
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 295-306
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
TORRES-JIMÉNEZ, Jacinto, GUARDADO-ZAVALA, José Leonardo, TAPIA-
TINOCO, Guillermo y JURADO-PÉREZ, Fernando. Método computacional para
calcular la resistencia del sistema de tierra para subestaciones al aire libre. Revista
de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
En este sentido es conveniente utilizar
métodos adecuados para calcular el valor de
Rg, porque es uno de los parámetros eléctricos
más relevantes en el diseño de sistemas de
tierra para subestaciones al aire, porque está
estrechamente ligado al criterio de seguridad,
ya que la resistencia de tierra se opone al paso
de la corriente que fluye a disiparse al interior
del suelo. Valores bajo de Rg permite reducir el
gradiente de potencial en la rejilla de tierra.
Por otra parte realizó un estudio de
sensibilidad de parámetros de diseño de redes
de tierra para evaluar cómo impacta en el valor
de Rg. Los parámetros que se analizaron
fueron: el diámetro y la separación de los
conductores de la rejilla de puesta a tierra, así
como, el área de la superficie que cubre la
malla de tierra. Los resultados muestran que es
importante elegir apropiadamente cada uno de
los parámetros de diseño porque permiten
reducen el valor de Rg, pero por otra parte se
debe tener cuidado de no incrementar el costo
de construcción.
Reconocimientos
Los autores agradecen al Tecnológico Nacional
de México-DGEST, al Consejo de Ciencia y
Tecnología del Estado de Guanajuato
(CONCYTEG) y al Consejo Nacional de
Ciencia y Tecnología (CONACYT) por su
apreciable apoyo financiero en la realización de
este proyecto de investigación.
Referencias
Colominas, I., Navarrina, F., & Casteleiro, M.
(1999). A boundary element formulation for the
substation grounding design, 30(9-11), 693-700
Covitti, A., Delvecchio, G., Fusco, A., Lerario,
F., & Neri, F. (2005). Two Cascade Genetic
Algorithms to Optimize Unequally Spaced
Grounding Grids with Rods, IEEE EUROCON,
Serbia and Monte negro, 22-24.
Elrefaie, E.M., Ghoneim, S., Kamal, M., &
Ghaly, R. (2012) Evolutionary Strategy
Technique to Optimize the Grounding Grids
Design, Power and Energy Society General
Meeting, 1-6
Güemes, J.A. & Hernando, F.E. (2004).
Method for Calculating the Ground Resistance
of Grounding Grids Using FEM, IEEE
Transactions On Power Delivery, 9(2). 595-
600.
Ghoneim, S., Hirsch, H., Elmorshedy A., &
Amer, R. (2007). Optimum grounding grid
design by using an evolutionary algorithm,
IEEE Power Engineering Society General
Meeting, 1-7.
He, Z., Wen, X., & Wang, J. (2007)
Optimization Design of Substation Grounding
Grid Based on Genetic Algorithm”, IEEE Third
International Conference on Natural
Computation, (ICNC 2007), 140-144.
IEEE Std. 80-2000, (2000). IEEE Guide for
Safety in AC Substation Grounding, IEEE:
Institute of Electrical and Electronic Engineers,
Inc., New York.
Khodr, H. M., Salloum, G. A., & Miranda, V.
(2006). Grounding System Design in Electrical
Substation: An Optimization Approach,
IEEE/PES Transmission & Distribution
Conference and Exposition: Latin America, 1-
5.
Khodr, H. M., Salloum, G. A., Saraiva, J. T., &
Matos, M. A. (2009). Design of grounding
systems in substations using a mixed-integer
linear programming formulation, 79(1), 126-
133
306
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 295-306
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
TORRES-JIMÉNEZ, Jacinto, GUARDADO-ZAVALA, José Leonardo, TAPIA-
TINOCO, Guillermo y JURADO-PÉREZ, Fernando. Método computacional para
calcular la resistencia del sistema de tierra para subestaciones al aire libre. Revista
de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Meliopoulos, A.P., & Moharam. M.G (1983).
Transient Analysis of Grounding Systems,
IEEE Transactions on Power Apparatus and
Systems, 102(2), 389-399
Neri, F., Cascella, G.L., Salvatore N., Acciani,
G., & Gassi, D.A., (2005). A Hierarchical
Evolutionary-Deterministic Algorithm in
Topological Optimization of Electrical
Grounding Grids, 2005 WSEAS Int. Conf. on
DYNAMICAL SYSTEMS and CONTROL,
Venice, Italy, 570-575
Otero, A. F., Cidrás, J., & Garrido, C., (2002).
Grounding Grid Design Using Evolutionary
Computation-Based Methods, Electric Power
Components and Systems, 30(2), 151-165
Sakis-Meliopoulos, A. P. (1988) Power System
Groundig and Transients: an Introduction,
Marcel Dekker, New York, 1988
Sarker, R., Mohammadian, M., & Yao, X.
(2002) Evolutionary Optimization, Klumer
Academic Publishers, New York.
Sverak, J.G. (1984) “Simplified analysis of
electrical gradients above a ground the present
IEEE method?,” IEEE Transaction on Power
Apparatus and System, vol. PAS-103, pp., 7-25,
Jan. 1984
Schuwarz, S.J. (1954) “Analytical expression
for resistence of grounding systems,” IEEE
Transaction on Power Apparatus and Systems,
vol. 73, no. 13, part III-B, pp. 1011-1016, Aug.
1954.
Thapar, B., Gerez, V., Balakrishnan, A. &
Blank, D.A. (1991) Evaluation of a grounding
grid of any shape, IEEE Transaction.Power
Delivery, 6(1), 640–647.
Yi-min, Y., Min-fang, P., Hai-tao, H., & Yue-
hua, Y. (2009) Optimal Design of Grounding
Grids Based on Genetic Algorithm, IEEE Third
International Conference on Genetic and
Evolutionary Computing, (WGEC '09), 129-132
Zitzler, E., Laumanns, M. & Thiele, L. (2001)
SPEA2: Improving the strength Pareto
evolutionary algorithm. Technical Report 103,
Computer Engineering and Networks
Laboratory (TIK), Swiss Federal Institute of
Technology (ETH), Zurich, Switzerland.
307
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 307-315
La toma de decisiones de los alumnos del Nivel Superior ante los problemas de
Seguridad del Municipio de San Juan del Río
CORTÉS, Yolanda*†, ESTRELLA-VELÁZQUEZ, Rafael, CERVANTES-DÍAZ, Estela, ROJAS-
MIRANDA, Cypatly
Universidad Autónoma de Querétaro.Río Moctezuma Núm. 249 C.P.76806 San Juan del Río, Qro.
Recibido13 de Julio, 2015; Aceptado11 de Septiembre, 2015
Resumen
Es del día a día que los medios informativos presentan
los sucesos de Seguridad a nivel municipal, nacional, e
internacional. Este tema es vital para toda sociedad.
El objetivo del presente trabajo es presentar un
aspecto sobre el ámbito jurídico en cuestión al tema de
Seguridad y el conocimiento y la posición que hoy los
estudiantes del Nivel Superior tienen en relación con los
delitos que se presentan en su entorno en el municipio de
San Juan del Río. Utilizando un enfoque cuantitativo para
lo que se diseñó un cuestionario, utilizando para el
análisis de la información el sistema estadístico SPSS
versión 22 con el que se encontraron hallazgos como que
a pesar de vivir los delitos únicamente un 12% de los
afectados ha tomado una decisión para contrarrestar este
aspecto de riesgo.
Toma de decisiones, estudiantes, seguridad
Abstract
Every day the media present the Security event at the
municipal, national, and international levels. This topic is
vital for any society.
The objective of this paper is to present an
aspect of the legal field concerned the issue of Security
and knowledge and position today Higher Level students
have in relation to crimes that occur in their environment
in San Juan del Río. Using a quantitative approach for
which a questionnaire was designed, using the data
analysis the SPSS version 22 statistical system with
which findings were such that despite living crimes only
12% of those affected have made a decision to counteract
this risk aspect.
Making-decisions, students, security
Citación: CORTÉS, Yolanda, ESTRELLA-VELÁZQUEZ, Rafael, CERVANTES-DÍAZ, Estela, ROJAS-MIRANDA,
Cypatly. La toma de decisiones de los alumnos del Nivel Superior ante los problemas de Seguridad del Municipio de San
Juan del Río. Revista de análisis Cuantitativo y Estadístico 2015, 2-4: 307-315
* Correspondencia al Autor (Correo Electrónico: [email protected])
†Investigador contribuyendo como primer autor
© ECORFAN-Bolivia www.ecorfan.org/bolivia
308
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 307-315
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
CORTÉS, Yolanda, ESTRELLA-VELÁZQUEZ, Rafael, CERVANTES-DÍAZ,
Estela, ROJAS-MIRANDA, Cypatly. La toma de decisiones de los alumnos del
Nivel Superior ante los problemas de Seguridad del Municipio de San Juan del Río.
Revista de análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Introducción
Una sociedad ordenada cubre las necesidades
de Seguridad de ésta. Sin embargo, esto se
quebranta cuando se presentan hechos como las
guerras, las enfermedades, las catástrofes
naturales, la neurosis y las olas delictivas.
(Cloninger, 2002;pag.447)
En el estado de Querétaro en los últimos
cinco años la Procuraduría General de Justicia
del Estado de Querétaro en el registro de sus
actas determinadas ha mostrado un incremento
significativo.
Año Número de Actas
2010 28,402
2011 32,104
2012 35,104
2013 39,179
2014 40,156
Tabla 1 Actas Determinadas PGJ, Querétaro
En esto radica la importancia de este
trabajo estableciendo como objetiavo presentar
un aspecto sobre el ámbito jurídico en cuestión
al tema de Seguridad, el conocimiento y la
intervención que hoy los estudiantes del Nivel
Superior tienen en relación con los delitos que
se presentan en su entorno en el municipio de
San Juan del Río ya que para Garay (2008) los
universitarios son un grupo social inserto en el
cambio social del país con especial potencial y
poder adquisitivo-productivo.
De esta forma se considera que la
información que presenta esta investigción
servirá a las organizaciones, privadas,
gubernamentales, académicas, etc. Ya que
como se observa en la tabla 1 de 2010 a 2014
casi se duplicó el número de actas determinadas
a nivel estatal.
En la investigación y aplicación de las
ciencias penales, no sólo deben intervenir los
Licenciados en Derecho, encargados de la
averiguación previa y de la impartición de
justicia, sino también los psicólogos,
sociólogos, trabajadores sociales, médicos y
antropólogos, en pocas palabras, los
profesionales interesados en el desarrollo y
organización social, así como aquellos que
tienen como misión la de hacer respetar la ley
para la seguridad de los ciudadnos.” (Barrita,
2006; pg. 1) con este fundamento es que este
proyecto se efectuó en el nivel superior.
Revision de literatura
Para González (1994) partiendo del aspecto
jurídico, la Seguridad es sentirse libre o ausete
de todo peligro, daño o riesgo.
El aspecto subjetivo de la Seguridad se
refiere a que es el sentimiento de una persona
de no tener peligro. En relación al elemento
objetivo, éste se identifica con la ausencia real
del peligro. Esta distinción no es ociosa, sobre
todo si se considera que frecuentemente los
medios de comunicación pueden agravar la
sensación al emitir información no fundada en
hechos reales. (González, 1994; pg. 43). El
ético y correcto ejercicio de la autoridad tiene el
objetivo del bien común en una sociedad, esto
implica la justicia y seguridad, y con ello la
fortificación del Estado.
Considerado el Derecho Penal esencia
jurídica para salvaguardar al hombre en su
integridad, familia, propiedades, posesiones y
derechos. No se omite mencionar que la
persona al poseer inteligencia y voluntad, es
capaz de crear y procurar armonía en la
sociedad a la que pertenece, pero de igual forma
puede quebrantar todos los derechos y
obligaciones instituidos para preservar el orden
social, con este fin, para López (2012)
309
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 307-315
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
CORTÉS, Yolanda, ESTRELLA-VELÁZQUEZ, Rafael, CERVANTES-DÍAZ,
Estela, ROJAS-MIRANDA, Cypatly. La toma de decisiones de los alumnos del
Nivel Superior ante los problemas de Seguridad del Municipio de San Juan del Río.
Revista de análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
En México existe el Código Penal
Federal, pero cada Entidad Federativa y Distrito
Federal tiene su propio Código Penal. En este
país el Estado tiene el poder punitivo para
establecer penas y sanciones justas aplicables a
los hombres que ejecuten conductas delictivas
que provoquen la infracción del Sistema
Jurídico establecido.
Se debe considerar que precisamente esas
conductas delictivas para Nieves (2010) es lo
que se le conoce como delito, este autor lo
define como una conducta humana prohibida
por algún dispositivo legal que la exprese y
solamente adquiere ese carácter cuando esa
conducta humana se adecue a la fórmula legal.
Para el autor Machicado (2010) la
concepción jurídica del delito se refiere a todo
acto humano voluntario que se adecue al
presupuesto jurídico de una ley penal.
En el Capitulo I, artículo 27 del Código
Penal para el Estado de Querétaro, se enlistan
las penas y medidas de seguridad que entre
otras se mencionan las siguientes:
I. Prisión
II. Tratamiento en Libertad
III. Semilibertad
IV. Multa
V. Reparación de daños y perjuicios
VI. Trabajos a favor de la comunidad,
etc.
Por otra parte, en el Subtítulo Segundo,
Capítulo X. Artículo 53. La vigilancia de la
autoridad tiene un doble carácter:
I. Lo que se impone por disposición
expresa de la Ley
II. La que se podrá imponer
discrecionalmente a los responsables
de los delitos de robo, lesiones y
homicidio doloso y en aquellos
casos en que el Juez lo considere
conveniente.
La seguridad jurídica hace referencia a la
certeza de que la situación jurídica de una
persona sólo podrá ser modificada mediante
procedimientos establecidos en el orden
normativo, entendiéndose entonces como la
garantía dada al individuo de que su persona,
sus bienes y derechos no serán objeto de
ataques violentos o que, si esto se llegara a
presentar, serán asegurados por la sociedad, la
protección y reparación de los mismos. Es
decir que no sólo el Estado va a actuar
conforme lo señale el orden jurídico -principio
de legalidad- sino que garantiza que el Estado
no permitirá ataques violentos de terceros que
dañen los bienes y los derechos de los
ciudadanos. Es así que se presenta de esta
forma la intervención de la Seguridad Pública.
Con ello debería entenderse que la
Seguridad en cualquier espacio del Estado de
Querétaro estaría más que manifiesta.
Un segundo aspecto que debe señalarse
en este apartado en relación con la Seguridad es
la Teoría motivacional de Maslow, lo que se
denomina la Jerarquía de las Necesidades de
Maslow, este autor define la Seguridad como
una necesidad que tiene una persona de sentir
seguridad y protección al daño físico y
emocional. En su teoría Maslow clasifica las
necesidades en dos niveles, inferior y superior.
Es precisamente en el primero mencionado en
donde ubica la Seguridad. De igual forma
Maslow manifiesta que las necesidades en este
nivel inferior se satisfacen en forma externa y
las del nivel superior lo hacen de manera
interna.
310
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 307-315
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
CORTÉS, Yolanda, ESTRELLA-VELÁZQUEZ, Rafael, CERVANTES-DÍAZ,
Estela, ROJAS-MIRANDA, Cypatly. La toma de decisiones de los alumnos del
Nivel Superior ante los problemas de Seguridad del Municipio de San Juan del Río.
Revista de análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Esto para considerar la parte jurídica
dentro de su teoría. (Robbins y Coulter,
2005;394)
Partiendo de que los seres humanos
conforman las sociedades y la actuación de
éstos es lo que define una sociedad.
Precisamente se ve la necesidad de considerar
que todo ser humano es responsable de sus
actuaciones y deciones.
Los seres humanos toman decisiones
desde el momento que nacen, ellos deciden
cuándo caminar, hablar, dormir, etc. Puede
señalarse que entonces la acción de tomar
decisiones se vive en cada instante y sin
embargo no existe una educación que desde
temprana edad eduque en tomar decisiones
acertadas, ya que el estudio de la toma de
decisioes es reciente, puede considerarse que a
partir de los 70´s adquiere relevancia.
Haciendo un recorrido por el ámbito
teórico mecionado en el párrafo anterior se
plantea que el individuo hace su elección
considerando sus aspiraciones, valores,
personalidad, propensión al riesgo, poder, ética,
potecial para el disentimiento y sus
sentimientos que asume con un punto de vista
particular como un hecho motivante para la
elección, entonces entre una serie de
alternativas, la elección, su contenido, su
resolución, están mediados por las necesidades
de la propia individualidad e incluso su
creatividad e ingenio. (Cohen, March y Olsen,
1972; Licker, 1976; Heller, 1977; Janis y Mann,
1977; Crozier y Friedberg 1990; Shultz y
Luckmann, 1973; Ivancevicy, et al., 1997;
Frank Harrison, 1999; Martín y Alvarez, 2000;
Hayashi, 2006; Hammond, Keehey y Raiffa,
2006; Carrillo, 2007; De Bono, 2008; Aviño y
Maella, 2010).
El autor Garay, et. Al (2008) hace
referencia a diez motivaciones de Schwartz
(1992) que denomina valores que los
universitarios pueden consider al momento de
tomar decisiones de los cuales los cinco
primeros tienen que ver con la seguridad y que
por supuesto están contempladas dentro del
propio campo jurídico:
Valor Definición
Seguridad Seguridad, armonía y estabilidad de
la sociedad, de las relaciones de sí
misma.
Autodirección Pensamiento independiente y
elección de la acción, creatividad y
exploración.
Conformidad Restrición de las acciones,
inclinaciones e impulsos que pueden
molestar o herir a otros y violar
expetativas o normas sociales.
Universalismo Comprensión, aprecio, tolerancia y
protección del bienestar de todas las
personas y la naturaleza.
Benevolencia Preservación e intensificación del
bienestar de las personas con las que
uno está en contacto personal
contínuo.
Poder Estatus social sobre las personas y
los recursos.
Logro Éxito personal mediante la
demostración de la competencia
según criterios sociales.
Hedonismo Placer y gratifiación sensual para uno
mismo.
Estimulación Entusiasmo, novedad, reto en la vida.
Tradición Respeto, compromiso y aceptación
de las costumbres e ideas que
proporciona la cultura tradicional o la
religión.
Tabla 2 Valores continuos motivacionales de Schwartz
(1992)
Con esto se puede desprender la siguiente
hipótesis: la sociedad cuenta con un nivel de
Seguridad que ella misma promueve en relación
con la toma de decisiones que se ejecutan.
311
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 307-315
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
CORTÉS, Yolanda, ESTRELLA-VELÁZQUEZ, Rafael, CERVANTES-DÍAZ,
Estela, ROJAS-MIRANDA, Cypatly. La toma de decisiones de los alumnos del
Nivel Superior ante los problemas de Seguridad del Municipio de San Juan del Río.
Revista de análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Metodologia
El enfoque utilizado en este trabajo de
investigación fue el cuantitativo ya que las
preguntas versaron en específico sobre el tema
de los delitos y en específico dentro del entorno
de los estudiantes del nivel superior Hernández
(2010:5), ya que los datos fueron producto de
mediciones que se representaron mediante
números (cantidades) y se analizaron a través
de la elaboración de una matriz en el sistema
Excel 2010 y la migración de la misma al
sistema estadístico SPSS versión 22.
Para la técnica utilizada, el dispositivo
auxiliar utilizado fue el cuestionario como ya se
mencionó conformado de 18 preguntas cerradas
(Canales, 2006:219) para de esta forma ejecutar
el trato directo con los hechos producto de la
investigación (Pardinos, 2005).
Los hallazgos que se lograron con esta
investigación son muy representativos y se
muestran a continuación.
Resultados
Gráfica 1 Comercio o Suministro de narcóticos
Gráfica 2 Uso de Estupefacientes
El 50 por ciento de los estudiantes conoce a
personas que usan estupefacientes. Mientras
únicamente 20 por ciento de ellos conoce a
personas que se dedican al comercio y/ sumistro
de ellos. A pesar de este entorno en donde
existe disponibilidad de consumo para ellos o
bien por el conocimiento de personas que se
dedican a comerciarlas, la gráfica 3 muestra que
únicamente alrededor de un 6% de los alumnos
del Nivel Superior los utiliza.
Con los porcetajes exhibidos en el párrafo
anterior se puede precisar que se pasa por alto
la Teoria de Maslow ya que se quebranta este
setido de seguridad y protección al daño físico
y emocional. Además de que pudieran
ejecutarse las condiciones punitivas listadas en
el Código Penal para el Estado de Querétaro,
Capítulo I. Artículo 27.
Gráfica 3 Consumo de Drogas
Si20%
No80%
¿Conoces a alguien que se dedique
al comercio o suministro de
narcóticos?
Si50%
No50%
¿Conoces a alguien que use
estupefacientes?
Si6%
No94%
¿Has consumido drogas?
312
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 307-315
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
CORTÉS, Yolanda, ESTRELLA-VELÁZQUEZ, Rafael, CERVANTES-DÍAZ,
Estela, ROJAS-MIRANDA, Cypatly. La toma de decisiones de los alumnos del
Nivel Superior ante los problemas de Seguridad del Municipio de San Juan del Río.
Revista de análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Un tema de suma relevancia es el
secuestro y al respecto la investigación arrojó
que alrededor del 30 por ciento de los
estudiantes ha sabido de personas que han sido
sujetos a esta acción delictiva. Este porcentaje
es alto y entonces se puede entender el aumento
de las actas determinadas por la PGJ en el
Estado de Querétaro, mostradas en la tabla 1.
Gráfica 4 Secuestro en el Municipio
El 3 por ciento de los estudiantes conocen
a secuestradores. Esto refleja que para este
delito el porcentaje es bajo, pero no deja de ser
una herramienta para los actores dedicados a
este acto fuera de Ley y que podrían sumergir
en esta acción a estudiantes del Nivel Superior.
Gráfica 5 Secuestradores en el Municipio de San Juan
del Río
Entendida la extorsión como un delito
que atenta contra el contrato social efectuado
por el hombre para vivir en sociedad y debido
también a que deberá ser perseguido por el
Ministerio Público, quien lo pondrá en
coocimiento del Poder Judicial, para la
aplicación de la justa pena en lo conducente al
Código Penal para el Estado de Querétaro.
(López, 2012:336) la investigación obtuvo el
porcentaje del 49 por ciento para los estudiantes
universitarios que han experimentado este
delito.
Gráfica 6 Llamadas de Extorsión
Pasando a otro acto ilícito se muestra el
resultado del robo, entendido como la persona
que se apodera de una cosa ajena mueble, sin
derecho y sin consentimiento de la persona que
puede disponer de ella con arreglo a la Ley.
(López, 2012:259) La cifra expresada en
porcentaje muestra que alrededor de un 21 por
ciento de los encuestados ha sido víctima de
esta acción.
Gráfica 7 Asaltos y/o Robos en el Municipio
Si30%
No70%
¿Conoces a alguien que haya sido
secuestrado?
Si3%
No97%
¿Conoces a algún secuestrador?
Si
49%No
51%
¿Has sufrido llamadas de
extorsión?
Si21%
No79%
¿Has sufrido algún asalto y/o
robo?
313
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 307-315
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
CORTÉS, Yolanda, ESTRELLA-VELÁZQUEZ, Rafael, CERVANTES-DÍAZ,
Estela, ROJAS-MIRANDA, Cypatly. La toma de decisiones de los alumnos del
Nivel Superior ante los problemas de Seguridad del Municipio de San Juan del Río.
Revista de análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
La gráfica 8 muestra en porcentaje la cifra
de alrededor del 8 por ciento para los
estudiantes del nivel superior que han vivido de
cerca la experiencia de un asesinato.
Gráfica 8 Experiencias vividas sobre asesinato en el
municipio de San Juan del Río
Las cifras que se han dado a conocer
hasta este momento muestran como los
alumnos del nivel superior se enfrentan a estos
delitos en el municipio, algunos en porcentajes
más elevados que otros. A continuación se
presentan las cifras que indican la manera en la
que los estudiantes participan de manera activa
en contra de estos.
Gráfica 9 Participación en actos sociales en contra de los
delitos
Como puede observarse únicamente
alrededor del 15 por ciento de la comunidad
estudiantil multicitada está interesada en
participar en actos sociales en contra de los
delitos que atentan contra la Seguridad de la
Sociedad Sanjuanense.
No es de asombrarse, dado lo comentado
en cuestión de que para poder tomar decisiones,
es prioritario tener una educación en este
ámbito desde temprana edad.
Este aspecto se manifiesta de una forma
más crítica la ratificación del resultado anterior
e incluso disminuyendo más el porcentaje ya
que alrededor únicamente de un 12 por ciento
de alumnos han tomado alguna acción de
manera particular en contra de los delitos.
Gráfica 11 Participación en acciones para disminuir los
delitos
Es decir únicamente alrededor del 12 por
ciento de los alumnos del nivel superior toma
decisiones particulares en contra de los delitos
que amenazan la Seguridad del municipio, muy
a pesar de haber sifrido robo un 21 por ciento,
de que alrededor de un 50 por ciento ha
recibido llamadas de extorsión, de que el
mismo porcentaje aplica para gente que
conocen que usa estupefacientes y que saben
que un 30 por ciento ha sufrido secuestro, y de
que un 20 por ciento conoce a personas que se
dedican al comercio de drogas y que un 8 por
ciento han vivido de cerca un asesinato.
Si8%
No92%
¿Has vivido de manera cercana
algún asesinato?
Si15%
No85%
¿Has participado en algún acto
social en contra de los delitos?
Si12%
No88%
¿Has realizado alguna acción de
manera particular para
contrarrestar los delitos?
314
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 307-315
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
CORTÉS, Yolanda, ESTRELLA-VELÁZQUEZ, Rafael, CERVANTES-DÍAZ,
Estela, ROJAS-MIRANDA, Cypatly. La toma de decisiones de los alumnos del
Nivel Superior ante los problemas de Seguridad del Municipio de San Juan del Río.
Revista de análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Conclusiones
En esta investigación se pudo considerar que es
necesario realizar una conciencia sobre la
sociedad, debido a que es poca la participación
que se tiene en cuanto a apoyar al Estado con su
participación para la procuración de Seguridad,
pero esto no se logrará si no se inicia desde una
toma de decisiones que se enseñe en casa,
comenzando por la participación activa en actos
sociales en contra de los delitos. Esta
participación considerando los intereses de la
sociedad en su conjunto. Es educando en toma
de decisiones como se podrá tener una nueva
sociedad en la que no sea necesario la creación
de nuevas instituciones: Produraduría del
consmidor, Procuraduría de Defensa al menor,
Procuraduría del medio abiente, Procuraduría
agraria, Procuraduría del trabajo y la Comsión
de los Derechos Humanos. Guiándo a los
estudiantes del nivel superior en su toma de
decisiones ejercitando los valores (Garay, 2008)
que desarrollen esa toma de decisiones
encaminada a la generación automática de la
propia seguridad.
Es mucho lo que se pierde como sociedad
cuando sus integrantes consideran que levantar
una denuncia es signo de pérdida de tiempo. O
se exige la justicia o se continúa perdiendo la
seguridad en las sociedades futuras.
Referencias
Aviño, M., y Maella, P. (2010) Iceverg a la
vista. Principios para tomar decisions sin
hundirse. España: ñ Ed. Urano.
Barrita, F. (2006) Manual de Criminología (y
otras ciencias afines) para estudiantes de
derecho. México: Porrúa 4ta. Edición. Pag. 1
Canales, J. (2006) Metodología de la
investigación social, Ediciones Lom, Chile,
pag. 219.
Carrillo, M., (2007) Presencia de la industria
maquiladora de exportación en Querétaro
México: Ed. FUDAp. Pag. 102
Cloninger, S. (2002) Teorías de la
Personalidad. México: Pearson Prentice Hall,
3ra. Edición pag. 447
Cohen., March, J. Y Olsen, J. (1972) A
Garbage Can Model of Organizational Choice,
Administrative Science Quarterly, 17 (1), pp.
11-25
Crozier, J. y Friedberg, E. (1990) El actor y el
sistema. Las restricciones de la acción
colectiva. México: Alianza Editorial Mexicana
pag. 112-117
De Bono, E. (2008). El pensamiento lateral
práctico. España: Paidós Ibérica, S. A. pag. 27
Garay, J., Díaz, R., Frías, M., Limón, B.,
Lozano, I., Rocha, T. Zacarías, M., (2008)
Intereses y valores en los jóvens mexicanos.
Revista Enseñanza e investigación en
Psicología 13-2.
http://www.redalyc.org/articuloBasic.oa?id=29
213201 Fecha de consulta 30 de abril, 2015
Harrison, F. (1999) The managerial decision-
making process. USA: Emerald Group
Publishing Ltd. Edt. 5a.
Hayashi, A. (2006) Cuándo confiar en el
instinto. La Toma de decisions. Harvard
Business Review, España: Ediciones Deusto.
Pag. 189.
Hammond, J., Keeney, R y Raiffa, HJ. (2006)
Canjes Equitativos. La Toma de decisions
Harvard Business Review, EEspaña: Ediciones
Deusto. Pag. 23
315
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 307-315
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
CORTÉS, Yolanda, ESTRELLA-VELÁZQUEZ, Rafael, CERVANTES-DÍAZ,
Estela, ROJAS-MIRANDA, Cypatly. La toma de decisiones de los alumnos del
Nivel Superior ante los problemas de Seguridad del Municipio de San Juan del Río.
Revista de análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Heller, A. (2006) Sociología de la vida
cotidiana Mëxico: Ediciones Península pag. 130
Hernández, R. Fernandez, C., Baptista, P.
(2010) Metodología de la investigación. Mc.
Graw Hill 5ta. Edición Mëxico pag. 5
Ivanceich, J., Peter, L. Steven, J. y Crosby, P.
(1997). Gestión, Calidad y Competitiidad
México: Mc. Graw-Hill pag. 158-159.
Janis, L. y Mann, L. (1997) Decision Making.
Usa: The Free Press
Licker, R. y Licker J. (1976) New ways of
managing conflicto. New York: McGraw-Hill
pag. 284
Lopez, E. (2012) Delitos en Particular. México:
Editorial Porrúa. Pag. 8
Nieves, R. (2010) Teoría del delito y práctica
penal. República Dominicana: Editorial
Centenario.
Machicado, J. (2010) Concepto de Delito.
Bolivia: Apuntes Jurídicos.
Martín, L. y Álvarez, A. (enero-junio, 2000).
Sesgos Cognoscitivos del Gerente: su
influencia enla toma de decisions. Revista
Cuana de Salud Publica, 26 (1), pag. 5-11.
