R e v i s t a ITMochis · AÑO 2 Agosto – Diciembre 2015 ISSN – En trámite R e v i s t a...

AÑO 2

Agosto – Diciembre 2015

ISSN – En trámite

R e v i s t a

ITMochis

Investigación, Tecnología y Liderazgo Mexicano

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LOS MOCHIS

4

Revista Científica ITMochis Investigación, Tecnología y Liderazgo Mexicano.

Vol. 2015 Número 4 Agosto – Diciembre de 2015

Publicación del Instituto Tecnológico de Los Mochis

Revista Científica ITMochis Investigación, Tecnología y Liderazgo Mexicano.

Editor General Mtro. Juan Manuel Montoya Valenzuela

Director M. en C. Manuel de Jesús López Pérez

Subdirector M.C. Valente Ochoa Espinoza

ISSN en trámite D.R. © Revista ITMochis

Hecho en México Printed in México

ITMochis Investigación, Tecnología y Liderazgo Mexicano

El Nombre

La identificación de esta revista con el nombre de ITMochis Investigación, Tecnología y Liderazgo Mexicano, hace referencia al trabajo de vincular la ciencia desde el aspecto académico y tecnológico, para acortar la posible brecha existente entre ellos, siempre orientado al beneficio de alumnos, académicos, investigadores y empresarios de la región, buscandocontinuamente un contexto mejor.

Diseño de portada: Mtro. Juan Manuel Montoya Valenzuela Portada: “ECOLOGÍA” Foto: Mtro. Juan Manuel Montoya Valenzuela

Todos los artículos publicados son sometidos a arbitraje por especialistas. El contenido de los artículos es responsabilidad de los autores. Se aceptan colaboraciones de acuerdo con las políticas de la revista. Enviar colaboraciones a: [email protected]

mailto:[email protected]

Revista ITmochis Investigación, Tecnología y Liderazgo Mexicano

COMITÉ EDITORIAL

COMITÉ EDITORIAL

PROFESORES INVESTIGADORES:

M.C. Marco Antonio Rodríguez Rodríguez Instituto Tecnológico de Los Mochis, Ciencias Básicas.

M.C. Gerardo Cazares Ayala. Instituto Tecnológico de Los Mochis, Eléctrica y Electrónica.

M. Arq. Lorenzo Valdez Colunga. Instituto Tecnológico de Los Mochis, Arquitectura.

M.C. Lucia Ochoa Romo Instituto Tecnológico de Los Mochis, Informática.

M.C. Luis Armando Valdez. Instituto Tecnológico de Los Mochis, Ingeniería Industrial.

M.C. Patricia Miramontes Aguilar. Instituto Tecnológico de Los Mochis, Ciencias Económico Administrativas.

COMITÉ DE ARBITRAJE

PROFESORES INVESTIGADORES:

Dr. Iván Juan Carlos Pérez-Olguín Universidad Tecnológica de Ciudad Juárez. Dr. Jesús Manuel Díaz Gaxiola. Instituto Tecnológico de Los Mochis, Química y Bioquímica.

Dr. Jesús Martín Cadena Badilla. Universidad de Sonora.

Dr. Luis Felipe Romero Dessens. Universidad de Sonora.

Dr. Ramón Arturo Vega Robles. Universidad de Sonora.

Dra. Linda García Rodríguez Instituto Tecnológico de Los Mochis

Dr. Dario Fuentes Guevara Instituto Tecnológico de Los Mochis

Traductor: M.C. José Alberto Estrada Beltrán Instituto Tecnológico de Los Mochis

Mtro. Juan Manuel Montoya Valenzuela Editor General Instituto Tecnológico de Los Mochis

M. en C. Manuel de Jesús López Pérez Director Instituto Tecnológico de Los Mochis M.C. Valente Ochoa Espinoza Subdirector Instituto Tecnológico de Los Mochis

Revista ITmochis Investigación, Tecnología y Liderazgo Mexicano

Revista Investigación, Tecnología y Liderazgo Mexicano

Vol. 2015 Número 4 Edición Semestral / Agosto – Diciembre 2015 ISSN – En trámite

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LOS MOCHIS

DERECHOS DE AUTOR Y DERECHOS CONEXOS, año 2, No. 4, agosto – diciembre 2015, es una Publicación semestral editada por Juan Manuel Montoya Valenzuela, Boulevard Juan de Dios Batiz y 20 de Noviembre C.P. 81259 Los Mochis, Sinaloa, Tels. 668-8125858, 668-8125959, http://www.itmochis.edu.mx/index.php/9-tecnologico/235-revista-itlm, [email protected]. Editor responsable: Juan Manuel Montoya Valenzuela, Reserva de Derechos al Uso Exclusivo No. En trámite, ISSN: En trámite, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización de este Número, Juan Manuel Montoya Valenzuela, Boulevard Juan de Dios Batiz y 20 de Noviembre C.P. 81259, fecha de última modificación, 30 de septiembre de 2014. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación.

Queda prohibida la reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del Instituto Nacional del Derecho de Autor. Todos los artículos publicados son sometidos a arbitraje por especialistas en el tema mediante el sistema de “pares ciegos”. El contenido de los artículos es responsabilidad de los autores.

http://www.itmochis.edu.mx/index.php/9-tecnologico/235-revista-itlm


ITmochis Investigación, Tecnología y Liderazgo Mexicano

CONTENIDO

Volumen 2015 Número 4 agosto - diciembre 2015.

Investigación, Tecnología y Liderazgo Mexicano

ISSN En trámite.

1 Presentación

6

Uso del software Mathematica, una propuesta para el desarrollo de

competencias en la asignatura de cálculo integral.

Bertha Leticia Zavala Buitimea, Claudia María Carrillo Gálvez,

Liliana Rodríguez Barrera, María del Socorro Rábago Hernández.

17 El efecto de la música en el trabajo, cabinas experimentales del laboratorio

de ingeniería industrial.

Diego Francisco Estrada Rosas.

30

Automatización de invernaderos.

Rubén Alfonso Bracamontes Orozco, Mariano de Jesús Avilés Torres

Jesús Alberto, Lomeli Dablantes, Iris de Jesús Quintero Buitimea,

Laura Guadalupe Padilla Bay.

41

Desconexión eléctrica por medio de aplicación móvil.

Rubén Alfonso Bracamontes Orozco, Mariano de Jesús Avilés Torres,

Jesús Gilberto Vega Sandoval, Héctor Gamaliel Rendón López, Carlos

Jojanny Albestrain Castillo.

54

Sistema suministrador de alimento para mascotas.

Bracamontes Orozco Rubén Alfonso, Avilés Torres Mariano de Jesús,

Barrios IrigoyenLuis Roberto, Fernández ÁlvarezAna Laura, Gaxiola

García Valeria, Guzmán Leyva Rody Alberto, Vega Soto Katia

Araceli.

63

Autos eléctricos: los Mochis y Guasave.

Moises Sánchez Morales, Diego Ramón Francisco Gámez Vázquez.

74

Control y monitoreo del proceso de cerveza artesanal.

Diana Celeste Javalera Holguin, Jesus Eduardo Verdugo German,

Luis Enrique Gastelum Alvarez.

90

Ensayo: La comunicación científica como un proceso social y cultural.

Pedro Alejandro Santana Villegas.

98

Ensayo: Importancia de la capacidad de carga de un terreno, y de su

análisis de asentamientos, en la construcción de edificios de varios niveles.

Carlos Enrique Fong.

105

Diseño y validación de una máquina automatizada para prueba de

resistencias eléctricas.

Dr. Iván Juan Carlos Pérez Olguín, Ing. José Mario Rocha Rubio,

M.C. José Agustín Pérez Limón, M.C. Consuelo Catalina Fernández

Gaxiola.

120

Aplicación del modelo de tamaño de lote capacitado multi-periodo con

tiempos de preparación de equipo en la asignación de la producción en

máquinas moldeadoras.

M.I.I. David Oliver Pérez Olguín, M.C. Consuelo Catalina Fernández

Gaxiola y Dr. Iván Juan Carlos Pérez Olguín.

131 Instrucciones para postular artículos.

136 Directorio

ITmochis Investigación, Tecnología y Liderazgo Mexicano. Volumen 2015 número 4 agosto – diciembre 2015

1

ITLm Investigación, Tecnología y Liderazgo Mexicano ISSN – En trámite

Volumen 2015 Número 4 Agosto – diciembre 2015

PRESENTACIÓN

El presente volumen, ITLM Investigación, Tecnología y Liderazgo Mexicano,

volumen 2015, número 4, está conformado por temas de interés por parte de

académicos de nivel superior y además aborda diferentes temáticas llevadas por

estudiantes de ingeniería de nivel superior, generadas a partir de diferentes

proyectos de investigación, así como por invitados con experiencia práctica en

diferentes ámbitos laborales.

Se presentan una variedad de temas, los cuales se detallan a continuación.

El primer artículo, tiene como objetivo principal proponer la utilización del software

Mathematica como estrategia didáctica en el estudio del tema “Aplicaciones de la

integral”, en el curso de Cálculo Integral impartido a los estudiantes de Ingeniería

en el Instituto Tecnológico de Los Mochis. La propuesta consiste en elaborar y

aplicar el “Tutorial introductorio al uso del software Mathematica” y el manual de

prácticas para la unidad 3 “Aplicaciones de la Integral con Mathematica”

considerando los conocimientos previos y posteriores a la aplicación de la

propuesta.

El segundo artículo es producto de una investigación que realiza una comparación

en dos entornos diferentes, con y sin música durante la jornada de trabajo, y

somete al lote de piezas y al tiempo estándar entregado por las operarias, a un

análisis de varianza para conocer si existe diferencia entre los resultados

obtenidos. La cuadrilla de trabajo, integrada por mujeres, se encontraba en el

rango de 18 a 25 años de edad.

Después, el artículo siguiente describe la implementación de un sistema

electrónico e informático en Arduino enfocado en el monitoreo de un invernadero

para lograr su automatización mediante sensores y una conexión inalámbrica a

través de una aplicación móvil para sistemas Android.


2

El cuarto trabajo describe el diseño e implementación de un sistema electrónico

enfocado en el ahorro energético mediante la desconexión a voluntad de la fuente

de alimentación con el uso de un celular inteligente, permitiendo la des-

energización remota sin la necesidad de desconectar manualmente los

dispositivos.

En el quinto artículo se trabaja mediante un sistema con el que es posible la

implementación de un dispositivo que permite controlar el horario de ingesta de

alimentos para las mascotas, el mismo se basa en una placa electrónica diseñada

a la medida, la cual incluye un bootloader Arduino Leonardo y un módulo de

comunicación inalámbrica Bluetooth. El sistema opera con un servomotor, el cual

eleva la cubierta del dispensador para permitir el descenso de alimento al plato

receptor de comida, repitiendo esta acción bajo ciertos periodos de tiempo

elegidos por el usuario.

En el siguiente artículo se analiza la industria automotriz la cual ha proporcionado

mayormente a sus consumidores, vehículos a base de la combustión de

combustibles fósiles (hidrocarburos). Es decir, cuentan con un motor de

combustión interna. Una de las soluciones propuestas para desacelerar el

calentamiento global, es la sustitución de los vehículos de combustión por autos

eléctricos. Como sabemos, una de las muchas barreras a vencer para

implementar este tipo de vehículo en la ciudad de Los Mochis y Guasave, es la

falta de información que existe en la población respecto a ellos. Introducir autos

eléctricos a la región debe de ser considerada como una alternativa viable para

reducir la contaminación en ambas ciudades.

El séptimo documento describe el diseño e implementación de un sistema de

control enfocada a la automatización y monitoreo del proceso de elaboración de la

cerveza artesanal, el cual, es un proceso en el que intervienen diferentes

disciplinas científicas y diversas tecnologías. Se centra en el estudio del proceso

de su elaboración y la compresión de los componentes de la cerveza artesanal y

su producción demuestra como las materias primas y la manera de su

procesamiento determina la aceptabilidad de un producto.


3

Cómo siguiente documento está el trabajo donde se muestra primeramente el

concepto e importancia de la comunicación científica que surge del proceso de

comunicación, cuyo objetivo es la transmisión de la información de los resultados

de una investigación científica. Se menciona a los principales actores

responsables de transmitir este conocimiento, los cuales son los investigadores

científicos y se señala por qué se considera a la comunicación científica como un

proceso social y cultural. Se enumeran las principales características de este tipo

de comunicación, así como las recomendaciones principales sugeridas para que

se dé una comunicación ética.

El ensayo en el diseño arquitectónico de edificios de varios niveles, es de suma

importancia desde el punto de vista estructural considerar un adecuado diseño de

cimentación, que toma en cuenta las características del suelo sobre el cual se va a

desplantar la obra.

Para ello, es necesario contar con un análisis de “Mecánica de Suelos” que arroje

resultados que determinen los parámetros que tienen que ver con “capacidad de

carga del terreno”; y, además, no menos importante, es necesario que se realice

una determinación de los parámetros que tienen que ver con la obtención de un

adecuado “análisis de asentamientos” para las diversas alternativas posibles de

diseños de cimentación.

En el siguiente artículo se presenta el diseño de una máquina automatizada para

prueba de resistencias eléctricas capaz de probar 2500 piezas por hora y 30

números de parte, la metodología utilizada para el diseño de la máquina, la

selección de los componentes necesarios para cumplir los requerimientos

específicos del cliente, teniendo especial atención en la selección del equipo de

medición de resistencias, el cual es capaz de tomar lecturas utilizando el método

de medición de 4-Cables de Kelvin; asimismo una vez que la máquina fue

ensamblada, se presenta un análisis estadístico del equipo utilizando intervalos de

confianza para determinar la proporción de detección de piezas conformantes / no

conformantes con un nivel de confianza del 99% y un estudio de capacidad para


4

los valores de las resistencias utilizando los límites de especificación inferior y

superior definidos por el cliente.

Por último, se plantea el problema de asignación de la producción de una serie de

máquinas moldeadoras de inyección de plástico, en las cuales se producen

múltiples números de parte, considerando los tiempos de preparación de equipo

(set up), mediante la aplicación del modelo de tamaño de lote capacitado, teniendo

como punto de partida la formulación estándar para un solo período y

posteriormente extendiéndola para considerar el tratamiento del problema en

múltiples períodos, planteando distintos escenarios a través de un horizonte de

planificación. La solución del problema se efectúa mediante la técnica de

ramificación y acotación (branch and bound).

Terminando así nuestra edición.

5

REVISTA ITMochis Investigación, Tecnología y Liderazgo Mexicano

6


Instituto Tecnológico de Los Mochis

ISSN: En trámite

México

2015

Uso del software Mathematica, una propuesta para el desarrollo de

competencias en la asignatura de cálculo integral

Bertha Leticia Zavala Buitimea, Claudia María Carrillo Gálvez, Liliana Rodríguez

Barrera, María del Socorro Rábago Hernández

ITMochis Investigación, Tecnología y Liderazgo Mexicano,

Agosto – diciembre, 2015/Vol. 2015, Número 4 Edición Semestral

Instituto Tecnológico de Los Mochis, Los Mochis, Sinaloa pp. 7 – 16

ITmochis

Revista de Investigación, Tecnología y Liderazgo Mexicano


7

USO DEL SOFTWARE MATHEMATICA, UNA PROPUESTA PARA EL

DESARROLLO DE COMPETENCIAS EN LA ASIGNATURA DE CÁLCULO

INTEGRAL.

Bertha Leticia Zavala-Buitimea1; Claudia María Carrillo-Gálvez1; Liliana Rodríguez-

Barrera1; María del Socorro Rábago-Hernández1.

1Profesor-Investigador del Instituto Tecnológico de los Mochis, Departamento de Ciencias

Básicas, Blvd. Juan de Dios Batiz y 20 de Noviembre, Los Mochis, Sinaloa, México.

RESUMEN:

El presente trabajo tiene como objetivo principal proponer la utilización del software

Mathematica como estrategia didáctica en el estudio del tema “Aplicaciones de la integral”,

en el curso de Cálculo Integral impartido a los estudiantes de Ingeniería en el Instituto

Tecnológico de Los Mochis. La propuesta consiste en elaborar y aplicar el “Tutorial

introductorio al uso del software Mathematica” y el manual de prácticas para la unidad 3

“Aplicaciones de la Integral con Mathematica” considerando los conocimientos previos y

posteriores a la aplicación de la propuesta.

ABSTRACT:

This paper's main objective is to propose the use of Mathematica software as a teaching

strategy in the study of the subject "Applications of the integral” in the course of Integral

Calculus taught students of engineering at the Instituto Tecnológico de Los Mochis. The

proposal is to develop and implement the "Introductory tutorial to using the software

Mathematica" and the manual of practice for Unit 3 "Applications of Integral with

Mathematica" considering the knowledge before and after the application of the proposal.

PALABRAS CLAVES:

Matemáticas, Tecnología de la Información y Comunicación, herramienta didáctica,

aprendizaje significativo, modelado.