Pardinos, F. (2005) Metodologías y técnicas e
investigaciones en Ciencias Sociales. Editorial
Siglo XXI México, pag. 89
Procuraduría General de Justicia del Estado de
Querétaro. Estadística e Indicadores respect a la
Procuración de Justicia (PGJ) fecha de
consulta: 13 de febrero de 2015
http://www.queretaro.gob.mx/transparencia/det
alledependencia.aspx?q=YhT5iDRJbDCMjVY
Ff71QTtdrqcyY8L+DWDhnN/TJTMaVRJ3Vd
Er7pRRAI2e/bs9dn5SFfi5G1t3Khh0T1VUMo
GAhNUvbi1ZaiWOb+DXxAnGNWG0/mppjg
DosD94jxUQkNlxAw5YbH7KnfufJIkIqb1NiV
7aOCFCobfS4feE2k9Aceaood01yWMdBy88Jz
pXR5308lvZnnpFBAkVELqNeNvTfEni69y7Z
GkOdhjyWEp0v8nhTlCaNk5AM4JqoyVK28C
5qdHUR8KXWKypFBd0eX0EHRV+9xoPuebi
y7UJlDQXQDFI7CObXeAhb7TFUmo3rNkM7
99zo9Qi3c4Wqac5Sw5lvqovY0uDT9fIt7ke/ip
FT7u691v4ogeeJchd9h86xlXcZamn3TR1aZzD
unoHVVwz/MG7JVYRe.
Robbins, S. y Coulter, M. (2005)
Administración. México: Pearson 8va. Edición
pag. 394.
Schultz, A. y Luckmann, T. (1973). Las
estructuras del mundo de la vida. USA:
McGraw-Hill
316
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 316-323
Optimización del Sistema Institucional de Tutorías utilizando el modelo de gestión
CRM
CAMPOS-MADRIGAL, Ana Laura*†, FRANCO-AGUILAR, Norma, SÁNCHEZ-LOPEZ, Verónica
y ARIZA-BATALLA, Vivianissel
División Académica Económico Administrativa. Universidad Tecnológica Emiliano Zapata del Estado de Morelos, Av.
Universidad Tecnológica No. 1, Colonia Palo Escrito, Emiliano Zapata, Morelos, México.
Recibido14 de Julio, 2015; Aceptado16 de Septiembre, 2015
Resumen
Se realizó el diseño, validación y fiabilidad del instrumento
Customer Relationship Management (CRM) para medir el
grado de asociación que existe entre los factores internos y
externos que influyen en la deserción escolar, del nivel de
Técnico Superior Universitario de la División Académica
Económica-Administrativa de la Universidad, con la finalidad
de atender oportunamente estos factores y disuadir la decisión
de los estudiantes para reducir el índice de deserción. Para
cumplir con el objetivo, se realizó una revisión de la literatura
relacionada al tema, seleccionando el instrumento psicométrico
Alfa de Cronbach, debido a que es el que mayormente se
adecua a las características de la población en estudio. Éste fue
contestado por cincuenta y tres alumnos elegidos
aleatoriamente al momento de generar su baja escolar. Cabe
mencionar que los datos importantes arrojados refieren a que el
factor externo obedece a problemas laborales y el interno a la
reprobación. Con los datos obtenidos se demuestra que es
factible la implementación del CRM en este tipo de estudios.
Sistemas de tutorías, Customer Relationship Management,
Deserción
Abstract
Design, validation and reliability of Customer Relationship
Management (CRM) tool was performed to measure the degree
of association between the internal and external factors that
influence the dropout level Technician University Academic
Division of Economic and Administrative of the University, in
order to timely respond to these factors and deter the decision
of students to reduce the dropout rate. To meet the target, a
review of the literature related to the subject was conducted by
selecting the Cronbach's alpha psychometric instrument,
because it is the one that mostly adapts to the characteristics of
the study population. This was answered by fifty-three students
chosen randomly when generating their school low. It is worth
mentioning that important data thrown refer to the external
factor due to labor problems and internal to reprobation. The
data obtained shows that the implementation of CRM in this
type of study is feasible.
Tutoring systems, Customer Relationship Management,
Defection
Citación: CAMPOS-MADRIGAL, Ana Laura, FRANCO-AGUILAR, Norma, SÁNCHEZ-LOPEZ, Verónica y ARIZA-
BATALLA, Vivianissel. Optimización del Sistema Institucional de Tutorías utilizando el modelo de gestión CRM. Revista
de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015, 2-4: 316-323
* Correspondencia al Autor (Correo Electrónico: [email protected])
†Investigador contribuyendo como primer autor
© ECORFAN-Bolivia www.ecorfan.org/bolivia
317
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 316-323
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados
CAMPOS-MADRIGAL, Ana Laura, FRANCO-AGUILAR, Norma,
SÁNCHEZ-LOPEZ, Verónica y ARIZA-BATALLA, Vivianissel.
Optimización del Sistema Institucional de Tutorías utilizando el modelo de
gestión CRM. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Introducción
La Universidad Tecnología Emiliano Zapata del
Estado de Morelos (UTEZ), ofrece a sus
alumnos educación de calidad acorde con la de
su entorno socioeconómico, con servicios y
productos competitivos e innovadores, todo ello
basado en un enfoque humanista con la
finalidad de satisfacer las demandas sociales del
mercado global. Un indicador de lo anterior en
las Universidades, es sin duda, la calidad en la
eficiencia terminal, entendiendo a ésta como el
hecho que debe existir en la correspondencia
directa entre el número de alumnos que ingresa
con el que concluye y certifica sus estudios.
Dentro de los problemas más comunes y
difíciles que tienen que atender las
Universidades de México, se encuentra sin duda
alguna la deserción estudiantil; la UTEZ no está
exenta de este fenómeno y para hacer frente al
problema, cuenta con un programa de tutoría y
su diseño es acorde a las necesidades
específicas del alumnado y alineado al Sistema
Institucional de Tutorías que la propia
Coordinación de Universidades Tecnológicas y
Politécnicas propone a las instituciones. Sin
embargo, la insuficiencia de recurso humano y
de la infraestructura para ofrecer el apoyo son
sus principales áreas de oportunidad. La
primera refiere atención solo del personal
docente de tiempo completo, quien a pesar de
estar capacitado no resulta suficiente, en
número, por la creciente matricula a nivel
institucional. La segunda requiere mayores
espacios, dado que la infraestructura es
principalmente utilizada para la impartición de
clases; de tal forma que en ambas la eficiencia
de los recursos resulta primordial para atender
efectivamente a los estudiantes.
Contar con información estratégica
acerca de sus clientes y mercados es vital para
una empresa u organismo.
Saber quiénes compran, qué, dónde,
cuánto, cuándo fue la última vez que estuvieron
en contacto con la empresa, por qué razón, cuál
es el potencial de compra futuro, cuánto cuesta
servirlos, cuál es el nivel de satisfacción actual
y cuál es el valor de un cliente, son cuestiones
clave para tomar decisiones inteligentes. A
partir de esta información las empresas pueden
decidir: qué clientes vale la pena conservar, a
quiénes es mejor dejar partir, qué ofrecer a cada
uno, cómo hacer que un cliente no se vaya con
la competencia, cómo ejecutar las campañas de
mercadeo para lograr atraer a clientes rentables,
cómo vender más a los mismos clientes y
obtener mayores ganancias. El párrafo anterior
expresa claramente la atención que demanda el
cliente, es por ello que la presente investigación
tiene como objetivo central, adaptar como
estrategia el modelo de gestión del CRM al
Sistema de Tutorías de la UTEZ, el cual
permitirá identificar y acceder de manera
oportuna para determinar cuáles son los
factores que inciden en la deserción escolar,
contemplando de esta manera la interrelación
entre los diferentes elementos que definen el
éxito de los procesos en adopción y el uso de un
CRM. Lograrlo precisamente el objetivo
principal de esta investigación, para lo cual se
ofrece como punto de partida una sección clara
de la revisión teórica relacionada con este tema.
Incluye además una sección con la parte
experimental que orientó la investigación,
particularmente el Estudio de Caso,
permitiendo de esta manera llevar a cabo un
trabajo de campo en la DACEA de la UTEZ, y
para lo cual fue requerido la aplicación de una
entrevista semi-estructurada (Márquez et al.,
2012) de salida a 53 alumnos que causaron
baja. Finalmente, se ofrece una sección con las
conclusiones más importantes de la
investigación.
318
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 316-323
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados
CAMPOS-MADRIGAL, Ana Laura, FRANCO-AGUILAR, Norma,
SÁNCHEZ-LOPEZ, Verónica y ARIZA-BATALLA, Vivianissel.
Optimización del Sistema Institucional de Tutorías utilizando el modelo de
gestión CRM. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Marco Referencial
Concepto alumno-cliente
El concepto alumno-cliente se empezó a utilizar
recientemente generando discusión al ser una
definición dispersa. Según la Real Academia
Española alumno significa “Discípulo, respecto
de su maestro, de la materia que está
aprendiendo o de la escuela, colegio o
universidad donde estudia” y cliente lo define
como: “Persona que utiliza con asiduidad los
Servicios de un profesional o empresa”, por
consecuencia este nuevo conocimiento a trajo
mucha discusión ya que se relaciona la
educación con prácticas comerciales; si se
observa que en las empresas venden un
producto o servicio a través de un proceso
(entrada-proceso-salida), en la educación de
nivel superior es lo mismo, los alumnos
ingresan como materia prima y por medio de un
proceso (enseñanza – aprendizaje) se obtiene un
producto, el cual cubre un perfil profesional que
se ajuste y satisfaga a las necesidades del
mercado laboral. Tomando en consideración lo
descrito anteriormente la UTEZ busca incluir
en su quehacer diario el uso de la tecnología de
gestión de relaciones con clientes (CRM) para
aplicarse a la universidad para automatizar los
procesos relacionados con los alumnos
(asesoría, tutorías, seguimiento, captación,
matriculación, estadías, etcétera) buscando
optimizar la gestión y mejorando la calidad de
servicio.
La tutoría y la función del tutor dentro de la
UTEZ
La tutoría, es sin duda alguna, uno de los
contenidos indispensables, en cualquier
programa de estudios sin importar del nivel que
se trate, ya sea elemental o educación básica,
media superior o superior
La tutoría debe tener como propósitos
fundamentales el acompañar a los alumnos en
su inducción y participación en la vida escolar,
conocer sus necesidades y sus intereses, además
de ser una valiosas ayuda en la planeación de su
proyecto de vida íntimamente ligado a su
realización como personas y miembros de una
sociedad y de su participación activa e integral
en ella (Campos i Martínez, 2011).
Los propósitos de la tutoría se enfocan
primordialmente a: (Campos et al., 2011)
- Acompañar a los alumnos en aquellas
acciones que tiendan a favorecer su
introducción en las dinámicas de la Institución
Educativa en que se encuentran y en los
distintos momentos a lo largo de su
permanencia en la misma (ídem).
- Contribuir a reconocer y detectar las
necesidades y los intereses de los alumnos,
apoyar la formulación de un proyecto de vida
viable o factible, así como comprometido con la
realización personal a corto, mediano y largo
plazo y con el mejoramiento de la convivencia
en los ámbitos donde participe (ídem).
Los elementos que conforman el SIT de
la UTEZ, se basan principalmente en los
requerimientos que se derivan del modelo
educativo adoptado por la institución.
Para poder crearse fue necesario, bajo el
criterio de las autoridades competentes a la
Universidad, asignar un comité que pudiera
generar el máximo de ideas para obtener un
amplio espectro de posibilidades en dónde
abordar la actividad tutorial, creando un listado
de necesidades, procediendo a analizar todas las
ideas y a pulir su cercanía con lo que se desea
obtener (ídem).
319
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 316-323
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados
CAMPOS-MADRIGAL, Ana Laura, FRANCO-AGUILAR, Norma,
SÁNCHEZ-LOPEZ, Verónica y ARIZA-BATALLA, Vivianissel.
Optimización del Sistema Institucional de Tutorías utilizando el modelo de
gestión CRM. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
CRM
El CRM es una estrategia de negocio que utiliza
la tecnología de la información para proveer a
la empresa de un panorama total, confiable e
integrado de su base de consumidores, de
manera que todos los procesos y las
interacciones con los clientes ayuden a
mantener y expandir una relación mutuamente
beneficiosa. Entonces, el sistema es una técnica
o un grupo de procesos designados para
recolectar datos y ofrecer información que
ayude a la organización a evaluar opciones
estratégicas (William, 2008).
Metodología
El presente estudio se abordó desde un enfoque
cualitativo (Hernández et al., 2010), donde las
interpretaciones y significaciones de los
alumnos fueron elementos centrales para
alcanzar el objetivo de la investigación.
A fin de dar sentido al origen de los
datos, a continuación se presenta el diseño
metodológico empleado en la investigación,
que constó de tres fases, que interactúan entre
ellas.
Figura 1 Diagrama del proceso metodológico
Revisión de la Literatura: tanto de
material teórico como empírico, con el
propósito de orientar la construcción teórica del
fenómeno a investigar, con la finalidad de
abordarlo desde un punto de vista diferente y
realizar un aporte al marco teórico existente
(Márquez et al., 2012).
Trabajo de Campo: La selección de la
muestra se realizó a través del cálculo de
poblaciones finitas, donde la población constó
de 117 estudiantes de la DACEA, con un error
permitido del 11% y un nivel de confianza
estimado del 95% dando como resultado una
muestra de cincuenta y tres alumnos
(Hernandez et al., 2014), esta encuesta se
realizó cuando los alumnos estaban realizando
su trámite de baja en el año 2013. Después de
seleccionar a los sujetos de estudio, se llevó a
cabo el proceso de recolección de datos, se
diseñó un instrumento tipo entrevista semi-
estructurada (Ryan Berente, 2007), la cual fue
valorada previo a su aplicación final por seis
expertos, las observaciones y recomendaciones
fueron incluidas en el formato final de la
entrevista, donde se consideraron todos los
factores.
Análisis e interpretación de los
resultados: Una vez obtenidos los datos se
realizó un análisis e interpretación de los
mismo, con el fin de identificar los patrones de
coincidencia para llegar de esta manera a las
conclusiones finales (Poot, Faems y
Vanhaverbeke, 2009).
Fiabilidad
La confiabilidad define como el grado de un
instrumento de varios ítems mide
consistentemente una muestra de la población,
para el coeficiente alfa de Cronbach se usa para
medir la confiabilidad del tipo de consistencia
interna de una escala (Prieto y Delgado 2010),
para esta investigación se diseñó un
instrumento con 38 ítems, de los cuales se
determinaron dos variables denominadas
factores internos, la cual al realizar el análisis
estadístico se requirió eliminar tres ítem y de
factores externos se eliminaron 3 ítems, con la
finalidad de mejorar la fiabilidad.
320
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 316-323
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados
CAMPOS-MADRIGAL, Ana Laura, FRANCO-AGUILAR, Norma,
SÁNCHEZ-LOPEZ, Verónica y ARIZA-BATALLA, Vivianissel.
Optimización del Sistema Institucional de Tutorías utilizando el modelo de
gestión CRM. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Por tanto, en la tabla 3 se detallan los
valores alcanzado por el coeficiente alfa de
Cronbach, para cada una de la escalas.
Instrumento Alfa de
Cronbach
No. De
ítems
General .822 34
Factores
Internos
.783 24
Factores
Externos
.715 10
Tabla 3 Fiabilidad del instrumento
Validez
Se efectuó un análisis correlacional entre las
dimensiones de factores internos y factores
externos y los niveles alcanzados por éstas,
superando el valor crítico del 0.3 (Hernández et
al., 2010), con estos valores se afirmó que las
escalas utilizadas en esta investigación pueden
ser consideradas válidas (Tabla 4).
Factores
Internos
Factores
Externos
Factores
Internos
1 .560**
Factores
Externos
.560** 1
** La correlación es significativa al nivel 0.01
(bilateral)
Tabla 4 Validez del instrumento
Resultados
Factores externos
De acuerdo a esta investigación los factores
externos son aquellos que influyen en la alta
deserción pero que no están relacionados con el
quehacer diario de la universidad, por tanto los:
a) Problemas económicos, b) Problemas
familiares y c) problemas laborables se
determinaron como factores externos y de
acuerdo a las encuestas aplicadas esto son los
resultados.
a) Problemas Económicos
El porcentaje más impactante refiere que el
setenta y dos por ciento de los estudiantes de la
DACEA en la universidad, consideran que las
becas otorgadas por la misma, son viables para
sostener sus estudios (Figura 3). Sin embargo,
es la mayoría de los estudiantes (80%) quienes
considera que el costo beneficio de la beca es
relativa al pago de la colegiatura, pero para ello,
un 68% refiere que las convocatorias podrían
ser difundidas de manera más oportuna (Figura
3).
Figura 3 Apoyo de becas universitarias
b) Problemas familiares
Más de la mitad de los alumnos (60 %)
consideran que pueden realizar sus estudios sin
el apoyo de algún familiar. Un punto
importante, resalta que el sesenta y cuatro por
ciento de ellos consideran que han tenido apoyo
a través del sistema de tutorías de la
universidad y solo el 38% menciona que ha
requerido del apoyo terapéutico en su estancia.
Finalmente, y de manera impactante es el
ochenta y ocho por ciento de los alumnos,
quienes consideran que el sistema de tutorías ha
incrementado en ellos la integración personal
(Figura 4).
Figura 4 Problemas Familiares
321
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 316-323
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados
CAMPOS-MADRIGAL, Ana Laura, FRANCO-AGUILAR, Norma,
SÁNCHEZ-LOPEZ, Verónica y ARIZA-BATALLA, Vivianissel.
Optimización del Sistema Institucional de Tutorías utilizando el modelo de
gestión CRM. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
c) Problemas laborables
Por lo que respecta a este factor externo, es el
80% de los alumnos encuestados quienes
mencionan que requieren de un trabajo para
sostener sus estudios universitarios. Sin
embargo, cuarenta y cinco por ciento de los
alumnos mencionan que sus actividades
laborales interfieren con sus horas de estudios;
contraponiendo en ambos factores equivalentes
al 49% que comentan que no tienen problemas
en sus trabajo a causa de sus actividades
estudiantiles, o que su actividad laboral no
infiere en problemática alguna como estudiante
de esta universidad (Figura 5).
Figura 5 Problemas Laborables
Factores internos
De acuerdo a esta investigación los factores
internos son aquellos que influyen en la alta
deserción relacionados con el quehacer diario
de la universidad, por tanto los factores de: a)
Reprobación, b) Cambio de universidad, c)
Cambio de carrera, d) Cambio de turno y e)
Problemas de seguridad, se determinaron como
factores internos y de acuerdo a las encuestas
aplicadas esto son los resultados.
a) Reprobación
El ochenta y un por ciento de los alumnos
conocen las ponderaciones de la calificación
final de cada una de sus asignaturas, además de
que en su mayoría, 84 % de los estudiantes
consideran que los profesores de la universidad
comunican oportunamente los resultados de las
evaluaciones realizadas durante el periodo
cuatrimestral.
Sin embargo, solo el ochenta y dos por
ciento de los encuestados refiere que los
profesores realizan los exámenes de
recuperación y extraordinarios a los que tienen
derecho y más de la mitad (78%) de los
profesores otorgan una retroalimentación de sus
calificaciones reprobatorias. Finalmente, 80%
por ciento de estos jóvenes consideran que el
número de oportunidades otorgadas para
acreditar una materia resultan suficientes y el
ochenta y un porciento de estos mismos,
mencionan que los profesores informaron sobre
número de asistencias requeridas para contar
con el derecho a presentar evaluaciones tanto
ordinarias como extraordinarias (Figura 6).
Figura 6 Reprobación
b) Cambio de universidad
El ochenta por ciento de los alumnos se
encuentran conformes con los servicios y la
atención proporcionada por la universidad;
menos de la mitad (44 %), de los alumnos
mencionan que su cambio se originó por un mal
servicio recibido. Cabe resaltar un factor
importante que refiere precisamente, a la
calidad en la educación de la oferta otorgada a
los estudiantes y de como ellos perciben su
importancia (90%) para el desarrollo de sus
egresados. Por lo que aun cuando esta tuviera
una disminución, un ochenta y cuatro por ciento
de los estudiantes no cambiarían de institución
ya que su percepción de calidad es
determinante. Por lo que respecta al horario de
clases y su determinación para realizar un
cambio de universidad, esto no resulta
representativo, ya que es solo un 38% de los
encuestados quienes lo consideran inapropiado
(Figura 7).
322
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 316-323
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados
CAMPOS-MADRIGAL, Ana Laura, FRANCO-AGUILAR, Norma,
SÁNCHEZ-LOPEZ, Verónica y ARIZA-BATALLA, Vivianissel.
Optimización del Sistema Institucional de Tutorías utilizando el modelo de
gestión CRM. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Figura 7 Cambio de Universidad
c) Cambio de carrera
Un 84% de los alumnos encuestados, tiene una
orientación vocacional clara por la carrera de su
elección. En cuanto a procesos, solo el 59%
refiere desconocer cuales son los pasos para
realizar un cambio de oferta educativa y más de
un tercio de los alumnos (36%), consideran
inadecuados los trámites para generar un
cambio. No obstante, más de la mitad (58%)
consideran que estos procesos pueden
mejorarse (Figura 8).
Figura 8 Cambio de Carrera
Discusiones
De acuerdo a Voelkl et al., (2009), las
instituciones de educación superior, deben
establecer procesos con valor agregado a partir
de CRM, desde diferentes enfoques educativos,
al mismo tiempo, Hilbert et al.(2007), los
beneficios de la competitividad se derivan en la
reorientación organizacional, tanto para la
entidad de educación superior como para los
usuarios a lo largo de su ciclo de vida, de
acuerdo a los resultados obtenidos podemos
denotar la necesidad de implementar un CMR
en la Universidad Tecnológica Emiliano
Zapata, con la finalidad de disminuir el índice
de deserción de los alumnos en el nivel de
Técnico Superior Universitario.
Conclusiones y trabajos futuros
El resultado de esta investigación, contribuyó
para determinar la fiabilidad y validez
del instrumento con la finalidad de generar
modelo de gestión administrativa, el cual
permitirá atender a los alumnos no solo como
emisores, este nuevo modelo determina la
viabilidad para dar atención personalizada a los
requerimientos específicos tanto de los
estudiantes como de la propia institución. Un
modelo altamente competitivo, requiere una
visión innovadora que le permita ofrecer
servicios oportunos y acordes a las necesidades
actuales del entorno educativo. Si bien es cierto
que el uso de un CRM aplica como una
herramienta para modelo de negocios, es una
realidad migrar al uso de este instrumento
visualizando al estudiante como un verdadero
“cliente”, la satisfacción de éste en la atención
de necesidades concretas, contribuirá durante su
trayectoria, con la certeza en las decisiones de
permanencia. Es una realidad también que el
uso de las tecnologías de la información no son
condicionantes para la operatividad del modelo,
un sistema dinámico de comunicación realiza
de manera efectiva la optimización de los
procesos en las diferentes áreas que contribuyen
de manera integral al otorgamiento de los
servicios educativos en un nivel superior, como
lo es el de Técnico Superior Universitarios en la
UTEZ.
Referencias
Campos, A. y Martínez, M. (2011). El Sistema
Institucional de Tutorías como sistema de
gestión de la actividad tutorial en la UTEZ.
Primer Congreso de Tutorías de Universidades
Tecnológicas. México.
323
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 316-323
ISSN-2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados
CAMPOS-MADRIGAL, Ana Laura, FRANCO-AGUILAR, Norma,
SÁNCHEZ-LOPEZ, Verónica y ARIZA-BATALLA, Vivianissel.
Optimización del Sistema Institucional de Tutorías utilizando el modelo de
gestión CRM. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Campos, A., Coria, J. y Puig, J. (2011). Sistema
Institutional de Tutorías de la Universidad
Tecnológica Emiliano Zapata del Estado de
Morelos. 1er Foro de Investigación de las
Universidades Tecnológicas en el área
Económico Administrativa. México.
Hernández, R., Fernández, C. Baptista, P.
(2010). Metodología de la Investigación,
México: McGraw Hill.
Hilbert, Andreas; Schonbrunn Karoline y
Schmode Sophie. (2007). Student relationship
management in Germany: foundations and
opportunities, Management Revue,
ABI/INFORM Global, 2 (18).
Rainer Hampp Verlag Corporate, Mering,
Germany 86415, GERMANY, pp. 204.
16pgs.,http://proquest.umi.com/pqdweb?index=
0&did=1291464651&SrchMode=1&sid=2&Fm
t=4&VInst=PROD&VType=PQD&RQT=309
&VName=PQD&TS=1278017 &
clientId=23922, 10 de julio de 2010.
Malhotra, N. (2007). Investigación de
mercados, un enfoque práctico. México:
Prentice Hall.
Márquez, J., Wences, M., Haces, G., Amado, B.
y Montiel H. (2012). Impacto de la gestión de
los procesos colaborativos utilizando las TIC
en empresa de manufactura. International
Review of Business Research Papers, 3(3), 5-
25.
Martínez-Arias, M.R. (2010), Evaluación del
desempeño. Papeles del Psicólogo, 31(1), 85-
96.
Poot, T., Faems, D. y Vanhaverbeke, W.
(2009). Toward a dynamic perspective on open
innovation: a longitudinal assessment of the
adoption of internal and external innovation
strategies in the Netherlands. International
Journal of Innovation Management, 3(2), 177-
200.
Prieto, G. y Delgado, A. (2010). Fiabilidad y
Validez, Papeles del Psicólogo. 31 (1), 67-74.
Ryan, B. y Berente, N. (2007). Embedding New
IT Artifacts into Design Practice for Knowledge
Creation. Paper presented at the 40th Hawaii
International Conference on System Sciences.
January 3-6, 2007. Waikoloa, Big Island, Hai.
USA.
Voelkl P.J.R, Silva R.J.A, Solano V.C. M y
Pulido M. L.M. (2009). Enfoque CRM
percepciones de los usuarios de los procesos
administrativos académicos y su valor
agregado, Revista Universidad EAFIT,
45(156), 90-103.
William, G. y Raymond, Mc. (2008). CRM,
Administración de relaciones con los clientes.
México: CECSA.
324
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 324-337
Clusterización en minería de datos: CJ y K-Medias aplicados a una encuesta de
opinión sobre acoso escolar en la UTNA
MEDINA, Gricelda*†, LUNA, Francisco, TAVAREZ, Felipe y MARTÍNEZ, Rocío
Recibido 17 de Julio, 2015; Aceptado17 de Septiembre, 2015
Resumen
En este trabajo se aplican métodos de aprendizaje no supervisado
de minería de datos, para analizar los resultados de una encuesta de
opinión sobre el acoso escolar, en la Universidad Tecnológica del
Norte de Aguascalientes (UTNA). El estudio fue aplicado a 131
estudiantes en la carrera de Tecnologías de la Información y la
Comunicación. En base a los resultados obtenidos, se descubrió la
formación de 2 grupos con diferentes percepciones sobre el acoso
escolar. Un grupo de alumnos consideran que el acoso escolar se
genera principalmente porque tienen problemas en la familia, y el
otro grupo, cree que la intimidación se origina en la calle, por
juntarse con amigos que tienen un comportamiento negativo.
El objetivo del estudio, es el uso, de métodos de
aprendizaje supervizado aplicados al análisis descriptivo de datos,
específicamente para este caso de estudio, los datos de una encuesta
sobre percepción del acoso escolar. La metodología empleada para
el desarrollo de este estudio, incluyó primeramente el diseño de la
encuesta, resultado de la consulta de diversas fuentes de dicadas al
tema del acoso escolar. Después, se ingresaron los datos de la
encuesta, en el paquete desarrollado por la plataforma del programa
R, llamado R-Comander, y una vez procesados los datos por esta
herramienta se procedió al análisis de los resultados.
Minería de datos, KDD, clusterización jerárquica (CJ), K-
medias, acoso escolar
Abstract
In this work we applied unsupervised learning methods, to analyze
the results of an opinion survey about bullying in La Universidad
Tecnológica del Norte de Aguascalientes (UTNA). This study was
applied to 131 students in the career of Communication
Technologies at the University. We found the formation of 2 groups
with different perceptions about bullying. In the first group of
students they believe that bullying is mainly generated because they
have family problems, and the other group, believes that bullying
originates in the street, as result of, they come together with people
who have a negative behavior.
The objective of this study, is the use of unsupervised
learning methods, applied to data analysis, specifically for this
study, data from a survey on bullying perception. The methodology
used to develop this study icluded, first the survey design on
bullying, consulting many sources dedicates specifically on the
bullying topic. After that, the data were introduced in the package
data mining platform developed by R program, called R-Comander,
and once the data was processed by the tool we proceeded to
analyze the results.
Data mining, KDD, hierarchical clustering, K-medias, bullying
Citación: MEDINA, Gricelda, LUNA, Francisco, TAVAREZ, Felipe y MARTÍNEZ, Rocío. Clusterización en minería de
datos: CJ y K-Medias aplicados a una encuesta de opinión sobre acoso escolar en la UTNA. Revista de Análisis
Cuantitativo y Estadístico 2015, 2-4: 324-337
* Correspondencia al Autor (Correo Electrónico: [email protected])
†Investigador contribuyendo como primer autor
© ECORFAN-Bolivia www.ecorfan.org/bolivia
325
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 324-337
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MEDINA, Gricelda, LUNA, Francisco, TAVAREZ, Felipe y MARTÍNEZ, Rocío.
Clusterización en minería de datos: CJ y K-Medias aplicados a una encuesta de
opinión sobre acoso escolar en la UTNA. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
Introducción
En la actualidad existe una creciente necesidad
de generar nuevas teorías y herramientas
computacionales, que ayuden a extraer
información y conocimiento útil, de los grandes
volúmenes de datos existentes, debido al uso
constante de los avances tecnológicos en el
manejo y generación de información. Estas
teorías y herramientas son temas concernientes
al proceso de descubrimiento de conocimiento
en bases de datos (KDD, Knowledge Discovery
in Databases), término acuñado por primera vez
en el primer taller KDD en 1989 (Hand 01,
Jiawei 06) y que involucra desde el
entendimiento del dominio de aplicación,
pasando por la limpieza de datos y la extracción
del conocimiento, hasta el uso y aplicación de
ese conocimiento adquirido. La minería de
datos es una de las principales etapas de este
proceso (KDD) Fig1, en la cual se aplican a los
datos métodos matemáticos, estadísticos o
algorítmicos, con el objetivo de descubrir
patrones e información oculta en ellos. Esto le
ha valido a la minería de datos la atención de la
industria y la sociedad, por a la amplia gama de
métodos y técnicas que ofrece para este
propósito. La información y los conocimientos
o patrones adquiridos a través del proceso de
minería de datos, han sido utilizados en
múltiples aplicaciones que van desde el análisis
de mercado (segmentación de clientes,
previsión de ventas, análisis de riesgo),
detección de fraudes (tarjetas de crédito,
servicios telefónicos, pagos de impuestos etc.),
retención de clientes (estudio de hábitos de
consumo), hasta la exploración de la ciencia y
la medicina (Valenga 07, La Red 14, Jiawei 06)
donde en el área de genética, analizando
cambios en las secuencias de ADN, se ha
podido determinar el riesgo de desarrollar
enfermedades como el cáncer, lo cual ha
ayudado a mejorar el diagnóstico, prevención y
tratamiento de este tipo de enfermedades (Perez
08).
Este documento está dividido en 6
apartados que contienen lo iguiente: El primer
apartado, habla de los resultados encontrados en
la aplicación de la encuesta nacional, sobre
sobre exclusión, intolerancia y violencia en las
escuelas de educación media superior, en
México. El apartado 2, contiene una
descripción general del significado de la
minería de datos y su clasificación, en base al
tipo de tareas que maneja. El tercer apartado
describe la metodología que se utilizó para el
desarrollo de este estudio, detallando cada
técnica empleada. En el apartado 4 están los
resultados obtenidos de la aplicación de la
encuesta, y procesados por el programa R-
Comander. Los trabajos similares encontrados
en la bibliografía, se mencionan en el apartado
5, y finalmente en el apartado 6 se definen las
conclusiones finales del proyecto.
Figura 1 Proceso KDD (Fayyad 96)
Acoso escolar
El año pasado se aplicó la Tercera Encuesta
Nacional sobre Exclusión, Intolerancia y
Violencia en las Escuelas de Educación Media
Superior, por el Sistema Educativo de México.
Limpieza de datos
Bases de datos
Integración de datos
Selección
Bodega de datos
Objetivo del análisis
Minería de datos
Evaluación de
patrones
326
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 324-337
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MEDINA, Gricelda, LUNA, Francisco, TAVAREZ, Felipe y MARTÍNEZ, Rocío.
Clusterización en minería de datos: CJ y K-Medias aplicados a una encuesta de
opinión sobre acoso escolar en la UTNA. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
La encuesta se realizó con un muestreo
probabilístico en 150 escuelas de educación
superior, para obtener un tamaño de muestra de
1.500 estudiantes.
La encuesta abordó cuestiones
relacionadas con las relaciones interpersonales
en el espacio de la comunidad escolar, y
proporciona una breve descripción de las
relaciones sociales entre los compañeros de
clase, y de eventos particulares que muestran
signos de agresión o violencia en estas
relaciones sociales.
Los datos obtenidos permitieron
establecer la presencia de violencia psicológica
y situaciones de violencia física o verbal, a los
estudiantes en la escuela, en el 72% de los
hombres y el 65% de las mujeres encuestadas.
Aunque la mayoría de los casos notificados
fueron esporádicos y sólo parte de los
estudiantes, reportaron hechos de violencia que
se presentan en varias ocasiones. Hay indicios,
de que los estudiantes que tenían la violencia
recurrente registraron un aumento del
absentismo, superior al 30% en comparación
con los estudiantes que no han sufrido. Además
el 30,3% de los estudiantes encuestados no
consideran la escuela como un lugar seguro. Es
por ello que, consideramos el acoso escolar
como un tema de suma importancia en el
ámbito educativo y que requiere de
herramientas de análisis, que nos ayuden a
detectar indicios de violencia en las
instituciones, para implementar acciones que
nos ayuden a disminuír los actos y las
consecuencias de éstos en los estudiantes a
cualquier nivel educativo.
Minería de Datos
El propósito de aplicar a los datos técnicas de
minería, es para buscar generalmente dos tipos
de tareas u objetivos:
La descripción o la predicción y cada
una de estas tareas se describen a continuación:
(La Red 14, Shu 2012)
a. Tareas descriptivas o exploratorias
(Aprendizaje no supervisado).
El objetivo de este tipo de tareas es particionar
o segmentar un conjunto de datos o individuos
en grupos. Los grupos se forman basados en la
similaridad de los datos o individuos en ciertas
variables.
También se les conoce como
aprendizaje no supervisado, porque, buscan sin
orientación cosas en los datos, son exploratorias
y descriptivas, e implican buscar en los datos
patrones comunes de comportamiento
(características similares, preferencias,
conductas, hábitos, etc.). En este tipo de tareas
el método descubre de forma autónoma en los
datos de entrada, características, correlaciones y
categorías similares entre ellos. Son técnicas
que parten de una medida de proximidad entre
individuos y a partir de una población total,
buscan agrupar a los individuos más parecidos
entre sí, según una serie de variables
mesuradas. Las características a cubrir son que,
los grupos o conglomerados deben ser lo más
acoplados o parecidos al cluster (grupo), y los
clusters lo más separados o diferentes posible
entre sí. Se tienen varios métodos descriptivos
en minería de datos, enfocados a este tipo de
tareas, entre los más comunes se encuentran:
- Clusterización jerárquica (CJ).
- K-medias.
- Análisis de componentes principales (ACP).
- OLAP (On Line Analytical Processing).
- Métodos factoriales.
327
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 324-337
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MEDINA, Gricelda, LUNA, Francisco, TAVAREZ, Felipe y MARTÍNEZ, Rocío.
Clusterización en minería de datos: CJ y K-Medias aplicados a una encuesta de
opinión sobre acoso escolar en la UTNA. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
b. Tareas Predictivas (Aprendizaje
supervisado)
Este tipo de tareas, pretenden predecir valores
futuros, o desconocidos, de las variables
(volúmenes de ventas, posibles clientes
fraudulentos, clientes buenos pagadores o no,
Etc.). También se les denomina aprendizaje
supervisado y su objetivo es el de crear una
función capaz de predecir el valor
correspondiente a una variable, después de
haber analizado una serie de ejemplos (los datos
de entrenamiento). También se cuenta con
varios métodos de tipo predictivo en minería de
datos, entre los más comunes se tienen:
- Series de tiempo.
- Análisis discriminante.
- Regresión.
- Árboles de decisión.
- Suport Vectors Machine.
- Métodos bootstrapping.
Metodología
El presente trabajo se ha centrado
principalmente en el estudio de los métodos de
clusterización: Clusterización jerárquica (CJ) y
K-medias, empleándolos para analizar los
resultados obtenidos de una encuesta de opinión
sobre acoso escolar. La encuesta fue aplicada a
131 alumnos de la carrera de Tecnologías de la
Información y la Comunicación, de la
Universidad Tecnológica del Norte de
Aguascalientes, y mediante los métodos de
clusterización antes mencionados, se
encontraron los grupos afines en cuanto a su
percepción acerca del tema del acoso escolar.
El funcionamiento de ambos métodos
utilizados se describen a continuación:
a. Clusterización Jerárquica.
El objetivo de la Clusterización Jerárquica o
Clasificación automática, es que, a partir de una
tabla de datos, donde las columnas representan
las variables y los renglones los individuos, se
construye un dendograma, al cual se le hace un
corte para identificar los clusters o
conglomerados y así encontrar información a
partir de éstos. Fig 2 (Hand 01).
Este método de clusterización se basa en
la idea de calcular las distancias o índices de
disimilitud de todos contra todos (variables o
individuos) en una tabla.
El índice de disimilitud, es una función
matemática que toma a dos individuos y les
asigna un número entre 0 y más infinito (0,+∞),
que tiene que cumplir la propiedad, de ser
simétrica, es decir, que la distancia entre x y y,
es la misma que entre y y x.
Propiedad de simetría.
d: IxI → [0, +∞] (1)
Y
d(x, y) = d(y, x) para todo x, y ϵ I (2)
Para el cálculo de estos índices de
disimilitud, existen varias fórmulas, como la
fórmula de la distancia Euclídea, la distancia
Euclídea al cuadrado, o la fórmula de la
distancia de Manhattan, entre otras, pero la más
común, es el la fórmula de la distancia
Euclídea, la cual se utilizó para analizar los
resultados de la encuesta (Hand 01, Mirkin 05).
328
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 324-337
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MEDINA, Gricelda, LUNA, Francisco, TAVAREZ, Felipe y MARTÍNEZ, Rocío.
Clusterización en minería de datos: CJ y K-Medias aplicados a una encuesta de
opinión sobre acoso escolar en la UTNA. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
Figura 2 Esquema del método Clusterización Jerárquica
(CJ).
Distancia Euclídea
d(Xi, Xs) = √∑ (Xij − Xsj)2p
j=1 (3)
Una vez calculados los índices de
disimilitud a través del cálculo de las distancias
de todos los individuos, se obtiene como
resultado una matriz simétrica de distancias, la
cual se utiliza para unir por parejas, aquellos
individuos cuyos índices de disimilitud sean
menores, luego se une la pareja con los menores
índices de disimilitud siguientes y así
sucesivamente para unir todos los individuos.
Una vez unidos los individuos, ahora, a
través de un índice de agregación se proceden a
unir grupos de individuos, para lo cual, existen
también varias fórmulas, como la del índice de
agregación de Ward, la fórmula de enlace
simple, la de enlace medio, o completo, o la de
McQuitty entre otras, pero la más común es la
fórmula del índice de agregación de Ward
(Jiawei 06, Chambers 09).
Agregación de Ward
δw(x, y) = |x|. |y|
|x|+ |y| ||gx − gy||2 (4)
Una vez unidos los grupos de individuos
se genera finalmente la estructura dendograma,
y a partir de ésta, se pueden encontrar los
clusters o conglomerados de la tabla de datos,
para finalmente analizarlos y encontrar la
información que proporcionan (Valenga 07,
Jiawei 06, Yakushev 14).
b. K-medias.
Es el método más usado para hacer clustering y
generalmente se utiliza, cuando se analizan
volúmenes considerables de información, esto
debido a que, el método de CJ tiene un
problema de crecimiento exponencial en los
cálculos, pues al realizar las operaciones de las
distancias de todos contra todos los individuos
en una tabla, se puede convertir en un proceso
muy pesado computacionalmente. Por ejemplo
al analizar una tabla cuando se cuentan con
miles de registros.
El objetivo del método K-medias, es el
mismo que el del método CJ, o el método ACP,
etc. Encontrar clusters lo más homogéneo
posible entre los individuos de cada cluster y
que los clusters entre ellos sean lo más diferente
posible uno de otro. El método K-medias, inicia
asignando al azar cada individuo a un cluster,
una vez asignados todos los individuos, el
siguiente paso es calcular el centro de gravedad
de cada cluster, para luego calcular las
distancias de todos los individuos a su centro de
gravedad (Jiawei 06). Si algunos individuos
están más cerca al centro de gravedad de otro
cluster que al centro de gravedad del cluster
asignado, se hace una reasignación (se cambian
de cluster) y se reacomodan los cluster
nuevamente.
329
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 324-337
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MEDINA, Gricelda, LUNA, Francisco, TAVAREZ, Felipe y MARTÍNEZ, Rocío.
Clusterización en minería de datos: CJ y K-Medias aplicados a una encuesta de
opinión sobre acoso escolar en la UTNA. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
Y se vuelve a realizar el mismo
procedimiento, es decir, nuevamente se
calculan los centros de gravedad de cada cluster
y si otra vez hay individuos que están más cerca
al centro de gravedad de otro cluster que al
cluster asignado, se vuelven a reasignar (se
cambian de cluster) reacomodando los cluster.
Y así sucesivamente, se sigue iterando, hasta
que no haya cambios, o se supere un número
máximo de iteracciones indicadas al inicio del
proceso, porque, si se tiene por ejemplo, un
millón de registros los cambios no se logran
estabilizar, por lo que se asigna un número
máximo de iteracciones para que el algoritmo
pare en un momento determinado. Fig 3.
Figura 3 Esquema del método K-medias
El centro de gravedad de un cluster se
calcula, con el promedio vectorial de los
individuos que pertenecen al cluster, mediante
la siguiente fórmula.
Centro de gravedad de un cluster.
gk = 1
|Ck|
∑ Xi,i∈Ck (5)
Dónde: k = número de clusters. Y gk =
representa al centro de gravedad de cada clase.
Para el cálculo del centro de gravedad total, lo
que se hace es, promediar todos los vectores y
dividirlos entre n, donde n es la cantidad de
datos en la base de datos (Husson 10, Mirkin
05).
Cálculo del centro de gravedad total.
g =1
n∑ Xi
ni=1 (6)
Donde n = cantidad de datos en la tabla
de datos.
El término inercia total, es un valor que
se calcula promediando las distancias de los
vectores al centro de gravedad total, lo que
indica la desviación estándar de cada vector con
la media general de inercia.
Cálculo de la inercia total.
I =1
n ∑ ||Xi − g||2n
i=1 (7)
El término inercia inter clases, es el valor
que indica qué tan distantes o diferentes están
las clases una de otra, y su cálculo, se realiza
calculando la distancia del centro de gravedad
de cada clase al centro de gravedad total, para
luego realizar un promedio ponderado de esas
distancias y elevarlo al cuadrado.
B(P) = ∑|Ck
|
n
KK=1 ||gk − g||2 (8)
Dónde Ck= Número de elementos.
El término inercia de una clase o inercia
intra clase, es un valor que indica que tan bien
están acopladas las clases, o que tan parecidos y
semejantes son los individuos que integran la
clase (Graham 11, Chambers 09).
Su cálculo, implica la suma de las
distancias de los individuos que pertenecen a
una clase a su centro de gravedad, realizando el
mismo procedimiento para las n clases,
finalmente se suman los promedios y se dividen
entre el número de clases (Bullyinformate.org
15).
330
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 324-337
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MEDINA, Gricelda, LUNA, Francisco, TAVAREZ, Felipe y MARTÍNEZ, Rocío.
Clusterización en minería de datos: CJ y K-Medias aplicados a una encuesta de
opinión sobre acoso escolar en la UTNA. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
W(P) = ∑ I(Ck) =1
n
KK=1 ∑ ∑ ||Xi −i∈Ck
KK=1
gk||2 (9)
El objetivo principal de esto, es
maximizar la distancia inter clases B (P) y
minimizar la distancia intra clases W(P), para
dejar clusters lo más diferentes uno de otro
B(P) y que los individuos de un cluster sean lo
más homogéneos posible W(P).
Con el método de K-means se logra
resolver el problema combinatorio del método
de clasificación jerárquica (CJ), ya que en este
último, los cálculos crecen exponencialmente, y
el método de k-means reduce sus cálculos a un
tiempo polinomial lo cual lo hace factible de
calcular (Husson 10, Graham 11, Fayyad 96).
c. Programa R-Comander.
El análisis de ambos métodos fueron
procesados en el programa estadístico de R a
través de la interfaz gráfica del paquete R
Commander, diseñada por John Fox, de la
Universidad de Hamilton, Ontario, Canadá, que
cubre la mayor parte de los análisis estadísticos
más habituales de R, a través de menús
desplegables (Arriaza 08, Artime 13, Cena 15,
Le 08, Torsten 09).
Resultados obtenidos
La encuesta de opinión sobre acoso escolar
aplicada a los 131 alumnos incluyó 7 preguntas
manejando 26 variables a considerar. Esta
encuesta fue diseñada considerando los
enfoques y propuestas de algunos organismos
sociales y gubernamentales especialistas en el
tema del acoso escolar (Bullyinformate.org 15,
Montaño 14, Pang-Ning 06, Merino 08, OCSE
15). En cada pregunta, los alumnos solo podían
elegir una única respuesta. La Tabla 1, muestra
el contenido de la encuesta que se aplicó:
1. El acoso escolar es:
p1a) Un pasatiempo
p1b) Algo normal que pasa.
p1c) Es un abuso y causa dolor.
P1d) Mostrar fortaleza y liderazgo.
2. Selecciona la que consideres la principal
consecuencia del acoso escolar.
p2a) Sentir miedo.
p2b) Bajas calificaciones, abandonar la escuela.
p2c) No tiene consecuencias.
p2d) Puede provocar que alguien llegue a suicidarse.
3. ¿Qué tendría que suceder para arreglar este
problema? p3a) No se puede arreglar.
p3b) Que hagan algo los profesores/as y las familias.
p3c) Que hagan algo los compañeros.
P3d) Solo con sanciones legales.
4. ¿Por qué crees que algunos/as intimiden a otros/as?
p4a) Por gastar una broma o molestar.
p4b) Porque se meten con ellos/as.
P4c) Porque son más fuertes.
P4d) Problemas en su familia.
5. ¿Dónde crees que se origina principalmente el acoso? p5a) En la casa.
p5b) Afuera con los amigos.
p5c) Es la personalidad de cada quien.
p5d) Por ver películas, videojuegos, programas de TV.
6. ¿Qué piensas de los chicos o chicas que intimidan a
otros? p6a) Nada, paso el tema.
p6b) Me parece mal.
p6c) Es normal que pase entre compañeros.
p6d) Hacen bien, tendrán sus motivos.
7. ¿Conoces a alguien o sabes de algún caso de acoso
escolar en esta institución?
p7a) No.
p7b) Si.
Tabla 1 Cuestionario de opinión sobre acoso escolar
En la Figura 4 se muestra la matriz
binaria de datos, generada de procesar los
resultados de la aplicación de las encuestas.
Por cuestiones de simplicidad se utilizó
una clave de identificación para cada posible
respuesta en cada pregunta, y como la encuesta
fue anónima no se utilizaron nombres de
alumnos, solo una nomenclatura que identifica
al grupo al que pertenece cada alumno y un
número consecutivo para control de la cantidad
de alumnos que respondieron la encuesta por
grupo.
331
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 324-337
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MEDINA, Gricelda, LUNA, Francisco, TAVAREZ, Felipe y MARTÍNEZ, Rocío.
Clusterización en minería de datos: CJ y K-Medias aplicados a una encuesta de
opinión sobre acoso escolar en la UTNA. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
Figura 4 Matriz binaria de datos
A continuación se detallan los
resultados obtenidos por cada método de
clusterización, que se utilizó para para analizar
la información de las encuestas.
a. Resultados obtenidos con el método de
Clusterización Jerárquica (CJ).
Mediante el método de Clusterización
Jerárquica se obtuvo lo siguiente: Se ingresó al
programa la matriz binaria de datos y se
calcularon los índices de disimilitud de todos
los individuos, utilizando la fórmula de la
distancia Euclídea generando como resultado la
matriz simétrica de distancias que se muestra en
la Fig. 5.
Figura 5 Matriz simétrica de distancias
Mediante el uso de la fórmula del índice
de agregación de Ward, para unir los grupos de
individuos, se obtuvo como resultado, los
siguientes dendogramas, en 3D y 2D Fig. 6 y
Fig. 7 respectivamente.
Figura 6 Dendograma 3D
Figura 7 Dendograma
Una vez creados los dendogramas en el
método CJ, se puede ver claramente que el
sistema, generó 2 clusters o grupos, el grupo
número 1 con 86 alumnos y el número 2 con
46.
Figura 8 Gráfico general
La Fig. 8 muestra el gráfico general
donde se observan las características que
definen a cada cluster, encontrando diferencias
muy marcadas en las preguntas 2, 3, 4 y 5.
332
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 324-337
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MEDINA, Gricelda, LUNA, Francisco, TAVAREZ, Felipe y MARTÍNEZ, Rocío.
Clusterización en minería de datos: CJ y K-Medias aplicados a una encuesta de
opinión sobre acoso escolar en la UTNA. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
Analizando los resultados por separado
de cada una de estas preguntas se tiene que: En
la pregunta 2 (Selecciona la que consideres la
principal consecuencia del acoso escolar), el
cluster 1 opina que puede llegar hasta el
suicidio (52%) y el cluster 2 considera que
causa miedo principalmente (60%). Fig. 9.
Figura 9 Histograma de la pregunta 2
En la pregunta 3 (¿Qué tendría que
suceder para arreglar el problema del acoso
escolar?), el cluster 1 opina que deben hacer
algo los profesores y las familias (67%), incluso
los compañeros (18%), en cambio el cluster 2
opina que el problema se puede parar aplicando
sanciones legales (39%) y está más a favor de la
intervención de los compañeros (30% en
comparación con el 18% del cluster 1). Fig. 10.
Figura 10 Histograma de la pregunta 3
En cuanto a los resultados de analizar las
respuestas de la pregunta 4.
(¿Por qué crees que algunos/as intimiden
a otros/as?), casi el 100% del cluster 1, opina,
que unos intimidan a otros porque tienen
problemas en su casa (98%), en cambio el
cluster 2 opina que lo hacen principalmente por
molestar o gastar una broma (71%) Fig. 11.
Figura 11 Histograma de la pregunta 4
Analizando las respuestas de la pregunta
5 (¿Dónde crees que se origina el acoso
escolar?), el cluster 1 opina que es en la casa
(71%) y en ocasiones con los amigos (25%), en
cambio los del cluster 2 opinan lo contrario,
que es principalmente con los amigos (65%) y
solo algunos que es en el hogar (25%). Fig. 12.
Figura 12 Histograma de la pregunta 5
En cuanto a los resultados de las
preguntas 1 (¿El acoso escolar es?) y 7
(Conoces de algún caso de acoso escolar en esta
institución), en ambos clusters los resultados
son muy parecidos, como puede observarse en
la Fig 13.
333
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 324-337
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MEDINA, Gricelda, LUNA, Francisco, TAVAREZ, Felipe y MARTÍNEZ, Rocío.
Clusterización en minería de datos: CJ y K-Medias aplicados a una encuesta de
opinión sobre acoso escolar en la UTNA. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
Por lo menos el 80% de de ambos
clusters opina que el acoso escolar es un abuso
y causa dolor. Y el 25% de todos los
encuestados en ambos clusters considera que ha
sufrido en algún momento acoso escolar en la
institución, lo cual representa 32 alumnos de los
encuestados.
Figura 13 Histograma de la pregunta 6
b. Resultados obtenidos con el método de K-
medias.
Se cargaron los datos de la matriz binaria, y se
le indicó al programa R-Comander que
mediante el método K-medias se debían generar
2 cluster’s, igual como los generó de manera
automática en el método de Clusterización
Jerárquica. En este método los clusters se
formaron de la siguiente manera: El cluster 1 se
creó con 44 alumnos y el cluster 2 con 87, un
resultado muy similar al obtenido con el
método CJ. Por cuestiones de la herramienta y
como la asignación de cada individuo al cluster
es al azar, el programa invirtió el número de
cluster, es decir, el cluster 1 del método de
clasificación jerárquica está representado por el
número 2 en este método, y viceversa, el cluster
2 del método CJ está representado por el
número 1 en el método de K-medias.
En este método el sistema generó el siguiente
biplot Fig. 14, donde indica, las tendencias de
las respuestas en cada pregunta para cada
cluster.
Figura 14 Biplot de K-medias
Las distancias de las flechas en el biplot,
indican la representación de las respuestas de
cada pregunta. Entre más cerca esté la flecha de
la periferia del cuadrado, significa que fue una
respuesta muy seleccionada en la encuesta, y en
el entorno de ésta, se encuentra el número de
cluster al cual pertenece dicha selección. Entre
menor sea la distancia de las fechas o estas
estén más cercanas al centro, significa que
dichas respuestas no fueron de las más
seleccionadas por los alumnos.
Pregunta Cluster1 con K-
medias
Cluster2 con CJ
2. Principal consecuencia del
acoso escolar
P2a) Sentir miedo. P2a) Sentir miedo. P2a) Bajas
calificaciones.
3. ¿Qué se debe hacer para
arreglar este
problema?
P3c) Deben hacer algo los
compañeros.
P3c) Deben hacer algo los compañeros.
P3d) Con sanciones
legales.
4. ¿Por qué
Unos/as
intimiden a otros/as?
P4a) Por gastar una
broma o molestar
P4a) Por gastar una
broma o molestar
5. ¿Dónde se
origina principalmente
el acoso
P5b) y P5c) Con los
amigos y por la personalidad de
cada quien.
P5b) Con los amigos y
por la personalidad de cada quien.
Tabla 2 Comparación de características del cluster 1
334
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 324-337
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MEDINA, Gricelda, LUNA, Francisco, TAVAREZ, Felipe y MARTÍNEZ, Rocío.
Clusterización en minería de datos: CJ y K-Medias aplicados a una encuesta de
opinión sobre acoso escolar en la UTNA. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
Como puede observarse, el cluster 1
eligió las respuestas p2a, p3c, p4a, p5b y p5c,
detalladas en la Tabla 2. En cambio en el
cluster 2 se puede ver, que las respuestas más
seleccionadas son: p2d, p3c, p4d y p5a,
respuestas similares al cluster 1 del método CJ.
En la Tabla 3 se detalla cada respuesta,
especificando el método de clusterización
aplicado.
Pregunta Cluster2 con K-
medias
Cluster2 con CJ
2. Principal
consecuencia del
acoso escolar
P2d) puede
provocar que
alguien llegue a suicidarse.
P2d) Puede provocar
el suicidio.
P2c) Bajas calific.
3. Que se debe hacer para arreglar
este problema
P3c) deben hacer algo los profesores
y las familias.
P3c) deben hacer algo los profesores y las
familias.
4. Porqué Unos/as
intimiden a
otros/as?
P4d) Porque tienen
problemas en su
familia.
P4d) Porque tienen
problemas en su
familia.
5. ¿Dónde se origina
principalmente el
acoso.
P5a) Se origina principalmente en
la casa.
P5a) Se origina principalmente en la
casa.
Tabla 3 Comparación de características del cluster 2
Los resultados de las respuestas en las
preguntas 1 y 7 no son visibles en el biplot, lo
que indica que están muy cerca del centro, es
decir, que son muy similares en sus respuestas
y no destacan diferencias considerables entre
ellas. En cuanto a las inercias obtenidas, la
inercia total indicó un valor de 2.856. El valor
de la inercia inter clases B(P) fue de 0.473 y la
inercia intra clases W(P) de 2.383, sumando
ambas inercias se tiene un total de 2.856, que es
el valor de la inercia total. Comprobando con
ello el teorema de la dualidad de Fisher, que
indica que la sumas de las inercias inter clases e
intra clases es igual a la inercia total de la nube
de puntos.
Trabajos relacionados
Se tienen varios trabajos relacionados a la
aplicación de métodos de clusterización
utilizados para analizar grupos de individuos
con características similares. Entre los trabajos
analizados, se encuentran el uso de métodos
exploratorios de minería de datos para
identificar alumnos con riesgos de deserción o
fracaso escolar (La Red 14, Márquez 12). El
uso de clusterización para encontrar patrones de
conducta delictivos, o patrones de consumo de
drogas (Valenga 07), (La Red 14), (Yakushev
14). Trabajos de clusterización para la
Segmentación de clientes (Jo-Ting 13), para el
apoyo en la toma de decisiones de procesos de
negocios (Pérez 12, Pinzón 11, Sadat 15) y
patrones para análisis de percepción de la
corrupción (Paulus 15), o para analizar la
calidad de los productores de información
(Cena 15).
Conclusiones y trabajo a futuro
Como puede observarse, los resultados
obtenidos en cada pregunta, por ambos métodos
de clusterización son muy similares, lo que ha
permitido obtener patrones de percepción sobre
acoso escolar que definen específicamente a
cada cluster. Este tipo de información puede ser
de suma importancia para el área de Tutoría o
área de asesoría sicopedagógica dentro de la
institución. Con el objetivo de establecer
programas de pláticas y conferencias enfocadas
a cada grupo de alumnos con características
similares. Para el cluster 2, se pueden organizar
programas de concientización sobre las
consecuencias del acoso escolar y técnicas de
integración grupal, para aquellos alumnos que
consideran que el acoso escolar se genera solo
por hacer una broma o por molestar, y que
opina que este tipo de conductas, se genera
principalmente en la calle con los amigos.
335
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 324-337
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MEDINA, Gricelda, LUNA, Francisco, TAVAREZ, Felipe y MARTÍNEZ, Rocío.
Clusterización en minería de datos: CJ y K-Medias aplicados a una encuesta de
opinión sobre acoso escolar en la UTNA. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
Para los alumnos que integran el cluster
1, que piensa que el acoso se genera
principalmente en la casa y este se da por
problemas familiares principalmente, se puede
enfocar hacia ellos pláticas familiares, o de
orientación de ayuda especial cuando el caso así
lo requiera. Todo esto considerando que,
analizando los últimos porcentajes de deserción
escolar, en la institución, no se dan por bajos
rendimientos académicos, sino por problemas
personales que afectan a tal grado al alumno,
que deciden abandonar la escuela, debido a las
consecuencias que estos problemas implican
para ellos.
En relación al trabajo a futuro, la
aplicación de los métodos de aprendizaje
supervisado de minería de datos, tiene un
infinito campo de aplicación, ya que la
importancia de analizar datos e información
para identificar grupos con características afines
o simplemente para describir las características
de los mismos, es de suma importancia.
Específicamente para el tema del acoso escolar,
se planea analizar el tema, pero ahora desde el
uso de las redes sociales, donde mediante
métodos de aprendizaje supervisado, se
analizarán los comentarios realizados por los
alumnos, en sus publicaciones hacia otros
compañeros.
Referencias
(Arriaza 08) Arriaza Gómez A. J., Fernández
Palacín, F. López Sánchez M. A., Et al.,
Estadística Básica con R y R-Commander,
(2008) Publicaciones de la Universidad de
Cadiz. Recuperado: 10/06/2015, URL:
http://knuth.uca.es/moodle/mod/url/view.php?i
d=1126
(Artime 13) Artime Carleos C., Corral Blanco
N., Paquetes estadísticos con licencia libre,
(2013), Revista electrónica de metodología
aplicada, Vol. 18 No 2, pp. 12-33. Recuperado
9/06/2015. http:// www. Unioviedo .es
/reunido/index.php/Rema. Departamento de
Estadística e I. O. y D.M. Universidad de
Oviedo.
(Bullyinformate.org 15) Fundación en
Movimiento (Respetar para mejor convivir),
A.C. http://bullyinformate.org/tests/test-
escuela-segura.
(Cena 15) Cena A., Gagolewski M., Mesiar R.,
Problems and challenges of information
resources producers’ clustering. (2015).
Journal of Informetrics, recuperado:
16/04/2015. www.elsevier.com/locate/joi, 273–
284 ELSEVIER.
(Chambers 09) Chambers J. M., Software for
Data Analysis: Programming with R (Statistics
and computing), (2009). Stanford, ca. USD:
Springer-Verlag.
(Graham 11) Graham W., Data Mining with
Rattle and R: The Art of Excavating Data for
Knowledge Discovery (Use R!), (2011). New
York USD: Springer-Verlag.
(Hand 01) Hand D., Mannila H. & Smyth P.,
Principles of Data Mining, (2001). A Bradford
Book The MIT Press Cambridge,
Massachusetts London England. Massachusetts
Institute of Technology.
(Husson 10) Husson F., Le S., Pages J.,
Exploratory Multivariate Analysis by Example
Using R, (2010). Chapman & Hall/CRC
Computer Science & Data Analysis, Taylor &
Francis Group, an inform business, Boca Ration
London New York, CRC Press.
336
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 324-337
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MEDINA, Gricelda, LUNA, Francisco, TAVAREZ, Felipe y MARTÍNEZ, Rocío.