KEYWORDS:


8

Mathematics, Information Technology and Communication, didactic tool, significant

learning, modeling.

INTRODUCCIÓN:

Muchos países en vías de desarrollo, entre ellos México, han hecho esfuerzos importantes

para ampliar la cobertura y la calidad de la educación superior. Dichos esfuerzos han

significado pasar, en pocos años, de una población de un millón de estudiantes de

licenciatura en 1990, a un universo que alcanza la cifra de 3.8 millones de estudiantes

realizando estudios profesionales en 2015, es decir, que en los últimos 25 años la matrícula

estudiantil se triplicó. (Informador.mx, 2015)

La educación superior debe tener como eje una nueva visión y un nuevo paradigma para la

formación de los estudiantes, cuyo enfoque debe priorizar el aprendizaje basado en

competencias (saber, saber hacer y saber ser), en un proceso que se extienda a lo largo de

toda la vida (DGEST, 2012), el reconocimiento de que el proceso educativo puede

desarrollarse en diversos lugares formales e informales y el diseño de nuevas modalidades

educativas, en las cuales el estudiante sea el actor central en el proceso formativo. Las

instituciones de educación superior, por lo tanto, deben aprovechar plenamente las

tecnologías de la información y la comunicación (TIC) que hoy posibilitan el desarrollo de

nuevas experiencias de aprendizaje.

Las TIC facilitan el acceso al conocimiento, creando medios de difusión que ofrecen

nuevas oportunidades de desarrollo de competencias replanteando los modelos

institucionales y tradicionales de la educación, exigencia de la revolución social y cultural

que se vive en estos tiempos. Las universidades, ante los procesos de cambio que

caracterizan esta época, deben estar en disposición permanente de innovar e identificar

nuevos caminos de desarrollo vinculados a las necesidades específicas de un mercado

laboral cambiante. A esto se adhiere la necesidad de revisar modelos y métodos de

enseñanza y de aprendizaje, requisito impuesto por las modificaciones profundas que las

TIC introducen en la forma de desarrollar competencias.


9

En este tenor, el Instituto Tecnológico de Los Mochis (ITLM), cuya visión es “Ser una

institución reconocida internacionalmente que forme profesionistas autónomos con sentido

humano, hábitos de superación, libertad de pensamiento, con una visión emprendedora,

buscadores del bien común y preparados para desarrollarse en un ámbito global”

(ITMOCHIS, 2015), debe ser partícipe de estos cambios sociales, incorporando las TIC

desde un ángulo que favorezca el aprendizaje, facilitando los medios para desarrollar los

conocimientos y competencias necesarias para la inserción social y profesional de sus

egresados. Congruente con este contexto, la Academia de Ciencias Básicas (CB) se ha

propuesto identificar nuevas estrategias que le permitan no solo hacer frente a los

problemas de reprobación y deserción en las asignaturas atendidas por dicho departamento,

sino especialmente responder a las nuevas necesidades generales y específicas de la

educación para la sociedad del conocimiento, que responda a las expectativas de todos los

actores involucrados.

ANTECEDENTES:

El concepto de competencia profesional emergió en los años ochenta, como resultado del

debate que se vivía en los países industrializados sobre la necesidad de mejorar la relación

del sistema educativo con el productivo; en estos países se sintió con fuerza la necesidad de

crear nuevos parámetros de formación académica, que se orientarán a satisfacer los

requerimientos del entorno industrial, comercial, tecnológico, científico y sociocultural. En

el Modelo Educativo para el Siglo XXI (2012), el enfoque de competencia profesional se

consolida como una alternativa atractiva para impulsar la formación en una dirección que

armonice las necesidades de las personas (académicas, personales y profesionales), del

ámbito productivo y de la sociedad en general. En la década de los noventa, la noción de

competencia profesional comienza a ganar terreno de forma generalizada, ya que implica

una forma distinta de establecer y abordar los objetivos del proceso educativo, relacionando

íntimamente la formación profesional con las necesidades del desarrollo social y

económico.

En este sentido, el gran avance de las TIC en la sociedad, desde mediados de la segunda

mitad del siglo XX, ha propiciado el desarrollo de líneas de investigación tendientes a


10

explorar el impacto de dichas tecnologías en el ámbito educativo. Es por ello que muchas

investigaciones han apuntado al estudio del efecto que los medios tecnológicos como las

TIC tienen en los procesos educativos; es decir, las ventajas y desventajas que se presentan

en comparación con el formato de clase tradicional. Chadwick (1997) caracteriza el modelo

de enseñanza-aprendizaje tradicional según los siguientes elementos: el medio principal a

través del cual se transmite la información está representado por el maestro; la forma de

presentación es mayormente verbal u oral; el rol de los estudiantes está relegado a

receptores pasivos de información; la enseñanza se lleva a cabo generalmente en forma

grupal; la responsabilidad principal del aprendizaje queda en manos del estudiante.

Por su parte, Bebell, O’Dwyer, Russell y Hoffman (2007) aseveran que los estudios al

respecto se pueden dividir en dos grandes grupos. Por un lado, aquellas investigaciones que

intentan indagar de qué manera las dinámicas pedagógicas se ven impactadas con el uso de

recursos tecnológicos y la evolución que sufren dichas dinámicas con su introducción. Y

por otro lado, aquellos estudios que exploran los efectos de los medios tecnológicos como

herramientas pedagógicas más que indagar el proceso fundamental de su incorporación. Es

precisamente en este segundo punto donde se ubica la presente investigación.

MARCO TEÓRICO:

La presente investigación se enfoca en el desarrollo de nuevas metodologías de enseñanza-

aprendizaje aplicadas a los nuevos planes de estudio del Tecnológico Nacional de México,

en particular, se pretende explorar su aplicación en el Instituto Tecnológico de Los Mochis.

En este contexto, el presente trabajo presenta una propuesta del uso del software

Mathematica como estrategia didáctica en el estudio del tema “Aplicaciones de la integral”

en el curso de Cálculo Integral impartido a los estudiantes de Ingeniería. La hipótesis que

subyace a esto es que la Informática en la Educación Matemática, es un medio poderoso

para desarrollar en el estudiante sus competencias, potencialidades, creatividad e

imaginación y es un medio para facilitar y mejorar el proceso enseñanza-aprendizaje.

Utilizar la computadora supone una simbiosis de nuestra inteligencia con una herramienta

externa, sin la cual la mente contaría sólo con sus propios medios y no funcionaría igual


11

(Salomón et al., 1992). Las computadoras proveen un aprendizaje dinámico e interactivo

que permiten la rápida visualización de situaciones problemáticas. La posibilidad de

visualizar gráficamente conceptos teóricos, así como también la de modificar las diferentes

variables que intervienen en la resolución de problemas, favorece el aprendizaje de los

estudiantes (Alemán de Sánchez, 1999 y Rivera Porto, 1997).

Tomando como base los principios anteriores mediante este trabajo se pretende primero

identificar las competencias matemáticas, incrementar el desarrollo de las destrezas y

habilidades de los estudiantes para que logren una mejora en su rendimiento académico;

además, aumentar su motivación, permitiéndoles así, que exploren las aplicaciones de la

integral con el software para que logren aprendizajes significativos (Ausubel et al., 1997).

No obstante, se debe tener en claro que si bien la tecnología educativa es un elemento

importante para mejorar los procesos de enseñanza-aprendizaje, esta mejora no depende

solamente de la utilización de un software educativo, sino de su adecuada formación

integral, es decir, del entorno educativo diseñado por el profesor.

Por otro lado, con el desarrollo de esta investigación, se pretende implementar una

herramienta que permita al docente contar con un nuevo recurso didáctico a partir del cual

se puedan abordar de manera simple, pero con el rigor matemático necesario, los

contenidos relacionados con las aplicaciones de la integral. Por medio del aporte de la

tecnología a la enseñanza, se pueden incluir la animación, la dinámica y la interactividad

necesaria con el objetivo de facilitarla y mejorarla, así también el aprendizaje. Estos

valiosos elementos, harán de la enseñanza y el aprendizaje de las aplicaciones de la

integral, una actividad confortante y constructiva, reemplazando la monotonía de realizar

cálculos y aplicar fórmulas de forma mecánica, muchas veces sin comprender la esencia del

método que se está aplicando.

El presente trabajo se basa en el Modelo Educativo para el Siglo XXI: Formación y

desarrollo de competencias profesionales, que es el modelo vigente en el Tecnológico

Nacional de México, el cual conjuga dos cualidades inseparables: la académica, cuyo fin es

que la persona adquiera, valore, integre y aplique de forma estratégica un conjunto de

conocimientos, procedimientos y actitudes que den sustento a un desempeño pertinente,


12

eficiente y adaptable ante escenarios laborales heterogéneos y cambiantes, y la de la

práctica profesional, cuyo objetivo es que la persona egrese de la institución educativa con

la capacidad para decidir y actuar con un criterio eficaz, razonado, ético y oportuno, en una

situación determinada (DGEST, 2012).

Además de lo anterior, se está considerando específicamente el desarrollo de las

competencias matemáticas, que se definen como la capacidad de comprender, juzgar, hacer

y usar las matemáticas en una variedad de contextos matemáticos y situaciones en las que

las matemáticas juegan un papel importante. En su proyecto, Niss (1999) identifica ocho

competencias matemáticas divididas en dos grupos.

En el primer grupo, las competencias tienen que ver con la capacidad para hacer y contestar

preguntas en y con las matemáticas: pensar matemáticamente, plantear y resolver

problemas matemáticos, modelar matemáticamente y razonar matemáticamente.

En el segundo grupo, las competencias tienen que ver con la capacidad de afrontar y

manejar herramientas y lenguaje matemático: representar entidades matemáticas, manejar

símbolos matemáticos y formalismos, comunicar en, con y acerca de las matemáticas y

hacer uso de herramientas y ayuda.

Por su parte, Biggs (2005) propone la teoría del alineamiento constructivo para el diseño de

la enseñanza el cual se basa en el principio del constructivismo: aprendizaje y alineamiento

de la enseñanza. El alineamiento constructivo consiste en alinear el método y la evaluación

de la enseñanza con las actividades de aprendizaje establecidas en los objetivos, de manera

que todos los aspectos de este sistema estén de acuerdo en apoyar el aprendizaje del

estudiante.

Esta investigación se llevará a cabo aplicando el modelo 3P, el cual señala tres puntos en

los que sitúa los factores relacionados con el aprendizaje: pronóstico o presagio (antes de

que se produzca el aprendizaje), proceso (durante el aprendizaje) y producto (resultado del

aprendizaje). Este modelo encuadra los objetivos perseguidos en esta investigación como

marco teórico de referencia para promover el aprendizaje, mediante las relaciones entre lo

que piensan y hacen y la naturaleza de sus resultados de aprendizaje. Permite comprobar la


13

posible relación lineal entre los factores y la interacción entre los componentes que forman

este sistema (Biggs, 2005). Además, la investigación se apoyará en la metodología de

exposición, modelado y resolución de problemas.

OBJETIVO GENERAL:

Proponer el uso del software Mathematica como estrategia didáctica en el estudio del tema

“Aplicaciones de la integral” en el curso de Cálculo Integral impartido a los estudiantes de

Ingeniería.

IMPACTO O BENEFICIO:

El presente trabajo busca contribuir al logro de uno de los principales objetivos del

Tecnológico Nacional de México: Impulsar el desarrollo y utilización de las TIC en el

sistema educativo para apoyar el aprendizaje de los estudiantes, ampliar sus competencias

para la vida y favorecer su inserción en la sociedad del conocimiento.

Además, la planta docente del Departamento de CB del ITLM accederá a métodos

alternativos del proceso enseñanza-aprendizaje, permitiendo incrementar el número de

estudiantes que adquieran las habilidades y competencias matemáticas requeridas en el

desarrollo de sus cursos, coadyuvando a alcanzar el perfil deseable de la planta docente.

METODOLOGÍA:

Este trabajo se enmarca dentro de la línea de investigación educativa propuesta por el

SNEST denominada “Procesos de aprendizaje e innovación educativa”, que consiste en

proyectos de investigación que analicen los efectos de las prácticas educativas y el proceso

de enseñanza-aprendizaje innovador, considerando también el desarrollo de competencias y

el uso de nuevas tecnologías.

La propuesta planteada en el presente artículo consiste en:

Buscar, seleccionar e implementar ejemplos que resulten más adecuados para la

aplicación de los temas propuestos en el plan de estudios. Su ámbito de aplicación será

en un grupo de la asignatura de Cálculo Integral sujeto a observación dentro del aula.


14

Elaborar el “Tutorial introductorio al uso del software Mathematica” en donde se

exponga al estudiante la forma de utilizar los comandos básicos y su sintaxis

correspondiente, con ayudas visuales y ejercicios de práctica, el cual estará disponible

en la plataforma virtual institucional.

Elaborar un manual de prácticas para la unidad 3 “Aplicaciones de la Integral con

Mathematica” del curso de Cálculo Integral para ingenierías, cuyo contenido estará

basado en ejercicios previamente resueltos en clase, incluyendo el uso del software

como herramienta para facilitar el proceso enseñanza-aprendizaje del tema.

Elaborar y aplicar encuesta previa al uso del software Mathematica para evaluar el

nivel de competencia en el uso de las TIC, el nivel de comprensión del tema y la

disposición para utilizarlas.

Aplicar prueba de desempeño escrita para evaluar competencias adquiridas en el aula

acerca del tema “Aplicaciones de la Integral”.

Trasladar el entorno aúlico a uno virtual (Laboratorio virtual de CB del ITLM) con el

objetivo de que los sujetos de estudio accedan, conozcan, analicen y ejecuten el

“Tutorial introductorio al uso del software Mathematica” y el manual de prácticas

“Aplicaciones de la Integral con Mathematica”.

Elaborar y aplicar encuesta posterior al uso del software Mathematica para evaluar el

nivel de aceptación del mismo, el nivel de comprensión del tema y su percepción del

impacto positivo sobre el desarrollo de sus competencias matemáticas.

Aplicar prueba de desempeño virtual para evaluar competencias adquiridas con el uso

del software Mathematica acerca del tema “Aplicaciones de la Integral”.

Comparar el nivel de desempeño anterior y posterior al uso del software Mathematica,

con el fin de evaluar el impacto de la implementación de la propuesta sobre el nivel de

competencias alcanzado por los estudiantes.

Se espera que la implementación de esta nueva herramienta, no sólo signifique un impacto

positivo en el rendimiento de los estudiantes sino que además demande las modificaciones

de algunas características de las clases teóricas y/o prácticas.

REFERENCIAS:


15

Bebell, D., O’Dwyer, L., Rusell, M. & Hoffman, T. (2007). Advancing data

collection in the digital age methodological challenges and solutions in educational

technology research. Boston, MA: Boston College.

Biggs, J. (1993). From theory to practice: A cognitive systems approach, Higher

Education Research and Development. 12, 73-86.

Biggs, J. (2005). Calidad del aprendizaje universitario. España: Narcea.

Chadwick, C. (1997). Educación y computadoras. Algunas consideraciones acerca

del aprendizaje, la enseñanza y las computadoras. Buenos Aires.

Cook, T. & Reichardt Ch. (2000). Métodos cualitativos y cuantitativos en

investigación evaluativa. Madrid, España: Ediciones Morata S. L.

DGEST, (2012). Modelo Educativo para el Siglo XXI. Formación y desarrollo de

competencias profesionales. 1ra ed. México, D. F.: Dirección General de Educación

Superior Tecnológica.

Díaz, M., (2006). Modalidades de enseñanza centradas en el desarrollo de

competencias. España: Ediciones Universidad de Oviedo.

Henríquez, P. & Organista, J. (2009). Definición y estimación de tipos y niveles de

uso tecnológico: una aproximación a partir de estudiantes de recién ingreso a

la universidad. [artículo en línea]: EDUTEC, Revista Electrónica de Tecnología

Educativa. Núm. 30/ Noviembre 2009.

Hernández, F., Martínez, P., Da Fonseca, P. & Rubio, M. (2005). Aprendizaje,

competencias y rendimiento en educación superior. Madrid, España: La Muralla.

Hernández, R., Fernández, C. & Baptista, P. (2010). Metodología de la

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Informador.mx, E., (2015). Matrícula de educación superior es de 3.8 millones:

SEP. 18 11.

ITMOCHIS, (2015). ITMOCHIS. [En línea]

[Último acceso: 01 2015].

McKernan, J. (1999). Investigación-Acción y curriculum. Madrid, España:

Ediciones Morata, S. L.


16

Niss, M. (1999). Kompetencer og uddannelses beskrivelse. Uddannelse.

Niss, M. & Jensen, T.H. (2002). Kompetencer og matematiklæring.

Uddannelsesstyrelsens temahæfteserie. Undervisningsministeriet.

Sandin, M. (2003). Investigación cualitativa en educación. Madrid, España: Mc

Graw Hill.

Bertha Leticia Zavala Buitimea, Claudia María Carrillo Gálvez, Liliana

Rodríguez Barrera, María del Socorro Rábago Hernández.