Clusterización en minería de datos: CJ y K-Medias aplicados a una encuesta de
opinión sobre acoso escolar en la UTNA. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
(Jiawei 06) Jiawei H., Kamber M., Data Mining
Concepts and Techniques, (2006). Second
Edition. Morgan Kauffman Publishers.
(Jo-Ting 13) Jo-Ting W., Ming-Chun L.,
Hsuan-Kai Ch., Hsin-Hung W., Customer
relationship management in the hairdressing
industry: An application of data mining
techniques. (2013). Expert Systems with
Applications, Elsevier. Recuperado: 22/02/2015
www.elsevier.com/locate/eswa
(La Red 14) La Red, D. L. & Podestá, C. E.,
Metodología de Estudio del Rendimiento
Académico Mediante la Minería de Datos,
(2014). Campus virtuales, 3(1), Revista
Científica de Tecnología Educativa, Argentina.
(Le 08) Le S., Josse J., Husson F.,
“FactoMineR: An R Package for Multivariate
Analysis”, (2008). Volume 25, Issue 1, Journal
of Statistical Software, American Satistical
Association.
(Márquez 12) Márquez Vera C., Romero
Morales C., Ventura Soto Sebastián. Predicción
del Fracaso Escolar mediante Técnicas de
Minería de Dato. (2012.). IEEE-RITA Vol. 7,
Núm. 3, Nov.
(Merino 08) Merino González J., Revista de
estudios de la violencia. Núm. 4, (Ene-Mar
2008). Instituto Catalán de Estudios de la
Violencia (ICEV).
(Mirkin 05) Mirkin B., Clustering for Data
Mining: A Data Recovery Approach, (2005)
Chapman & Hall/CRC Computer Science &
Data Analysis, Taylor & Francis Group, a
Chapman & Hall Book, Boca Ration London
New York: CRC Press.
(Montaño 14) Montaño J., Gervilla E., Et al.
Técnicas de clasificación de data mining: una
aplicación al consumo de tabaco en
adolescentes. (2014). Anales de Psicología, vol.
30, núm. 2 633-641, May-Ago. Murcia, España.
(OCSE 15) Observatorio Ciudadano de la
Seguridad Escolar.
http://www.iea.gob.mx/ocse/default.aspx.
(OCSE).
(Paulus 15) Paulus M., Kristoufek L.,
Worldwide clustering of the corruption
perception, (2015). Physica A,
www.elsevier.com/locate/physa 351–358,
Procedia Computer Science Volume 29, ICCS
14th International Conference on
Computational Science.
(Pang-Ning 06) Pang-Ning T., Steinbach M.,
Kumar V., Introduction to Data mining, (2006).
Pearson Addison Wesley.
(Perez 08) Pérez López C., Santín González D.,
Minería de datos Técnicas y Herramientas,
(2008). International Thomson Ediciones.
(Pérez 12) Pérez S., Puldón J. J., Espín Andrade
A., Modelo clustering para el análisis en la
ejecución de procesos de negocio, (2012).
Revista investigación operacional, Vol 33, No.
3. Instituto Superior Politécnico José Antonio
Echeverría.
(Pinzón 11) Pinzón L. L., Aplicándo minería de
datos al márquetin educativo, (2011). Notas D
Marketing, Escuela de márquetin y publicidad
USA.
(Shu 2012) Shu-Hsien L., Pei-Hui Ch., Pei-
Yuan H. Data mining techniques and
applications – A decade review from 2000 to
2011,(2012). Expert Systems with
Applications. Recuperado: 22/04/2015. URL:
www.elsevier.com/locate/eswa
337
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 324-337
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MEDINA, Gricelda, LUNA, Francisco, TAVAREZ, Felipe y MARTÍNEZ, Rocío.
Clusterización en minería de datos: CJ y K-Medias aplicados a una encuesta de
opinión sobre acoso escolar en la UTNA. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015.
(Torsten 09) Torsten H., Brian S. E., A
Handbook of Statistical Analyses Using R,
Second Edition, (2009). Taylor & Francis
Group, a Chapman & Hall Book, Boca Ration
London New York: CRC Press.
(Fayyad 96) Fayyad U., Piatetsky-Shapiro G.,
and Smyth P. From Data Mining to Knowledge
Discovery in Databases, (1996). AI Magazine
Volume 17 Number 3.
(Valenga 07) F. Valenga, E. Fernández, Et al.
Aplicación de minería de datos para la
exploración y detección de patrones delictivos
en Argentina. (2007) Instituto Tecnológico de
Buenos Aires, Argentina.
(Yakushev 14) Yakushev A., & Mityagin S.,
Social networks mining for analysis and
modeling drugs usage, (2014). Procedia
Computer Science Volume 29, ICCS 14th
International Conference on Computational
Science. Elsevier.
338
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 338-347
Mercado de trabajo del ingeniero agroindustrial de la BUAP y competencias
profesionales del TSU en procesos alimentarios de la UTP
MANJARREZ, Juan*†´ & BERNAL, Hector´´
´Universidad Tecnológica de Puebla
´´Campus Acatzingo de la BUAP. Carretera Federal, Acatzingo Nopalucan Carmen Km. 9 Antigua Hacienda de Sn Pedro
Ovando. 75150. Acatzingo, Puebla.
Recibido 20 de Julio, 2015; Aceptado 18 de Septiembre, 2015
Resumen
En el presente estudio se realiza un análisis de los
requerimientos y expectativas del sector laboral, de la zona
de influencia de la Benemérita Universidad Autónoma de
Puebla (BUAP) y la Universidad Tecnológica de Puebla
(UTP), en relación con la pertinencia de estudios y el
mercado laboral para el ingeniero agroindustrial y el
profesionista Técnico Superior Universitario (TSU) en
procesos alimentarios respectivamente. Para el acopio de
información y datos del TSU, se realizó en el mes de agosto
del 2014 un taller en la UTP, en el que se siguió la
metodología de recolección de información para la
elaboración de planes de estudio basados en competencias,
adaptada en 1992 por el Ministerio de Educación de Quebec
(Ocampo, 2012). La metodología utilizada para el desarrollo
del taller se conoce como “Método IXE”, el cual tiene como
misión obtener el máximo de información por consenso y
así poder detectar las habilidades cognoscitivas,
psicomotoras y socio afectivas necesarias para ejercer una
función productiva bajo estándares de desempeño. Este
análisis permitió retroalimentar los programas de formación
sobre objetivos de aprendizaje, de una manera detallada y
precisa, logrando ejecuciones satisfactorias de las demandas
del mercado laboral (Manjarrez, 2013).
Educación agroindustrial, mercado de trabajo,
competencias profesionales
Abstract
In this study an analysis of the requirements and
expectations of the labor sector, the area of influence of the
Autonomous University of Puebla (BUAP) and the
Technological University of Puebla (UTP) is carried out in
relation to the relevance of studies and the labor market for
the agro-engineer and profesionista Superior Technical
University (TSU) in food processes respectively. For the
collection of information and data of TSU, it was held in
August 2014 a workshop on the UTP, in which the data
collection methodology was followed for the development
of curricula based on competences, adapted in 1992 by the
Ministry of Education of Quebec (Ocampo, 2012). The
methodology used in the workshop called "IXE Method",
which has the mission to obtain the maximum information
by consensus and thus to detect cognitive skills,
psychomotor and affective partner necessary to establish a
productive function under performance standards. This
analysis allowed feedback training programs on learning
objectives, a detailed and precise manner, achieving
satisfying the demands of the labor market (Manjarrez,
2013).
Agribusiness education, labor market, professional skills
Citación: MANJARREZ, Juan & BERNAL, Hector. Mercado de trabajo del ingeniero agroindustrial de la BUAP y
competencias profesionales del TSU en procesos alimentarios de la UTP. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
2015, 2-4: 338-347
* Correspondencia al Autor (Correo Electrónico: [email protected])
†Investigador contribuyendo como primer autor
© ECORFAN-Bolivia www.ecorfan.org/bolivia
339
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 338-347
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MANJARREZ, Juan & BERNAL, Hector. Mercado de trabajo del ingeniero
agroindustrial de la BUAP y competencias profesionales del TSU en procesos
alimentarios de la UTP. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Introducción
El Ingeniero agroindustrial es un recurso
humano con conocimientos y habilidades para
administrar sistemas de producción, así como
también procesar la industrialización de
productos alimentarios a través de las nuevas
tecnologías en beneficio de las unidades
productivas. Desde luego se busca que el
ordenamiento territorial y colocación de los
egresados, impacte en las necesidades de la
región y su industrialización (Bernal, et. al.
2010). En este contexto de formación de los
ingenieros se identifican tareas clave para su
formación con la metodología de recolección de
información, para la elaboración de planes de
estudio basados en competencias (Ocampo,
2012), y su propósito general se redacta de la
siguiente manera: Administrar los recursos y
procesos alimentarios de la empresa con base
en los estándares y normas establecidas, con la
finalidad de lograr su optimización, así como
también el diseño y desarrollo de nuevos
productos y/o procesos alimentarios y de esta
manera satisfacer los requerimientos de los
clientes. De este modo los futuros ingenieros
participan en el proceso de captación de
egresados del nivel medio superior, donde la
BUAP es la institución que ocupa el primer
lugar en cobertura entre las instituciones
públicas, contribuyendo así con un índice de
absorción en promedio de 5% y 10.5% con
respecto a los egresados de su zona de
influencia y del Estado respectivamente.
Básicamente el potencial se concentra y
comprenden 45 municipios, donde se localizan
687 instituciones con 24 mil 320 egresados de
los cuales; 20 mil 998 corresponden a los
bachilleratos generales, 2 mil 536 a los
bachilleratos tecnológicos, y 786 de los
Colegios de Educación Profesional Técnica
(CONALEP), todos ellos se consideran como
demanda potencial, para 240 Instituciones de
Educación Superior y 31 Normales en el Estado
(SEP, 2015).
En la BUAP los estudiantes que logran
obtener un promedio final de 8.5 o más a lo
largo de sus estudios, reciben el título de forma
automática, sin necesidad de presentar un
examen final o de escribir una tesis, y
adicionalmente, varias facultades introdujeron
formas adicionales, como la elaboración de una
tesina, o exámenes finales internos y externos,
como el Examen General de Egreso de
Licenciatura (EGEL) del CENEVAL; como
resultado, hay ahora una diversidad de opciones
para la titulación, como se refleja en la tabla
siguiente:
Formas de titulación Mujeres
(%)
Hombres
(%)
Tesis 27.4 33.8
Tesina 1.8 3.2
Promedio 48.9 33.8
Otro 4.4 3.1
No contesto 17.5 26.1
Total 100 100
Tabla 1 Titulación de los egresados de la BUAP
Por otro lado la inserción al mercado
laboral, según los datos de la encuesta, es un
proceso gradual que empieza antes de terminar
los estudios, así, el 38.8% de los egresados
trabajaba ya durante el último año de estudios
(Ibid).
Si trabajó durante su último año de estudios 38.8%
No trabajó durante su último año de estudios 61.3%
No contest 0.07%
Total 100%
Tabla 2 Porcentaje de estudiantes que trabajaron en su
último año de estudios (Ibid)
Si bien se evidencia una inserción
rápida al mercado de trabajo para una parte
importante de los estudiantes, también habrá
que constatar que esta inserción complica el
proceso de titulación, ya que resulta difícil
combinar casi treinta horas de trabajo fuera de
la universidad con la terminación de materias y
la elaboración de una tesis.
340
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 338-347
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MANJARREZ, Juan & BERNAL, Hector. Mercado de trabajo del ingeniero
agroindustrial de la BUAP y competencias profesionales del TSU en procesos
alimentarios de la UTP. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Marco de Referencia Estatal
El Estado de Puebla tiene una ubicación
geográfica al norte 20° 50’, al sur 17°52´ de
latitud norte, al este 96°43´, al oeste 99°04’ de
longitud oeste. Puebla colinda al norte con los
estados de Hidalgo y Veracruz-Llave, al este
con Veracruz-Llave y Oaxaca, al sur con
Oaxaca y Guerrero, al oeste con Guerrero,
Morelos, México, Tlaxcala e Hidalgo. Cuenta
con una extensión de 33 mil 902 kilómetros
cuadrados, equivalente al 1.7% del total del
país (INEGI, 2015). El Estado de Puebla cuenta
con siete regiones socioeconómicas
configurado con cuatro regiones de
predominancia urbana (Angelópolis, Tehuacán
y Sierra Negra, Valle de Serdán y Valle de
Atlixco-Matamoros), y tres regiones de
predominancia rural (Sierra Nororiental, Sierra
Norte y la Mixteca).
Figura 1 Regiones Socioeconómicas del Estado de
Puebla
La población total en el Estado de
Puebla es de 5 millones 779 mil 829 habitantes,
el 52 % corresponde al sexo femenino y el 48
% al masculino, en la zona de influencia de la
BUAP y de la Universidad Tecnológica de
Puebla (UTP) se concentran 2 millones 578 mil
612 habitantes.
474 mil 429 están en un rango de edad
entre 20 y 24 años, el 27.9 % cursan estudios de
educación superior en esta zona, el 6.3 % lo
hace en otros municipios y el 65.8% no está
inscrito, lo que significa un potencial de
jóvenes que requieren apoyo para continuar sus
estudios (ibid).
Una de las oportunidades para la
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
(BUAP) y la Universidad Tecnológica de
Puebla (UTP), es su ubicación geográfica,
factor que ha influido en su consolidación y
desarrollo respectivamente; al contar en el
estado en con 1 mil 465 Bachilleratos y 158
escuelas de Profesional Técnico (en el ciclo
escolar 2013-2014) de los que egresaron en el
Estado 50 mil 748 alumnos (SEP, dirección de
planeación).
Figura 2 Zona de influencia identificando municipios
para BUAP Y UTP
En la zona de influencia de ambas
Universidades se comprenden 45 municipios,
donde se concentran 687 instituciones con 24
mil 320 egresados, 20 mil 998 corresponden a
los bachilleratos generales, 2 mil 536 a los
bachilleratos tecnológicos, y 786 de los
Colegios de Educación Profesional Técnica
(CONALEP), que se consideran como demanda
potencial, para 240 Instituciones de Educación
Superior y 31 Normales en el Estado.
341
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 338-347
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MANJARREZ, Juan & BERNAL, Hector. Mercado de trabajo del ingeniero
agroindustrial de la BUAP y competencias profesionales del TSU en procesos
alimentarios de la UTP. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Siendo la UTP la institución que ocupa
el segundo lugar en cobertura después de la
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
(BUAP) entre las instituciones públicas;
contribuyendo así con un índice de absorción
en promedio de 10.5% y 5% con respecto a los
egresados de su zona de influencia y del Estado
respectivamente. Respecto al sector productivo,
en el Estado de Puebla se cuenta con un total de
2 mil 140 empresas distribuidas de la siguiente
forma 125 corresponden a grandes empresas,
386 a medianas y 1 mil 629 a las pequeñas. De
estas el 38.1% corresponden a la rama
industrial, el 39.7% corresponden al comercio y
el 22.2% al de servicios (ibid).
Alimentos procesados: Puebla, entre los
mayores productores
De acuerdo con información de ProMéxico, la
mayor parte de las empresas grandes
exportadoras, dedicadas al procesamiento de
alimentos, el estado de Puebla se encuentra
dentro de las entidades del país con mayor
número de empresas procesadoras y
exportadoras de alimentos, con un total de 42.
La entidad se sitúa por debajo del Distrito
Federal que cuenta con 242 empresas; Jalisco
con 159, Nuevo León con 144, Estado de
México con 124, Baja California con 69,
Michoacán con 62, Guanajuato con 52 y
Chihuahua con 46; la lista la completa Yucatán
con 40.
Grafico 1 Unidades económicas principales estados
Como se ha señalado Puebla es una de
las entidades con mayores unidades económicas
del sector de alimentos procesados, con 13 mil
494; se ubica sólo debajo del Estado de México
que tiene 21 mil 386; de acuerdo a cifras de la
Secretaría de Economía, en 2012 la Inversión
Extranjera Directa (IED) de la industria en
México se concentró en Nuevo León, Jalisco,
Edomex y el DF, de allí que la industria
procesadora de alimentos es uno de los sectores
clave en la economía del país (Secretaria de
Economía, 2015).
En México, según la secretaria de
economía la producción de alimentos
procesados en 2012 fue de 123 mil 954
millones de dólares, lo que representó un
incremento de 2.3% en comparación a 2011. La
industria alimenticia representa 23.2% del PIB
manufacturero y 4.1% del PIB total. Así
México es el segundo proveedor de alimentos a
los Estados Unidos y el tercer productor de
alimentos procesados en Latinoamérica; y a
nivel mundial, ocupa el octavo lugar. En 2012,
los principales destinos de exportación fueron
Estados Unidos, Japón, y Guatemala, con una
participación de 68.5%, 6.3%, y 2.4% en el
total de las exportaciones mexicanas de la
industria, respectivamente.
(http://mim.promexico.gob.mx/work/sites/mim/
resources/LocalCo999)ntent/72/2/Alimentos_pr
ocesados_ES.pdf).
Demanda presente y futura de mano de obra
calificada
La población económicamente activa del estado
representa el 60.24 % del total de población de
14 y más años, y la población inactiva 39.76 %,
conforme al tercer trimestre del año 2014
(SEDECO, 2015). De acuerdo con información
de ProMéxico, la mayor parte de las empresas
dedicadas al procesamiento de alimentos en
Puebla se dedican a las preparaciones
alimenticias y salsas.
242
159 144 12469 62 52 46 42 40
662
0
100
200
300
400
500
600
700
342
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 338-347
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MANJARREZ, Juan & BERNAL, Hector. Mercado de trabajo del ingeniero
agroindustrial de la BUAP y competencias profesionales del TSU en procesos
alimentarios de la UTP. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Puebla se encuentra dentro de las
entidades del país con mayor número de
empresas procesadoras exportadoras de
alimentos, con un total de 42. La entidad se
sitúa por debajo del Distrito Federal que cuenta
con 242 empresas; Jalisco con 159, Nuevo
León con 144, Estado de México con 124, Baja
California con 69, Michoacán con 62,
Guanajuato con 52 y Chihuahua con 46; la lista
la completa Yucatán con 40 (ibid).
Grafico 2 Proyección de matrícula de las UUTT
Respecto a la proyección de matrícula
total del Programa Educativo de TSU en
Procesos Alimentarios de todas las UUTT de
Puebla. La proyección se realizó con base a la
información histórica proporcionada por las
UUTT UT de Puebla, UT de Tecamachalco,
UT de Izúcar de Matamoros, UT de Xicotepec
de Juárez y la UT de Tehuacán. La gráfica
siguiente presenta para el estado de Puebla, el
número total de personas trabajando en esta
ocupación durante el período 2013-2014.
Grafico 3 Cifras anualizadas al cuarto trimestre
El crecimiento del número de
trabajadores de apoyo en la industria de
alimentos, bebidas y productos de tabaco en el
2014 fue de apenas el 5.96 % con respecto al
año 2013; y la población económicamente
activa representa el 60.24 % del total de
población de 14 y más años, y la población
inactiva 39.76 %, conforme al tercer trimestre
del año 2014. La tasa de participación de la
población ocupada es 58.0 % del total de
población de 14 y más años. Y para fortalecer
la vinculación Universidad-Empresa con
acciones de colaboración mutua la UTP ofrece
servicios como: estudios y servicios
tecnológicos, cursos de actualización,
capacitación, desarrollo profesional y cursos de
educación continua dirigidos a egresados de la
Universidad y a trabajadores de organizaciones
del entorno de la misma, así mismo la
universidad tiene la oportunidad de que los
alumnos realicen sus prácticas-estadías, hagan
sus visitas industriales y de que se incorporen al
mercado laboral.
De tal manera, en el Estado de Puebla se
cuenta con un total de 2 mil 140 empresas
distribuidas de la siguiente forma 125
corresponden a grandes empresas, 386 a
medianas y 1 mil 629 a las pequeñas como se
muestra en la gráfica siguiente:
206
272
348
488 448
562
632
702
772
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
Trabajadores de apoyo en laindustria de alimentos,bebidas y productos de
tabaco.
2013 10.518
2014 11.145
02.0004.0006.0008.000
10.00012.00014.000
Nú
me
ro d
e t
rab
aja
do
res
343
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 338-347
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MANJARREZ, Juan & BERNAL, Hector. Mercado de trabajo del ingeniero
agroindustrial de la BUAP y competencias profesionales del TSU en procesos
alimentarios de la UTP. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Grafico 4 Distribución de empresas por su tamaño
De estas el 38.1% corresponden a la
rama industrial, el 39.7% corresponden al
comercio y el 22.2% al de servicios (ibid).
Donde empiezan a verse diferencias
importantes entre hombres y mujeres es en los
sectores donde trabajan, para ambos hay una
concentración parecida en el sector de
profesionales independientes, pero los hombres
están más representados en la agricultura, la
industria y el gobierno, mientras las mujeres se
concentran notablemente más en salud y
educación, como demuestra la tabla siguiente.
Sector Mujeres
(%)
Hombres
(%)
Agrícola, Ganadería 1.3 3.0
Industria 9.6 19.3
Comercio 14.8 13.9
Banca, Finanzas 4.1 3.6
Transporte, Comunicaciones 4.0 4.7
Salud 21.0 10.2
Profesionales Independientes 16.6 17.1
Educación 17.4 11.2
Gobierno 11.3 16.9
Total 100 100
Tabla 3 Distribución laboral por género (Vries, et, al,
2015)
Competencias profesionales relativas a las
funciones y tareas de trabajo del TSU
Se prevé que el mercado laboral tiene una gran
capacidad de cambios, por lo que es de vital
importancia contar con recursos humanos
capacitados que respondan hábilmente a los
requerimientos que éste exige.
Así dentro del área de procesos
alimentarios, las habilidades básicas
cognoscitivas, psicomotoras y afectivas que
satisfacen estándares específicos de una
empresa o sector, son identificadas por la
metodología de identificación de
requerimientos y expectativas de sector laboral,
permitiendo establecer programas de formación
sobre objetivos de aprendizaje de una manera
detallada y precisa, logrando ejecuciones
satisfactorias de las demandas del mercado
laboral.
En este análisis se presentan los
requerimientos y expectativas del sector laboral
de la zona de influencia de la Universidad
Tecnológica de Puebla, en relación con la
pertinencia de estudios para el profesionista 5B
en procesos alimentarios y se fundamenta en la
información obtenida del taller realizado en las
instalaciones de la Universidad, en el mes de
marzo de 2014. El TSU en Procesos
Alimentarios es una persona con conocimientos
y habilidades para administrar sistemas de
producción así como también la
industrialización de productos alimentarios a
través de las nuevas tecnologías en beneficio de
la unidad de producción.
Mediante el Análisis de la Situación del
Trabajo, los especialistas reunidos en el taller
identificaron las tareas clave del sector y las
agruparon por función productiva y con base en
esta clasificación se formuló el propósito
general del sector en Agricultura, el cual se
redactó de la siguiente manera: “Administrar
los recursos y procesos alimentarios de la
empresa con base en los estándares y normas
establecidas, con la finalidad de lograr su
optimización, así como también el diseño y
desarrollo de nuevos productos y/o procesos
alimentarios y de esta manera satisfacer los
requerimientos de los clientes.”
5,84%18,04%
76,12%
Grande
Mediana
Pequeña
344
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 338-347
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MANJARREZ, Juan & BERNAL, Hector. Mercado de trabajo del ingeniero
agroindustrial de la BUAP y competencias profesionales del TSU en procesos
alimentarios de la UTP. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Durante la realización del taller se
determinaron cinco funciones clave a
desarrollar por los profesionistas de esta
carrera, las cuales se mencionan a continuación.
- Administrar sistemas de gestión de calidad
e inocuidad dentro de la empresa.
- Orientar los procesos productivos de
acuerdo a las necesidades del cliente.
- Supervisar el sistema de comercialización
agrícola, calidad y empaque.
- Transformar productos alimenticios con
eficiencia y alto rendimiento.
- Administrar los recursos humanos y
materiales de la producción.
El campo laboral para este profesionista
puede abarcar sectores agrícolas, pecuarios,
avícolas y agroindustrial entre otros,
dependiendo del tipo y tamaño de la
organización puede laborar en invernaderos,
ranchos, dependencias de gobierno en relación
a la agricultura, entre otros. También se abre la
posibilidad para que el TSU en Procesos
Alimentarios forme su propia empresa, en
donde podrá ofrecer servicios de consultoría,
automatización, mantenimiento, venta de
equipos y/o refacciones y comercialización de
productos agroindustriales.
A continuación se mencionan algunos de
los puestos a los que podrá aspirar un TSU en
Procesos Alimentarios:
- Administrador de unidad de producción.
- Jefe de Producción.
- Supervisor.
- Técnico.
- Líder de proyecto.
- Vendedor.
- Consultor independiente.
Lo anterior dependerá del tamaño y giro
de la empresa donde labore.
Podrá ir ascendiendo de puestos de
trabajo conforme se vaya desarrollando y
adquiriendo experiencia. Su medio de trabajo
será muy diverso, en donde deberá coordinar y
ejecutar los procesos productivos, así como
resolver los problemas que se presentan en la
producción. Implementará sistemas
automatizados para mejorar la eficiencia del
proceso productivo, así como el
aprovechamiento de los recursos naturales,
buscando con ello la sustentabilidad de los
mismos. Coordinará equipos de trabajo para el
buen desarrollo de las actividades de
producción. Existe un alto grado de riesgo
laboral al realizar las actividades ocasionadas
por: exposición al sol, respiración de sustancias
toxicas, ruido, caídas, golpes y cortaduras entre
otras.
En la región existe un crecimiento
continuo de la población que demanda
productos agrícolas, así mismo dado el cambio
climático existen cada vez menos recursos
naturales como lo es el agua en donde cada día
es más escaza y se requiere de su
aprovechamiento al máximo, por lo tanto la
demanda por contar con este perfil será de
incremento. Sus facultades perceptivas deben
ser altas ya que requiere detectar, analizar y
procesar información que le permita planear y
organizar los procesos productivos así como
atender los problemas que se le presenten, por
lo que se requiere trabajar en el desarrollo de
las facultades perceptivas.
Funciones:
1. Administrar sistemas de gestión de
calidad e inocuidad dentro de la empresa.
2. Orientar los procesos productivos de
acuerdo a las necesidades del cliente.
3. Supervisar el sistema de
comercialización agrícola, calidad y empaque.
345
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 338-347
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MANJARREZ, Juan & BERNAL, Hector. Mercado de trabajo del ingeniero
agroindustrial de la BUAP y competencias profesionales del TSU en procesos
alimentarios de la UTP. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
4. Transformar productos alimenticios con
eficiencia y alto rendimiento.
5. Administrar los recursos humanos y
materiales de la producción.
Tareas:
1.1 Aplicar control de calidad en los puntos de
control de la producción.
1.2 Garantizar la inocuidad de los productos
alimenticios.
1.3 Aplicar técnicas estadísticas en los
procesos. 1.4 Asegurar la operatividad y el
buen uso de los equipos de medición y control
de los procesos.
2.1 Identificar las necesidades del cliente en
productos alimenticios de su interés.
2.2 Apoyar el desarrollo de nuevos productos
alimenticios.
2.3 Emplear nuevas tecnologías en el desarrollo
de nuevos productos.
3.1 Investigar mercados comerciales del sector
agrícola.
3.2 Supervisar la calidad de los productos
agrícolas.
3.3. Manejar sistemas de sustentabilidad
ambiental
4.1 Agregar valor a los productos primarios de
la región.
4.2 Respetar el medio ambiente y la seguridad e
higiene.
4.3 Incrementar la efectividad de los procesos
aplicados.
5.1 Administrar sistema de costos e inversiones.
5.2 Integrar y coordinar equipos de trabajo.
5.3 Supervisar actividades de personal a cargo.
En dicho taller, se siguió la metodología
de recolección de información, para la
elaboración de planes de estudio basados en
competencias, adaptada en 1992 por el
Ministerio de Educación de Quebec y adaptado
por la misma institución. Dicha metodología
permite detectar las habilidades psicomotoras,
cognoscitivas y socio afectivas necesarias para
ejercer una función productiva bajo estándares
de desempeño.
Elementos de prospectiva de desarrollo
estatal
La Visión del estado de Puebla al 2020, se
fundamenta en una serie de tendencias, entre las
que se cuentan: - El crecimiento neto de la
población estatal de 100 mil habitantes anuales
en promedio, con mayor concentración en los
principales municipios de la Entidad (Puebla,
Tehuacán, Huauchinango, San Martín
Texmelucan y Atlixco).
- Aumento de la capacidad para atraer y
mantener inversiones, sobre todo en la industria
alimentaria y de la construcción de vivienda, así
como en los servicios de salud y educación.
- El mayor intercambio regional de bienes y
servicios, así como la movilidad de personas,
propiciado por la ampliación y mejoramiento de
la infraestructura y los medios de
comunicaciones y transportes.
- La especialización industrial y comercial de
regiones y zonas económicas; sobre todo en las
áreas de manufacturas, comercio, restaurantes y
hoteles, y servicios.
346
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 338-347
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MANJARREZ, Juan & BERNAL, Hector. Mercado de trabajo del ingeniero
agroindustrial de la BUAP y competencias profesionales del TSU en procesos
alimentarios de la UTP. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
- La mayor absorción de la Población
Económicamente Activa (PEA) juvenil en el
mercado de trabajo. Cabe destacar que de
acuerdo a estudios recientes, el 50% de la
demanda empresarial de los estados de Nuevo
León, México, Puebla y Distrito Federal sobre
los conocimientos de egresados de ingeniería
industrial corresponden a las áreas de:
producción, sistemas de calidad, planeación,
almacenes, ventas y logística, principalmente.
El panorama de la entidad poblana que se prevé
es el siguiente:
1). Una nueva estructura demográfica y familiar
en las zonas urbanas, principalmente.
2). Puebla: “La Capital del Conocimiento” o
“Ciudad Universitaria” para la educación
permanente; y Centro de Servicios de Atención
a la Salud.
3). Una industria manufacturera especializada y
diversificada.
4). Un Estado con desarrollo urbano regional en
proceso, presionado por la mayor demanda de
servicios públicos, principalmente de agua y
energía.
5). Investigación y aplicación de la tecnología
al mejoramiento y protección del entorno, en
particular, de los recursos naturales y el medio
ambiente.
6). Ampliación y desarrollo de la
infraestructura y los medios de transporte, en
especial de las comunicaciones y
telecomunicaciones (TICS).
7). Un gobierno más democrático y justo,
defensor de los derechos ciudadanos, y activo
promotor del desarrollo.
Conclusiones
El campo laboral del ingeniero agroindustrial y
el TSU en procesos alimentarios; puede abarcar
sectores agrícolas, pecuarios, avícolas y la
industrial de los alimentos en general, entre
otros más como las instituciones de gobierno en
el ramo, dependiendo del tipo y tamaño de la
organización puede laborar en invernaderos,
ranchos, dependencias públicas en relación a la
agricultura, entre otros. También se abre la
posibilidad para que el egresado forme su
propia empresa, en donde podrá ofrecer
servicios de consultoría, automatización,
mantenimiento, venta de equipos y/o
refacciones y comercialización de productos
agroindustriales.