Profesor-Investigador del Instituto Tecnológico de los Mochis, Departamento de

Ciencias Básicas, Blvd. Juan de Dios Batiz y 20 de Noviembre, Los Mochis, Sinaloa,

México.

17



ISSN: En trámite

México

2015

EL EFECTO DE LA MÚSICA EN EL TRABAJO, CABINAS EXPERIMENTALES

DEL LABORATORIO DE INGENIERÍA INDUSTRIAL.

Diego Francisco Estrada Rosas




ITmochis



18

EL EFECTO DE LA MÚSICA EN EL TRABAJO, CABINAS EXPERIMENTALES

DEL LABORATORIO DE INGENIERÍA INDUSTRIAL.

MUSIC’S EFFECT ON WORK PERFORMANCE, EXPERIMENTAL BOOTHS AT

THE INDUSTRIAL ENGINEERING LABORATORY.

Diego Francisco Estrada-Rosas.

Maestro en Ingeniería Industrial. Departamento de Ingeniería Industrial. Instituto

Tecnológico de Los Mochis. Blvd. Juan de Dios Bátiz y 20 de Noviembre. C.P. 81259 Los

Mochis, Sin., México. [email protected].

RESUMEN.

Las causas de la variación y su influencia sobre los indicadores de diferentes procesos en

los entornos de producción y servicios, son de gran interés para identificar cuáles son los

factores capaces de potenciar el aprovechamiento del recurso humano y material. La

presente investigación realiza una comparación en dos entornos diferentes, con y sin

música durante la jornada de trabajo, y somete al lote de piezas y al tiempo estándar

entregado por las operarias, a un análisis de varianza para conocer si existe diferencia entre

los resultados obtenidos. La cuadrilla de trabajo, integrada por mujeres, se encontraba en el

rango de 18 a 25 años de edad. Dentro de los resultados obtenidos, sólo el factor

tratamiento tiene impacto en el tiempo estándar y el lote de piezas elaborado durante la

jornada. Los resultados indican una tendencia a considerar el efecto benéfico de entornos de

producción acompañados por música durante el turno de trabajo.

PALABRAS CLAVE: Diseño de Experimentos, Lote de piezas, Tiempo estándar

SUMMARY.

The causes of variation and its influence on indicators of different processes in production

environments and services are of great interest to identify the factors capable of enhancing

the utilization of human and material resources. This research makes a comparison within

two different environments, with and without music during the work day, and measures the


19

quantity of finished products and the standard time given by female workers, then we

proceed to an analysis of variance to determine whether there is a difference between the

results obtained. The working team, comprised exclusively by women, was found between

the 18-25 years old rank. The results indicate a tendency to consider the beneficial effect of

production environments accompanied by music during the work shift.

KEY WORDS: Design of Experiments, Batch of products, Standard time

INTRODUCCIÓN.

El laboratorio de Ingeniería Industrial forma parte del conjunto de instalaciones e

infraestructura con las que cuenta el Instituto Tecnológico de Los Mochis para el desarrollo

de sus actividades. Utilizado principalmente por los alumnos de la carrera de Ingeniería

Industrial, dicho laboratorio ofrece un espacio de trabajo (cabinas experimentales) para

diferentes asignaturas de su plan de estudios, como Ergonomía y Estudio del Trabajo (ver

Figura 1).

Figura 1. Cabina experimental (interior del laboratorio).

La cabina cuenta con un sistema de aire acondicionado interior, un contador de piezas

terminadas (ver Figura 2), mesa y silla de trabajo, además de un equipo de cómputo

exterior conectado a un sistema de sonido que permite incluir música durante la jornada

laboral. Para el desarrollo de esta investigación, se utilizó una cabina experimental como

espacio de trabajo, donde las operarias realizaban sus actividades bajo condiciones

controladas. Se asignó una duración de 6 horas para la jornada de trabajo, basándose en el


20

método establecido por Morales, Ramírez & Ruiz (2011). Asimismo, la cuadrilla de trabajo

se compone por integrantes del género femenino, con fundamento en la misma publicación

(Morales et al., 2011), donde se establece a la mujer como un importante sector para el

estudio e investigación dado el papel que ocupa en la industria manufacturera.

Para el caso de la temperatura, se estableció el valor fijo de 26 °C, de acuerdo al límite

máximo permisible de exposición a condiciones térmicas establecido por la NOM-015-

STPS-2001 (Última reforma publicada, 2002) para un régimen de trabajo moderado. La

iluminación utilizada corresponde a los 56 luxes instalados en el sistema de la cabina, por

lo tanto éste fue el valor fijo para el experimento.

Figura 2. Sistema de aire acondicionado, Contador de piezas terminadas y equipo de

sonido.

La música utilizada incluía diferentes géneros del agrado de las operarias que participaron

en el experimento, siendo ésos el pop, pop-rock y balada en inglés y español, así como el

género tropical y grupero. Esto en base a Haake (2010), quien establece en su trabajo de

investigación que los géneros conocidos por el oyente (estudiantes, en el caso mencionado)

son preferidos a aquellos desconocidos, dado que si el sonido es nuevo para la persona, ésta

tiende a escuchar con mayor atención y, por lo tanto, la música se convierte en un elemento

distractor.

El nivel sonoro establecido para ésta fue de 70 dB, dado que es el valor recomendado por

Morales et al. (2011) para maximizar la producción y no excede los límites máximos

permisibles de exposición incluidos en la NOM-011-STPS-2001 (Última reforma


21

publicada, 2002). Adicionalmente, y de acuerdo a los enfoques de capacitación de

Frievalds & Niebel (2009), se proporcionaron instrucciones de trabajo a las operarias de

acuerdo al procedimiento de ensamble especificado por el fabricante del producto, así como

recomendaciones para el usuario de la cabina, con la finalidad de facilitar la actividad

experimental (ver Figura 3).

Figura 3. Diagrama de ensamble, Lista de materiales y procedimiento de trabajo.

OBJETIVO.

Determinar si existe diferencia significativa, mediante la aplicación del diseño de

experimentos, en la productividad de operarias, realizando jornadas de trabajo con música y

sin ésta, en las cabinas experimentales del laboratorio de Ingeniería Industrial.

JUSTIFICACIÓN.

Este tipo de investigaciones promueven la realización de proyectos que apliquen el

conocimiento dentro de las instituciones de educación superior y, asimismo, sirvan de

iniciativa para llevar a la Ergonomía a un sentido práctico y real. Es de interés que el

trabajo realizado sea presentado a las empresas para que sus conclusiones y

recomendaciones sean implementadas en el ambiente laboral actual. La inclusión de los

parámetros de la cantidad de piezas y tiempo estándar del operario en condiciones de

trabajo con música y sin ésta, permite tener un cuadro más completo de la información que

se puede obtener en beneficio de los trabajadores y la productividad de las empresas. Si los


22

resultados del proyecto indican valores favorables para la utilización de la música como

una herramienta importante para el incremento de la productividad, la propuesta puede

servir como fundamento para la inclusión de nuevas condiciones laborales que mejoren el

rendimiento de los trabajadores.

HIPÓTESIS.

Existe diferencia significativa en el lote de piezas promedio y tiempo estándar de las

operarias entre condiciones de trabajo con música y sin música, utilizando el método del

análisis de varianza para un diseño experimental en bloques. Los factores Música y

Operador, controlados activamente durante el experimento, tienen un efecto significativo

en los parámetros anteriores, de acuerdo al criterio estadístico de la Prueba F.

DELIMITACIONES.

Este proyecto estudia la productividad del operario (cantidad de piezas por turno de trabajo

y tiempo estándar) y sus variaciones considerando jornadas de trabajo con y sin música en

las cabinas experimentales. Los operarios pertenecen al género femenino, en el rango de

edad de 18-25 años. El ensamble del Helicóptero Kustom Metal es la actividad a realizar

por el operario durante los experimentos controlados que constituyen esta investigación

(ver Figura 4).

Fuente: http://www.tintoyarcade.com/products/Helicopter-Metal-Kit.html (juguete

armado) http://www.laeducadora.com/toy.html (caja de producto)

Figura 4. Helicóptero Kustom Metal y caja de empaque


23

LIMITACIONES.

Disponibilidad de horario de las operarias.

La investigación no se desarrolló en un ambiente real. El uso de las cabinas

experimentales del laboratorio implica considerar que se trabaja en condiciones

simuladas de un entorno de producción.

Disponibilidad del uso de las instalaciones del laboratorio.

Costo de los materiales involucrados.

Disponibilidad de alumnos realizando su Servicio Social para el apoyo en las

actividades de la investigación.

MÉTODOS Y MATERIALES.

Se presenta la metodología propuesta con la que se realizó este proyecto, basándose en las

etapas y actividades de la planeación, análisis y realización de un experimento presentadas

por los autores De la Vara & Gutiérrez (2012).

Definición del problema y objetivo de la investigación.

Se busca entender el problema con la finalidad de establecer las bases de un experimento

viable y pertinente al asunto en cuestión.

Establecer un esquema del estudio a realizarse.

En este paso es necesario definir las variables de salida (respuestas), las variables de

operación (parámetros del proceso) y las principales entradas (materiales, sustancias,

etcétera).

Determinar los factores que deben investigarse.

Es necesario identificar las posibles causas o variables independientes involucradas en el

problema, señalar cómo se medirían y controlarían, y determinar los factores a estudiar.

Elegir las variables de respuesta que serán medidas en el diseño.

Las variables de respuesta son el objetivo del experimento, ya que son las variables de

salida o críticos que el investigar busca corregir o modificar.

Seleccionar el diseño experimental adecuado a los factores que se tienen y al objetivo

del experimento.


24

En este paso es necesario elegir el diseño experimental que se aplicará, el conjunto de

pruebas que se van a correr, considerando la cantidad de factores y niveles seleccionados;

así como el costo y tiempo necesarios.

Planear y organizar el trabajo experimental.

Basándose en el diseño experimental propuesto, se planifica y organiza a detalle el trabajo a

realizar, tomando en cuenta todos los aspectos logísticos necesarios para cumplir con las

actividades previamente programadas.

Realizar el experimento.

El plan establecido anteriormente se aplica en las corridas experimentales, y los resultados

obtenidos son registrados para su análisis e interpretación posterior.

Hacer un análisis detallado de los resultados experimentales.

Previo al análisis de varianza, es recomendable estudiar el comportamiento de los datos

para detectar las principales tendencias y concluir resultados preliminares. Posteriormente,

el análisis estadístico y el ANOVA dependen del diseño empleado. El uso de gráficas y

pruebas analíticas es primordial en este proceso.

Interpretación de los resultados.

Con el modelo y el ANOVA realizado, se analiza con detalle lo que ha pasado en el

experimento, contemplando los factores que tuvieron efecto significativo y considerar la

manera en la que la variable de respuesta responde a los cambios en los diferentes factores.

De acuerdo a De la Vara & Gutiérrez (2012), un factor importante a considerar es el

tamaño de la muestra, dado que decidir el número de réplicas o repeticiones por cada

tratamiento determinará la cantidad de corridas a realizarse. Los autores afirman que "..en

la mayoría de las situaciones experimentales...varía entre cinco y 10..", y agregan que

"además de lo anterior, es preciso considerar los costos y el tiempo global del

experimento". Con estas consideraciones, se estableció el tamaño de la muestra que permita

responder las interrogantes planteadas en la investigación. Asimismo, se consideran cuatro

bloques en el experimento por ser un número recomendado por De la Vara & Gutiérrez

(2012).


25

Se realizaron 48 corridas en total. Cuatro jóvenes entre 18 y 25 años del género femenino

participaron como operarias. Cada una realizó 12 turnos de trabajo en la cabina del

laboratorio de Ingeniería Industrial: seis días sin música y seis días acompañada por

música, con la finalidad de ubicarse dentro del rango indicado por De la Vara & Gutiérrez

(2012) para cada tratamiento. Durante las jornadas de trabajo se registraron los valores

correspondientes al número de piezas que entregaba y el tiempo requerido para el ensamble

de cada una. Se calculó el tiempo estándar por día de trabajo y los datos obtenidos (el lote

de piezas y tiempo estándar) se organizaron en una matriz de diseño.

RESULTADOS.

En las Tablas 1 y 2 se incluyen los datos obtenidos dentro de una matriz de diseño de

bloques. El factor tratamiento es la ausencia o presencia de música, mientras que las cuatro

operarias representan al factor de bloque. Cada bloque realizó seis réplicas dentro de cada

tratamiento. Para el análisis estadístico de los datos, se utilizó el software

STATGRAPHICS Centurion XVI Versión 16.1.15 (2011), recomendado por De la Vara &

Gutiérrez (2012).

Tabla 1. Diseño en bloques (lote de piezas).

Tratamiento Bloque

1 2 3 4

Sin música 28 42 49 41 50 55 43 57 58 31 41 50

54 55 61 57 57 58 63 64 65 54 61 60

Con música 68 71 73 68 68 67 67 66 69 62 65 73

72 73 76 68 65 71 74 75 71 72 73 73

Fuente: Elaborado por el autor.


26

Tabla 2. Diseño en bloques (Tiempo estándar expresado en min/pieza).

Tratamiento Bloque

1 2 3 4

Sin música 11.9 8.0 5.6 8.7 6.8 6.6 8.4 6.5 6.3 10.7 8.0 6.4

6.1 6.2 5.9 6.6 6.9 6.5 5.9 5.9 5.5 7.0 6.6 6.9

Con música 5.7 5.4 6.4 7.0 4.9 6.0 6.0 6.1 5.7 6.9 6.4 5.9

6.6 5.3 5.5 6.0 6.0 5.9 7.1 5.2 5.5 5.7 5.5 5.6

Fuente: Elaborado por el autor.

Análisis del lote de producción.

La tabla ANOVA (ver Tabla 3) descompone la variabilidad de Var_1 Lote de Producción

en contribuciones debidas a varios factores. Los valores-P prueban la significancia

estadística de cada uno de los factores. Puesto que el valor-P es menor que 0.05, este factor

tiene un efecto estadísticamente significativo sobre Var_1 Lote de Producción con un

95.0% de nivel de confianza.

Tabla 3. ANOVA para Lote de Producción.

Fuente Suma de

Cuadrados

Grados de

libertad

Cuadrado

Medio

Razón

F

Valor

P

EFECTOS PRINCIPALES

A:Factor_A Tratamiento 3780.75 1 3780.75 67.25 0.0000

B:BLOQUE 169.083 3 56.3611 1.00 0.4009

RESIDUOS 2417.42 43 56.219

TOTAL CORREGIDO 6367.25 47

Todas las razones-F se basan en el cuadrado medio del error residual.

Fuente: STATGRAPHICS

Análisis del tiempo estándar.


27

La tabla ANOVA (ver Tabla 4) descompone la variabilidad de Var_1 Tiempo estándar en

contribuciones debidas a varios factores. Los valores-P prueban la significancia estadística

de cada uno de los factores. Puesto que el valor-P es menor que 0,05, este factor tiene un

efecto estadísticamente significativo sobre Var_1 Tiempo estándar con un 95,0% de nivel

de confianza.

Tabla 4. ANOVA para Tiempo estándar.

Fuente Suma de

Cuadrados

Grados de

libertad

Cuadrado

Medio

Razón

F

Valor

P

EFECTOS PRINCIPALES

A:Factor_A Tratamiento 15.6347 1 15.6347 11.09 0.0018

B:BLOQUE 2.24314 3 0.747714 0.53 0.6639

RESIDUOS 60.6234 43 1.40985

TOTAL CORREGIDO 78.5012 47

Todas las razones-F se basan en el cuadrado medio del error residual

Fuente: STATGRAPHICS

DISCUSIÓN.

En el caso del análisis del lote de producción, éste se ve afectado sólo por el factor

tratamiento (jornada de trabajo con o sin música) y el factor de bloque no presenta

evidencia concluyente para indicar que tiene influencia en el número de piezas producidas

por jornada de trabajo. El análisis efectuado a los datos del tiempo estándar indica que el

factor tratamiento (jornada de trabajo con o sin música) tiene un efecto estadísticamente

significativo sobre éstos, mientras que el factor de bloque (operarias) muestra un valor-P

mayor que la significancia de 0.05, por lo tanto, el ANOVA no concluye que influya sobre

el tiempo estándar promedio. De acuerdo a los resultados de la investigación, es

conveniente el uso de la música como factor ambiental para la mejora de la productividad

(aumento del lote de piezas producido y disminución del tiempo estándar).


28

REFERENCIAS.

1. De la Vara Salazar, R. & Gutiérrez Pulido, H. (2012). Análisis y Diseño de

Experimentos (3ª Ed.). México: McGraw Hill. 489 p.

2. Freivalds, A. & Niebel, B. W. (2009). Ingeniería Industrial: Métodos, estándares y

diseño del trabajo (12ª Ed.). México: McGraw-Hill. 586 p.

3. Haake, A. B. (2010). Music listening in UK offices: Balancing internal needs and

external considerations. Submitted for the degree of PhD Department of Music,

University of Sheffield. Reino Unido. 253 p.