En la región existe un crecimiento
continuo de la población que demanda
productos agrícolas, por ello el potencial del
desarrollo de la carrera de ingeniería
agroindustrial de la BUAP y el TSU en
procesos alimentarios de la UTP, es alto con un
impacto en la región y el desarrollo
agroindustrial muy alentador. Desde luego
existen retos que deberán superarse para lograr
un desarrollo óptimo, entre ellos se demanda la
participación del estado, la industria y la
Universidad, así algunos ítems donde se pueden
generar proyectos y/o estrategias para el
desarrollo son:
A. Conformar un Estado fuerte y confiable,
capaz de garantizar la estabilidad económica, la
seguridad alimentaria, y conducir el desarrollo
de las actividades productivas y sociales, con la
participación de la industria y la universidad en
proyectos de triple hélice, que beneficie el
sector agroindustrial.
B. Motivar la inversión estatal y extranjera en
áreas emergentes, y de alta tecnología, para
mejorar ó sustituir gradualmente a la industria
tradicional por tecnología de punta.
347
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 338-347
ISSN 2410-3438
ECORFAN®All rights reserved.
MANJARREZ, Juan & BERNAL, Hector. Mercado de trabajo del ingeniero
agroindustrial de la BUAP y competencias profesionales del TSU en procesos
alimentarios de la UTP. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
C. promover la competitividad, es decir, ante la
escasez de oportunidades, propiciar fuentes de
productividad con bases sustentables para
generar riqueza, aumentar los recursos y
mejorar el nivel de bienestar de la población, de
las instituciones educativas y de las empresas.
D. Convertir a la educación agroindustrial en
uno de los principales motores del desarrollo,
en las regiones más pobres y marginadas del
estado, para garantizar la seguridad alimentaria.
Agradecimientos
Agradecemos el apoyo de la Doctora María
Auxilio Osorio Lama, Directora de la Facultad
de Ingeniería Química de la BUAP, y al
departamento de planeación de la UTP, por el
apoyo informativo en la realización de esta
investigación.
Referencias
Bernal, M, H; Ramírez J, J; Estrella C, N;
Pérez, A. R; Morett, S, J 2010. Importancia de
los territorios rurales en el proceso de
reestructuración territorial: el caso de la región
metropolitana de la ciudad de Puebla.
Economía, sociedad y territorio,
REDALYC.ORG. UAEM. pp. 627-635.
INEGI-STPS. Cifras anualizadas al cuarto
trimestre de 2014 de la Encuesta Nacional de
Ocupación y Empleo.
INEGI. Instituto Nacional de Estadística y
Geografía. Encuesta Nacional de Ocupación y
Empleo (2014).
Manjarrez, L. J. 2013. Educación Media
Superior Tecnológica y Mercados de Trabajo,
Universidad Tecnológica de Puebla, México.
pp. 11-27.
Ocampo, J.L. 2012. El AST como herramienta
en el diseño de programas de estudio.
Universidad Tecnológica de Altamira. Puerto
Industrial, Altamira, Tam., México.
PROMÉXICO, 2015
Secretaria de economía, 2015.
Secretaria de Educación Pública, 2015.
Wietse de Vries, Yadira Navarro, Justina
Flores, María Luísa Técuatl, Egresados
universitarios y el mercado de trabajo, Puebla,
Pue. 2007.
(http://mim.promexico.gob.mx/work/sites/mim/
resources/LocalCo999)ntent/72/2/Alimentos_pr
ocesados_ES.pdf
348
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 348-360
Determinación de Factores Criticos de Éxito para la Implementación de Justo a
Tiempo: Análisis Factorial
RIVERA, Denisse*†, RIVERA, Lizeth, HOLTZHEIMER, Angeles y CHAVEZ, Lorena
Recibido 21 de Julio, 2015; Aceptado 21 de Septiembre, 2015
Resumen
Justo a tiempo (JIT), es uno de los temas más
investigados en el área de gestión de operaciones, debido
a su éxito en las empresas maquiladoras y es un tema de
permanente actualidad que ha venido a desarrollarse con
gran intensidad, diversos beneficios han sido reportados,
por ejemplo reducción de inventarios, mejora en las
eficiencias de las operaciones y una respuesta mas rápida
al cliente, por lo tanto, el éxito de implementación de JIT
es vital para muchas empresas: sin embargo,
frecuentemente se implementa sin obtener los resultados
esperados. En este artículo se presentan los resultados de
una encuesta aplicada a responsables de ejecutar esta
metodología en empresas, el cuestionario se valido
mediante el índice alfa de Cronbach y se aplicó un
análisis factorial por el método de componentes
principales a 56 preguntas y se obtuvieron los principales
factores claves de éxito realizando una rotación varimax.
JIT, Factores Criticos de Éxito, Análisis Factorial
Abstract
Just in time (JIT ), is one of the most investigated topics
in the area of operations management, because of its
success in companies and is a matter of enduring today
has come to develop with great intensity, various benefits
have been it reported , for example: inventory reduction ,
improved efficiencies of operations and a more rapid
customer response, therefore, the successful
implementation of JIT is vital for many companies;
however, often implemented without obtaining the
results expected. In this article are presented the results
of a survey responsible for implementing this
methodology in companies, the questionnaire was
validated using Cronbach 's alpha and a factorial analysis
by the principal component method was applied to 56
questions and the main key success factors making a
varimax rotation.
JIT, Critical Success Factors, Factor Analysis
Citación: RIVERA, Denisse, RIVERA, Lizeth, HOLTZHEIMER, Angeles y CHAVEZ, Lorena. Determinación de
Factores Criticos de Éxito para la Implementación de Justo a Tiempo: Análisis Factorial. Revista de Análisis Cuantitativo y
Estadístico 2015, 2-4: 348-360
* Correspondencia al Autor (Correo Electrónico: [email protected])
†Investigador contribuyendo como primer autor
© ECORFAN-Bolivia www.ecorfan.org/bolivia
349
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 348-360
ISSN 2410-3438
ECORFAN® All rights reserved.
RIVERA, Denisse, RIVERA, Lizeth, HOLTZHEIMER, Angeles, CHAVEZ,
Lorena. Determinación de Factores Criticos de Éxito para la Implementación de
Justo a Tiempo: Análisis Factorial. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
2015.
Introducción
La globalización ha brindado un nuevo
panorama para la industria manufacturera que
se distingue por la competencia, frecuentes
lanzamientos de productos y rápidos cambios
en la demanda del producto (Koren, 2010). Para
sobrevivir en este ambiente global competitivo,
las empresas deben hacer cambios estratégicos
en el sistema de manufactura consistentes con
las exigencias de su entorno (Sandanayake et.
al., 2008) y reconfigurar la cadena de
suministro (Koren, 2010), proveer productos de
alta calidad y reducir los tiempos de entrega.
Una forma de alcanzar una ventaja
competitiva en las industrias manufactureras es
aprovechar la excelente producción, sistemas de
control de inventarios y asegurar la posición de
liderazgo en costo (Matsui, 2007). Justo a
Tiempo (JIT), Tecnologías Avanzadas de
Manufactura y Gestión de Calidad Total, entre
otras, son algunas de las herramientas que se
deben utilizar como parte de los ajustes
estratégicos del sistema de manufactura en
respuesta a las exigencias medioambientales
para mejorar la eficiencia y respuesta al cliente
(Yasin et. al., 2003).
Aún hoy en día se pueden obtener
importantes ventajas competitivas con la
implementación exitosa de JIT, por lo que se
puede decir que los elementos que
contribuyeron a que JIT fuera un éxito siguen
siendo válidos, e incluso podría ser declarado
que en un contexto como el actual, en la que la
velocidad y eficiencia son cruciales, JIT puede
ser aún más importante y eficaz que en la
década de 1970 y 1980 (Machuca, 2002).
Las definiciones de JIT se han
desarrollado desde el sentido estricto de la
producción justo a tiempo hasta llegar al
concepto de una filosofía de gestión general
para satisfacer a los clientes y obtener una
ventaja competitiva en el mercado (Chang y
Lee, 1996).
Para esclarecer de una mejor manera el
significado de JIT, a continuación se enlista una
serie de definiciones propuestas por distintos
autores:
Ohno (1982), pionero de JIT, define JIT
como tener la parte correcta, en el momento y
cantidad adecuados.
Fullerton y McWatters (2002) proponen
que JIT es una filosofía de manufactura que
hace hincapié en la excelencia a través de la
mejora continua de la productividad y la
calidad en todas las fases del ciclo industrial.
Wakchaure et. al., (2006) define JIT
como una filosofía de manufactura que tiene
como objetivo minimizar materias primas,
trabajo en proceso, y el inventario de producto
terminado ayudando a exponer otras
deficiencias más graves en el ciclo de
producción.
JIT conduce a obtener una mayor
calidad y productividad; además, proporciona
resultados visibles en la mejora de
responsabilidad y compromiso por parte de los
empleados (Singh y Garg, 2011). Acorde con
Mackelprang y Nair (2010) JIT ha mantenido
su popularidad en la práctica y sigue siendo
ampliamente utilizado en las empresas de todo
el mundo.
350
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 348-360
ISSN 2410-3438
ECORFAN® All rights reserved.
RIVERA, Denisse, RIVERA, Lizeth, HOLTZHEIMER, Angeles, CHAVEZ,
Lorena. Determinación de Factores Criticos de Éxito para la Implementación de
Justo a Tiempo: Análisis Factorial. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
2015.
Algunos investigadores sugieren que los
resultados insatisfactorios de JIT están
asociados con implementaciones ineficaces e
incompletas (Clode, 1993; Milgrom y Roberts,
1995). White y Prybutok (2001) afirman que
los beneficios no se harán.
El problema identificado en este estudio
es que existe incertidumbre sobre cuáles son los
factores críticos de éxito y las variables que
componen estos factores para asegurar el éxito
de la implementación de JIT en la industria del
ramo manufacturero.
Dada la importancia de JIT entre los
profesionales y en la investigación de la gestión
de operaciones, aunado a la escasa literatura
existente de estudios realizados en México,
específicamente en Cd. Juárez, es lo que motiva
a realizar la presente investigación, el objetivo
de este estudio es construir y validar un modelo
donde se integren los Factores Críticos de Éxito
de JIT y los beneficios de la implementación ,lo
cual servirá de base para futuras investigaciones
y ayudará a las empresas a realizar una mejor
planeación del proceso de adopción de esta
técnica y lograr sus beneficios.
En esta investigacion se presenta la
metodología empleada, los resultados
obtenidos, las conclusiones y recomendaciones.
Factores Críticos de Éxito en la
Implementación de JIT (FCE)
Romero et. al. (2009) definen los FCE como
variables que se deben tomar en cuenta antes y
durante la realización de un proyecto, ya que
aportan información valiosa para alcanzar las metas
y objetivos de la empresa y hace énfasis en la
importancia de analizar y determinar aquellos
factores que sean clave para el inicio y desarrollo de
un proyecto; para lo cual se necesita una revisión
exhaustiva de la literatura.
Un cúmulo de literatura ha surgido
como parte de los esfuerzos de los
investigadores académicos que han tratado de
determinar los FCE para la exitosa
implementación de JIT.
Desde una perspectiva metodológica, las
investigaciones sobre JIT durante la década de
1980 carecían de medidas fiables y válidas
(Walleigh, 1986; Voss, 1987; Wildeman, 1988;
Willis; 1989). Estas limitaciones condujeron al
desarrollo de métodos rigurosos para definir y
medir los constructos centrales que subyacen a
JIT (Nair y Mackelprang, 2010). En la tabla 1.
se presentan las dimensiones propuestas por
algunos investigadores. Autores Dimensiones
Golhar y
Stamm(1991) Eliminación de desperdicio
Participación de los trabajadores en la toma de
decisiones
Participación de proveedores
Control Total de Calidad
David. et. al. (1992) Estructura operacional y control
Programación de producción
Implementación de calidad
Mehra e Inman (1992) Compromiso gerencial
Estrategia de producción JIT
Estrategia de proveedor
Estrategia de educación JIT
Sakakibara et. al.
(1993) Gestión de recurso humano
Simplificación del flujo físico
Gestión de proveedores
Ramarapu et. al.
(1995) Control y mejora de la calidad
Compromiso gerencial
Participación de empleados
Participación de proveedores
Eliminación de desperdicio y estrategia de
producción
Tabla 1 Autores y Dimensiones sobre Implementación
JIT
Posteriores investigadores han utilizado
las dimensiones JIT identificadas por estos
autores (Forza 1996; Sim y Curtola, 1999;
Fullerton y McWatters, 2001; McWatters y
Fullerton, 2002; Ahmad et. al., 2003; Fullerton
et. al., 2003 Narasimhan et. al. 2006).
351
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 348-360
ISSN 2410-3438
ECORFAN® All rights reserved.
RIVERA, Denisse, RIVERA, Lizeth, HOLTZHEIMER, Angeles, CHAVEZ,
Lorena. Determinación de Factores Criticos de Éxito para la Implementación de
Justo a Tiempo: Análisis Factorial. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
2015.
Las dimensiones y elementos reportados
por Ramarapu et. al. (1995) proporcionaron las
bases para identificar las dimensiones y
elementos JIT que se utilizaron como guía en
esta investigación.
La tabla 2 muestra la concordancia
existente entre los elementos relacionados al
factor producción en la cual se relacionan 22
artículos que citan más de tres técnicas de una
revisión de literatura del año 1992 al 2011.
Elemento a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v Total
Reducción del
Tiempo de
Set up 17
Distribución
de la Planta 16
Carga de
Trabajo
Uniforme 10
Kanban 10
MRP
adaptado a
JIT
3
Cumplimiento
del Programa
de Producción 3
Poka Yoke 3
5 s 2
Control
Visual 1
Tabla 2 Elementos Ligados a Factor Practicas JIT
La tabla 3 muestra la concordancia
existente entre los elementos relacionados al
factor participación de proveedores en la cual
se relacionan 14 artículos de una revisión de
literatura desde el año 1992 al 2011. Elemento a b c d e f g h i j k l m n Total
Entrega Frecuente de
Proveedores. 10
Reducción del Número de
Proveedores. 6
Contratos a Largo Plazo con
Proveedores 5
Certificación de
Proveedores. 4
Proximidad de Proveedores. 3
Tabla 3 Elementos Ligados al Factor Proveedores
La tabla 4 muestra la concordancia existente
entre los elementos relacionados al factor calidad en
la cual se relacionan 14 artículos que citan más de
tres técnicas de una revisión de literatura desde el
año 1992 al 2008.
a b c d e f g h i j k l m n Total
Círculos de Calidad 9
Mantenimiento Preventivo 8
Gestión Total de Calidad
(TQM) 5
Control de Procesos (SPC) 3
Tabla 4 Elementos Ligados al Factor Calidad
La tabla 5 muestra la concordancia
existente entre los elementos relacionados al
factor participación de fuerza productiva en la
cual se relacionan doce artículos de una
revisión de literatura desde el año 1992 al 2011.
Practica JIT a b c d e f g h i j k l Total
Empleados Multifuncionales 8
Entrenamiento 6
Participación de Trabajadores en
Toma de Decisiones 3
Programa de Recompensas 2
Reclutamiento y Selección 2
Tabla 5 Elementos Ligados al Factor Participación de
Fuerza Productiva
La tabla 6 muestra la concordancia
existente entre los elementos relacionados al
factor compromiso gerencial en la cual se
relacionan artículos de una revisión de literatura
desde el año 1992 al 2011.
Practica JIT a b c d e f g h Total
Presencia Gerencial en la planta. 6
Compromiso Alta dirección en la Ejecución
de JIT. 5
Fomentar Trabajo en Equipo. 2
Coordinación interdepartamental. 2
Tabla 6 Elementos Ligados al Factor Compromiso
Gerencial
352
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 348-360
ISSN 2410-3438
ECORFAN® All rights reserved.
RIVERA, Denisse, RIVERA, Lizeth, HOLTZHEIMER, Angeles, CHAVEZ,
Lorena. Determinación de Factores Criticos de Éxito para la Implementación de
Justo a Tiempo: Análisis Factorial. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
2015.
Metodología
La metodología empleada en esta investigación
ha implicado el diseño de un instrumento de
recolección de datos así como la identificación
de actividades que son importantes en el éxito
de JIT.Asimismo se recolecto y analizo la
información para llegar a una conclusión con
base a los resultados encontrados; a
continuación se describen las diferentes etapas
como se ha trabajado.
Primera etapa. Identificación de las
actividades y creación del instrumento
En esta etapa se focalizó en una revisión
bibliográfica para identificar las investigaciones
relacionadas con el problema y determinar las
actividades que se deben realizar para
garantizar el éxito de JIT, posteriormente se
elaboró un cuestionario preliminar el cual se
sometio a valoración de 3 profesores
investigadores que tienen amplio conocimiento
en el área de gestión de operaciones,un gerente
de calidad y un gerente de producción de la
industria maquiladora, los cuales determinaron
la capacidad del cuestionario para evaluar todas
las dimensiones que se pretenden medir.
A los expertos se les preguntó: (i) si se
habían incluido los ítems correctos (ii) si las
preguntas eran fáciles de comprender (iii) si se
necesitaba incluir algún otro ítem. Los cambios
necesarios se realizaron de acuerdo a los
comentarios y sugerencias de los expertos. En
la versión final del cuestionario se recolectaron
básicamente tres tipos de información:
1. Información que permitiera la evaluación
del grado en que la planta utiliza las
técnicas JIT.
2. Información que pudiera evaluar los
beneficios de JIT obtenidos en la planta.
3. Características de la planta y de la persona
que respondió el cuestionario.
El instrumento de medición incluye 47
ítems divididos en cinco dimensiones:
compromiso gerencial, participación de la
fuerza productiva, técnicas de producción y
eliminación de desperdicio, participación de
proveedores, gestión de calidad.
Además de ocho indicadores de
desempeño: costo unitario de manufactura
(Ahmad, 2003; White, 2001; Matsui, 2007);
reducción de los niveles de inventario (White,
2001;Nair y Mackelprang, 2010); calidad de
conformancia del producto (Hottenstein,
1995;Ahmad, 2003; Matsui, 2007; Nair y
Mackelprang, 2010); tiempo de entrega (White,
2001;Ahmad, 2003; Matsui, 2007, Nair y
Mackelprang, 2010); flexibilidad en la
introducción de nuevos productos (Matsui,
2007) y eficiencia en la utilización de
maquinaria y equipo (Fullerton y McWatters,
2001).
La consistencia del cuestionario se
comprobó a través del coeficiente alfa de
Cronbach. Se considera que existe una buena
consistencia interna cuando el valor de alfa es
superior a 0.7 (Nunnally, 1970). Se utilizó una
escala Likert de cinco puntos como sistema de
puntuación de los ítems de las actividades
donde el 1 indica sin implementar y el 5
completamente implementada. Las actividades
y beneficios se ilustran en la Tabla 7 con la
abreviatura utilizada a lo largo del presente
trabajo de investigación.
Abreviación Actividad
DifDep Coordinación y comunicación interdepartamental.
SupFom Fomento del trabajo en equipo por parte de los supervisores.
GerIng Interacción constante de los gerentes, ingenieros y operadores.
ComEj Apoyo y compromiso por parte de la alta dirección en la ejecución de JIT.
OrgCul Implementación de una cultura que fomenta el cambio.
SisAuto Implementación de sistemas que permiten al operador la auto inspección de las
máquinas de trabajo.
OpRes Responsabilidad de los operadores del mantenimiento de maquinaria y equipo.
MejHab Mejorar la habilidad y conocimiento de los trabajadores.
353
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 348-360
ISSN 2410-3438
ECORFAN® All rights reserved.
RIVERA, Denisse, RIVERA, Lizeth, HOLTZHEIMER, Angeles, CHAVEZ,
Lorena. Determinación de Factores Criticos de Éxito para la Implementación de
Justo a Tiempo: Análisis Factorial. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
2015.
Abreviación Actividad
CapCruz Capacitación de los empleados para realizar múltiples tareas.
RotEst Rotación de los operadores entre las estaciones de trabajo.
OpCon Contratación de los operadores por su habilidad para resolver problemas y
trabajo en equipo.
CirCal Formación de equipos de trabajo para resolver problemas de producción.
ProgrRec Recompensar a los trabajadores por aprender nuevas habilidades.
OpResProb Implementación de un Sistema de Sugerencias.
OpResIns Responsabilidad de los operadores de inspeccionar su propio trabajo.
OpAutDet Los operadores tienen autoridad para detener la producción.
DisSetUp Se hace énfasis en disminuir los tiempos de preparación de maquinaria.
OrgCelMan Organización de la planta en células de manufactura.
MaqPeq Utilización de maquinaria pequeña, flexible y movible.
SisKan Utilización de un sistema kanban para el control de la producción.
RedNum Implementación de medidas para reducir el número de procesos.
DispPYK Implementación de dispositivos Poka-Yoke.
DisPro Distribución cercana de procesos y maquinaria.
JitMrp Utilización tanto de JIT como MRP o MRP II para el control y planeación de la
producción.
CumDiar Cumplimiento diario del programa de producción.
Ballinea Tomar medidas para reducir las fluctuaciones de la carga de trabajo a través del
balanceo de líneas y tasas de ciclo estable.
ProgProd Nivelación de la producción.
DisMezSim Dentro del programa de producción, se diseña la mezcla de productos para ser
similar a la mezcla de la demanda pronosticada.
ProdManFluj El producto se manufactura en un flujo continuo dentro de la cadena de valor.
ProEst Estandarización de los procesos.
ProvIntSis Integración de los proveedores a la empresa mediante un sistema de jalón.
EntrDiar Se reciben entregas diariamente de la mayoría de los proveedores.
ContrLarg Contratos a largo plazo con sus proveedores.
ProvCert Certificación de proveedores
RedNum Reducción del número de proveedores
SPC Utilización de control estadístico para controlar y reducir la variación de los
procesos (SPC).
TQM Implementación principios y herramientas de Gestión de Calidad Total (TQM).
InCalOr Orientar de iniciativas de calidad al cliente
TPM Implementación de un programa de mantenimiento productivo total (TPM).
BENEFICIOS DE LA IMPLEMENTACIÓN DE JIT
RedCost Reducción de los costos de costos unitarios de manufactura.
RedNiv Reducción de los niveles de inventario de materia prima.
DisWip Disminución de los niveles de inventario de trabajo en proceso (WIP).
DisInv Reducción en los niveles de inventario de producto terminado.
DisTiem Reducción del tiempo de entrega (lead time).
IncEfUt Incremento de la eficiencia y utilización de maquinaria y equipo.
MejCal Mejora de la calidad del producto.
AumVel Aumento en la velocidad de introducción de nuevos productos.
Tabla 7 Actividades y sus Abreviaturas
Se realizó una búsqueda exhaustiva de
caso de estudio y empíricos publicados entre
1992 y 2011 basada en los elementos
reportados por Ramarapu et. al. (1995).
Segunda etapa. Aplicación de Cuestionario
Acorde con (Malhotra, 2004) se definió una
muestra de cuatro veces el número de ítems, en
este caso 47 dando como resultado 188 el
tamaño de la muestra. Aunque existía una
muestra definida en esta investigación, se buscó
aplicar el máximo de encuestas posibles. En
total se repartieron 300 cuestionarios.
El cuestionario se aplicó en una muestra
en empresas pertenecientes al sector de la
industria manufacturera en Ciudad Juárez,
Chihuahua, México. Se utilizó un método de
muestreo conveniente basado en contactos
personales. Se aplicó el cuestionario a gerentes,
ingenieros, técnicos y supervisores dentro de la
organización que se consideró tenían el
conocimiento suficiente de las operaciones para
completar el cuestionario.
Tercera etapa. Aplicación de Cuestionario
Se capturó y analizó la información con el
software SPSS 18. (Statistical Product and
Service Solutions).Para la validación del
cuestionario se uso el índice alfa de Cronbach
antes de realizar un análisis.
Cuarta etapa. Análisis de la información
El análisis estadístico incluyó la correlación de
los ítems y los factores críticos para reducir el
número de variables y posteriormente un
análisis factorial para su agrupación en
constructos.
Quinta etapa. Análisis Factorial
Exploratorio
En la fase de análisis factorial exploratorio se
determinó que variables observables cargan en
que variables latentes.
354
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 348-360
ISSN 2410-3438
ECORFAN® All rights reserved.
RIVERA, Denisse, RIVERA, Lizeth, HOLTZHEIMER, Angeles, CHAVEZ,
Lorena. Determinación de Factores Criticos de Éxito para la Implementación de
Justo a Tiempo: Análisis Factorial. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
2015.
Para determinar la factibilidad del
análisis factorial se correlacionaron las
variables (Malhotra, 2004). Se aplicó la prueba
de esfericidad de Barlett para verificar si el
modelo factorial es el adecuado (Malhotra,
2004). Se obtuvo el índice de Kaiser-Meyer-
Olkin (KMO) para comparar las magnitudes de
los coeficientes de la correlación observada con
las magnitudes de los coeficientes de
correlación parcial. Estableciendo un valor
mayor de 0.80 (Levy y Varela, 2004).
Se realizó un análisis factorial por el
método de análisis de componentes principales
para determinar el número mínimo de factores
que expliquen la mayor varianza de los datos
para su uso en el análisis multivariado
subsiguiente. Se utilizó el método de rotación
varimax con el fin de reducir al mínimo el
número de variables con cargas grandes en un
factor, lo que mejoró la capacidad de
interpretación de los factores.
Resultados
Todos los cuestionarios fueron sometidos a una
etapa de crítica manual para determinar si
habían sido completados en su totalidad o si
fueron contestados de una manera correcta; se
desecharon 41 cuestionarios por considerarse
que no contenían información fiable. Quedando
una muestra de 205 cuestionarios válidos, lo
que representa el 68.33% del total de
cuestionarios enviados.
Para determinar la fiabilidad del
instrumento como medida de la consistencia
interna se utilizó el coeficiente Alfa de
Cronbach. Siguiendo las recomendaciones de
autores como Cortina (1993), Kamata et. al.
(2003); Levy y Varela (2003) y Streiner (2003)
se calculó el coeficiente para cada dimensión.
La evaluación del coeficiente alfa de
cronbach para cada escala resultante se muestra
en la tabla 8. Como se puede observar todas las
escalas tiene un valor de α superior a .70
(Nunnally, 1978).
Dimensión Alpha de
Cronbach(α)
Factor Ligado a Compromiso Gerencial 0.871
Factor Ligado a Participación de Fuerza
Productiva 0.847
Factor Ligado a Prácticas JIT 0.913
Factor Ligado a Estrategia de
Proveedores 0.794
Factor Ligado a Gestión de Calidad 0.848
Factor Desempeño 0.893
Tabla 8
Análisis Factorial Exploratorio de las
Actividades
En primero instancia se analizó la
matriz de correlaciones y se observó que
existen un número substancial de correlaciones
superiores al 0.30 (Nunnally y Bernstein,
2005); la mayoría de ellas son muy
significativas con una “p” igual o próxima a
cero, lo que demuestra que es factible realizar
el análisis factorial.
Para estimar la adecuación del modelo
factorial a los datos, se analizó la matriz anti-
imagen en la que la mayoría de los elementos
no diagonales fueron pequeños y los elementos
de la diagonal grandes. Además, el porcentaje
de residuales absolutos mayores que .05 fue del
22% por lo que se considera que el modelo
factorial. Se obtuvo un valor del determinante
de la matriz de correlaciones igual a 1.58E-011
lo que indica que las variables están
linealmente relacionadas y que las
correlaciones son muy altas.
355
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 348-360
ISSN 2410-3438
ECORFAN® All rights reserved.
RIVERA, Denisse, RIVERA, Lizeth, HOLTZHEIMER, Angeles, CHAVEZ,
Lorena. Determinación de Factores Criticos de Éxito para la Implementación de
Justo a Tiempo: Análisis Factorial. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
2015.
Figura 1 Gráfico de Sedimentación de las actividades
El KMO es igual a .917 lo que se
considera muy bueno e indica que es pertinente
utilizar el análisis factorial. Se utilizó el método
de componentes principales para extraer los
factores. En la figura 1 Se muestra el gráfico de
sedimentación, donde se aprecian el número de
componentes con un autovalor mayor que uno.
En términos del total de varianza
explicada no hubo gran diferencia entre una
estructura de 7 componentes y una estructura de
8 componentes. En base a estos resultados se
decidió eliminar un componente con el fin de
simplificar el problema y tener un modelo más
sencillo. En la tabla 3 se muestran los
resultados de la varianza total explica con una
estructura factorial de 7 factores que explican
en conjunto un 62.394 por ciento de la varianza
total.
Autovalores Iniciales Suma de las saturaciones al cuadrado de la
rotación
eje Total % de la varianza % acumulado Total % de la varianza % acumulado
1 14.81 37.97 37.97 4.956 12.709 12.709
2 2.374 6.087 44.057 3.996 10.247 22.956
3 1.7 4.36 48.417 3.874 9.933 32.889
4 1.592 4.082 52.499 3.249 8.331 41.22
5 1.395 3.576 56.075 3.197 8.197 49.417
6 1.283 3.29 59.366 2.964 7.601 57.018
7 1.181 3.029 62.394 2.097 5.376 62.394
8 1.067 2.736 65.131
Tabla 8 Varianza Total Explicada con 7 componentes
Una vez decidido el número de factores
se obtiene la solución final que es la matriz de
componentes. Se suprimieron los ítems con un
valor menor a 0.50 (Levy y Varela, 2003). Con
el fin de obtener una solución más fácil de
interpretar se rotó la matriz de componentes por
el método varimax. Los resultados se muestran
en la tabla 9. Practicas JIT
Compromiso
Gerencial
Control de
Calidad
Estrategia de
Proveedor
Distribución
de la Planta
Trabajo en
equipo
Autoridad y
Responsabilidad
Item Carga Item Carga Item Carga Item Carga Item Carga Item Carga Item Carga
ProdMan 0.71 GerIng 0.751 TQM 0.73 ProvInt 0.73 OrgCel 0.69 OpCon 0.77 OpRes 0.78
CumDiar 0.64 DifDep 0.636 SPC 0.73 EntrDiar 0.73 MaqPeq 0.63 Progr 0.66 OpAut 0.66
DisMez 0.63 ComEj 0.622 DispPYK 0.64 ProvCert 0.59 DisPro 0.57 CirCal 0.65
ProgProd 0.62 SupFom 0.602 TPM 0.60 RedNum 0.56
SisKan 0.58 OrgCul 0.571 SisAuto 0.55 ContrLarg 0.52
Ballinea 0.57 MejHab 0.557
ProEst 0.54
JitMrp 0.53
Tabla 9 Matriz de Componentes Rotados de las
Actividades
Análisis Factorial Exploratorio de los
Beneficios JIT
Se obtuvo un valor del determinante de la
matriz de correlaciones igual a .007 lo que
indica que las correlaciones son altas. El KMO
es igual a .894 lo que se considera bueno e
indica que es pertinente utilizar el análisis
factorial. Se utilizó el método de componentes
principales y la regla de káiser para extraer los
factores. Los resultados de la varianza total
explicada se muestran en la tabla 10 como se
puede apreciar los dos factores explican el
71.80% de la varianza total.