4. Morales Espinoza, C. R., Ramírez Leyva, A. & Ruiz Ibarra, J. I. (2011). The effect

of Noise and Temperature through the Heart Rate Measurement and its influence

on Productivity, Ergonomic Experimental study in Cabins. México: Ergonomía

Ocupacional: Investigaciones y Aplicaciones Vol. 4. ©2011 Sociedad de

Ergonomistas de México A.C. (SEMAC) ISBN: 978-0-578-08519-7.

5. Secretaría del Trabajo y Previsión Social (STPS). Norma Oficial Mexicana NOM-

011-STPS-2001, Condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo

donde se genere ruido (2002, 17 de abril). México: Diario Oficial de la Federación.

6. Secretaría del Trabajo y Previsión Social (STPS). Norma Oficial Mexicana NOM-

015-STPS-2001, Condiciones térmicas elevadas o abatidas-Condiciones de

seguridad e higiene (2002, 14 de junio). México: Diario Oficial de la Federación.

7. STATGRAPHICS Centurion XVI Versión 16.1.15 (64-bits). Derechos de Autor ©

StatPoint Technologies, Inc. 1982-2011. Reservados todos los derechos.

8. TinyToyArcade.com© (2012). Helicopter Metal Kit. Consultado el 16 de febrero de

2012, de http://www.tintoyarcade.com/products/Helicopter-Metal-Kit.html.

Diego Francisco Estrada Rosas.

Maestro en Ingeniería Industrial, egresado del Instituto Tecnológico de Los Mochis

(ITLM), cuenta con el título de Ingeniero Industrial y de Sistemas por el Instituto

Tecnológico de Sonora. Actualmente se desempeña como Profesor en el Departamento de


29

Ingeniería Industrial del ITLM. Cursa estudios de Doctorado en Ciencias en Desarrollo

Sustentable de Recursos Naturales en la Universidad Autónoma Indígena de México.

30



ISSN: En trámite

México

2015

AUTOMATIZACIÓN DE INVERNADEROS.

Rubén Alfonso Bracamontes Orozco, Mariano de Jesús Avilés Torres Jesús

Alberto, Lomeli Dablantes, Iris de Jesús Quintero Buitimea, Laura Guadalupe

Padilla Bay




ITmochis



31

AUTOMATIZACIÓN DE INVERNADEROS.

Rubén Alfonso Bracamontes-Orozco1, Mariano de Jesús Avilés-Torres 1, Jesús

Alberto Lomeli-Dablantes2, Iris de Jesús Quintero-Buitimea2, Laura Guadalupe

Padilla-Bay2.

1Profesor del Instituto Tecnológico de Los Mochis, Departamento de sistemas y

computación, Blvd. Juan de Dios Batís Paredes y 20 de Noviembre s/n, Los Mochis,

Ahome, Sinaloa, México, C.P. 81259.

2Alumno regular de la carrera de Ingeniería Informática en el Instituto Tecnológico de

Los Mochis, Departamento de sistemas, Blvd. Juan de Dios Batís Paredes y 20 de

Noviembre s/n, Los Mochis, Ahome, Sinaloa, México, C.P. 81259.

RESUMEN.

En el presente artículo se describe la implementación de un sistema electrónico e

informático en Arduino enfocado en el monitoreo de un invernadero para lograr su

automatización mediante sensores y una conexión inalámbrica a través de una

aplicación móvil para sistemas Android. Los sensores y la aplicación envían señales que

son recibidas por microcontroladores de placas Arduino previamente programadas en su

IDE (Integrated Development Environment" ("Entorno de Desarrollo Integrado")).

Dichas señales sirven para realizar acciones sobre el invernadero. El sistema cuenta con

la placa: Arduino Leonardo, sensor de humedad y temperatura DHT11 el cual da

señales que son manipuladas para encender un ventilador cuando la temperatura se

eleva los 30 grados centígrados y los resultados de la captura son mostrados en una

pantalla LCD 16x2 1602A para su monitoreo en tiempo real. Además, cuenta con un

sensor de humedad de suelo HL-29, el cual permite saber cuándo la tierra esta seca o en

caso contrario tiene demasiada humedad, con la información que arroja el sensor se

enciende o apaga una bomba de agua que permite el regado de las plantas del

invernadero.

Para la conexión inalámbrica a la aplicación móvil previamente diseña en la plataforma

de App Inventorse utiliza un módulo bluetooth HC-05 que permite recibir las señales

para encender la iluminación del invernadero, la bomba de riego y la ventilación.

INTRODUCCIÓN.


32

Un invernadero es una construcción agrícola, usada para el cultivo y/o protección de

plantas, no permite el paso de la lluvia al interior y que tiene por objetivo controlar las

condiciones climáticas más adecuadas para el crecimiento y desarrollo de las plantas

cultivadas en su interior. En este caso, el invernadero es pequeño y de uso doméstico el

cual se puede tener en el jardín o en algún portal para su admiración diaria. Un

invernadero requiere de cuidados especiales dependiendo de lo que se quiere cultivar o

de las plantas que se quieran cuidar. La temperatura marca notablemente todos los

procesos vitales de una planta, si sometemos a nuestras plantas a temperaturas muy

bajas (- 10°c) o temperaturas muy elevadas (30°c) la planta limitará cada uno de sus

procesos fisiológicos, reflejándose en un menor crecimiento, follaje, aborto de flores,

tamaño de fruto, etc. La temperatura ideal dentro de un invernadero es de 20 a 28°C, por

lo que para obtener este rango se debe de recurrir a la ventilación. [7]

La frecuencia de riego es algo muy importante dependiendo el tipo de planta que se

encuentra en el invernadero, hay plantas que requieren de agua constantemente para su

crecimiento y hay otras que no. Por ello eso dependerá del tipo de planta en cultivo. [8]

Debido a todos los cuidados que requiere un invernadero es que surge la necesidad de

automatizar las tareas mediante un sistema, por eso este trabajo se centra en esa

necesidad de mantener un control constante en el cuidado de las plantas. Cuando las

personas salen de viaje o por circunstancias no se encuentran en su casa o trabajo ya sea

que trabajen en un invernadero, el sistema realizará las acciones de manera autónoma,

además de contar con una aplicación móvil para poder realizar las acciones desde un

Smartphone a una distancia adecuada permitida por el modulo bluetooth.

¿QUÉ ES ARDUINO Y CÓMO FUNCIONA?

Arduino es una plataforma de prototipos electrónica de código abierto, basada en

software y hardware. [6]:

En SOFTWARE se programa usando el IDE (Integrated Development Environment"

("Entorno de Desarrollo Integrado")) de Arduino que utiliza el lenguaje propio Arduino

Development Environment (basado en Processing que es muy similar a C++)[2]:

En HARDWARE de una placa electrónica que cuenta con un:

-Microcontrolador: circuito integrado que en su interior contiene una unidad central de

procesamiento (CPU), unidades de memoria (RAM y ROM), puertos de entrada y salida


33

y periférico. Estas partes están interconectadas dentro del microcontrolador, y en

conjunto forman lo que se le conoce como

microcomputadora. Se puede decir con toda

propiedad que un microcontrolador es una

microcomputadora completa encapsulada en

un circuito integrado. [5][3]:

Características de la placa implementada en el

sistema [4]:

Arduino Leonardo (véase figura 1)

Microcontrolador ATmega32u4

Voltaje de funcionamiento 5V

Alimentación (recomendada) 7-12V

Voltaje máximo de entrada(no recomendado) 20V

Pines digitales I/O 20 (de los cuales 7 dan salida PWM)

Pines de entrada analógica 12

Corriente DC por I/O Pin 40 mA

Corriente DC para el pin 3.3V 50 mA

Memoria Flash 32 KB

SRAM 3.3 KB

EEPROM 1 KB

Velocidad de reloj 16 MHz

Arduino tiene una interfaz de entrada, que puede estar directamente unida a los

periféricos, o conectarse a ellos por puertos. El objetivo de esa interfaz de entrada es

llevar la información al microcontrolador, la pieza encargada de procesar esos datos.

Además una interfaz de salida, que lleva la información procesada a los periféricos

encargadas de hacer el uso final de esos datos, que en algunos casos puede bien tratarse

de otra placa en la que se centralizará y procesara nuevamente la información, o

sencillamente, por ejemplo, en el caso del sistema del invernadero se mostrara en una

pantalla y en el encendido de una bomba de agua, un ventilador y la iluminación. [1]

Figura 1. Arduino Leonardo.

https://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwj7ler_u7TJAhWDcj4KHcIcC0YQjRwIBw&url=http://www.olimex.cl/product_info.php?products_id=1078&bvm=bv.108194040,d.cWw&psig=AFQjCNHLv77mZtIVnqbtuNG4fTlCz2TuRA&ust=1448846499364840


34

SENSORES:

Definición: un sensor es un dispositivo eléctrico y/o mecánico que convierte magnitudes

físicas (luz, magnetismo, humedad, temperatura, presión, etc.) en valores medibles de

dicha magnitud. Esto se realiza en tres fases:

- Un fenómeno físico a ser medido es captado por un sensor, y muestra en su salida una

señal eléctrica dependiente del valor de la variable física.

- La señal eléctrica es modificada por un sistema de acondicionamiento de señal, cuya

salida es un voltaje.

- El sensor dispone de una circuitería que transforma y/o amplifica la tensión de salida,

la cual pasa a un conversor A/D, conectado a un PC. El convertidor A/D transforma la

señal de tensión continua en una señal discreta. [12]

Como se puede observar en la figura 2.

Figura 2. Esquema general de un sensor.

Sensor de humedad y temperatura DHT11.

Es un sensor básico de humedad y temperatura de costo

reducido. Usa un sensor de capacidad para medir la humedad y

un termistor para medir la temperatura del aire que lo rodea.

Está diseñado para medir temperaturas entre 0 y 50°C con una

precisión de ±2°C y para medir humedad entre 20% y 80% con

una precisión de 5% con periodos de muestreo de 1 segundo.

El formato de presentación es una pequeña caja de plástico de

15.5mm x 12mm x 5.5mm con una cara en la cual tiene una rejilla que le permite

obtener las lecturas del aire que lo rodea. (Véase figura 3). [9]

En programación para leer y transformar los datos que entrega el sensor es necesario

utilizar una librería la cual puede ser descargada de internet.

Figura 3. Sensor

DHT11.

https://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=&url=http://es.slideshare.net/guest0156897/sensores-domtica-3507287&bvm=bv.108194040,d.cWw&psig=AFQjCNFqnMY2o86lrR-eCZmm5I_wDE_aBw&ust=1448848227081401

https://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiotbj2xLTJAhVGVj4KHci0BhoQjRwIBw&url=http://electronica.mercadolibre.com.mx/otros/sensor-de-temperatura-y-humedad-dht11-para-arduino&psig=AFQjCNEHTz8weJoGx-DUGeEZ5ntruxaZuw&ust=1448848899761280


35

Sensor de humedad de suelo HL-69.

Consiste en dos placas separadas entre sí por una distancia determinada (véase la figura

4). Ambas placas están recubiertas de una capa de material conductor. Si existe

humedad en el suelo se creará un puente entre una punta y otra, lo que será detectado

por un circuito de control (véase la figura 5) con un amplificador operacional que será el

encargado de transformar la conductividad registrada a un valor analógico que podrá ser

leído por Arduino.

Figura 4. Placas del Sensor HL-69.

BLUETOOTH.

Bluetooth es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área Personal

(WPANs) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos

mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2,4 GHz. Los

principales objetivos que se pretenden conseguir con esta norma son:

◾Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles y fijos.

◾Eliminar cables y conectores entre éstos.

◾Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la

sincronización de datos entre equipos personales.

Se denomina Bluetooth al protocolo de comunicaciones diseñado especialmente para

dispositivos de bajo consumo, con unas coberturas bajas y basadas en transceptores de

bajo costo.

Gracias a este protocolo, los dispositivos que lo implementan pueden comunicarse entre

ellos cuando se encuentran dentro de su alcance. Las comunicaciones se realizan por

radiofrecuencia de forma que los dispositivos no tienen que estar alineados y pueden

incluso estar en habitaciones separadas si la potencia de transmisión lo permite.[10]

Figura 5. Circuito de control del Sensor HL-

69.

https://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=&url=http://www.mindkits.co.nz/store/p/9126-Rain/Steam-Sensor.aspx&bvm=bv.108194040,d.cWw&psig=AFQjCNGRCD7h_oGkGH3HqDFJTRjW8IPR_g&ust=1448850963833274


36

Para fines de este trabajo se utiliza un módulo bluetooth hc-05para protoboard (véase

figura 6). Es el que ofrece una mejor relación de precio y características, ya que es un

módulo Maestro-Esclavo, quiere decir que además de recibir conexiones desde una PC

o Tablet, también es capaz de generar conexiones hacia otros dispositivos bluetooth.

El HC-05 tiene un modo de comandos AT que

debe activarse mediante un estado alto en el PIN34

mientras se enciende (o se resetea) el módulo. En

las versiones para protoboard este pin viene

marcado como “Key”. Una vez que estamos en el

modo de comandos AT, podemos configurar el

módulo bluetooth y cambiar parámetros como el

nombre del dispositivo, password, modo

maestro/esclavo, etc. El modulo Bluetooth HC-05

utiliza el protocolo UART RS 232 serial. Es ideal para aplicaciones inalámbricas, fácil

de implementar con PC, microcontrolador o módulos Arduino.La tarjeta incluye un

adaptador con 6 pines de fácil acceso para uso en protoboard.Los pines de la board

correspondientes son:

EN

VCC

GND

TX

RX

STATE

Además, posee un regulador interno que permite su alimentación de 3.6 a 6V.

Características:

Compatible con el protocolo Bluetooth V2.0.

Voltaje de alimentación: 3.3VDC – 6VDC.

Voltaje de operación: 3.3VDC.

Baudrate ajustable: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200.

Baudrate por defecto: 9600

Tamaño: 1.73 in x 0.63 in x 0.28 in (4.4 cm x 1.6 cm x 0.7 cm)

Corriente de operación: < 40 mA

Figura 6. Modulo Bluetooth

HC-05.

https://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwi-_92F5rbJAhUIND4KHb8WBxcQjRwIBw&url=http://articulo.mercadolibre.com.co/MCO-418250360-modulo-rf-bluetooth-hc-05-base-para-protoboard-arduino-pic-_JM&bvm=bv.108194040,d.cWw&psig=AFQjCNE7x62Lmxr-pBUoKoYsAXqLRL3IhQ&ust=1448926498475793


37

Corriente modo sleep: < 1mA

App inventor.

¿Qué es App Inventor? ¿Para qué sirve?

El App inventor es una aplicación de Google Labs para crear aplicaciones de Android,

estas apps pueden crearse desde cualquier smartphone con sistema operativo Android,

además también puede ser utilizado desde una computadora Lenovo, HP y cualquier

otra marca que soporte el sistema operativo ya mencionado, o sea, Android para PC.

Esta aplicación ha sido una de las grandes innovaciones de los últimos años por parte de

Google debido a que ha permitido a los más novatos en materia de programación

realizar sus propias aplicaciones con diferentes objetivos, ya sea para satisfacción y

comodidad personal o incluso para llenar sus bolsillos y monetizarlas en Android

Market. [11]

Gracias a App Inventor ahora es una realidad que cualquiera programe sus propias

funcionalidades en su smartphone e incluso como ya hemos mencionado en su propia

computadora gracias a Android para computadores.

Lleva en el mercado desde noviembre de 2012. [11]

Características de App Inventor.

◾Aplicaciones sencillas, aptas para cualquier tipo de smartphone de sistema operativo

Android y con al menos 250 MB de memoria RAM.

◾Fácil de utilizar, ideal para principiantes en programación que buscan sacarle mejor

provecho a su terminal (teléfono inteligente).

◾No ideal para aquellos con mayores conocimientos, pues las aplicaciones que se

pueden crear aquí son bastante simples y no llenarán las exigencias de los más

capacitados. Para los más diestros en programación, aquí está su software de desarrollo.

App inventor sirvió como la plataforma de desarrollo para la aplicación móvil del

presente trabajo. [11]

PROCEDIMIENTO.

Para la realización de este trabajo y poder exponerlo al público

se llevó a cabo una maqueta hecha con tapaderas de cajas de

CD y palitos de madera, fomentando así el reciclaje.


38

Los valores otorgados por los sensores son

enviados a Arduino el cual tiene cargado un

programa elaborado previamente por el

software que nos proporciona el mismo

fabricante de dicha placa para actuar según las

circunstancias como se mostraran a

continuación:

Los valores que arroja el sensor de temperatura y humedad DH11 fueron manipulados y

utilizados de tal manera que cuando marcara una temperatura mayor a los 30º grados,

automáticamente Arduino, por medio de un pin digital manda una señal de alto

provocando así que encienda el ventilador para regular la temperatura y hasta que esta

no baje el ventilador permanecerá encendido.

De igual manera con el sensor de humedad de suelo el HL-69, fue programado de

manera semejante, cuando el sensor arroja valores por abajo del 25% de humedad,

arduino manda una señal de alto en unos de sus pines digitales lo cual hace que un

relevador pase la corriente de 110 volts, provocando así que la bomba enciende y

comience a regar las plantas.

Todos los valores que arrogan ambos sensores, también son mandados a la pantalla

LCD para poder observarlos.

La aplicación móvil desarrollada en app inventor fue

diseñada con diferentes opciones entre ella la selección

de conexión a un módulo bluetooth que en este caso para

su funcionamiento tiene que hacer conexión con el

módulo HC-05.Cuenta con dos opciones una llamada

automático la cual como su nombre lo indica da la señal

a Arduino de que todo lo realice mediante sensores esto

quiere decir de manera autónoma cuando el invernadero

lo necesite.La otra opción es el modo manual, este

despliega un menú que sirve para controlar todo el

invernadero desde la misma aplicación dando al usuario

de modificar las opciones de prender y apagar la bomba, el ventilador y la iluminación.


39

Esto se lleva a cabo mediante un juego de caracteres que son enviados a arduino

mediante el módulo HC-05, arduino fue programado por nosotros para responder a esos

caracteres y realizar la actividad determinada.

En las siguientes imágenes podemos observar el prototipo terminado

CONCLUSIONES.

Como previamente se mencionó un invernadero requiere de muchos cuidados, muchos

más de los que han sido implementados en este prototipo por ello se espera poder

realizar más métodos para controlar en mayor proporción el invernadero. Con lo que fue

implementado y en base a los resultados obtenidos podemos observar que el sistema

satisface las necesidades del invernadero en un 90% de precisión, cumpliendo así con el

objetivo de optimizar algunas tareas volviéndolas autónomas mediante los sensores y de

fácil manejo para el usuario mediante la aplicación móvil.

BIBLIOGRAFÍA.

[1] José Torres, Arduino ¿qué es y cómo funciona?

http://hipertextual.com/archivo/2014/03/hardware-novatos-arduino/

[2] Fernando Martínez,Tutorial Arduino: IDE Arduino




40

https://openwebinars.net/tutorial-arduino-ide-arduino/

[3] Gustavo Circelli, Microcontroladores o Arduino, ¿no es lo mismo?

http://panamahitek.com/microcontroladores-o-arduino-no-es-lo-mismo/

[4] Mario Pérez, Arduino Leonardo

https://geekytheory.com/arduino-leonardo/

[5] Electrónica estudio, ¿Qué es un microcontrolador?

http://www.electronicaestudio.com/microcontrolador.htm

[6] Ingeniería MCI, ¿Qué es Arduino?

http://arduino.cl/que-es-arduino/

[7] Cosechando Natural, control ambiental

https://www.cosechandonatural.com.mx/control_ambiental_articulo23.html

[8] Ing. Fernando Hernández, La frecuencia de riego en cultivos en invernadero y

campo abierto.

http://www.agro-tecnologia-tropical.com/frecuencia_de_riego.html

[9]Ingeniero Civil Informático, Universidad de Santiago de Chile, Midiendo

temperatura y humedad con Arduino y el sensor DHT11

http://www.internetdelascosas.cl/2014/07/08/midiendo-temperatura-y-humedad-con-

arduino-y-el-sensor-dht11/

[10]Pedro José Arjona González, Módulo Bluetooth... // Bluetooth module

http://curiosidadesford.blogspot.mx/2011/01/modulo-bluetooth-bluetooth-module.html

[11]App móviles,¿Qué es el App Inventor? ¿Para qué sirve?

http://appmoviles.net/que-es-el-app-inventor-para-que-sirve/

[12]Maria Mergelina,Universidad de Valladolid, Sensores

http://www.isa.cie.uva.es/~maria/sensores.pdf

Rubén Alfonso Bracamontes Orozco, Mariano de Jesús Avilés Torres.

Profesor del Instituto Tecnológico de Los Mochis, Departamento de sistemas y

computación, Blvd. Juan de Dios Batiz Paredes y 20 de Noviembre s/n, Los Mochis,

Ahome, Sinaloa, México, C.P. 81259.

Jesús Alberto Lomeli Dablantes, Iris de Jesús Quintero-Buitimea, Laura

Guadalupe Padilla Bay.

Alumno regular de la carrera de Ingeniería Informática en el Instituto Tecnológico de

Los Mochis, Departamento de sistemas, Blvd. Juan de Dios Batiz Paredes y 20 de

Noviembre s/n, Los Mochis, Ahome, Sinaloa, México, C.P. 81259.



http://panamahitek.com/microcontroladores-o-arduino-no-es-lo-mismo/



http://www.electronicaestudio.com/microcontrolador.htm



https://www.cosechandonatural.com.mx/control_ambiental_articulo23.html

http://www.agro-tecnologia-tropical.com/frecuencia_de_riego.html

http://www.internetdelascosas.cl/2014/07/08/midiendo-temperatura-y-humedad-con-arduino-y-el-sensor-dht11/

http://www.internetdelascosas.cl/2014/07/08/midiendo-temperatura-y-humedad-con-arduino-y-el-sensor-dht11/

http://curiosidadesford.blogspot.mx/2011/01/modulo-bluetooth-bluetooth-module.html

http://appmoviles.net/que-es-el-app-inventor-para-que-sirve/

41



ISSN: En trámite

México

2015

DESCONEXIÓN ELÉCTRICA POR MEDIO DE APLICACIÓN MÓVIL.

Rubén Alfonso Bracamontes Orozco, Mariano de Jesús Avilés Torres, Jesús

Gilberto Vega Sandoval, Héctor Gamaliel Rendón López, Carlos Jojanny

Albestrain Castillo




ITmochis



42

DESCONEXIÓN ELÉCTRICA POR MEDIO DE APLICACIÓN MÓVIL.

Rubén AlfonsoBracamontes-Orozco1, Mariano de JesúsAvilés Torres1, Jesús Gilberto

Vega-Sandoval2, Héctor Gamaliel Rendón-López2, Carlos JojannyAlbestrain-Castillo2.

1Profesor del Instituto Tecnológico de Los Mochis, Departamento de sistemas y


Ahome, Sinaloa, México, C.P. 81259, [email protected].

2Estudiante de la carrera de Ingeniería Informática en el Instituto Tecnológico de Los

Mochis, Departamento de Sistemas y Computación, Blvd. Juan de Dios Batiz Paredes y 20

de Noviembre s/n, Los Mochis, Ahome, Sinaloa, México, C.P. 81259

[email protected].

RESUMEN.

El presente trabajo describe el diseño e implementación de un sistema electrónico enfocado

en el ahorro energético mediante la desconexión a voluntad de la fuente de alimentación

con el uso de un celular inteligente, permitiendo la des-energización remota sin la

necesidad de desconectar manualmente los dispositivos. Este proyecto puede ser

implementado en aplicaciones residenciales, comerciales o industriales. El sistema se basa

en una tarjeta electrónica, la cual incluye un microcontrolador ATmega32u4 con bootloader

Arduino y un módulo de comunicación bluetooth. Opera con una aplicación instalada en un

teléfono inteligente, el cual se conecta por medio del módulo bluetooth; también se cuenta

con relevadores los cuales serán accionados por la aplicación ya mencionada, esto permite

la conexión o desconexión de la fuente de alimentación.

Palabras clave: Bluetooth, Arduino, Sustentabilidad, Ahorro energético.

INTRODUCCIÓN.

Puede parecer extraño que el vídeo o el lector de DVD, el ordenador o la impresora, e

incluso los cargadores de baterías del MP3 y el móvil gasten electricidad, aunque

estén apagados o no tengan nada conectado. Si están enchufados a la corriente, seguro que


43

consume energía, porque funciona la fuente de alimentación. Es lo que se conoce como

consumo en modo de espera o stand by. Según la Agencia Internacional de la Energía, el

consumo de los aparatos en modo de espera es responsable del 5% al 10% del total de la

electricidad consumida en la mayoría de los hogares y de un importe desconocido en

oficinas, comercios y fábricas. Prácticamente todos los electrodomésticos, aparatos

audiovisuales, equipos informáticos y cargadores de baterías llevan una fuente de

alimentación o adaptador de corriente que convierte la corriente alterna en continua y

después la transforma a la intensidad y tensión adecuadas a cada aparato. Generalmente,

esta fuente de alimentación no se desconecta al apagar el aparato y sigue consumiendo

electricidad. Su potencia va desde medio vatio a más de 20 vatios, con lo que, si se

mantiene todo el año enchufada, cuesta de siete pesos a trescientos sesenta y cinco pesos

aproximadamente. Aparte, el gasto del aparato cuando está encendido y realmente cumple

su función.

La mayoría de los aparatos siguen gastando energía aun cuando están apagados. La única

forma de evitarlo es desenchufarlos cuando no se están utilizando. La mayoría de los

electrodomésticos, cuando están apagados, en realidad permanecen en stand by y tienen

encendida una lucecita que así lo indica. Durante este tiempo, continúan consumiendo

energía eléctrica, aunque no se estén usando. Si tu televisor, tu Dvd, tu equipo de música, u

otro electrodoméstico pueden encenderse simplemente con un control remoto, quiere decir

que éste no está apagado totalmente y sigue consumiendo energía. La diferencia entre

prender un aparato con un botón o control remoto y volver a enchufarlo es mínima en

relación al esfuerzo que requiere, pero puede significar una gran diferencia en el uso de la

energía. En casi todos los hogares existen una gran cantidad de electrodomésticos que

permanecen todo el día enchufados consumiendo energía: televisores, radios, microondas,

reproductores de Dvd, impresoras etc. Si desenchufas los electrodomésticos, además de

ayudar a cuidar el planeta también terminaras ahorrando dinero en energía, ya que gran

parte del consumo de energía se debe a todos los aparatos electrónicos que están en stand

by.


44

El consumo eléctrico en modo de espera es muy variado. Depende no sólo del tipo de

dispositivo, sino de su fecha de fabricación y del empeño puesto en su diseño para que

consuma menos energía. [1][5] [8]

Arduino.

Arduino es una plataforma de código abierto basada en un hardware y software fácil de

usar. Las placas Arduino son capaces de leer entradas – luz en un sensor, un dedo en un

botón, o un mensaje de Twitter – y convertirlo en una salida – activando un motor,

encendiendo un LED, publicando algo online. Puedes decirle a tu placa que hacer enviando

una serie de instrucciones al microcontrolador en la placa. Para hacerlo, usas el lenguaje de

programación Arduino y el Software Arduino (IDE).

A través de los años Arduino ha sido el cerebro de miles de proyectos, desde objetos

cotidianos hasta instrumentos científicos complejos. Una comunidad mundial de creadores

– estudiantes, personas que lo tomaron como un hobby, artistas, programadores, y

profesionales – se ha reunido alrededor de esta plataforma libre, sus contribuciones se han

sumado a una increíble cantidad de conocimiento accesible que puede ser de gran ayuda a

novatos como también a expertos. [3]

Bluetooth.

La tecnología inalámbrica Bluetooth es una tecnología de ondas de radio de corto alcance

(2.4 gigahertzios de frecuencia) cuyo objetivo es el simplificar las comunicaciones entre

dispositivos informáticos, como ordenadores móviles, teléfonos móviles, otros dispositivos

de mano y entre estos dispositivos e Internet. También pretende simplificar la

sincronización de datos entre los dispositivos y otros ordenadores.

Permite comunicaciones, incluso a través de obstáculos, a distancias de hasta unos 10

metros. Esto significa que, por ejemplo, puedes oír tus mp3 desde tu comedor, cocina,

cuarto de baño, etc. También sirve para crear una conexión a Internet inalámbrica desde tu

portátil usando tu teléfono móvil. Un caso aún más práctico es el poder sincronizar libretas

de direcciones, calendarios etc. en tu PDA, teléfono móvil, ordenador de sobremesa y

portátil automáticamente y al mismo tiempo. [9]


45

App Inventor.

MIT App Inventor es una introducción innovadora a los principiantes para la programación

y la creación de aplicaciones que transforma el complejo lenguaje de código basado en

texto a un proceso visual que consiste en arrastrar y soltar bloques de construcción- La

interfaz simple y gráfica garantiza ha incluso un novato inexperto la habilidad de crear una

básica, totalmente funcional aplicación dentro de una hora o menos. [2]

MATERIALES:

Arduino Leonardo.

Ilustración 1. Arduino Leonardo (Frontal)

Ilustración 2. Arduino Leonardo (Posterior)


46

Arduino Leonardo es una placa microcontroladora basada en ATmega32u4. Tiene 20 pines

de salidas/entradas digitales (7 de ellos pueden usarse como salidas PWM y 12 como

entradas analógicas), un oscilador de cristal de 16 MHz, una conexión micro USB, un jack

de alimentación eléctrica, un cabezal ICSP, y un botón de reset. Contiene todo lo que se

necesita para soportar el microcontrolador; simplemente se conecta a una computadora con

un cable USB o alimentación con un adaptador CA a CD o batería para empezar. Su

funcionalidad permite tener un control total sobre los relevadores al adaptarle un módulo

bluetooth que recibe instrucciones desde la aplicación móvil. [4]

Modulo Bluetooth HC-05.

Ilustración 3. Modulo Bluetooth HC-05

El módulo de bluetooth HC-05 es el que ofrece una mejor relación de precio y

características, ya que es un módulo Maestro-Esclavo, quiere decir que además de recibir

conexiones desde una PC o tablet, también es capaz de generar conexiones hacia otros

dispositivos bluetooth. Esto nos permite por ejemplo, conectar dos módulos de bluetooth y

formar una conexión punto a punto para transmitir datos entre dos microcontroladores o

dispositivos. [7]

Relevador 6 volts.

Ilustración 4. Relevador 6 volts


47

El Relé es un interruptor operado magnéticamente. El relé se activa o desactiva

(dependiendo de la conexión) cuando el electroimán (que forma parte del relé) es

energizado (le ponemos un voltaje para que funcione). Esta operación causa que exista

conexión o no, entre dos o más terminales del dispositivo (el relé). Esta conexión se logra

con la atracción o repulsión de un pequeño brazo, llamado armadura, por el electroimán.

Este pequeño brazo conecta o desconecta los terminales antes mencionados.

Funcionamiento del relevador: Si el electroimán está activo jala el brazo (armadura) y

conecta los puntos C y D. Si el electroimán se desactiva, conecta los puntos D y E. [11]

Diagrama 1. Interior de un relevador

De esta manera se puede conectar algo, cuando el electroimán está activo, y otra cosa

conectada, cuando está inactivo.

Para el proyecto fueron requeridos dos relevadores, uno para cada tomacorriente.

Tomacorriente.

Ilustración 5. Tomacorriente


48

Es un dispositivo cuya función es poner en contacto eléctrico la tensión de la red con el

receptor; es decir, que un aparato eléctrico “toma-corriente” a través de dicho receptáculo.

Sus contactos han de soportar la corriente que consuma el receptor sin producirse

calentamiento alguno.

Cuentan con tres terminales, la más pequeña para conectar el conductor de fase, en el argot

de los electricistas le llaman coloquialmente ‘el vivo’, otra terminal para conectar el

conductor de neutro y el tercer terminal para conectar el conductor de puesta a tierra.[10]

Clavija.

Ilustración 6. Clavija

Un enchufe macho o clavija es una pieza de material aislante de la que sobresalen

varillas metálicas que se introducen en el enchufe hembra para establecer la conexión

eléctrica. Por lo general se encuentra en el extremo de cable. Su función es establecer una

conexión eléctrica con la toma de corriente que se pueda manipular con seguridad. Existen

clavijas de distintos tipos y formas, que varían según las necesidades y normas de cada

producto o país. [6]

Otros componentes utilizados

Diodo 1N4001

Transistor 2N2222

Resistencia 1KΩ

Soldadura de estaño

Cautín

Base y estructura de madera

https://es.wikipedia.org/wiki/Aislamiento_el%C3%A9ctrico

https://es.wikipedia.org/wiki/Metal

https://es.wikipedia.org/wiki/Cable


49

Caja para tomacorriente

PROGRAMACIÓN.

Código en Arduino.

Ilustración 7. Código del programa de Arduino

Algoritmo.

El siguiente algoritmo muestra la forma en la cual funciona el programa cargado en

Arduino, el cual se encarga de abrir o cerrar el circuito mediante un relevador, dependiendo

de los valores recibidos de la aplicación móvil.

1. Inicialización de componentes necesarios con sus respectivos valores.


50

2. Verificación de valores recibidos por transmisión bluetooth, en caso de recibir algún

valor se registra dicho valor.

3. Comparación de valor registrado con valores necesarios para hacer que se realice

alguna acción.

4. Realiza acción específica dependiendo de valor registrado.

Código de la aplicación móvil.

Ilustración 8. Código de la aplicación móvil.


51

Algoritmo.

El siguiente algoritmo muestra la forma en la cual funciona la aplicación móvil,

desarrollada en app inventor.