Autovalores Iniciales Suma de las saturaciones al
cuadrado de la rotación
eje Total % de la varianza
% acumulado
Total % de la varianza
% acumulado
1 4.596 57.446 57.446 3.249 40.608 40.608
2 1.148 14.355 71.801 2.495 31.193 71.801
3 0.609 7.607 79.408
Tabla 10 Varianza Total Explicada de los Beneficios JIT
356
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 348-360
ISSN 2410-3438
ECORFAN® All rights reserved.
RIVERA, Denisse, RIVERA, Lizeth, HOLTZHEIMER, Angeles, CHAVEZ,
Lorena. Determinación de Factores Criticos de Éxito para la Implementación de
Justo a Tiempo: Análisis Factorial. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
2015.
En la figura 2 se muestra el gráfico de
sedimentación, donde se observan que son dos
los componentes con un autovalor mayor que
uno.
Figura 2 Gráfico de sedimentación de los beneficios JIT
Una vez decidido el número de factores
se obtiene la solución final que es la matriz de
componentes. Con el fin de obtener una
solución más fácil de interpretar se rotó la
matriz de componentes por el método varimax.
Los resultados se muestran en la tabla 11.
Eje
Componente Carga
Descripción
La implementación exitosa de JIT
resulta en un aumento en la velocidad de introducción de nuevos productos.
0.839
Desempeño
Operacional
Debido a la implementación de JIT
disminuye el tiempo de entrega (lead time).
0.818
1
Debido a la implementación de JIT se
mejora la calidad del producto.
0.759
La implementación exitosa de JIT
incrementa la eficiencia y utilización de maquinaria y equipo.
0.735
La implementación exitosa de JIT
resulta en una reducción de los costos de costos unitarios de manufactura.
0.708
La implementación exitosa de JIT resulta en una reducción los niveles de
inventario de producto terminado
0.863
Reducción de los Niveles de Inventario
2
Debido a la implementación exitosa de JIT se reducen los niveles de inventario
de materia prima
0.853
Debido a la implementación de JIT disminuyen los niveles de inventario de
trabajo en proceso (WIP)
0.823
Tabla 11 Matriz de Componentes Rotados de los
Beneficios JIT
Conclusiones
Los FCE resultantes para la implementación de
JIT son:
Compromiso Gerencial, Distribución de
la Planta, Gestión de Calidad, Estrategia de
Proveedores y Prácticas JIT. En base al modelo
de ecuaciones estructurales final podemos
apreciar que las prácticas JIT se relacionan con
otras áreas como gestión de calidad,
distribución de la planta y compromiso
gerencial.
El sistema de producción JIT contribuye
a mejorar el desempeño en los niveles de
inventarios. Por otra parte, la distribución de la
planta tiene un impacto importante en el
desempeño operacional. El sistema de
producción JIT impacta indirectamente en el
desempeño operacional a través de otras áreas
como la distribución de la planta y el
desempeño en los niveles de inventarios.
El sistema de producción JIT influye en
unas áreas mientras que otras dan soporte al
sistema de producción JIT. Por lo que se
recomienda a las empresas aprovechar estos
efectos de sinergia para mejorar su
competitividad en el mercado. Los resultados
de este estudio también demostraron que una
implementación exitosa de JIT requiere un
fuerte compromiso gerencial.
Una dirección para futuras
investigaciones sería estudiar el proceso de la
implementación. Es decir, la forma en que las
prácticas JIT y las prácticas de infraestructura
se pueden implementar para lograr un
desempeño competitivo superior dentro de la
planta. Además, se pueden incorporar otros
factores al modelo como la estrategia de
manufactura y JIT ligado al cliente.
Los resultados del impacto de los FCE
de JIT en los indicadores de desempeño merece
que se le considere como parte de la estrategia
de la industria manufacturera con el fin de
mejorar la competitividad.
357
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 348-360
ISSN 2410-3438
ECORFAN® All rights reserved.
RIVERA, Denisse, RIVERA, Lizeth, HOLTZHEIMER, Angeles, CHAVEZ,
Lorena. Determinación de Factores Criticos de Éxito para la Implementación de
Justo a Tiempo: Análisis Factorial. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
2015.
Referencias
Aghazadeh, S. (2003), “JIT inventory and
competition in the global environment: a
comparative study of American and Japanese
values in auto industry”, Cross Cultural
Management, 10(4):29-42.
Ahmad S., Schroeder R. y Sinha K. (2003),
“The role of infrastructure practices in the
effectiveness of JIT practices: implications for
plant competitiveness”, J. Eng. Technol.
Manage., 20: 161–191.
Bollen K., Liang J. (1988). “Some properties of
Hoelter´s CN”. Sociological Methods and
Research, 16:492-503.
Cai-feng L. (2009), “Research on a Fast
Delivery Production System: Just-in-time
production system”, Canadian Social Science, 5
(3) 12:1-126.
Callen, J.L., Fader, C., Krinsky, L. (2000),
“Just in time: a cross-sectional plant analysis”,
International Journal of Production Economics,
63(3).
Chang D. and Lee S. (1996), “The impact of
critical success factors of JIT implementation
on organization performance”, Production
Planning and Control, 7 (5):329-338.
Cortina, J (1993). “What is coefficient alpha?
an examination of theory and applications”.
Journal of Applied Psychology, 78:98-104.
Dal Pont G., Furlan A. and Vinelli A. (2008).
“Interrelationships among lean bundles and
their effects on operational performance”.
Operations Management Research, 1:150–158.
Davy, J. A., White, R. E., Merritt, N. J. and
Gritzmacher, K. (1992), “A derivation of the
underlying constructs of just-in-time
management systems”. Academy of
Management Journal, 35:653-670.
Dean J. and Snell S. (1996), “The strategic use
of integrated manufacturing: an
Fullerton R. and McWatters C. (2001). “The
production performance benefits from JIT
implementation”. Journal of Operations
Management, 19, 81–96.
Fullerton R., McWatters C. and Fawson C.
(2003), “An examination of the relationships
between JIT and financial performance”,
Journal of Operations Management, 21: 383–
404.
Gelinas R. (1999), “The Just-In-Time
implementation Project”, International Journal
of Project Management, 17(3):171-179.
Golhar, D.Y., Stamm, C.L. (1991), “The just-
in-time philosophy: a literature review”.
International Journal of Production Research,
29.
Gunasekaran A., Goyal S.K., Martikainen T.
and Yli –Olli P. (1998), “A conceptual
framework for the implementation of Zero
Inventory and Just In Time Manufacturing
Concepts”, Human Factors and Ergonomics in
Manufacturing, 8 (1): 63–78.
Hay J. (2002), “Justo a tiempo: la técnica
japonesa que genera mayor ventaja
competitiva”, Editorial Norma, Bogotá,
Colombia.
358
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 348-360
ISSN 2410-3438
ECORFAN® All rights reserved.
RIVERA, Denisse, RIVERA, Lizeth, HOLTZHEIMER, Angeles, CHAVEZ,
Lorena. Determinación de Factores Criticos de Éxito para la Implementación de
Justo a Tiempo: Análisis Factorial. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
2015.
Inman R., Sale S., Green Jr. K. y Whitten D.
(2011), “Agile manufacturing: Relation to JIT,
operational performance and firm
Performance”, Journal of Operations
Management, 29:343–355.
Jacobs F. and Maiga A. (2009), “JIT
performance effects: A research note”,
Advances in Accounting Incorporating
Advances in International Accounting, 25: 183–
189
Kamata, A., Turhan, A., and Darandari, E.
(2003). “Estimating reliability for
multidimensional composite scale scores”.
Encuentro anual de la American Educational
Research Association, Chicago.
Koren, Y. (2010), Globalization and
Manufacturing Paradigms, in The Global
Manufacturing Revolution: Product-Process-
Business Integration and Reconfigurable
Systems, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken,
NJ, USA.
Lawrence J. and Hottenstein N. (1995), “The
relationship between JIT manufacturing and
performance in Mexican plants affiliated with
US. companies”, Journal of operation
management , 13:3-18.
Li, S., Rao, S.S.-Nathan, T.S., Ragu-Nathan, B.
(2005), “Development and validation of a
measurement instrument for studying supply
chain management practices, Journal of
Operation Management, 23(6).
Mackelprang W. y Nair A. (2010),
“Relationship between just-in-time
manufacturing practices and performance: A
meta-analytic investigation”, Journal of
Operations Management, 28:283–302.
McWatters C. and Fullerton R. (2002), “The
role of performance measures and incentive
systems in relation to the degree of JIT
implementation”, Accounting, Organizations
and Society, 27: 711–735.
Malhotra N. (2004), Investigación de
Mercados-Un enfoque apropiado, cuarta
edición, Prentice Hall, México, 562-570
Matsui Yoshiki (2007), “An empirical analysis
of just in time production in Japanese
manufacturing companies”, International
Journal of production economics, 108:153-164.
McDonald R. and Marsh H. (1990), “Choosing
a multivariate model: Noncentrality and
goodness of fit”, Psychological Bulletin, 107:
247-255.
McKone K., Schroeder, R. and Cua K. (2001).
“The impact of total productive maintenance
practices on manufacturing performance”.
Journal of Operations Management ,19 (1), 29–
58.
Mehra, S. and Inman, R. A. (1992),
“Determining the Critical Elements of Just-In-
Time Implementation”. Decision Sciences,
23: 160–174.
Mota M. y Ferreira R. (2008), “A Study on Just
in Time Implementation in Portugal”, Brazilian
Journal of Operation & Production
Management, 5(1):5-22.
Narasimhan R., Swink, M. and Kim, S. (2006),
“Disentangling leanness and agility: an
empirical investigation”. Journal of Operations
Management, 24 (5):440–457.
Nunnally, J. (1978). Introduction to
Psychological Measurement. McGraw Hill.
Japan.
359
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 348-360
ISSN 2410-3438
ECORFAN® All rights reserved.
RIVERA, Denisse, RIVERA, Lizeth, HOLTZHEIMER, Angeles, CHAVEZ,
Lorena. Determinación de Factores Criticos de Éxito para la Implementación de
Justo a Tiempo: Análisis Factorial. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
2015.
Nunnally, J. y Bernstein, H. (2005), Teoría
psicométrica, Mexico: McGraw Hill
Interamericana.
Ohno, T., (1982), “How the Toyota production
system was created”. Japanese Economic
Studies, 10 (4): 83–101.
Oral E., Mistikoglu G. and Erdis E. (2003),
“JIT in developing countries—a case study of
the Turkish prefabrication sector”, Building and
Environment, 38: 853 – 860.
Ramarapu, N.K., Mehra, S., Frolick, M.N.
(1995), “A comparative analysis and review of
JIT implementation research”. International
Journal of Operations and Production
Management, 15(1).
Rositas J. (2009), “Factores Críticos de Éxito
en la Gestión de Calidad Total en la Industria
Manufacturera Mexicana”, Ciencia UANL,
12(2): 181-193.
Sakakibara S., Flynn B., Schroeder R. (1993).
“A framework and measurement instrument for
just-in-time manufacturing”. Production and
Operations Management ,2 (3):177–194.
Sandanayake Y., Oduoza F. and Proverbs D.
(2008), “A systematic modelling and simulation
approach for JIT performance Optimisation”,
Robotics and Computer-Integrated
Manufacturing, 24:735– 743.
Shah R. and Ward P. (2003), “Lean
manufacturing: context, practice bundles, and
performance”. Journal of Operations
Management, 21: 129–149.
Singh S. and Garg D. (2011), “JIT System:
Concepts, benefits and motivations in Indian
Industries”, International Journal of
Management & Business studies, 1(1): 26-30.
Swink M., Narasimhan R. and Kim S. (2005),
“Manufacturing practices and strategy
integration: effects on cost efficiency,
flexibility, and market-based performance”.
Decision Sciences, 36 (3):427–475.
Tanaka J. and Huba G. (1985), “A fit index for
covariance structure models under arbitrary
GLS estimation, British Journal of
Mathematical and Statistical Psychology,
38:197-201.
Teeravaraprug J., Ketlada k. and Nuttapon S.
(2011), “Relationship model and supporting
activities of JIT, TQM and TPM”,
Songklanakarin J. Sci. Technol. 33 (1): 101-
106.
Thompson, B. (2004), “Exploratory and
Confirmatory Factor Analysis: Understanding
Concepts and Applications”, American
Psychological Association.
Voss, C.A. and Robinson, S.J. (1987),
“Application of just-in-time manufacturing
techniques in the United Kingdom”,
International Journal of Operations &
Production Management, 7:46-52.
Wakchaure, V., Venkatesh, M. and Kallurkar,
S. (2006), “Review of JIT practices in Indian
manufacturing industries”, 2006 IEEE
International Conference on Management of
Innovation and Technology 2, 34(2), 1099-
1103.
Walleigh R. (1986), “What is your excuse for
not using JIT?”, Harvard Business Review, 2-7.
Ward P. and Zhou H. (2006), “Impact of
information technology integration and
lean/just-in-time practices on lead-time
performance”. Decision Sciences, 37 (2), 177–
203.
360
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 348-360
ISSN 2410-3438
ECORFAN® All rights reserved.
RIVERA, Denisse, RIVERA, Lizeth, HOLTZHEIMER, Angeles, CHAVEZ,
Lorena. Determinación de Factores Criticos de Éxito para la Implementación de
Justo a Tiempo: Análisis Factorial. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
2015.
White, R.E. (1993), “An empirical assessment
of JIT in US manufacturers”, Production and
Inventory Management Journal, 34(2), 38-42.
White, R. y Prybutok V. (2001). “The
relationship between JIT practices and type of
production system”. Omega, 29:113–124.
Wildemann, H. (1988), “Just In Time
Production in West Germany”, International
Journal of Production Research, 26:521-538.
Willis, T.H. and Suter, W.C. (1989), “The five
Ms of manufacturing: a JIT conversion life
cycle”, Production and inventory Management,
30:53-57.
Yasin M., Small M. and Wafa M. (2003),
“Organizational modifications to support JIT
implementation in manufacturing and service
operations”, The International Journal of
management science, 213-226.
361
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 361-368
Un análisis de la escolaridad y el sexo a través de la Encuesta Nacional de Ingreso y
Gasto de los Hogares en México, 2012
MARTÍNEZ-MORALES, Javier*†, FRANCO-DUARTE, María Teresa, HERNÁNDEZ-ARCE, Jesús,
VALLES-BACA, Herik Germán Recibido 17 de Julio, 2015; Aceptado 17 de Septiembre, 2015
Resumen
El papel de la educación, puntualizada por Méndez
(2009), es explicado como un derecho universal que todo
individuo debe tener y como un instrumento o medio del
desarrollo social que permita garantizar la libertad y la
democracia. La educación es un mecanismo primordial
para que los países alcancen niveles de desarrollo más
elevados. Además, ésta debe ser un factor clave para la
obtención de conocimientos y que ayude a formar
hombres que busquen el bienestar social (Ley General de
Educación).
Análisis, escolaridad, sexo, Encuesta Nacional de
Ingreso y Gasto de los Hogares en México
Abstract
The role of education, punctuated by Mendez (2009), is
explained as a universal right that everyone should have
and as an instrument or means of social development that
would ensure freedom and democracy. Education is
essential for countries to achieve higher levels of
development mechanism. In addition, it must be a key to
obtaining knowledge and help train men seeking welfare
(General Education Act) factor.
Analysis, education, sex, National Household Income
and Expenditure Survey in Mexico
Citación: MARTÍNEZ-MORALES, Javier, FRANCO-DUARTE, María Teresa, HERNÁNDEZ-ARCE, Jesús,
VALLES-BACA, Herik Germán. Un análisis de la escolaridad y el sexo a través de la Encuesta Nacional de Ingreso y
Gasto de los Hogares en México, 2012. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015, 2-4: 361-368
†Investigador contribuyendo como primer autor
© ECORFAN-Bolivia www.ecorfan.org/bolivia
362
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 361-368
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
MARTÍNEZ-MORALES, Javier, FRANCO-DUARTE, María Teresa,
HERNÁNDEZ-ARCE, Jesús, VALLES-BACA, Herik Germán. Un análisis de la
escolaridad y el sexo a través de la Encuesta Nacional de Ingreso y Gasto de los
Hogares en México, 2012. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Introducción
El sistema educativo mexicano se ha extendido de
una forma significativa durante los últimos 50 años
(Latapí, 2002). Se han construido nuevas escuelas y
se han contratado más maestros. La Constitución
Mexicana establece que la educación es un derecho
de cada ciudadano, de hecho, el sistema educativo
mexicano ha incrementado sus esfuerzos para que
todas y todos los niños del país alcancen ingresar a
la escuela. Hoy en día la educación básica
obligatoria se conforma por el kinder, la primaria y
la secundaria, es decir, el nivel mínimo de estudios
que ofrece el gobierno mexicano alcanza ya los 12
años escolares. Desafortunadamente, si bien el
acceso a la educación, al menos en el nivel básico,
ha sido casi universal, desafortunadamente hay un
enorme diferencial por situación de género, status
social y la ubicación geográfica (urbano o rural),
entre otros factores. De lo anterior puede
establecerse que la educación es generalmente vista
como un catalizador clave para el individuo en
general, la comunidad o el desarrollo nacional. La
teoría del capital humano, desarrollada por Schultz
(1961) y Becker (1975), analiza a la escolaridad en
forma de gasto y al mismo tiempo en forma de
inversión que hace a los individuos más productivos
y permite un mayor salario esperado.
Autores como De Gregorio y Lee, (2000) y
Checchi, (2001) demuestran, de manera
independiente, que un mayor nivel de educación
acompañado de una distribución más equitativa son
factores que logran una distribución del ingreso más
equitativa, mientras que Castello y Domenéch
(2001) revelan en su estudio que la desigualdad de
la educación tiene un efecto negativo en el
crecimiento económico de las naciones y tanto
Ram (1990) como Thomas y otros (2000 y 2002)
demuestran la existencia de una curva “U” invertida
de educación.
Dentro de México, hay menos estudios
entre la relación de escolaridad y distribución de
ingresos; sin embargo los más sobresalientes son los
Bracho (1994) que vincula la relación que existe
entre los años promedio de escolaridad y su
desigualdad concluyendo la existencia de una curva
de “U” invertida de educación;
El de Martínez (2002) que realiza un
análisis del comportamiento que ha tenido la
desigualdad de la educación, desde 1960 hasta el
año 2000, para las 32 entidades federativas, (para el
caso de Aguascalientes ocupa el estudio para sus
municipios considerando solo el año 2000) y
concluye que a pesar de que ha existido una
disminución considerable de la desigualdad
educativa no ha sido suficiente para disminuir la
desigualdad del ingreso.
Otro autor documentó (Barceinas (2004),
para el caso mexicano, que la escolaridad reduce la
desigualdad del ingreso, pero deja abierto al debate
si este efecto puede deberse a causas exógenas, por
ejemplo al crecimiento económico de un país.
Concluye que el mejor efecto para aminorar la
concentración del ingreso es la distribución de la
educación.
Para ello el objetivo de este trabajo es
analizar de forma meramente descriptiva las
variables de ingresos y gastos de los hogares en
función de la escolaridad y el sexo tanto a nivel
hogar como por entidad federativa.
Metodología
Para el análisis de la información se consideró la
base de datos de la Encuesta Nacional de Ingreso y
Gasto de los Hogares, para el año 2012, publicada
por el Instituto Nacional de Estadística y Geografía
(INEGI). La base contiene 9002 observaciones de
individuos de integrantes de los hogares que permite
trabajar a nivel individual y por entidad federativa
ya que tienen muestra representativa. Solo se ocupó
a jefas y jefes de hogares mayores de 12 años.
Las variables con las que se trabajaron
fueron:
Edad
Sexo
Ingreso corriente trimestral
Gasto monetario trimestral
La clasificación de gastos corrientes
monetarios, de acuerdo con la ENIGH, son:
363
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 361-368
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
MARTÍNEZ-MORALES, Javier, FRANCO-DUARTE, María Teresa,
HERNÁNDEZ-ARCE, Jesús, VALLES-BACA, Herik Germán. Un análisis de la
escolaridad y el sexo a través de la Encuesta Nacional de Ingreso y Gasto de los
Hogares en México, 2012. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Gasto en alimento, bebidas y tabaco.
Vestido y calzado.
Vivienda y combustibles.
Artículos y servicios de la casa.
Cuidados de la salud.
Transporte y comunicaciones.
Educación y esparcimiento.
Cuidados personales.
Transferencia de gasto
También se ocuparon variables tales como
Ahorro.
Pago de tarjeta de crédito
Para la variable escolaridad se basó en la
siguiente clasificación:
Sin escolaridad
Primaria incompleta
Primaria completa
Secundaria incompleta
Secundaria completa
Preparatoria incompleta
Preparatoria completa
Universidad
Posgrado
Características importantes de la
encuesta
A continuación se presenta una breve relevancia de
los datos más importantes con los que cuenta la base
de datos de la ENIGH (2012). En el cuadro 1 se
aprecia que los hogares de tipo nuclear son los que
más representatividad tienen, es decir, hogares
compuestos por padre y madre e hijos.
Clase de
Hogar
Frecuencia Porcentaje Acumulado
Unipersonal 1,041 11.56 11.56
Nuclear 5,713 63.46 75.03
Ampliado 2,110 23.44 98.47
Compuesto 96 1.07 99.53
Corresidente 42 0.47 100.00
Tabla 1 Distribución de hogares
El cuadro 2 muestra la composición de
los estratos socioeconómicos según hogares. Se
observa que el estrato medio bajo tiene el
porcentaje más elevado, con un valor cercano al
50% del total de los hogares.
Estrato
socioeconómico
Frecuencia Porcentaje Acumulado
Bajo 2,623 29.14 29.14
Medio bajo 4,391 48.78 77.92
Medio alto 1,475 16.39 94.30
Alto 513 5.70 100.00
Tabla 2 Hogares según estrato socioeconómico
El cuadro 3 representa la escolaridad de las
y los jefes de hogar. Como puede verse los jefes(as)
con mayor representación son aquellos que tienen
secundaria completa seguido de primaria
incompleta.
Frecuencia Porcentaje Acumulado
Sin Escolaridad
965 10.72 10.72
Primaria
Incompleta
1,940 21.55 32.27
Primaria
Completa
1,611 17.90 50.17
Secundaria
Incompleta
326 3.62 53.79
Secundaria
Completa
2,021 22.45 76.24
Preparatoria
Incompleta
262 2.91 79.15
Preparatoria
Completa
785 8.72 87.87
Universidad 954 10.60 98.47
Posgrado 138 1.53 100.00
Tabla 3 Educación del jefe(a) del hogar
Resultados
En este apartado se presentan los resultados
más sobresalientes de la encuesta a través de
cruce entre variables. La edad promedio de los
jefes de hogar es de 48 años de edad mientras
que la de jefas de hogar es de 53 años, éstas
representan el 25% del total. El tamaño
promedio integrantes de los hogares es de 4
personas con un valor del 21%.
364
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 361-368
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
MARTÍNEZ-MORALES, Javier, FRANCO-DUARTE, María Teresa,
HERNÁNDEZ-ARCE, Jesús, VALLES-BACA, Herik Germán. Un análisis de la
escolaridad y el sexo a través de la Encuesta Nacional de Ingreso y Gasto de los
Hogares en México, 2012. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
La figura 1 representa el nivel de
ingreso corriente promedio por grado de
escolaridad y sexo. Los resultados muestran
que un mayor grado de escolaridad tiene un
mayor ingreso sin embargo, a nivel
universitario y posgrado, las mujeres ganan
menos.
Figura 1 Ingreso promedio por nivel de escolaridad y
sexo
El cuadro 4 muestra los resultados por
entidad federativa por sexo y su brecha, se
observa que la entidad que mayor desigualdad
presenta entre hombres y mujeres es Nuevo
León, mientras que Jalisco es la entidad en la
cual hay mayor brecha a favor de las mujeres.
Entidad federativa Hombre Mujer Brecha
Aguascalientes $36,999 $25,919 $11,081
Baja California $54,105 $38,300 $15,804
Baja California Sur $47,461 $44,217 $3,244
Campeche $36,288 $35,666 $621
Coahuila $33,093 $30,158 $2,935
Colima $38,004 $34,623 $3,381
Chiapas $18,443 $15,868 $2,575
Chihuahua $30,702 $25,716 $4,986
Distrito Federal $68,239 $51,991 $16,249
Durango $27,832 $22,398 $5,434
Guanajuato $32,412 $28,362 $4,051
Guerrero $20,495 $16,188 $4,306
Hidalgo $26,509 $27,468 -$959
Jalisco $39,439 $43,832 -$4,394
México $35,247 $29,192 $6,055
Michoacán $26,129 $28,745 -$2,616
Morelos $32,317 $29,321 $2,996
Nayarit $29,671 $30,963 -$1,292
Nuevo León $56,512 $37,485 $19,027
Oaxaca $18,402 $16,737 $1,665
Puebla $25,437 $19,065 $6,371
Querétaro $45,041 $45,734 -$692
Quintana Roo $43,512 $35,524 $7,988
San Luis Potosí $26,879 $26,051 $828
Sinaloa $32,683 $31,863 $820
Sonora $44,146 $38,899 $5,246
Tabasco $31,354 $33,221 -$1,867
Tamaulipas $35,938 $35,399 $539
Tlaxcala $27,050 $28,465 -$1,415
Veracruz $26,115 $24,578 $1,537
Yucatán $29,044 $32,035 -$2,992
Zacatecas $26,767 $19,064 $7,704
Tabla 4 Ingreso promedio por entidad federativa y sexo
La figura 2 representa el gasto
monetario promedio trimestral por grado de
escolaridad y sexo; la figura es muy similar a al
ingreso monetario trimestral.
365
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 361-368
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
MARTÍNEZ-MORALES, Javier, FRANCO-DUARTE, María Teresa,
HERNÁNDEZ-ARCE, Jesús, VALLES-BACA, Herik Germán. Un análisis de la
escolaridad y el sexo a través de la Encuesta Nacional de Ingreso y Gasto de los
Hogares en México, 2012. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Figura 2 Gasto monetario trimestral por escolaridad y
sexo
A continuación se muestra los diferentes
tipos de gasto por grado de escolaridad y sexo.
La figura 3 presenta el nivel de gasto promedio
en educación y esparcimiento por nivel de
escolaridad y sexo. El gasto en educación y
esparcimiento está focalizado en gasto en
educación, esparcimiento, paquetes turísticos,
cuidado, accesorios y otros gastos. De acuerdo
con la figura 3 los hombres con niveles de
universidad y posgrado tienen el valor más
elevado de gasto.
Figura 3 Gasto en educación y esparcimiento por nivel
escolaridad y sexo
El cuadro 5 presenta el gasto promedio
corriente por entidades federativas y sexo, el
Distrito Federal es el que mayor gasto tiene
tanto hombres como mujeres mientras que
Sinaloa es la entidad federativa que tiene el
gasto más bajo en cuanto hombres se refiera
mientras que Puebla lo es para las mujeres.
Entidad federativa Hombre Mujer
Aguascalientes 8922.37 5340.28
Baja California 10772.78 8499.21
Baja California Sur 9001.44 8096.62
Campeche 8613.92 8060.13
Coahuila 7756.83 6212.66
Colima 9807.03 9342.82
Chiapas 5027.22 5361.49
Chihuahua 7950.53 6503.13
Distrito Federal 13595.80 10911.94
Durango 7421.87 5707.25
Guanajuato 8705.88 7955.13
Guerrero 6867.71 5498.57
Hidalgo 6694.93 5745.31
Jalisco 9541.90 7002.49
México 9290.37 7134.62
Michoacán 7832.33 7089.05
Morelos 9097.16 8455.61
Nayarit 8564.41 7578.39
Nuevo León 10695.24 7280.48
Oaxaca 6270.49 5683.45
Puebla 7070.10 4781.89
Querétaro 8174.70 7302.81
Quintana Roo 10231.42 8283.46
San Luis Potosí 7186.39 5526.43
Sinaloa 5745.93 5596.68
Sonora 9272.69 7721.03
Tabasco 8321.07 8030.66
Tamaulipas 8132.63 7338.07
366
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 361-368
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
MARTÍNEZ-MORALES, Javier, FRANCO-DUARTE, María Teresa,
HERNÁNDEZ-ARCE, Jesús, VALLES-BACA, Herik Germán. Un análisis de la
escolaridad y el sexo a través de la Encuesta Nacional de Ingreso y Gasto de los
Hogares en México, 2012. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Tlaxcala 7665.99 6488.93
Veracruz 7299.55 6010.20
Yucatán 9178.87 8950.16
Zacatecas 6290.06 5398.05
Tabla 5 Gasto promedio en alimentos, bebidas y tabaco
La figura 4 muestra el nivel de ahorro
promedio por nivel de escolaridad y sexo, como
puede observarse, los niveles más altos de
escolaridad, en las mujeres, tienden a tener un
mayor nivel de ahorro, sin embargo los
hombres no tienen esa misma regularidad de
ahorro, de alguna forma el grado de escolaridad
no determina el nivel de ahorro de las personas.
Figura 4 Nivel de ahorro promedio por escolaridad y
sexo
El cuadro 6 representa el nivel de ahorro
promedio por entidad federativa. Se aprecia que
los hogares del estado de Oaxaca son los que
menos ahorran, sin embargo los hogares del
estado de México son los que ahorran más. De
hecho la proporción de ahorro es 41 veces más
entre el estado de México y Oaxaca.
Estado Ahorro Estado Ahorro
Oaxaca $86.68 Baja California $1,206.67
Chiapas $94.64 Yucatán $1,254.82
Aguascalientes $286.17 Campeche $1,506.15
Hidalgo $308.84 Colima $1,532.79
Michoacán $414.07 Baja California $1,649.16
Tlaxcala $422.76 Quintana Roo $1,779.15
Tabasco $445.47 Zacatecas $1,800.64
Sinaloa $484.40 Jalisco $1,810.24
San Luis Potosí $490.89 Guanajuato $1,875.90
Guerrero $545.38 Tamaulipas $1,877.93
Durango $747.76 Morelos $2,530.78
Coahuila $821.33 Querétaro $2,658.56
Chihuahua $929.57 Distrito Federal $3,017.66
Puebla $1,116.93 Nayarit $3,225.04
Nuevo León $1,117.41 Sonora $3,510.95
Veracruz $1,176.49 México $3,670.94
La figura 5 muestra el promedio de pago
de tarjetas de crédito por nivel de escolaridad y
sexo, como se observa, el nivel de pago es
mayor tanto como para hombres como en
mujeres con un grado de escolaridad al
universitario o mayor. Esto puede deberse a que
los profesionistas tienen mejores empleos, un
mayor nivel de salario, pueden tener mayor
facilidad de crédito y endeudarse más.