1. Se vincula modulo bluetooth implementado en el enchufe con la aplicación móvil

2. Dependiendo de botón que se presione se realizará acción: Al presionar

btnEnchufeUno por primera vez se mandará una "a", al presionar la siguiente vez se

mandará una "b", alternando estos valores dependiendo del valor enviado

anteriormente. Al presionar btnEnchufeDos por primera vez se mandará una "c", al

presionar la siguiente vez se mandará una "d", alternando estos valores dependiendo

del valor enviado anteriormente.

Ilustración 9. Diseño de aplicación móvil

CONCLUSIÓN.

Una vez acoplados todos los materiales y los códigos implementados se puede realizar

eficazmente la desconexión remota de los tomacorrientes por medio de la aplicación móvil


52

utilizando la transferencia de datos bluetooth. El proyecto, como se ha mencionado

anteriormente, puede utilizarse como un método para la sustentabilidad energética, tener

menores gastos y contribuir al medio ambiente. Pero a su vez tiene un alcance mucho

mayor ya que puede expandirse a otras áreas como lo es la protección de niños pequeños o

mascotas al adaptársele un sensor o dispositivo que detecte la cercanía de quien queremos

proteger y una vez dentro del área, se produzca una desconexión automática de los

tomacorrientes. Finalmente, esperamos este proyecto permita una optimización tanto en la

sustentabilidad energética, la comodidad del usuario y/o la base de una idea mucho mayor

como la antes mencionada.

REFERENCIAS.

[1] Alconsumidor.org. “Vampiros de energía: ¿vale la pena desconectar sus aparatos

electrónicos?”, http://www.alconsumidor.org/noticias.phtml?id=939 ,

(Recuperado 30 de Noviembre 2015).

[2] Appinventor.mit.edu. “What is MIT App Inventor?”,

http://appinventor.mit.edu/explore/about-us.html, (Recuperado 1 de Diciembre

2015).

[3] Arduino.cc. “What is Arduino?”, https://www.arduino.cc/en/Guide/Introduction#,

(Recuperado 1 de Diciembre 2015).

[4] Arduino.cl. “ARDUINO LEONARDO”, http://arduino.cl/arduino-leonardo/,


[5] Cuidarelplaneta.wordpress.com.“Desconecta los Aparatos Eléctricos”,

https://cuidarelplaneta.wordpress.com/2008/12/07/desconecta-los-aparatos-

electricos/ , (Recuperado 30 de Noviembre 2015).

[6] Curso.certificadoipv.com.

“ENCHUFE”http://curso.certificadoipv.com/docs/Enchufe%20macho%20o%20c

lavija.pdf, (Recuperado 30 de Noviembre 2015).

http://www.alconsumidor.org/noticias.phtml?id=939

http://appinventor.mit.edu/explore/about-us.html

https://www.arduino.cc/en/Guide/Introduction

http://arduino.cl/arduino-leonardo/

https://cuidarelplaneta.wordpress.com/2008/12/07/desconecta-los-aparatos-electricos/

https://cuidarelplaneta.wordpress.com/2008/12/07/desconecta-los-aparatos-electricos/

http://curso.certificadoipv.com/docs/Enchufe%20macho%20o%20clavija.pdf

http://curso.certificadoipv.com/docs/Enchufe%20macho%20o%20clavija.pdf


53

[7] JesusRuben.”Bluetooth HC-05 y HC-06 Tutorial de Configuración”,

http://www.geekfactory.mx/tutoriales/bluetooth-hc-05-y-hc-06-tutorial-de-

configuracion/, (Recuperado 30 de Noviembre 2015).

[8] Elpaiscom.“Los aparatos 'apagados' consumen hasta un 10% de la electricidad de

un hogar”,

http://elpais.com/diario/2006/04/27/ciberpais/1146104666_850215.html,

(Recuperado 30 de Noviembre 2015).

[9] Masadelante.com.“¿Qué significa Bluetooth? - Definición de Bluetooth”,

https://www.masadelante.com/faqs/que-es-bluetooth, (Recuperado 1 de Diciembre

2015).

[10] Programacasasegura.org.”¿QUÉ ES UN TOMACORRIENTE?”,

http://programacasasegura.org/mx/que-es-un-tomacorriente/, (Recuperado 30 de

Noviembre 2015).

[11] Unicrom.com.“¿Qué es un Relé / Relay?”, http://unicrom.com/Tut_relay.asp,


Rubén Alfonso Bracamontes Orozco, Mariano de Jesús Avilés Torres.

Profesor del Instituto Tecnológico de Los Mochis, Departamento de sistemas y


Ahome, Sinaloa, México, C.P. 81259, [email protected].

Jesús Gilberto Vega Sandoval, Héctor Gamaliel Rendón López, Carlos Jojanny

Albestrain Castillo.

Estudiante de la carrera de Ingeniería Informática en el Instituto Tecnológico de Los


de Noviembre s/n, Los Mochis, Ahome, Sinaloa, México, C.P. 81259

[email protected].

http://www.geekfactory.mx/tutoriales/bluetooth-hc-05-y-hc-06-tutorial-de-configuracion/

http://www.geekfactory.mx/tutoriales/bluetooth-hc-05-y-hc-06-tutorial-de-configuracion/

http://elpais.com/diario/2006/04/27/ciberpais/1146104666_850215.html

https://www.masadelante.com/faqs/que-es-bluetooth

http://programacasasegura.org/mx/que-es-un-tomacorriente/

http://unicrom.com/Tut_relay.asp

54



ISSN: En trámite

México

2015

SISTEMA SUMINISTRADOR DE ALIMENTO PARA MASCOTAS.

Bracamontes Orozco Rubén Alfonso, Avilés Torres Mariano de Jesús, Barrios

IrigoyenLuis Roberto, Fernández ÁlvarezAna Laura, Gaxiola García Valeria,

Guzmán Leyva Rody Alberto, Vega Soto Katia Araceli,



Instituto Tecnológico de Los Mochis, Los Mochis, Sinaloa pp.55 – 62

ITmochis



55

SISTEMA SUMINISTRADOR DE ALIMENTO PARA MASCOTAS

SUPPLIER OF FOOD SYSTEM FOR PETS.

Rubén Alfonso Bracamontes-Orozco1, Mariano de Jesús Avilés-Torres1, Luis Roberto

Barrios-Irigoyen2, Ana Laura Fernández-Álvarez2, Valeria Gaxiola-García2, Rody

Alberto Guzmán Leyva2, Katia Araceli Vega Soto2.

1Profesor Investigador del Instituto Tecnológico de Los Mochis, Departamento de Sistemas

y Computación, Blvd. Juan de Dios Batiz Paredes y 20 de Noviembre s/n, Los Mochis,

Ahome, Sinaloa, México, C.P 81259, Tel. +52-668-8150326.

2Estudiante de la carrera Ingeniería en Informática del Instituto Tecnológico de Los


de Noviembre s/n, Los Mochis, Ahome, Sinaloa, México, C.P 81259, Tel. +52-668-

8150326.

RESUMEN.

El presente trabajo describe el diseño e implementación de un sistema electrónico enfocado

en suministrar de manera automatizada alimento para mascotas. Mediante este sistema es

posible la implementación de un dispositivo que permite controlar el horario de ingesta de

alimentos para las mascotas, el mismo se basa en una placa electrónica diseñada a la

medida, la cual incluye un bootloader Arduino Leonardo y un módulo de comunicación

inalámbrica Bluetooth. El sistema opera con un servomotor, el cual eleva la cubierta del

dispensador para permitir el descenso de alimento al plato receptor de comida, repitiendo

esta acción bajo ciertos periodos de tiempo elegidos por el usuario.

Palabras clave: Dispensador, módulo Bluetooth, servomotor.

SUMMARY.

The following project describes the design and implementation of an electronic system

focused to provide automated pet´s food. Through this system, it is possible the

implementation of a device that allows you to control the hours of intake of pet´s food, this

system is based on an electronic board designed to measure, which includes a bootloader


56

Arduino and a wireless communication by Bluetooth module.The system operates with a

servomotor, which lifts the cover of the dispenser to allow the lowering of food to the food

dish receiver, by repeating this action under certain periods of time chosen by the user.

Key Words: Dispenser, Bluetooth module, servomotor.

INTRODUCCIÓN.

Varios factores han favorecido el incremento del número de animales de compañía en

nuestra sociedad, como: la demanda de mascotas para llenar espacios afectivos en los

entornos familiares, el aumento en la capacidad económica de las clases sociales,

permitiéndoles asumir gastos anteriormente no contemplados en su presupuesto, entre otras.

Tener un perro para el cuidado de la casa, la vigilancia de un negocio, o como compañía

para un niño o un adulto, se ha convertido en una necesidad para muchos. En México viven

23 millones de perros y gatos, según el Instituto Nacional de Estadística y Geografía. [1][2]

Este aumento desmedido de mascotas en las ciudades empieza a plantear problemas de

cohabitación, a la vez que requiere de la revisión de las interrelaciones que derivan de esta

situación, sus repercusiones en la salud pública y en la salud individual, para así establecer

medidas necesarias para minimizar los factores de riesgo de zoonosis. Sin embargo, a pesar

de las dificultades que pueda traer estas poblaciones masivas de animales, es importante

hacer una reflexión en torno al porque esta relación hombre-animal es tan estrecha, lo que

ha llevado a que las mascotas tengan una gran aceptación en la vida del ser humano.

En muchos países como Suecia, Estados Unidos y Australia, se reconocen las bondades de

la compañía de las mascotas y su importancia en la vida humana. En los Estados Unidos

este reconocimiento ha generado leyes que permiten la residencia de un animal con fines

terapéuticos en las viviendas, donde no permiten la permanencia de mascotas [6]. Con los

datos anteriores se pretende mostrar la influencia y los efectos que tiene la presencia de las

mascotas en la vida de los seres humanos.

Este trabajo se centra en la implementación de un sistema que ayude a controlar los

horarios de ingesta de alimento de las mascotas, ya que más de una vez se presenta la

ocasión, en que por cuestiones de ausencia o falta de tiempo, no podemos alimentar a


57

nuestra mascota respetando sus horarios de comida, lo cual se convierte en un problema, ya

que nuestras mascotas pueden sufrir complicaciones de salud a raíz de la falta de alimento.

Aunado a esto el usuario podrá manipular los horarios en los que desea suministrar

alimento mediante una aplicación móvil controlada mediante la comunicación bluetooth.

MATERIALES.

El Sistema suministrador de alimento para mascotas se basa en una tarjeta electrónica

diseñada especialmente para esta aplicación. Esta tarjeta fue implementada en un

protoboard y se destaca en ella un microcontrolador ATmega 32U4 con firmware o

bootloader Arduino pre-cargado. Este microcontrolador es el encargado de la toma de datos

de un módulo Bluetooth y posteriormente determinar establecer el periodo de tiempo para

repetir la suministración de comida del dispensador. También, tiene la capacidad de

comparar y validar estos datos con el módulo de tiempo, con la finalidad de obtener datos

en tiempo real.

Es preciso detallar cada uno de los materiales utilizados y explicar la función que

desarrollaron en el proyecto.

El Arduino Leonardo (Figura 1) es una placa con un microcontrolador ATmega32U4 que

permite un diseño mucho más sencillo.

Una de las ventajas de este nuevo microcontrolador es que dispone de USB nativo por

hardware y por lo tanto no necesita de ninguna conversión serie-USB. También permite a la

placa ser utilizada y programada como un dispositivo de entrada para emular un teclado,

ratón, etc. [8]

Tiene 20 pines digitales de entrada/salida, de los cuales 7 pueden ser usadas como salidas

PWM y 12 como entradas analógicas. [7]

El puerto de comunicación USB es emulado, por tanto, deja el puerto serial hardware libre

para la programación. De esta forma ya no ocurren conflictos de programación mientras

tenemos periféricos serial conectado a la placa.


58

Figura 1.-Arduino Leonardo

La figura 2 muestra el módulo bluetooth, el cual cuenta con capacidad para gestionar el

modo master y el modo slave por configuración. Es un módulo sencillo e ideal para

pequeños proyectos en los que buscas una comunicación fácil entre tu móvil y Arduino u

otros microcontroladores.

Para comunicarse con el módulo y configurarlo, es necesario tener acceso al módulo

mediante una interfaz serial. [3]

Figura 2.-Módulo Bluetooth HC-05

Un módulo RTC DS1302 (Real Time Clock) o "Reloj de tiempo real" (Figura 3) consiste en

un circuito integrado alimentado por una batería el cual, en todo momento, registra la fecha,

día de la semana y hora al igual que un reloj digital convencional. Sólo que estos datos

únicamente podrán ser consultados mediante comunicación I2C. [4]

Provee la fecha y hora actual en tiempo real. Libera tiempo y recursos al micro al ser un

módulo independiente, que sólo leerás en caso de necesitarlo. Tiene un receptáculo para

batería, lo que te permite tenerlo siempre activo. Compensación de año bisiesto. Válido

http://es.wikipedia.org/wiki/I%C2%B2C


59

hasta el 2100.Lleva integrado un cristal de cuarzo de 32.768kHz, para contar segundos con

excelente precisión. [9]

Pines de conexión directa, Vcc, Gnd, Clk, Dat, Rst.

Figura 3.-Módulo Un módulo RTC DS1302.

El servo MG995 Tower Pro (Figura 4) Funciona con la mayoría de tarjetas electrónicas

con microcontroladores y además con la mayoría de los sistemas de radio control

comercial. [5]

Este tiene un conector universal tipo “S” que encaja perfectamente en la mayoría de los

receptores de radio control incluyendo los Futaba, JR, GWS, Cirrus, Hitec y otros. Los

cables en el conector están distribuidos de la siguiente forma: Rojo= Alimentación (+),

Café= Alimentación (-) o tierra, Naranja= Señal PWM.

Figura 4.- Servomotor MG995 Tower Pro.

FUNCIONAMIENTO.

A través de una aplicación de Android para celular el usuario selecciona el intervalo de

tiempo entre las repeticiones en que el dispensador suministra alimento.

Esto se logra de la siguiente manera, primeramente, nuestro Arduino se encuentra

conectado a un módulo de Tiempo, el cual nos permite tener una relación directa entre el


60

transcurso del tiempo de una manera real y así coincidir correctamente con los tiempos

seleccionados previamente con nuestra aplicación.

Los datos enviados desde nuestro dispositivo móvil son receptados por el módulo bluetooth

de nuestra placa electrónica y una vez comunicada con nuestro Arduino son manipulados

para lograr que el servomotor gire según el tiempo programado.

Volviendo a la aplicación esta cuenta con dos opciones principales, manual, la cual

suministra el alimento de manera inmediata con tan solo pulsar el botón; y la automática, de

la cual se desprende otras opciones, 6, 12 y 24 horas, que dependen de la elección del

usuario, una vez seleccionada alguna, el sistema de manera automática estará suministrando

el alimento una vez transcurrido el intervalo de tiempo predicho.

La porción suministrada está delimitada por 5 segundos, es decir, durante 5 segundos

dispensará comida, y posteriormente esperará hasta la siguiente instrucción de la aplicación

ya sea de forma manual o automática.

PRUEBAS Y RESULTADOS.

Al sistema se le realizaron una serie de pruebas, para determinar desde el tamaño de la

porción hasta la factibilidad del producto.

La prueba fue determinada bajo el tiempo de llenado del contenedor receptor de alimento;

Siendo de 5 segundos el tiempo necesario.

La factibilidad del producto fue obtenida realizando pruebas con una mascota, para

observar si era cómodo para ella, o si cabía la posibilidad de algún destrozo por parte de

esta.

CONCLUSIONES.

Afortunadamente los resultados fueron en su mayoría favorables y en tanto a los negativos,

se trabajará en la manera de incorporar modificaciones al sistema para volver más eficaz.


61

Es complaciente saber que sin duda será un producto muy factible para las personas que

tienen mascotas, ya que una vez lanzada la idea, fueron muchas los interesados en el

sistema, la cual corrobora nuestras especulaciones sobre la factibilidad del producto.

Finalmente, esperamos que este proyecto permita controlar la dosificación de alimentos

para las mascotas, así como de facilitarle a sus respectivos dueños en la tarea de

alimentarlos de forma automática, sin temor a que se les llegue a olvidar en algún

momento.

REFERENCIAS.

[1]Raquel Rivas, El Economista. “Mascotas en México: un negocio de 2,000 mdd”.

Febrero de 2014.

http://eleconomista.com.mx/industrias/2014/02/08/mascotas-mexico-negocio-2000-

mdd

[2] Alonso, E. O. (18 de Enero de 2011). LaJornada. Recuperado el 11 de Enero de

2016

http://www.jornada.unam.mx/2011/01/18/sociedad/041n3soc

[3] Rubén, J. (21 de Febrero de 2014). Geek Factory. Recuperado el 25 de

Noviembre de 2015

http://www.geekfactory.mx/tutoriales/bluetooth-hc-05-tutorial-de-configuracion/

[4]

http://librearduino.blogspot.mx/2014/01/rtc-arduino-modulo-reloj-tiempo-real-

tutorial.html saco lo del reloj publicado por libre arduino

[5]

http://www.geekfactory.mx/tienda/motores-y-controladores/mg995-tower-pro-

servo-motor-metalico/geekFactory

[6]

LF Gómez. (9 de Agosto de 2007). La influencia de las mascotas en la vida humana.

Recuperado el 25 de Noviembre de 2015).

dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/3238619.pdf

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62

[7]

ArduinoCL. (s.f.). Recuperado el 11 de Enero de 2016


[8]

http://tienda.bricogeek.com/home/445-arduino-leonardo.html

[9]

http://articulo.mercadolibre.com.mx/MLM-527848904-arduino-avr-modulo-

ds1302-reloj-tiempo-real-pic-robot-atmega-_JM

Bracamontes Orozco Rubén Alfonso, Licenciado en Sistemas Computacionales, Docente

del Instituto Tecnológico de Los Mochis, Departamento de Sistemas y Computación.

Avilés Torres Mariano de Jesús, Licenciado en Sistemas Computacionales, Docente del

Instituto Tecnológico de Los Mochis, Departamento de Sistemas y Computación.

Barrios IrigoyenLuis Roberto, Estudiante de la carrera Ingeniería en Informática del

Instituto Tecnológico de Los Mochis.

Fernández ÁlvarezAna Laura, Estudiante de la carrera Ingeniería en Informática del


Gaxiola García Valeria, Estudiante de la carrera Ingeniería en Informática del Instituto

Tecnológico de Los Mochis.

Guzmán Leyva Rody Alberto, Estudiante de la carrera Ingeniería en Informática del


Vega Soto Katia Araceli, Estudiante de la carrera Ingeniería en Informática del Instituto

Tecnológico de Los Mochis


http://tienda.bricogeek.com/home/445-arduino-leonardo.html

63



ISSN: En trámite

México

2015

AUTOS ELÉCTRICOS: LOS MOCHIS Y GUASAVE.

Moises Sánchez Morales, Diego Ramón Francisco Gámez Vázquez,




ITmochis


ITMochis Investigación, Tecnología y Liderazgo Mexicano. Volumen 2015 número 4 agosto – diciembre 2015

64

AUTOS ELÉCTRICOS: LOS MOCHIS Y GUASAVE.

ELECTRIC CARS: LOS MOCHIS Y GUASAVE.

Moises Sánchez-Morales1; Diego Ramón Francisco Gámez-Vázquez2

RESUMEN: Actualmente uno de los mayores problemas con el que lidiamos a nivel

mundial; es el cambio climático, que entre muchas de sus posibles causas se encuentra la

emisión masiva de gases contaminantes a la atmosfera. La industria automotriz ha

proporcionado mayormente a sus consumidores, vehículos a base de la combustión de

combustibles fósiles (hidrocarburos). Es decir, cuentan con un motor de combustión

interna. Una de las soluciones propuestas para desacelerar el calentamiento global, es la

sustitución de los vehículos de combustión por autos eléctricos. Como sabemos, una de las

muchas barreras a vencer para implementar este tipo de vehículo en la ciudad de Los

Mochis y Guasave, es la falta de información que existe en la población respecto a ellos.

Introducir autos eléctricos a la región debe de ser considerada como una alternativa viable

para reducir la contaminación en ambas ciudades.

SUMMARY: Actually climate change is one of the biggest problems which we deal

globally, which among many possible causes is the emission of toxic gases to atmosphere.

The automotive industry hasprovided to its customersmostly based vehicles burning fossil

fuels (oil). That is, it has aninternal combustion engine. One of theproposed solutionsto

slow globalwarming,is the replacement ofcombustion vehicleswith electriccars.As we

know,one of the manybarrierstoovercome inimplementing this type ofvehiclein the city

ofLosMochisandGuasaveis the lack of information that exists in the population about

them.Introduce electric cars to the region should be considered a viable option to reduce

pollution in both cities alternative.

PALABRAS CLAVE: Viabilidad, Inclusión, Contaminación, Vehículos Eléctricos.

KEY WORDS: Viability, Inclusion, Pollution, Electric Vehicles.

1Estudiante Ing. Mecatrónica. Instituto Tecnológico de Los Mochis. Dirección: Juan de Dios Batís y 20 de Noviembre, Del parque, 81250 Los Mochis, Sinaloa. 2Estudiante Ing. Mecatrónica. Instituto Tecnológico de Los Mochis.Dirección: Juan de Dios Batís y 20 de Noviembre, Del parque, 81250 Los Mochis, Sinaloa.


65

1.-INTRODUCCION.

Desde hace ya poco más de 30 años, las mayores críticas que se le han hecho al sector

automotriz van enfocadas a la contaminación generada por la mayoría de sus vehículos

fabricados. Dichos vehículos cuentan casi en su totalidad con motores de combustión

interna, de los cuales podemos deducir que representan aproximadamente el 98% o 99% de

su población absoluta.

Al ser motores que necesitan de la combustión para funcionar, se necesitan de dos reactivos

muy importantes para esta reacción: oxigeno e hidrocarburos, siendo los hidrocarburos los

agentes más comunes en las intoxicaciones y casos de contaminación.

Uno de los mayores problemas que genera bastante polémica en la población, y que nos

afecta a nivel mundial, es la emisión masiva de gases contaminantes (hidrocarburos) que se

realiza en conjunto por todas aquellas personas que conducen este tipo de automóvil, gases

que a diario son arrojados a la atmosfera terrestre. La emisión de estos gases nocivos

provoca un fuerte y negativo impacto en el medio ambiente, ya que colaboran al

crecimiento del agujero de la capa de ozono (y por ende al efecto invernadero), a la

exposición prolongada de gases no comunes en la atmosfera, además de afectar a miles de

especies terrestres y marítimas.

Por ejemplo, en el caso de México, es tanta la contaminación que se le ha hecho a la

troposfera en su territorio que ya ocupa el 2do lugar en América Latina por muertes por

intoxicación del aire., siendo únicamente superado por Brasil. (Dias, 2014)

A raíz de esto, muchos son los países que se encuentran preocupados por la inestabilidad

del medio ambiente, así como la calidad del aire de sus ciudades capitales. Ante esto, su

reacción ha sido firmar tratados nacionales e internacionales para disminuir poco a poco y

año con año la liberación de más gases de efecto invernadero, tales como el Protocolo de

Kioto y el Protocolo de Montreal y sus similares.

Una de las muchas soluciones propuestas para desacelerar el calentamiento global es el

desplazamiento de vehículos comunes con motor de arranque por el de vehículos híbridos,


66

los cuales cuentan con dos tipos de motores, el tradicional de combustión interna y uno

eléctrico.

Esta dualidad proviene del hecho de tratar de disminuir un porcentaje considerable de

emisiones de hidrocarburos, sin quitarle la autonomía en el kilometraje al vehículo. Aunque

la ``Hibridación´´ de los automóviles resulta una propuesta atractiva, al contar con un motor

tradicional (dependiente aún de la gasolina), la meta a largo plazo para reducir las

emisiones de contaminantes quedara a medias, ya que seguirá liberando gases tóxicos

producto de la combustión de sus pistones.

Por otra parte, otra de las soluciones propuestas es la implementación de autos eléctricos,

los cual obtienen su energía motriz enteramente de la energía eléctrica proporcionada por

un conjunto de baterías recargables. Dichas baterías están diseñadas para ofrecer energía

eléctrica por un largo periodo de tiempo y son llevadas a bordo del automóvil.

Este tipo de vehículo es considerado amigable con el medio ambiente, ya que no cuenta con

un motor tradicional a base de gasolina o diésel, es decir, no se producen reacciones de

combustión y, por ende, no tiene emisiones de gases de ningún tipo.

Habiendo hecho este ligero análisis, se pretende evaluar la rentabilidad técnica de un

vehículo eléctrico para la viabilidad en la región del norte de Sinaloa (Ahome-Guasave),

que se propone opere como un auto de uso común que circule sin ningún inconveniente.

El ‘‘automóvil eléctrico’’ obtiene su fuente de movimiento por medio de un motor

eléctrico, del cual se evaluarán algunos parámetros propuestos en cuanto a su desempeño

motriz, el ahorro energético (rendimiento de las baterías) y el impacto ambiental, que tiene

que ver con las emisiones de gases del vehículo.

Para analizar las pruebas de cada uno de los puntos objetivos, se encuentran dentro de las

opciones (con marcos de estudios referidos a los automóviles), al desempeño y rendimiento

del modelo presentado, estudios y parámetros normalizados para los vehículos en general.

Algunas de las propuestas a analizar son:

• La Norma Mexicana NMX-AA-11-1993-SCFT (para el rendimiento ambiental).


67

• SAE J1491 (para las pruebas en el desempeño mecánico).

• SAE J1634 (para el desempeño energético).

2.-AUTOS ELECTRICOS.

Los autos eléctricos como cualquier automóvil, cuentan con una carrocería resistente,

sistemas de seguridad, neumáticos, retrovisores, etc. Lo que los distingue exclusivamente

es la manera en que funcionan. Se componen principalmente de dos a cuatro motores

eléctricos, un centro de mando y un centro de carga donde se almacenan las baterías en

grupos llamados Celdas. (Morales, 2009)

En la mayoría de los casos, cada uno de los 4 neumáticos cuenta con un motor

independiente que lo impulsa al ser activado en el centro de mando, dicho control se

encuentra a merced del conductor. De manera que los 4 motores se alimentan directamente

de las baterías del centro de carga. También cuentan con un cable para poder recargar las

celdas al agotarse, normalmente se encuentra ubicado dentro de la carcasa del automóvil.

3.-AUTOMOVILES ELECTRICOS EN EL MUNDO.

En la actualidad, en el marco global Estados Unidos lidera la lista de los países con mayor

número de vehículos eléctricos en circulación, con un total de 245,000 automóviles de este

tipo, y con 22,000 electrolineras que se encuentran en servicio para recargar las baterías de

dichos automóviles. (Meza, 2015)

En segundo lugar, se encuentra Holanda con poco más de 40 mil autos eléctricos y 500

sitios de recarga. En el caso de México sólo existen 20,000 coches híbridos y eléctricos que

transitan alrededor de todo el país y una existencia limitada de centrales electrolineras.

(Meza, 2015)

Del total de coches eléctricos que circulan en nuestro país (México), una mínima y muy

pequeña fracción le pertenece a nuestra región (Guasave-Los Mochis). Muy probablemente

menos del 0.3%, de ahí la importancia de promover su desarrollo e implementación como


68

se le ha dado en otras partes del mundo, para así generar un avance tecnológico y

mejoramientos al medio ambiente.

4.-IMPORTANCIA DE LOS AUTOS ELECTRICOS EN LA REGION.

Dado que Sinaloa es un estado que depende principalmente de la agricultura, la pesca y la

ganadería, es importante cuidar la flora y la fauna con el que cohabitan las ciudades. Como

sabemos, una de las muchas barreras a vencer para implementar este tipo de vehículo en la

ciudad de Los Mochis y Guasave (así como sucede en cualquier ciudad), es la falta de

información que existe en la población respecto a ellos, debido a que su aparición en el

mercado mexicano fue relativamente hace poco tiempo.

Es por eso, que también es importante proveer de información a todo aquel que esté

interesado en ayudar y proteger al medio ambiente y además desee adquirir un nuevo

automóvil.

5.-EVALUACION DE LA NORMATIVA Y ESPECIFICACIONES MEXICANAS.

Los modelos ofrecidos por las compañías automotrices, siguen ciertos criterios de

fabricación al momento de producirse en masa, ya que deben de cumplir con las leyes y

normalizaciones de cada país, en nuestro caso son las mexicanas. Siendo más detallados en

este estudio, la norma NMX-AA-11-1993-SCFT surgió ante la necesidad de controlar las

emisiones de los automóviles y está diseñada específicamente para aquellos automóviles

que funcionan a base de gasolina. La prueba es realizada con un tubo de Pitot, el cual es

utilizado para medir el flujo de gases que son expulsados por el tubo de escape. Por lo que

podemos afirmar que un automóvil eléctrico al no tener emisiones, no entra en la categoría

por analizarse por las autoridades mexicanas, y cumple con esta normativa sin necesidad de

ser sometida a revisión. (Dirección General de Normas, 1993)

También contamos con la norma internacional SAE J1634 que regula la eficiencia de una

batería para aquellos vehículos que dependan únicamente de la electricidad como su única


69

fuente de poder. Esta normativa requiere de personal capacitado en el tema, pero para

nuestro estudio, dejaremos esta normativa como opcional, ya que dependerá de las

exigencias de cada cliente.

6.- OBTENCION DE LA ENERGIA Y POSIBLE CONTAMINACION.

Analizando la hipotética implementación de un automóvil eléctrico en cualquier entorno,

cabe destacar que el auto eléctrico no contaminara sus alrededores, dado que este tipo de

vehículos tienen 0% de emisiones de gases nocivos debido a que como lo hemos

mencionado a lo largo del estudio, su motor no necesita de la combustión para funcionar.

(Morales, 2009)

Sin embargo, un auto eléctrico si puede llegar a contaminar haciéndolo de manera indirecta

en los lugares donde se genere la energía eléctrica que demanda el automóvil, tal como una

planta eléctrica nuclear o una planta de carbón.

Para tener un mayor ahorro energético y tratar de ser un poco más independientes, algunos

modelos de autos híbridos y eléctricos cuentan con la capacidad de poder recargar sus

baterías al utilizar el pedal de frenado, de manera que esa pérdida de energía por

rozamiento no resulta ser del todo una perdida, debido a que se aprovecha un porcentaje

aproximado del 90% que, de otra manera, se perdería de no ser por esta peculiar

característica. (Morales, 2009)

Sin embargo, a pesar de esta característica, las celdas eléctricas no pueden cargarse a su

máxima capacidad. Para poder garantizar la autonomía del coche se seguirá necesitando un

periodo de tiempo para que estas sean recargadas y puestas en funcionamiento, esto

significa que se seguirá dependiendo de una toma de corriente común y corriente, como las

que se encuentran en los hogares sinaloenses.

Atendiendo el caso específico de la ciudad de Guasave y de los Mochis, esta última obtiene

su energía eléctrica de una central termoeléctrica ubicada en la ciudad de Topolobampo.

Esta central está compuesta por dos unidades principales. Cada una de estas plantas puede


70

generar hasta 160MW (Mega-watts). Mientras que Guasave, se aprovecha de la energía

eléctrica producida por otro tipo de plantas llamadas hidroeléctricas.

El proceso que se realiza dentro de una termoeléctrica para generar energía eléctrica, es la

liberación prolongada de calor realizando la combustión de combustibles fósiles, como el

petróleo o gas natural. Este calor es empleado por un ciclo termodinámico convencional

para mover un alternador y producir energía eléctrica

Estas características hacen que una termoeléctrica no resulte tan amigable con el medio

ambiente, ya que es la principal fuente de contaminación de la región. La termoeléctrica de

Los Mochis arroja sus desechos a la bahía de Ohuira, elevando la temperatura ambiente de

3° a 5° C. Esto afecta a las especies marinas que se encuentran en los alrededores, ya que

no se pueden adaptar a la nueva temperatura que se les suministra. Para ser más específicos

esta temperatura extra afecta al fitoplancton y a las algas marinas, ya que, al no ser capaces

de soportar el calor recibido, no alcanzan a desarrollarse y algunas otras mueren, afectando

a toda una cadena alimenticia. (Dias, 2014)

A pesar de eso, la energía eléctrica generada sigue siendo repartida en sus 3 consumidores

principales: La industria, la población de Los Mochis y la misma planta que utiliza parte de

esa energía para poder seguir funcionando, siendo la industria y la población los que mayor

demandan de su energía.

7.-FACILIDADES QUE SE OFRECEN.

La CFE (Comisión Federal de Electricidad) ofrece la posibilidad de instalar un centro de

carga para automóviles eléctricos en el mismo domicilio del cliente para facilitar la carga y

recarga eficiente de las baterías del automóvil. De esta manera se pretende hacer más fácil

la adquisición de cualquier modelo y tratar de agilizar las ventas.

Algunas compañías como Ford prometen un reembolso por adquirir alguno de sus

automóviles, ya sean híbridos o eléctricos, con el fin de realizar estudios y mejorar la

tecnología con la que se dispone actualmente.


71

8.-CONCLUSION.

Por todo lo anterior dicho, consideramos que las ciudades de Guasave y Los Mochis poseen

un amplio terreno para el desarrollo de la tecnología, y que es necesario que ambas

ciudades estén actualizadas con las llamadas Tecnologías Verdes. Ambas regiones se

caracterizan por dedicarse en su mayor parte a la agricultura y la pesca, y es necesario no

alterar de ninguna manera el entorno donde se desarrollan estas dos actividades

económicas.

Introducir autos eléctricos a la región debe de ser considerada como alternativa para ayudar

a preservar el ecosistema del cual dependen estas dos ciudades para sostener su economía.