Figura 5 Pago promedio de tarjetas de crédito por nivel
de escolaridad y sexo
367
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 361-368
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
MARTÍNEZ-MORALES, Javier, FRANCO-DUARTE, María Teresa,
HERNÁNDEZ-ARCE, Jesús, VALLES-BACA, Herik Germán. Un análisis de la
escolaridad y el sexo a través de la Encuesta Nacional de Ingreso y Gasto de los
Hogares en México, 2012. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Conclusiones
La educación es clave para que cualquier
nación, estado o municipio pueda desarrollarse
desde un ámbito económico, social y cultural.
Una vez que se logra que la sociedad alcance
un nivel mínimo aceptable de educación
entonces se puede aplicar una equidad con
igualdad de oportunidades. Como se ha
observado, Rawls estableció que si existe una
desigualdad en condiciones iniciales entonces
debemos aplicar una teoría de justicia social
que busque no sólo la igualdad sino la equidad
de oportunidades para lograr realmente una
justicia en los que menos tienen.
Este documento concluye además cuatro
puntos importantes:
Un mayor nivel de escolaridad genera
mejores ingresos sin embargo el género más
que el sexo juega un papel de contrarresto
hacia las mujeres.
Los ingresos por entidades federativas se da
en la mayoría de los casos una brecha
salarial entre hombres y mujeres y se
empiezan a reducir e inclusive suelen ser
mayores en ciertos estados a favor de las
mujeres, sin embargo no es suficiente para
contrarrestar esta discriminación salarial.
Los niveles de ahorro no son determinados
por el grado de escolaridad, de hecho Caro
(2014) muestra en su tesis que la
escolaridad no es clave en el ahorro de las
personas sino existen otros factores que
tienen un efecto significativo como la
cultura financiera.
Los niveles de ingreso de las personas junto
con su escolaridad, en ambos sexos, influye
para el acceso para obtener una tarjeta de
crédito.
Finalmente estudiar la distribución de
ingreso y gasto de los hogares solo por el lado
de la escolaridad deja abierto a la posibilidad de
analizar más factores que influyen sobre la
determinación de éstos.
Referencias
Attanasio, Orazio y Székely, Miguel., (1999)
“Ahorro de los hogares y distribución del
ingreso en México”, Economía Mexicana
Nueva Época, vol. VIII, núm 2, segundo
semestre de 1999.
Barceinas, Fernando; (2003), “Educación y
distribución del ingreso en México” , SITEAL,
Buenos Aires.
Becker, Gary, 1975, Human Capital, A
Theoretical and Empirical Analysis, with
Special Reference to Education, Columbia
University Press, New York, 1975.
Bracho, Teresa, (1994), “Distribución y
desigualdad educativa en México 1990”, CIDE,
Cuadernos de Trabajo, Estudios Políticos, 16.
Caro, Senyasen, (2014), Cultura Financiera en
México: un análisis a través del ingreso,
educación y sexo. Tesis de Licenciatura,
Facultad de Economía Internacional de la
Universidad Autónoma de Puebla.
Castello, Amparo; R. Domenéch; (2001),
“Human Capital Inequality and Economic
Growth: Some New Evidence”, The Economic
Journal, Volume 112, Issue 478, pages: C187-
C200.
Checchi, Daniel, (2001), “Education, Inequality
and Income Distribution”, Distributional
Analysis Research Programme, Discussion
Paper, No DARP. 52. May 2001.
368
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 361-368
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
MARTÍNEZ-MORALES, Javier, FRANCO-DUARTE, María Teresa,
HERNÁNDEZ-ARCE, Jesús, VALLES-BACA, Herik Germán. Un análisis de la
escolaridad y el sexo a través de la Encuesta Nacional de Ingreso y Gasto de los
Hogares en México, 2012. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Centro de Estudios de las Finánzas Públicas,
(2008), “Distribución del ingreso y desigualdad
en México: un análisis sobre la ENIGH 2000-
2006”, Cámara de Diputados Honorable
Congreso de la Unión, CEFP/009/2008.
De Gregorio, José and Lee, “Education and
Income Distribution: New Evidence from
Cross-Country Data” Development Discussion
Papers, No 714.
Latapí, Pablo, Un Siglo de Educación en
México, Fondo de Cultura Económica, 2002.
Ley General de la Educación, Nueva Ley
publicada en el Diario Oficial de la Federación
el 13 de julio de 1993.
Martínez, Javier y Fernández, Amilcar (2013),
“Indicadores de Desigualdad Educativa y sus
implicaciones: Caso Chihuahua”, Investigación
Multidisciplinaria, Instituto Tecnológico de
Estudios Superiores de Monterrey, Edición
ICM 2013.
Martínez Rizo, Felipe; (2002), “Nueva Visita al
País de la Desigualdad. La distribución de la
escolaridad en México, 1970-2000” Revista
Mexicana de Investigación Educativa, Vol. 7,
Núm 16, pp. 415-443.
Méndez, Eugenia, (2009), “La educación básica
en México, Desigualdad en las oportundiades
educativas”, ETHOS EDUCATIVO, 45, Mayo-
Agosto, 2009.
Obregón, Javier; (2013), “Análisis de la
Encuesta Nacional de Ingreso y Gasto de los
Hogares 2012” Fundación Rafael Preciado
Hernández, A.C.
OCDE, “Human Capital Investment, An
International Comparison”, Centre For
Educational Research and Innovation, 1994.
Panorama Social de América Latina, (2014),
Naciones Unidas, Comisión Económica para
América Latina (CEPAL).
Ram, Rati; (1990), “Educational Expansion and
Schooling Inequality: International Evidence
and Some Implications” The Review of
Economics and Statistics, Vol.72, No. 2, (May,
1990), 266-274.
Reimers, Fernando, (2000), “Educación,
desigualdad y opciones de política en América
Latina en el siglo XXI, Revista Iberoamericana
de Educación, Número 23, Mayo-Agosto 2000.
Rawls, J. (1979). A Theory of Justice,
Cambridge: Harvard University Press.
Thomas, V, Wang and Fan; (2000), “Measuring
Education Inequality: Gini Coefficients of
Education”, World Bank Institute, September
27.
Secretaria de Desarrollo Social (2013)
“Indicadores Básicos del Sector de Desarrollo
Social” Subsecretaría de Prospectiva,
Planeación y Evaluación. Dirección General de
Análisis y Prospectiva, Marzo, 2013.
Shultz, T,P, (1961), "Investment in Human
Capital", American Economic Review, Vol.
51:1, March 1961
369
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 369-378
Ingeniería en Procesos y Operaciones Industriales, una evaluación de su
pertinencia y aceptación en el mercado laboral
DE LA LLAVE-HERNÁNDEZ, María Alondra*†, DE ITA-XIMIL, José David, MERINO-MUÑOZ, Víctor
Hugo, BENITO-VELÁZQUEZ, César Antonio Universidad Tecnológica de Huejotzingo. Camino Real a San Mateo s/n, Santa Ana Xalmimilulco, Huejotzingo, Puebla,
México. CP 74169.
Recibido 20 de Julio, 2015; Aceptado 18 de Septiembre, 2015 Resumen
El objetivo principal de este trabajo es realizar una evaluación,
a la quinta generación, de la pertinencia y aceptación en el
mercado laboral del programa educativo de Ingeniería en
Procesos y Operaciones Industriales, introducido en 2009 en
México por la Coordinación General de Universidades
Tecnológicas, y derivado del correspondiente Análisis
Situacional del Trabajo.
La metodología empleada se basa en el análisis de
datos mediante la aplicación de la estadística descriptiva e
inferencial; el muestreo es de tipo aleatorio simple. La
información analizada en el muestreo incluye áreas de
ocupación y giro de las empresas en las que los egresados de
Ingeniería en Procesos y Operaciones Industriales, así como
Técnico Superior Universitario en Procesos Industriales área
Automotriz, se desempeñan en su primer ejercicio profesional.
Con este estudio se busca retroalimentar a la
Coordinación General de Universidades Tecnológicas y
Politécnicas, así como a las Universidades Tecnológicas que
imparten el Programa Educativo, sobre la pertinencia y
aceptación del Programa y la identificación de áreas de
oportunidad detectadas que incidan en su fortalecimiento y
consolidación.
Ingeniería en Procesos y Operaciones Industriales,
Evaluación, Pertinencia
Abstract
The main objective of this work is an assessment, to the fifth
generation, the pertinence and acceptance in the work market of
Industrial Processes and Operations Engineering educational
program. It was introduced in 2009 in Mexico by the General
Coordination of Technological Universities, as a result of the
corresponding Situation Work Analysis.
The methodology is based on analysis of data by
applying descriptive and inferenctial statistics; sampling is
simple random kind. The information used in the sampling
includes areas of occupation and turning of the companies in
which graduates of Industrial Processes and Operations
Engineering and Technical in Industrial Processes Automotive
area, working in them first professional practice.
This study seeks feedback from the General
Coordination of Technological and Polytechnics Universities,
as well as from technological universities that teach this
educational program. It is important to pay attention on the
pertinence and acceptance of the program, identifying
opportunities areas detected; to achieve the strengthening and
consolidation of it.
Industrial Processes and Operations Engineering,
assessment, pertinence
Citación: DE LA LLAVE-HERNÁNDEZ, María Alondra, DE ITA-XIMIL, José David, MERINO-MUÑOZ,
Víctor Hugo, BENITO-VELÁZQUEZ, César Antonio. Ingeniería en Procesos y Operaciones Industriales, una
evaluación de su pertinencia y aceptación en el mercado laboral. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015, 2-4:
369-378
* Correspondencia al Autor (Correo Electrónico: [email protected])
†Investigador contribuyendo como primer autor
© ECORFAN-Bolivia www.ecorfan.org/bolivia
370
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 369-378
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
DE LA LLAVE-HERNÁNDEZ, María Alondra, DE ITA-XIMIL, José David,
MERINO-MUÑOZ, Víctor Hugo, BENITO-VELÁZQUEZ, César Antonio. Ingeniería
en Procesos y Operaciones Industriales, una evaluación de su pertinencia y aceptación en
el mercado laboral. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Introducción
La Ingeniería en Procesos y Operaciones
Industriales, es introducida a la oferta educativa
mexicana de nivel superior por la entonces
Coordinación General de Universidades
Tecnológicas (ahora Coordinación General de
Universidades Tecnológicas y Politécnicas,
abreviada CGUTyP) dentro de un conjunto de
programas educativos innovadores.
Como en todos los procesos de
introducción de un nuevo producto, se realizó el
estudio de mercado, en este caso mediante la
aplicación de la metodología del Análisis
Situacional del Trabajo (AST), en el que
participan representantes de los sectores
industriales de todo el país, para identificar las
características del Programa Educativo y las
competencias de sus egresados; sin embargo,
principalmente por tratarse de un programa no
tradicional, es preciso evaluar la aceptación de
éste por el mercado laboral, su pertinencia y el
logro de la competencia requerida por la
industria para los egresados.
Si bien la evaluación mencionada puede
realizarse mediante nuevas corridas de AST’s
que arrojen resultados muy precisos y
objetivos, la metodología resulta muy onerosa
tanto en recursos económicos como en tiempo,
por lo anterior, se decide realizar una revisión
de la ocupación de egresados de la familia de
programas de Procesos Industriales, mediante el
análisis estadístico básico, mismo que
proporciona información de forma rápida,
confiable y poco costosa.
Las principales características de la
metodología empleada son:
a) facilidad en la obtención de datos, ya que
pueden colectarse de los departamentos de
seguimiento de egresados y las bases de
datos de estadías entre otras fuentes de
fácil acceso para la Universidad;
b) el empleo de la estadística descriptiva e
inferencial no requiere de conocimientos
altamente especializados ni de
herramientas o equipamiento sofisticado y
costoso, por lo que no implica una
inversión significativa de recursos
económicos;
c) alta confiabilidad y objetividad en los
resultados obtenidos mediante estudios
estadísticos.
Con el análisis estadístico presentado a
continuación, se obtiene información necesaria
para validar la aceptación y pertinencia de los
programas educativos de Procesos Industriales
ofertados por las Universidades Tecnológicas
en México, así como identificar áreas de
oportunidad y acciones que conduzcan a su
fortalecimiento y consolidación en el mediano y
largo plazo.
El trabajo se divide en tres secciones
principales, siendo éstas, la descripción y los
resultados de la metodología AST con la que se
generó la familia de programas de Procesos
Industriales; a continuación se presenta la
metodología empleada, incluyendo, selección
de la metodología, de la muestra, análisis
estadístico y su interpretación; finalmente se
comentan los resultados y conclusiones del
estudio.
371
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 369-378
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
DE LA LLAVE-HERNÁNDEZ, María Alondra, DE ITA-XIMIL, José David,
MERINO-MUÑOZ, Víctor Hugo, BENITO-VELÁZQUEZ, César Antonio. Ingeniería
en Procesos y Operaciones Industriales, una evaluación de su pertinencia y aceptación en
el mercado laboral. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
La metodología AST y el programa
educativo de Ingeniería en Procesos y
Operaciones Industriales
El análisis de la Situación de Trabajo (AST) ó
Análisis de Requerimientos y Expectativas del
Sector Laboral, es un método de análisis que
permite identificar requerimientos y
expectativas del sector laboral en habilidades,
conocimientos, herramientas y destrezas que
deben aplicarse en determinada competencia
profesional.
A través de técnicas de lluvia de ideas y
la organización de la información generada de
la misma aplicación, se generan las funciones
clave de un puesto de trabajo, mismas que se
plasman en un mapa de funciones con el
planteamiento de un objetivo principal común y
se desglosan las tareas específicas también
derivadas de la técnica de lluvia de ideas.
Es importante que se validen los
resultados una vez concluido el análisis y
desarrollo del reporte por quienes participaron
en el AST.
En septiembre de 2006 se llevó a cabo
el AST correspondiente al Programa Educativo
de TSU en Metálica y Autopartes de la
Universidad Tecnológica de Huejotzingo con la
participación del sector de autopartes así como
de manufactura de vehículos automotores de la
zona de influencia, incluyendo todos los niveles
jerárquicos así como diversas áreas de
aplicación industrial en procesos principales de
manufactura de autopartes metálicas y plásticas,
así como de conformación y ensamble de
vehículos.
Nota: los registros de participación del
sector industrial se encuentran en la dirección
de Procesos Industriales de la UTH.
Una vez procesada la información de
todos los AST de los PE de la Universidades
Tecnológicas en el país, la CGUT ahora
CGUTyP, clasificó los resultados con base en
su afinidad convocando a la integración de
comisiones nacionales de directores de carrera
del mismo subsistema para el desarrollo y
diseño curricular de nuevos Programas
Educativos que atendieran las necesidades
detectadas en los talleres de AST. Dado lo
anterior y con base en los resultados del AST
llevado a cabo por el PE de Metálica y
Autoparte de la UTH, el programa educativo se
integró a la familia de Procesos Industriales de
la CGUTyP obteniendo como resultado final de
los trabajos de diseño curricular la creación del
Programa Educativo de Técnico Superior
Universitario en Procesos Industriales área
Automotriz con las siguientes competencias
específicas y unidades de competencia (UC)
correspondientes, mismas que atienden a las
necesidades identificadas en el AST (CGUT,
2009).
Competencia específica 1. Gestionar la
producción a través de herramientas de la
administración, para cumplir con los
requerimientos del cliente.
UC 1.1 Planear la producción
considerando los recursos tecnológicos,
financieros, materiales y humanos para cumplir
las metas de producción.
UC 1.2 Supervisar el proceso de
producción utilizando herramientas de
administración, para cumplir con las
especificaciones del producto.
Esta competencia específica atiende las
necesidades identificadas en los AST de todos
los PE que conforman la familia de Procesos
industriales y que es común en los siete PE que
integran dicha familia de carreras.
372
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 369-378
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
DE LA LLAVE-HERNÁNDEZ, María Alondra, DE ITA-XIMIL, José David,
MERINO-MUÑOZ, Víctor Hugo, BENITO-VELÁZQUEZ, César Antonio. Ingeniería
en Procesos y Operaciones Industriales, una evaluación de su pertinencia y aceptación en
el mercado laboral. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Competencia específica 2. Gestionar los
procesos de producción de autopartes y de la
industria automotriz a través del aseguramiento
de la calidad e innovación, para contribuir a la
competitividad de la organización.
UC 2.1 Controlar la calidad del
producto a través de pruebas y ensayos para
garantizar que las autopartes cumplan con las
especificaciones técnicas del cliente.
UC 2.2 Evaluar la capacidad real del
proceso de producción de autopartes de acuerdo
a los requerimientos del cliente y los recursos
de la organización para contribuir a la toma de
decisiones en la alta dirección.
UC 2.3 Implementar los procedimientos
de su área de competencia conforme al sistema
Gestión de la Calidad en la Industria
Automotriz, para contribuir a la competitividad
de la organización.
UC 2.4 Optimizar el proceso de
fabricación de autopartes a través de la
elaboración de dispositivos y herramentales, en
función de la manufactura plástica y
metalmecánica, incorporando elementos de
automatización en el proceso, así como la
generación de propuestas de cambios al
producto y/o proceso para mejorar la relación
costo-beneficio.
Esta competencia específica y sus
unidades de competencia atienden las
demandas del sector automotriz y de autopartes
que participó en el desarrollo del AST del
programa de Metálica y Autopartes llevado a
cabo en septiembre 2006 (CGUT, 2009).
Por otro lado en noviembre de 2008, se
llevó a cabo el AST del programa de TSU en
Procesos Industriales área Automotriz de la
UTH convocado por la CGUT para todos los
PE que conforman la familia de carreras de
Procesos Industriales del subsistema, con el fin
de dar continuidad de estudios a nivel
ingeniería a todos los egresados de los PE de
TSU de la familia de carreras de Procesos
Industriales.
Para tal caso y después de concluir los
talleres de AST y diseño curricular, se obtuvo
como resultado final la creación del Programa
Educativo de Ingeniero en Procesos y
Operaciones Industriales, con las siguientes
competencias específicas y UC
correspondientes, mismas que atienden a las
necesidades identificadas en el mismo AST
(CGUT-2, 2009).
Competencia 1. Administrar los
recursos necesarios de la organización para
asegurar la producción planeada conforme a los
requerimientos del cliente.
UC 1.1 Gestionar los recursos humanos,
materiales, económicos y técnicos de la
empresa. Para eficientar la planta productiva,
mediante el plan maestro de producción, con
base en diseño del proceso.
UC 1.2. Implementar el plan maestro de
producción para cumplir con los requerimientos
de producción mediante los estándares de
proceso, producto y capacidad de planta
UC 1.3. Controlar el factor humano y
los recursos materiales, económicos y técnicos
para preservar la integridad de los recursos de
la empresa a través de la normatividad y la
reglamentación interna pertinente considerando
las medidas de seguridad e higiene en el
trabajo.
373
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 369-378
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
DE LA LLAVE-HERNÁNDEZ, María Alondra, DE ITA-XIMIL, José David,
MERINO-MUÑOZ, Víctor Hugo, BENITO-VELÁZQUEZ, César Antonio. Ingeniería
en Procesos y Operaciones Industriales, una evaluación de su pertinencia y aceptación en
el mercado laboral. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Competencia 2. Administrar el sistema
de gestión de la calidad, con un enfoque
sistémico, de acuerdo a los requerimientos del
cliente, considerando factores técnicos y
económicos, contribuyendo al desarrollo
sustentable.
UC 2.1. Gestionar los sistemas de
calidad de una organización, para estandarizar
los procesos, mediante la elaboración de un
manual de calidad que permita cumplir con los
requerimientos del cliente, contribuyendo al
desarrollo sustentable.
UC 2.2. Asegurar la calidad del
producto para cumplir con los requisitos del
cliente, mediante la evaluación sistémica del
proceso.
Competencia 3. Desarrollar e innovar
sistemas de manufactura a través de la
dirección de proyectos considerando los
requerimientos del cliente, estándares de
calidad, ergonomía, seguridad y ecología para
lograr la competitividad y rentabilidad de la
organización con enfoque globalizado.
UC 3.1. Administrar proyectos para el
desarrollo de nuevos procesos, productos y
servicios que satisfagan las necesidades del
mercado a través de un plan de negocios que
incluya análisis técnicos de mercado, financiero
y tecnológico apoyados en herramientas de ruta
crítica de seguimiento y control así como los
costos.
UC 3.2. Diseñar productos que cumplan
las expectativas del cliente bajo estándares
internacionales de calidad, aplicando
tecnologías que contribuyan al desarrollo
sustentable, para mejorar la competitividad de
la empresa.
UC 3.3. Desarrollar los sistemas de
ingeniería de manufactura con base en la
cadena de valor del producto o servicio, para
cumplir con los requisitos de diseño,
productividad, calidad, ergonomía, seguridad y
ecología
Analizando tanto el Programa educativo
de TSU en Procesos Industriales área
Automotriz, como el correspondiente programa
de continuidad de estudios de Ingeniero en
Procesos y Operaciones Industriales, y las cinco
competencias profesionales específicas que
integran ambos programas, se puede identificar
que no corresponden de manera directa ni en su
mayoría a contenidos de programas educativos
tradicionales del sistema de educación superior
del país, pero sí corresponden y atienden
necesidades de perfiles profesionales, que
actualmente demandan los sectores industriales
del país y que gracias a la aplicación de la
metodología de Análisis Situacional del
Trabajo AST, se generan tales perfiles
específicos de talento humano que contribuyen
a la competitividad y productividad del país a
través de la generación de Programas
Educativos innovadores.
Evaluación de la pertinencia y aceptación de
la Ingeniería en Procesos y Operaciones
Industriales
Descripción de la población y selección de la
muestra Se considera como población del
estudio a los 370 egresados titulados de
Procesos Industriales (incluye Ingeniería en
Procesos y Operaciones Industriales y Técnico
Superior Universitario en Procesos Industriales
área Automotriz, en lo sucesivo IPOI y TSU en
PIA, respectivamente) graduados en las
primeras cinco generaciones del Programa
Educativo en la Universidad Tecnológica de
Huejotzingo. Las generaciones se identificarán
por el año de egreso, siendo la primera la 2011.
374
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 369-378
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
DE LA LLAVE-HERNÁNDEZ, María Alondra, DE ITA-XIMIL, José David,
MERINO-MUÑOZ, Víctor Hugo, BENITO-VELÁZQUEZ, César Antonio. Ingeniería
en Procesos y Operaciones Industriales, una evaluación de su pertinencia y aceptación en
el mercado laboral. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
La generación TSU en PIA 2015, es la
única de la que se toman datos de no titulados
por estar aún en proceso de egreso del
programa.
Se selecciona una muestra aleatoria de
154 egresados, con un nivel de confianza del
95% y un error máximo de estimación del 6%.
Los cálculos se realizaron a través de las
fórmulas:
𝑛 =𝑛0
1+𝑛0𝑁
(1)
Donde:
𝑛0 = 𝑝 ∗ (1 − 𝑝) ∗ [𝑧(1−
𝛼
2)
𝑑]
2
(2)
N = tamaño del universo
p = probabilidad de ocurrencia
d = error máximo de estimación
α = nivel de confianza
n0 = tamaño de la muestra
La tabla a continuación resume la
composición de la muestra entre egresados de
TSU en PIA e IPOI para las generaciones 2011
a 2015. Generación (sub-
grupo) TSU en PIA IPOI
2011 4 14
2012 23 13
2013 24 11
2014 13 27
2015 12 13
Total 76 78
Tabla 1 Composición de la muestra de estudio. Del
autor, 2015.
Información obtenida de la muestra. Con el
objetivo de conocer la pertinencia del programa
educativo a cinco años de su incorporación a la
oferta educativa de nivel superior en México,
así como la aceptación del mismo por el
mercado laboral, se determina que es necesario
saber:
a) El giro de las empresas que solicitan a
egresados de Procesos Industriales,
b) El área de desempeño en la que los
egresados del Programa se colocan, y
c) El alcance que tienen las actividades o
proyectos desarrollados por los
egresados, se evaluará en función del
nivel de competencia ejercido por el
egresado.
Giro de las empresas receptoras. Se
identifican 11 áreas de actividad de las
empresas receptoras de egresados, a saber:
Automotriz (armadoras de autos, fabricantes de
autopartes y prestadoras de servicios para la
industria automotriz), Metal-mecánica (incluye
metalúrgia y maquinados), Textil, Alimentos y
bebidas, Servicios (exeptuando servicios a la
industria automotriz), Química (química,
petroquímica y agroquímica), Papelera,
Cerámicos, Equipo médico y farmacéutica,
Higiene y cuidado personal (fabricantes de
artículos de limpieza y de aseo y cuidado
personal) y Mueblera.
Cabe señalar que los grupos en los que
se presenta al menos una observación no son
agrupados en una categoría de otros, con el
objetivo de presentar la información de forma
tan detallada como es posible.
En este particular se tiene que las
empresas de giro automotriz tienen la mayor
captación de egresados, con un 40.26%;
seguidas respectivamente de la industria metal
mecánica que captó el 11.69%, la textil con un
11.04% y la de alimentos y bebidas con un
10.39%; con lo que se tiene que en estos cuatro
giros industriales se ocupa el 73.38% de los
egresados titulados de Procesos Industriales,
comportamiento muy cercano a la regla de
Pareto del 80-20. La gráfica 1 presenta la
composición de la muestra en lo que refiere a
ocupación de los egresados por giro industrial.
375
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 369-378
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
DE LA LLAVE-HERNÁNDEZ, María Alondra, DE ITA-XIMIL, José David,
MERINO-MUÑOZ, Víctor Hugo, BENITO-VELÁZQUEZ, César Antonio. Ingeniería
en Procesos y Operaciones Industriales, una evaluación de su pertinencia y aceptación en
el mercado laboral. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Grafico 1 Tasa de ocupación de egresados por giro
industrial.
Al realizar el mismo análisis por cada
uno de los programas educativos, tenemos las
siguientes observaciones (ver tabla 2): Giro TSU en PIA IPOI
Automotriz 22.37% 57.69%
Metal mecánica 14.47% 8.97%
Textil 15.79% 6.41%
Alimentos y bebidas 6.58% 14.10%
Servicios 6.58% 3.85%
Química 5.26% 3.85%
Papelera 7.89% 0.00%
Cerámicos 3.95% 0.00%
Equipo médico y Farmacéutica 2.63% 2.56%
Higiene y cuidado personal 14.47% 1.28%
Mueblera 0.00% 1.28%
Tabla 2 Ocupación de egresados de Procesos
Industriales por giro industrial
En lo que respecta a los egresados de
TSU en PIA, el sector de mayor ocupación es el
automotriz con un 22.37%, seguido de la
industria textil (15.79%) y las metal mecánicas
y de higiene y cuidado personal con un 14.47%
cada una.
En el caso de los egresados de IPOI, el
57.69% se desempeña en el sector automotriz,
el 14.10% en la industria de alimentos y
bebidas, el 8.97% en empresas metal mecánicas
y el 6.41% en la industria textil.
Área de desempeño de los egresados. Los
egresados de los programas de Procesos
Industriales de la UTH se desempeñan en su
primer ejercicio profesional en las siguientes
proporciones, el 44.16% en el área de
producción, 20.78% en calidad, 12.34% en
logística, 11.69% en mantenimiento, 3.90% en
Seguridad e higiene y 7.14% en Ingeniería.
Gráfico 2 Tasa de ocupación de egresados por área de
desempeño
La colocación de egresados por
programa de educativo niveles Técnico
Superior Universitario e Ingeniería, varía muy
poco con respecto del global, como se muestra
en la Tabla 3.
40,26%
11,69%
11,04%
10,39%
5,19%
4,55%
3,90%
1,95%
2,60%
7,79%
0,65%
Automotriz
Metal mecánica
Textil
Alimentos y bebidas
Servicios
Química
Papelera
Cerámicos
Equipo médico y farma
Higiene
Mueblera
Ocupación por giro industrial
44,16%
20,78%
12,34% 11,69%
3,90%7,14%
0,00%
5,00%
10,00%
15,00%
20,00%
25,00%
30,00%
35,00%
40,00%
45,00%
50,00%
Tasa de colocación por área de
desempeño
376
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 369-378
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
DE LA LLAVE-HERNÁNDEZ, María Alondra, DE ITA-XIMIL, José David,
MERINO-MUÑOZ, Víctor Hugo, BENITO-VELÁZQUEZ, César Antonio. Ingeniería
en Procesos y Operaciones Industriales, una evaluación de su pertinencia y aceptación en
el mercado laboral. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Área de colocación TSU en PIA IPOI
Producción 47.37% 41.03%
Calidad 21.05% 20.51%
Logística 9.21% 15.38%
Mantenimiento 10.53% 12.82%
Seguridad e higiene 2.63% 5.13%
Ingeniería 9.21% 5.13%
Tabla 3 Tasa de ocupación de egresados de Procesos
Industriales por área de colocación y por programa
educativo
Las áreas de producción y calidad son
las de mayor captación de egresados en ambos
programas educativos, y con comportamientos
muy parecidos. El 47.37% de los egresados de
TSU en PIA y el 41.03% de los egresados de
IPOI se desempeñan en el área de producción,
mientras que el 21.05% de los egresados de
TSU en PIA y el 20.51% de los egresados de
IPOI se ocupan en el área de Calidad.
Gráfico 3 Incremento en ocupación de egresados en área
de Calidad
En el caso de la colocación de egresados
en el área Calidad, muestra una clara tendencia
de aumento en la aceptación de egresados del
Programa Educativo, como se muestra en la
gráfica 3.
Nivel de competencia del egresado. Se
identifican tres niveles en el ejercicio de la
competencia profesional del egresado, a saber:
a) nivel Gestión que incluye actividades de
medición, supervisión de la actividad,
documentación, seguimiento de proyectos
y programas y así por el estilo;
b) nivel Mejora, incluye actividades de
implementación de metodologías,
desarrollo e implementación de propuestas
y acciones de mejora, y
c) nivel Innovación y Optimización, se refiere
a actividades y proyectos de mejora
sustancial en los métodos y los sistemas de
la organización y basados en diagnósticos.
Los niveles de competencia corresponden
con las competencias específicas de los
Programas Educativos 2009 de TSU en PIA e
IPOI, al respecto, es necesario recalcar que la
muestra del estudio corresponde al primer
ejercicio profesional, por lo que los casos de
actividades del nivel de competencia
Innovación y optimización son los menos (ver
Tabla 4).
Nivel de ejercicio de la
competencia Frecuencia Frec. Relativa
Gestión 87 56.49%
Mejora 56 36.36%
Innovación 11 7.14%
Total 154 100.00%
Tabla 4 Nivel de competencia de las actividades
desempeñadas por egresados del Programa Educativo
En términos generales se tiene:
a) Las actividades relacionadas al nivel de
competencia Gestión, se presentan en un
56.49% de los egresados.
b) Se alcanza el 36.36% de actividades y
proyectos de nivel Mejora.
c) El nivel de competencia de Innovación
y optimización corresponde al 7.14% de
la muestra.
2011 2012 2013 2014 2015
Calidad 1 6 8 7 10
0
2
4
6
8
10
12
Tas
a d
e co
loca
ció
n
Colocación de egresados en
calidad 2011-2015
377
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 369-378
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
DE LA LLAVE-HERNÁNDEZ, María Alondra, DE ITA-XIMIL, José David,
MERINO-MUÑOZ, Víctor Hugo, BENITO-VELÁZQUEZ, César Antonio. Ingeniería
en Procesos y Operaciones Industriales, una evaluación de su pertinencia y aceptación en
el mercado laboral. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Resultados
Los resultados de los estudios AST para los
programas Técnico Superior Universitario en
Metálica y Autopartes (2006), Técnico Superior
Universitario en Procesos Industriales área
Automotriz (2009) e Ingeniería en Procesos y
Operaciones Industriales (2009), indicaron que
el mercado laboral regional, estatal y nacional,
demandan de los egresados el ejercicio de
competencias específicas de gestión de
recursos, gestión de la producción, gestión de
sistemas, mejora de productos y procesos,
innovación de sistemas y optimización de
recursos.
Por su parte, los resultados del análisis
estadístico del presente trabajo, muestran que
en general, los programas de Técnico Superior
Universitario en Procesos Industriales área
Automotriz e Ingeniería en Procesos y
Operaciones Industriales, son pertinentes y bien
aceptados por el mercado laboral poblano, y se
infiere que ocurre lo mismo en el resto del país.
En cuanto al tipo de empresas que captan a los
egresados del programa, tanto en nivel técnico
como en nivel ingeniería, tenemos que el 80%
se compone en primer lugar la industria
Automotriz, seguida de la Metal-mecánica y la
industria Textil, resultado que coincide con la
participación del sector industrial en la
realización de los AST indicados en el primer
párrafo de esta sección.
Los resultados del análisis estadístico de
la muestra seleccionada, indican asimismo, que
las áreas de ocupación de los egresados
corresponden con las áreas para las que fueron
demandados en los AST, a saber, producción,
calidad y logística principalmente.
Es sobresaliente el caso del área de
mantenimiento, que capta a un porcentaje muy
parecido al de logística (11.69% y 12.34%
respectivamente), sin embargo las actividades
desempeñadas por los egresados en ésta área,
son de gestión del departamento, no de la
ejecución de la actividad operativa de
mantenimiento. Lo anterior, corresponde
completamente con la definición del perfil de
egreso de la familia de programas educativos de
Procesos Industriales 2009.
En relación con el nivel de ejercicio de
la competencia profesional del egresado,
tenemos que corresponde completamente con lo
solicitado por el sector industrial en los AST y
definido en los planes y programas de estudios
de la familia de Procesos Industriales 2009,
ocupándose principalmente y de inicio en
actividades de Gestión y de Mejora.
Conclusiones
A partir de los resultados del análisis estadístico
realizado y su comparación con lo solicitado
por el sector industrial en los estudios AST
realizados entre 2006 y 2009 para evaluar la
pertinencia de los Programas Educativos de
Procesos Industriales, concluímos que:
- La decisión de la CGUTyP de introducir
programas educativos innovadores en el
área de conocimiento de la ingeniería
industrial en 2009 al sistema educativo
mexicano fue un acierto.
- La participación del sector industrial
como principal fuente de información
para el diseño de planes y programas de
estudio es muy necesaria para garantizar
su pertinencia y lograr la aceptación de
los egresados en el mercado laboral.
378
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 369-378
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
DE LA LLAVE-HERNÁNDEZ, María Alondra, DE ITA-XIMIL, José David,
MERINO-MUÑOZ, Víctor Hugo, BENITO-VELÁZQUEZ, César Antonio. Ingeniería
en Procesos y Operaciones Industriales, una evaluación de su pertinencia y aceptación en
el mercado laboral. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
- En el caso específico de la Universidad
Tecnológica de Huejotzingo, es
recomendable ampliar la oferta educativa
del nivel Técnico Superior Universitario
en Procesos Industriales, aperturando las
áreas de Sistemas de Gestión de Calidad
(recordar que él área calidad es la
segunda en captación de alumnos) y
Manufactura (más del 80% de las
empresas que captan a los egresados son
del sector manufacturero).
- También en el caso de la UTH, tenemos
que tanto la Ingeniería en Procesos y
Operaciones Industriales, objeto principal
del estudio, como el Técnico Superior
Universitario en Procesos Industriales
área Automotriz siguen siendo pertinentes
en la región, y la aceptación de sus
egresados va en aumento constante,
debido a que se atienden las demandas del
sector industrial en cuanto a formación
del recurso humano.
- Por otra parte, se identifica que el área de
Seguridad e Higiene, capta pocos
egresados por generación pero de forma
constante, por lo que es conveniente
realizar un AST para evaluar la
posibilidad de diseñar y aperturar un área
de TSU en Procesos Industriales área
Seguridad e Higiene.
En términos generales, se concluye que el
programa educativo de Ingeniería en Procesos y
Operaciones Industriales, cuyos primeros seis
cuatrimestres corresponden al programa de
Técnico Superior Universitario en Procesos
Industriales, es una profesión innovadora,
pertinente a las necesidades de la industria
poblana y cuyos egresados son bien aceptados
por el mercado laboral de la región.
Referencias
Coordinación General de Universidades
Tecnológicas y Politécnicas. 2015. México.
Recuperado de http://cgut.sep.gob.mx/
Coordinación General de Universidades
Tecnológicas. 2009. México. Perfil profesional
en Competencias Profesionales del Técnico
Superior Universitario en Procesos Industriales
área Automotriz, Versión Ejecutiva.
Coordinación General de Universidades
Tecnológicas. 2009. México. Perfil profesional
en Competencias Profesionales de Ingeniería
en Procesos y Operaciones industriales, Versión
Ejecutiva.
379
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 379-385
Relación entre medidas de espesor de recubrimento electrostático en polvo en
diferentes puntos sobre superificies irregulares
LUÉVANO-Cabrales, Olga Lidia*†, SALAS-PÉREZ, Francisco Guillermo, JUÁREZ-DEL TORO, Raymundo,
MORALES-VILLA, Julio César Recibido 21 de Julio, 2015; Aceptado 21 de Septiembre, 2015 Resumen
Relación entre medidas de espesor de recubrimento
electrostático en polvo en diferentes puntos sobre superificies
irregulares.
En este trabajo se encuentra la relación entre las
medidas de espesor de diferentes áreas de una superificie
irregular, mediante la aplicación de recubrimiento electrostático
en piezas con cinco geometrías diferentes y modificando
levemente parámetros como potencial y distancia de aplicación.
En los productos donde se utiliza el recubrimiento
electrostático el espesor es una característica de calidad
importante, sin embargo en las superficies irregulares es mas
notorio cuando la medida de espesor no es uniforme en toda la
pieza. Sin embargo cuando se conoce en que proporción varía
el espesor entre un área y otra de la misma pieza, es mas fácil
establecer una metodología en el proceso que permita tener una
medida de espesor uniforme.
Recubrimiento electrostático en polvo, Espesor, Elemento
finito
Abstract
Measure relation of electrostatic powder coating thickness at
diferent points on irregular surfaces.
In this work, we found the relation between the
thickness measures at diferent areas of a irregular surface, by
the electrostatic powder coating on pieces with five diferent
geometries and varyin slightly parameters like potential and
application distance.
At the products where the electrostatic powder
coating are used, the thickness measure is an importante quality
characteristic, however on the irregular surfaces is so noticeable
when the thickness measure is not uniform on the entire piece.
But when it is known that the thickness ratio varies from one
area to another of the same piece, it is easier to establish a
methodology that allows the process to have a measure of
uniform thickness.
Electrostatic Powder Coating, Thickness, Finite Element
Citación: LUÉVANO-Cabrales, Olga Lidia, SALAS-PÉREZ, Francisco Guillermo, JUÁREZ-DEL TORO,
Raymundo, MORALES-VILLA, Julio César. Relación entre medidas de espesor de recubrimento electrostático en
polvo en diferentes puntos sobre superificies irregulares. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015, 2-4: 379-385
* Correspondencia al Autor (Correo Electrónico: [email protected])
†Investigador contribuyendo como primer autor
© ECORFAN-Bolivia www.ecorfan.org/bolivia
380
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 379-385
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
LUÉVANO-Cabrales, Olga Lidia, SALAS-PÉREZ, Francisco Guillermo, JUÁREZ-DEL
TORO, Raymundo, MORALES-VILLA, Julio César. Relación entre medidas de espesor
de recubrimento electrostático en polvo en diferentes puntos sobre superificies
irregulares. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Introducción
La aplicación de recubrimiento electrostático en
polvo, se ha venido usando desde la década de
los 70’s el siglo pasado, y desde sus inicios se
detectó que es complejo obtener una medida de
espesor uniforme en la capa de recubrimiento, y
cuando el sustrato tiene una geometría
irregular, es decir que fue sometida a
deformación plástica antes del proceso de
recubrimiento, entonces se vuelve mas
complejo, ya que las regiones profundas en una
geometría irregular, provocan el efecto llamado
de la jaula de Faraday (EJF), que no permite
que las partículas de polvo lleguen hasta lo mas
profundo de la geometría.
En un sistema electrostático para la
aplicación de recubrimiento en polvo
electrostático (para el caso de este estudio es
pintura), las líneas de campo eléctrico se
dirigen desde el electrodo en la pistola hacia el
sustrato o superficie que se va a cubrir, cuando
la superficie es irregular entonces las líneas de
campo eléctrico se anulan al llegar a las
regiones profundas por lo que no penetran hasta
el fondo. Las partículas de polvo siguen las
líneas de campo eléctrico y como estas no
penetran hasta las regiones profundas entonces
el polvo tampoco llega, ocasionando medidas
de espesor de la pintura más pequeño en esas
regiones.
El efecto de la jaula de Faraday en el
proceso de pintura electrostática se conoce
desde que surgió este tipo de proceso; los
esfuerzos por solucionarlo se enfocan en
controlar algunos parámetros individuales o en
grupo como intensidad de corriente (Guskov,
1996), la cantidad de carga con respecto a la
masa de la nube de polvo Q/m (Biris, 2011), el
tamaño de la partícula (Rupp, 2012), etcétera.
Algunos equipos para la aplicación de
pintura en electrostática en polvo, como el
WAGNER, traen integrados programas con
combinaciones de parámetros adecuados al tipo
de superficie que se va a cubrir; estas
superficies las clasifican como superficies
planas, superficies grandes y superficies
irregulares, sin embargo el problema no se
resuelve de una manera definitiva, y es
complicado porque el EJF es inherente a los
campos eléctricos en superficies irregulares lo
que quiere decir que no es posible eliminarlo
por completo, por lo que los trabajos de
investigación están centrados en atenuarlo de
alguna manera.
Ya que la uniformidad de la medida de
espesor en toda la superficie es una
característica importante para evaluar la calidad
del producto, se considera conveniente realizar
un estudio en el que se identifique como varía
la medida de espesor en toda la superficie, y se
relaciona con la intensidad de campo eléctrico.
Con este objetivo se diseñó un experimento con
cinco tipos de superficie las cuales fueron
cubiertas mediante el proceso de recubrimiento
electrostático en polvo para posteriormente
medir el espesor en ocho puntos diferentes de
cada tipo de superficie y determinar de esta
manera la variación espacial en la medida de
espesor de cada superficie.
La estructura de este documento
contempla primero la descripción del sistema
electrostático, posteriormente una explicación
breve del método de elemento finito, se
especifican los materiales, equipo y la
experimentación, los resultados obtenidos y las
conclusiones generales.
381
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 379-385
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
LUÉVANO-Cabrales, Olga Lidia, SALAS-PÉREZ, Francisco Guillermo, JUÁREZ-DEL
TORO, Raymundo, MORALES-VILLA, Julio César. Relación entre medidas de espesor
de recubrimento electrostático en polvo en diferentes puntos sobre superificies
irregulares. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Sistema electrostático
Se llama sistema electrostático al conjunto de
equipo y materiales que se necesita para aplicar
recubrimiento electrostático ya sea en polvo o
líquido, este estudio se centra en la pintura en
polvo como recubrimiento electrostático y en
esta sección se explica como es el proceso de
aplicación de pintura y la forma de simular los
campos electrostáticos mediante el método de
elementos finitos.
Equipo para el proceso electrostático
Un sistema electrostático para el proceso de
recubrimiento (Figura 1), incluye una pistola
electrostática con un electrodo conectado a un
generador de alto voltaje y un sustrato
conectado a tierra.
La pistola está conectada a un
compressor, el aire del compressor conduce las
partículas de polvo alrededor del electrodo,
donde se forma la corona de descarga y las
partículas son cargadas negativamente y con la
fuerza del campo eléctrico son dirigidas hacia
el sustrato.
Cuando la descarga es generada en la
pistola, se forma un campo eléctrico entre la
pistola y el sustrato. La intensidad de campo
eléctrico es conocida mediante el gradiente del
potencial, el cual es representado como u(x, y):
𝐄 = −∇u(x, y) (1)
La relación entre el campo eléctrico y la
densidad de carga ρ está dada por:
𝜀𝛻 ∙ 𝑬 = 𝜌 (2)
Donde ε es la permitividad del
material, sustituyendo la ecuación (1) en la
ecuación (2); el resultado es la ecuación de
potencial de Poisson:
∆𝑢(𝑥, 𝑦) = −𝜌
𝜀
(3)
La ecuación de Poisson (3) describe
como se distribuye el potencial y las líneas de
campo elétrico. Para resolver esta ecuación en
un Sistema electrostático es factible utilizar el
método de elemento finito.
El método de elemento finito en
electrostática
El método de elemento finito tiene diferentes
formas de resolver ecuaciones diferenciales
parciales, una de las mas usadas es el método
variacional. Este método usa un funcional, el
cual es una expresión de la energía potencial en
el dominio. A través de la minimización de la
energía en cada elemento, se obtienen las líneas
de campo eléctrico en la región completa. La
ecuación a resolver para el campo eléctrico es
la cuación de Poisson. Las restricciones sobre
los límites son condiciones de Dirichlet y/o de
Neumann. El funcional de la ecuación es:
I = ∫ 1
2ε0 (
∂Φ
∂x)
2
+1
2ε0 (
∂Φ
∂y)
2
A
dA
− ∮ Φ∂Φ
∂ndR
(4)
POLVO
ENTRADA DE AIRE
ELECTRODO Y
SALIDA DE POLVO
ZONA EN LA QUE SE CARGAN
LAS PARTÍCULAS DE POLVO
SUSTRATO
Figure 1, Pistola electrostática y sustrato
(dibujo obtenido del manual del proveedor)
382
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 379-385
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
LUÉVANO-Cabrales, Olga Lidia, SALAS-PÉREZ, Francisco Guillermo, JUÁREZ-DEL
TORO, Raymundo, MORALES-VILLA, Julio César. Relación entre medidas de espesor
de recubrimento electrostático en polvo en diferentes puntos sobre superificies
irregulares. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Donde A corresponde a la región de
integración, Φ es el potencial e I es el
funcional. La primer parte del funcional
representa la energía del campo eléctrico.
Por medio de discretización, cada
element es definido de acuerdo a una función,
al número de sus nodos y al potencial, el cual se
define mediante el potencial en los nodos.
Φ = |N|(Φ)e = (Ni, Nj, Nk) |
Φi
Φj
Φk
|
(5)
Donde |N| es la matriz de funciones de
forma. Para encontrar el mínimo potencial de
energía, el functional debe ser derivado
parcialmente con respect a cada nodo. Por lo
tanto:
∂Ie
∂Φe= |K|eΦe
(6)
La matriz de cada elemento es
ensamblada en una matriz global y las
condiciones de frontera son aplicadas.
|𝐊|𝐔 = 𝐏 (7)
K representa la matriz de rigidez, U es el
vector de potenciales desconocidos y P es el
vector solución.
Métodos
La experimentación fue conducida en dos
formas, la primera para calcular el campo
eléctrico mediante el método de elemento finito
y el segundo para medir el espesor de la pintura
curada en la superficie tratada.
Diseño de experimentos
Se diseñó un experimento con 5 geometrías
diferentes, tres con ángulos de 60°, 90° y 120°
y dos con forma de caja con 1” de profundidad
y el ancho de la región profunda en la primera
de 1” y en la segunda de 2” (Figura 2), el
material es acero al bajo carbono, la pintura
usada fue Krhal, las variables a medir son
espesor de la pintura en mils e intensidad de
campo eléctrico en V/m.
Se emplearon dos tipos diferentes de
combinaciones de parámetros, a cada
combinación se le llamará tratamiento de aquí
en delante, el primer tipo de tratamiento está
orientado hacia la medición del espesor de
pintura y se numeran del uno al ocho (Tabla 1),
el segundo tipo de tratamiento es para el cálculo
de la intensidad de campo eléctrico, dicho
cálculo se realizó con el método de elementos
finitos y los tratamientos se identifican con las
letras A, B, C y D (Tabla 2).
Se usó un horno de convección a 200°C
para curar la pintura durante 10 minutos y se
empleó un medidor de espesor Positector 6000.
Figura 2 Cinco geometrías diferentes
383
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 379-385
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
LUÉVANO-Cabrales, Olga Lidia, SALAS-PÉREZ, Francisco Guillermo, JUÁREZ-DEL
TORO, Raymundo, MORALES-VILLA, Julio César. Relación entre medidas de espesor
de recubrimento electrostático en polvo en diferentes puntos sobre superificies
irregulares. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Tratamientos Para Espesor
Tratamiento
Voltaje
(kV)
Distancia
(cm)
%
Polvo
1 70 15 50
2 70 15 60
3 60 15 50
4 60 15 60
5 70 20 50
6 70 20 60
7 60 20 50
8 60 20 60
Tabla 1 Parámetros para medir el espesor del
recubrimiento
Intensidad de Campo Eléctrico
Tratamiento
Voltaje
(kV)
Distancia
(cm)
A 70 15
B 60 15
C 70 20
D 60 20
Tabla 2 Parámetros para calcular campo eléctrico
Intensidad de campo eléctrico calculada con
el método de elemento finito
Para calcular la intensidad de campo eléctrico
se usó COMSOL®, se estableció un dominio en
tres dimensiones, formando un bloque en forma
de rectángulo, la caras pequeñas del rectángulo
se encuentran en la parte superior e inferior del
bloque, al centro de la cara superior se ubica un
punto que representa el electrodo, y la cara
inferior toma la forma de la geometría a
analizar (Figura 3); las condiciones de frontera
fueron Dirichlet para el electrodo con u = V y
para el sustrato conectado a tierra con u = 0, el
resto de las fronteras son Neumann con
∂u(x,y,z)/∂x = ∂u(x,y,z)/∂y = ∂u(x,y,z)/∂z = 0.
El cálculo se realizó en ocho puntos diferentes
de cada pieza (Figure 4), los mismos donde se
hicieron las mediciones del espesor de la
pintura.
Figura 3 Dominio
a)
b)
Figura 4 a) Puntos donde fue medido el espesor en las
geometrías con un doblez al centro, b) Puntos donde fue
medido el espesor en geometrías con regiones profundas.
Resultados
Se obtuvieron los valores de la intensidad
campo eléctrico en cada punto señalado, de
igual forma se midió el espesor en los mismos
puntos y al graficar los resultados se
encontraron patrones similares de variación
entre los gráficos de intensidad de campo
eléctrico y los del espesor, la tabla 3 muestra
gráficos de dos de las geometrías.
GEO
M Campo eléctrico Espesor
60°
0
5000
10000
15000
1 2 3 4 5 6 7 8
A B
C D
0
2
4
1 2 3 4 5 6 7 81 2 3
4 5 6
7 8
1 2
3 4
6 5
8 7
1 2
3 4
6 5
8 7
384
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 379-385
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
LUÉVANO-Cabrales, Olga Lidia, SALAS-PÉREZ, Francisco Guillermo, JUÁREZ-DEL
TORO, Raymundo, MORALES-VILLA, Julio César. Relación entre medidas de espesor
de recubrimento electrostático en polvo en diferentes puntos sobre superificies
irregulares. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
CAJA
1”
Tabla 3 Gráfica de la intensidad de campo eléctrico y del
espesor de dos diferentes geometrías
Cuando se observó que el
comportamiento de la variación de la intensidad
de campo eléctrico se parecen al
comportamiento de la variación del espesor, se
midió la relación entre ambos parámetros
mediante un coeficiente de correlación y se
encontró que el valor mas pequeño de
correlación es del 67% (tabla 4) lo que indica
que la medida de espesor se explica a través del
comportamiento de la intensidad de campo
eléctrico en cada punto de medición.
Geom A - 1 A -2 B - 3 B - 4 C - 5 C - 6 D - 7 D - 8
60° 0.9659 0.9510 0.9415 0.8031 0.7659 0.7266 0.9591 0.9053
90° 0.8689 0.7107 0.8801 0.8865 0.7759 0.7650 0.7948 0.7250
120° 0.7217 0.8823 0.7177 0.7389 0.7010 0.6906 0.6720 0.7868
1" 0.9606 0.8622 0.9896 0.9011 0.8959 0.9809 0.8996 0.9973
2" 0.9747 0.9636 0.9741 0.8982 0.9852 0.9874 0.9779 0.9474
Tabla 4 Correlación de tratamientos
Discusión
Las mediciones de espesor en una superficie
irregular, tienen diferencias importantes cuando
se comparan los espesores de las regiones
profundas con los espesores de las regiones
superiores, esto se debe al efecto de la jaula de
Faraday.
Cuando se analizan los parámetros que
afectan a la medida de espesor, no se piensa en
la intensidad de campo eléctrico, sin embargo al
revisar el comportamiento de la medida de
espesor en los ocho puntos de medición y se
relacionó con la medida de la intensidad e
campo eléctrico en los mismos puntos se
observa como tienen patrones de variación
similar y al calcular la correlación entre ambos
parámetros, se encontró que el valor de
correlación más pequeño es 67% y el más
grande es 99%, además el percentil 50 es 89%,
lo que indica que los valores de correlación más
pequeños están más dispersos que los valores
más altos. Con la información obtenida se
puede observar que la intensidad de campo
eléctrico es un parámetro que merece tener más
importancia si se desea controlar la uniformidad
del espesor en una superficie irregular.
Referencias
Casaux, J., (2007), Critical thickness of
electrostatic powder coatings from inside,
Journal of electrostatic, 2007; 65: 764 – 774.
Chen, Y., Liang, X., Bai, & J., Xu, B., (2010),
Finite element modeling of coating formation
and transient heat transfer in the electric arc
spray process, International Journal of heat
and mass transfer, 2012; 13, 2012 – 2021.
Guskov, S., (1996), Electrostatic phenomena in
powder coating, Powder coating ’96, Nordson
Corporation, Indianapolis Indiana.
Hayt, W.H. Jr. & Buck, J.A., (2006), Teoría
electromagnética, México, Mc Graw Hill
Interamericana Editores S.A. de C.V., 7ª ed.
Humphires, S. Jr., (2010), Finite element
methods for electromagnetics, electronic
edition of “Field solution on computers”, Ed.
CRC Press a division of Taylor and Francis.
0
5000
10000
15000
1 2 3 4 5 6 7 8
A B
C D
0
1
2
3
4
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3
4 5 6
7 8
385
Artículo Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Septiembre 2015 Vol.2 No.4 379-385
ISSN 2410-3438
ECORFAN® Todos los derechos reservados.
LUÉVANO-Cabrales, Olga Lidia, SALAS-PÉREZ, Francisco Guillermo, JUÁREZ-DEL
TORO, Raymundo, MORALES-VILLA, Julio César. Relación entre medidas de espesor
de recubrimento electrostático en polvo en diferentes puntos sobre superificies
irregulares. Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico 2015.
Hyuncheol, O., Kyoungtae, K., & Sangsoo, K.,
(2008), Characterization of deposition patterns
produced by twin – nozzle electrospray,
Journal of aerosol science, 2008; 39: 801 –
813.
Inculet, I.I., & Adamiak, K., (1993), Charge
limits in corona charging of distorted liquid
droplets, IEEE Transactions on industry
applications, 1993; 29: 1058 – 1061.
Jalaal, M., Soleimani, S., Domairry, G.,
Ghasemi, E., Bararnia, H., Mohammadi, F. &
Barari, A., (2011), Numerical simulation of
electric field in complex geometries for
different electrode arrangements using meshless
local MQ-DQ method, Journal of Electrostatic,
2011; 69: 168 – 175.
Kreeger, K., (1994), Application variables for
powder coating systems, Nordson Corporation.
Lackowski, M., Krupa, A. & Jaworek, A.,
(2010), Corona discharge ion sources for fine
particle charging, The European Physical
Journal D, 2010; 377 – 382.
Le Moyne, L., (2010), Trends in atomization
theory, International journal of spray and
combustion dynamics, 2010; 1: 49 – 84.
Matsusaka, S. & Masuda, H., (2002), Theorical
analysis of electrostatic forces between coated
particles, Advanced powder technology, 2002;
13: 2: 157 – 166.
Nordson Corporation, (2004), Corona charging
and electrostatics for pipe coating.
Plonus, M.A., (1994), Electromagnetismo
aplicado, Barcelona, Editorial Reverté S.A.
Sarrate, J. & Clarisó, R., (2001), El método de
los elementos finitos en problemas
electromagnéticos: planteamiento y
aplicaciones, Revista internacional de métodos
numéricos para cálculo y diseño en ingeniería,
2001; 17: 1: 219 – 248.
Wu, Y., Castle, P. & Inculet, I.I., (2005),
Induction charging of granular materials in an
electric field, IEEE Transactions on Industry
Applications, 2005; 41:1350 – 1357.
Ye, Q., Steigleder, T., Scheibe, A. & Domnick,
J., (2002), Numerical simulation of the
electrostatic powder coating process with a
corona spray gun, Journal of electrostatic,
2002; 54: 189 – 205.
Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Instrucciones para Autores
A. Envió de artículos con las áreas de Análisis Cuantitativo y Estadístico.
B. La edición del artículo debe cumplir las siguientes características:
- Redactados en español o en inglés (preferentemente). Sin embargo, es obligatorio presentar el
título y el resumen en ambos idiomas, así como las palabras clave.
- Tipografía de texto en Time New Roman #12 (en títulos- Negritas) y con cursiva (subtítulos-
Negritas) #12 (en texto) y # 9 (en citas al pie de página), justificado en formato Word. Con Márgenes
Estándar y espaciado sencillo.
- Usar tipografía Calibre Math (en ecuaciones), con numeración subsecuente y alineación
derecha: Ejemplo;
σϵ∑: Hσ=⋂_(s<σ) Hs (1)
- Comenzar con una introducción que explique el tema y terminar con una sección de
conclusiones.
- Los artículos son revisados por los miembros del Comité Editorial y por dos dictaminadores
anónimos. El dictamen será inapelable en todos los casos. Una vez notificada la aceptación o rechazo
de un trabajo, su aceptación final estará condicionada al cumplimiento de las modificaciones de estilo,
forma y contenido que el editor haya comunicado a los autores. Los autores son responsables del
contenido del trabajo y el correcto uso de las referencias que en ellos se citen. La revista se reserva el
derecho de hacer los cambios editoriales requeridos para adecuar los textos a nuestra política editorial.
C. Los artículos pueden ser elaborados por cuenta propia o patrocinados por instituciones educativas ó
empresariales. El proceso de evaluación del manuscrito no comprenderá más de veinte días hábiles a
partir de la fecha de su recepción.
D. La identificación de la autoría deberá aparecer únicamente en una primera página eliminable, con el
objeto de asegurar que el proceso de selección sea anónimo.
E. Los cuadros, gráficos y figuras de apoyo deberán cumplir lo siguiente:
- Deberán explicarse por sí mismos (sin necesidad de recurrir al texto para su comprensión), sin
incluir abreviaturas, indicando claramente el título y fuente de consulta con referencia abajo con
alineación izquierda en tipografía número 9 con negritas.
- Todo el material de apoyo será en escala de grises y con tamaño máximo de 8 cm de anchura
por 23 cm de altura o menos dimensión, además de contener todo el contenido editable
Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
- Las tablas deberán ser simples y exponer información relevante. Prototipo;
Gráfica 1 Tendencia determinista versus estocástica
F. Las referencias bibliográficas se incorporarán al final del documento con estilo APA.
La lista de referencias bibliográficas debe corresponder con las citas en el documento.
G. Las notas a pie de página, que deberán ser usadas sólo excepcionalmente para proveer información
esencial.
H. Una vez aceptado el artículo en su versión final, la revista enviará al autor las pruebas para su
revisión. ECORFAN-Bolivia únicamente aceptará la corrección de erratas y errores u omisiones
provenientes del proceso de edición de la revista reservándose en su totalidad los derechos de autor y
difusión de contenido. No se aceptarán supresiones, sustituciones o añadidos que alteren la formación
del artículo. El autor tendrá un plazo máximo de 10 días naturales para dicha revisión. De otra forma,
se considera que el (los) autor(es) está(n) de acuerdo con las modificaciones hechas.
I.Anexar los Formatos de Originalidad y Autorización, con identificación del Artículo, autor(es) y
firma autógrafa, de esta manera se entiende que dicho artículo no está postulado para publicación
simultáneamente en otras revistas u órganos editoriales.
Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Formato de Originalidad
Sucre, Chuquisaca a ____ de ____ del 20_____
Entiendo y acepto que los resultados de la dictaminación son inapelables por lo que deberán firmar los
autores antes de iniciar el proceso de revisión por pares con la reivindicación de ORIGINALIDAD de
la siguiente Obra.
Artículo (Article):
_____________________
Firma (Signature):
_____________________
Nombre (Name)
Revista de Análisis Cuantitativo y Estadístico
Formato de Autorización
Sucre, Chuquisaca a ____ de ____ del 20_____
Entiendo y acepto que los resultados de la dictaminación son inapelables. En caso de ser aceptado para
su publicación, autorizo a ECORFAN-Bolivia a difundir mi trabajo en las redes electrónicas,
reimpresiones, colecciones de artículos, antologías y cualquier otro medio utilizado por él para alcanzar
un mayor auditorio.
I understand and accept that the results of evaluation are inappealable. If my article is accepted for
publication, I authorize ECORFAN-Bolivia to reproduce it in electronic data bases, reprints,
anthologies or any other media in order to reach a wider audience.
Artículo (Article):
_____________________
Firma (Signature)
_____________________
Nombre (Name)
Revista de Análisis
Cuantitativo y Estadístico
ISSN-2410-3438