Al reducir las emisiones contaríamos con una atmosfera más despejada, es decir habría

menos contaminación, y por ende miles de especies terrestres y marítimas ya no serían

perjudicadas por las actividades humanas. Dispondríamos de una mayor calidad de aire,

que luego se reflejaría en una buena calidad de vida reduciendo así los riesgos de contraer

una enfermedad respiratoria.

Si bien es cierto que se daría lugar a un mayor consumo de electricidad la capacidad que

provee la actual central termoeléctrica de Topolobampo, así como la central hidroeléctrica

de Bacurato, no se verían sobrecargadas en lo absoluto por la inclusión de autos eléctricos

en la región (Guasave-Los Mochis).

Es evidente que los beneficios obtenidos tendrán gran impacto a nivel ambiental y social en

ambas regiones. Sin embargo, en la actualidad, el uso de los vehículos eléctricos e híbridos

en nuestro país todavía es reducido debido a:

• La falta de inversión para la comercialización de este tipo de autos

• Abastecimiento de centros de carga.

• Desconocimiento de los beneficios por parte de la población

Por lo que proponemos como primera acción realizar un acercamiento profundo con la

población acerca de los beneficios que traerían consigo los autos eléctricos a nuestra región,


72

así como aumentar el interés en los investigadores mexicanos para en un futuro mejorar los

diseños disponibles de autos eléctricos.

BIBLIOGRAFIA.

Anon., 1993. Semarnat. [En línea]

Available at:

http://biblioteca.semarnat.gob.mx/janium/Documentos/Ciga/agenda/DOFsr/NMX-AA-011-

1993.pdf

[Último acceso: 3 Noviembre 2015].

Anon., 2014. Xataka. [En línea]

Available at: http://www.xataka.com/automovil/son-caros-los-coches-electricos-el-coste-

oculto-en-el-coche-coche-electrico-contra-tradicional


Anon., 2015. Nergiza. [En línea]

Available at: http://nergiza.com/cuanto-consume-realmente-un-coche-electrico/


Dias, B., 2014. Frenomotor. [En línea]

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Leyva, J., 2015. ¿Cuantos Autos Electricos Hay en Mexico?. El Financiero, 15 Enero .

Meza, N., 2015. ¿Porque no hay autos electricos en Mexico?. Forbes Mexico.

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http://www.ibiologia.unam.mx/directorio/r/ricker_pdf/Investigacion_Economica_1999_Co

ntaminacion_aire.pdf


Torres, J., 2015. Estudio de Viabilidad en la Implementacion de Vehiculos Electricos en la

Ciudad de Cuenca, Cuenca, Ecuador: s.n.


73

Síntesis Curricular.

Nombre: Moisés Sánchez Morales.

Fecha y lugar de nacimiento: 14 mayo de 1997, Los Mochis Sinaloa.

Estado civil: Soltero.

Estudios Finalizados: Bachillerato, UAS Unidad Académica Preparatoria Guasave Diurna.

Estudios Actuales: Estudios Superiores, ITLM, Ing. Mecatrónica.

Nombre: Diego Ramón Francisco Gámez Vázquez.

Fecha y lugar de nacimiento:31 agosto de 1997, Guasave Sinaloa

Estado civil: Soltero

Estudios Finalizados: Bachillerato, UAS Unidad Académica Preparatoria Ruiz Cortines.

Estudios Actuales: Estudios Superiores, ITLM, Ing. Mecatrónica.

74



ISSN: En trámite

México

2015

CONTROL Y MONITOREO DEL PROCESO DE CERVEZA ARTESANAL.

Diana Celeste Javalera Holguin, Jesus Eduardo Verdugo German, Luis Enrique

Gastelum Alvarez,




ITmochis



75

CONTROL Y MONITOREO DEL PROCESO DE CERVEZA ARTESANAL

CONTROL AND MONITORING OF PROCESS OF CRAFT BEER

Diana Celeste-Javalera-Holguin1; Jesus Eduardo-Verdugo-German1; Luis Enrique-

Gastelum Alvarez1.

1Alumnos tesina de la carrera de ingeniería electrónica en el Instituto Tecnológico de Los

Mochis, Blvd.Juan de Dios Batiz y calle 20 de Noviembre s/n, C.P. 81259, Los Mochis,

Sinaloa.

RESUMEN:

El presente trabajo describe el diseño e implementación de un sistema de control enfocado

a la automatización y monitoreo del proceso de elaboración de la cerveza artesanal, el cual,

es un proceso en el que intervienen diferentes disciplinas científicas y diversas tecnologías.

se centra en el estudio del proceso de su elaboración y la compresión de los componente de

la cerveza artesanal y su producción demuestra como las materias primas y la manera de su

procesamiento determinan la aceptabilidad de un producto.

La cerveza contiene un 90% de agua y una amplia variedad de especies quimicas con

distintas propiedades que daran un determinado amargor, color, aspecto y formación de

espuma. El control de los componentes aromáticos que componen el amargor en la

cerveza depende de la precencia del dioxido de carbono(CO2), sustancias en superficie

como polipeptidos anfipaticos de la malta y sustancias amargas del lúpulo.

En este proyecto se controló automaticamente el proceso de producción de cerveza

artesanal con arduino, modulos de comunicación xbee y con protocolos de comunicación

digimesh en las etapas de maceración, cocción, refrigeración y fermentación; a traves de

diferentes actuadores y en función del tiempo,temperatura, nivel, ph, CO2, grado brix y

presión.

Palabras clave:

Arduino, Xbee, Digimesh, Cerveza artesanal, Proceso.

SUMARY:


76

This paper describes the design and implementation of a control system for applications

focused on the automation and monitoring of the manufacturing process of the Brew.

which it is a process in which different scientific disciplines and various technologies

involved.

It focuses on the study of the process of preparation and understanding of the component of

the Brew

and his production shows such as raw meterias and how processing determine the

acceptability of a product.

Beer contains 90% water and a wide range of chemical species whith various properties,

which provid a distinct bitterness, colour,appearance and beer head. The control of beer’s

head depends on the presence of carbon dioxide, surface substances such as amphiphilic

polypeptides in the barley and bitter substances in the hops.

In this project it was automatically controlled the process of beer craft with

arduino,communication modules xbee and communication protocols Digimesh in the

stages of maceration,cooking, refrigeration and fermentation; through different actuators in

funtion of time,temperature,level,pH,CO2,brix and pressure.

Keywords: Arduino, Xbee, Digimesh, Craft beer, Process.

1.-INTRODUCCION.

La producción de cerveza industrial en todo el mundo está estandarizada, los gustos han

convergido, y la riqueza cultural cervecera ha menguado. Aun así, una parte de los

consumidores ha comenzado a buscar cervezas con sabores alternativos, lo que permite que

los pequeños fabricantes sobrevivan a las grandes compañías desarrollando cervezas de

gran calidad. La idea principal del proyecto es el diseño de una planta de elaboración de

cerveza artesanal para elaborar cervezas especiales. De nada sirve elaborar un clon de

cerveza industrial de multinacional porque por muy bien que lo hagamos, la de la

competencia siempre será mucho más barata y mejor.


77

Para llevar a cabo la preparación de cerveza, implica el entendimiento de una serie de

reacciones microbiologicas, enzimaticas, , asi como el control de ciertos parámetros;lo que

hace que el artesano se convierta en un estudioso del proceso, por lo que no debe

descuidarse la ejecución de los procedimientos correctos, ya que se podría obtener una

cerveza de baja calidad.

La cerveza es una bebida alcohólica espumosa preparada con granos de cebada u otros

cereales fermentados en agua y aromatizados con lúpulo. Su nombre proviene del latín

“cervêsïa”, palabra del galo (idioma celta), según el filólogo y etimólogo Joan Corominas.

Es sabido que hace más de 6.000 años, en la tierra de los ríos Tigris y Eufrates, los

sumerios (habitantes del sur de Mesopotámica) elaboraban y consumían cerveza. Un

grabado de esa época representa a unos bebedores de cerveza junto a los cuales se

reprodujeron algunas canciones dedicadas a la diosa de la cerveza, Ninkasi. Además, los

sumerios conocieron varios tipos de cerveza, entre ellos una variedad conocida como

superior. Los babilonios heredaron de los sumerios el arte del cultivo de la tierra y la

elaboración de la cerveza. El rey Hammurabi dispuso en un decreto normas sobre la

fabricación de la cerveza, en el cual también se establecían severos castigos a quienes

adulteraran la bebida. La elaboración tenía carácter religioso y era realizada solo por las

sacerdotisas. Los babilonios preparaban la cerveza a partir de los panecillos de harina de

cebada y la llamaban pan líquido. La cerveza se encuentra entre las ofrendas hechas a los

dioses en casi todas las culturas. La cerveza paso de Egipto a Europa a raíz de las cruzadas.

Los caballeros de regreso a sus países la llevaban consigo. En la historia medieval y

moderna aparece la tradición alemana, que es muy antigua. A raíz de fuertes heladas

consecutivas que afectaron los cultivos de la vid, en Europa tomo fuerza la cerveza como

reemplazo del vino. Por esa época, los habitantes del norte de Europa utilizaban hierbas

aromáticas y plantas silvestres para modificar el sabor y aroma. Se cuenta que Santa

Hildegarda, abadesa de Ruperstberg, fue quien primero adiciono lúpulo a la cerveza.

En 1762 se publicó en Inglaterra el libro “Theory and Practice of Brewing”, sugiriendo por

primera vez el uso del termómetro en la elaboración de la cerveza. Se establecieron tablas

de temperaturas para hornear la cebada y el color de la malta para cada temperatura.


78

En 1784 se introdujo por primera vez el uso de la máquina de vapor en dos cervecerías

inglesas. Al principio, la energía que producía el vapor se utilizaba solamente para triturar

la malta y bombear el mosto, posteriormente se utilizó para todas las fases de la

elaboración.

En 1876 Luis Pasteur público “Etudes sur la Biere” (estudios sobre la cerveza), en donde

describió conceptos importantes para la industria cervecera, entre los que se cuentan la

teoría de la fermentación, disolución de oxígeno en el mosto, microorganismos

contaminantes, lavado con ácido de la levadura y principalmente la preservación de la

cerveza por medio del calentamiento y posterior enfriamiento, lo que hoy conocemos como

pasteurización.

La invención de la refrigeración por Carl Von Linde fue un factor determinante para la

producción de cerveza tipo larger. En 1876 s instalo la primera máquina de refrigeración en

una cervecería en Munich. En 1879 Lorenz Enzinger introdujo la filtración de la cerveza,

para eliminar la turbidez. En 1935 si inicia el uso de acero inoxidable en equipos para

cervecería, con lo que se consiguen mejores condiciones sanitarias.

En 1975 comienza la automatización completa de procesos cerveceros, mediante el control

computarizado en línea.

Hoy en día continúan los desarrollos en automatización y optimización de procesos,

lográndose un alto grado de sofisticación en el control global de todas las operaciones de

una cervecería y una reducción considerable en el consumo de energía.

2.-DESARROLLO.

En los ultimos años se reporta un incremento de la industria cervecera artesanal, debido

fundamentalmente al aumento de bares que promueven su consumo. La cerveza artesanal

es un producto principalmente a base de cebada, la que posteriormente a las etapas de

malteo, maceracion, coccion, fermentacion y maduracion, permite obtener un producto

natural, existiendo la posibilidad de la elaborar una gran variedad de cervezas.


79

La preparación de cerveza, implica el entendimiento de una serie de reacciones

enzimaticas, microbiologicas, asi com el control de ciertos parámetros.

El proceso de elaboración de cerveza inicia desde:

Molienda de malta. En esta estapa se tritura la malta para poder extraer los compuestos

contenidos en su interior. Es importante que la cascarilla quede los más entera posible para

evitar extraer sustancias indeseables para el proceso, por lo cual se utilizan molinos

especiales.

Maceración. La maceración consiste en mezclar la malta molida y los adjuntos con agua a

temperatura y tiempos especificos, con la finalidad de permitir que las enzimas presentes

en la malta transformen los almidones en azúcares. De esta mezcla se obtiene un liquido

dulce color ambar que contiene azúcares, proteínas, vitaminas y minerales, al cual se le

conoce como mosto.

Filtrado de mosto. Una vez obtenido el mosto en el macerador es necesario separarle las

cascarillas. Esto se logra mediante filtros mas comunmente utilizados son los que se

cuentan con un falso fondo que tiene pequeñas ranuras por donde pasa el mosto filtrado.

Cocción. La ebullición del mosto en la olla de cocción se logra mediante un sistema de

calentamiento a base de vapor. Durante la ebullición se adiciona el lúpulo que impartirá el

amrgor característico a la cerveza. Esta etapa del proceso influye definitivamente en la

estabilidad del sabor de la cerveza.

Separación de trub. Al terminar la ebullición del mosto es necesario separar el trub a fin

de vitar turbidez en el producto final. El trub es una masa de particulas de proteína

coagulada. Esto se realiza en un tanque de mosto caliente. El mosto entra al recipiente de

manera tangentecial con lo que se logra que gire el liquido y las particulas se vayan

sedimentando en el centro del recipiente. Este efecto fisico se debe a las fuerzas que

intervienen en el movimiento del liquido y las particulas.

Enfriamiento de mosto. Este proceso se lleva a cabo con un enfriador provisto de unas

placas de acero inoxidablr con canales, que hacen posible la transferencia de calor entre el


80

refrigerante y el mosto. El mosto clarificado debe enfriarse para inyectarle la levadura que

será la responsable de transformar el mosto en cerveza.

Fermentación. La fermentación es llevada a cabo por las celulas de levadura para

transfomar el mosto en cerveza. La levadura es un organismo unicelular que para

reproducirse se alimenta de sustancias contenidas en el mosto, como: azucares,

aminoácidos y minerales. Al realizar su metabolismo los subproductos principales que

excretan son alcohol y CO2. Una vez consumidos los nutrientes contenidos en el mosto, las

celulas de levadura se agrupan y sedimentan para posteriormente separarse de la cerveza.

La temperatura de fermentación es un factor definitivo en el aroma y sabor de la cerveza,

por lo que los tanques modernos cuentan con sistemas de alta tecnologia para el control de

temperatura.

Maduración. Durante la maduración de la cerveza se adquiere el sabor definitivo del

pruducto. Esta se lleva a cabo a temperaturas muy frías cerca d los 0ºC. despues de

algunas semanas en reposo se logra la maduracion del sabor y la serveza esta lista.

Para la elaboración de cerveza los principales parámetros a tener en cuenta son la

temperatura y el tiempo, sin dejar de mencionar que en ello tambien se debe realizar otras

mediciones (Ph, densidad, nivel, presión, grados brix, etc.) en el transcurso del proceso. El

correcto manejo de la temperatura en la elaboración de cerveza, en general, mejora la

presencia de componentes aromáticos y volatiles, mejorando el sabor de la cerveza.

En muchos procesos industriales, los metodos convencionales de control automatico

muchas veces no son los mas adecuados, debido a que estos requieren un conocimiento

estricto de la relaciones de entrada y salidad del proceso. En otros casos, debido a la

complejidad de estos, se deben simplificar muchos de los calculos que describen a los

mismos, obteniendose resultados no del todo satisfactorios, apareciendo controles

automaticos de baja calidad y funcionamiento inadecuado.

Ante muchas de estas dificultades, el arduino junto con los modulos y protocolos de

comunicación son una alternativa pues proveen de algoritmos que permiten convertir una

estrategia de control, basada en el conocimiento, en una sistema de control automatico; es


81

decir, un control del proceso mucho mas cercano a la forma en que la haria un operador.

Su fundamento es la aplicación de un arduino el cual es una plataforma de desarrollo de

codigo abierto, basada en una placa con un sencillo microcontrolador y un entorno de

desarrollo para crear software para la placa.

El diseño del proceso es un sistema de control que no riequiere un modelo analitico

complejo del sistema dinamico. Su diseño es un control en el cual a traves de los valores

medidos y adquiridos por medio del modulo xbee,se definira cierta acción basada en la

información que dicha etapa requiera que se controlen.

En este contexto se ha desarrollado el presente trabajo, como parte integrante de un pryecto

completo de la elaboracion de cerveza artesanal, empleando el sistema de control para la

temperatura y tiempos en las distintas estapas asi como otras variables tales como ph,

desidad, CO2 y grados brix,entre otros durante la elaboracion de cerveza artesanal.

2.1.-Materiales y metodos.

2.1.1.-Material de preparación.

Se utilizara cebada malteado de 6 hileras (hordeum vulgare) , lùpulo (humulus lupulus)

variedad Nuguett (α- acido 11-12.5%,β-acidos 3.5-4%, humulonas 22-25%,aceites

esenciales 2 mL/100 g); agua potable y la cepa de Saccharomyce cerevisiae CET1987.

2.1.2 material para desarrrollo de automatización.

Figura 1.- placa Arduino.


82

Arduino como ya se menciono es una plataforma de hardware libre, basada en una placa

con un microcontrolador y un entorno de desarrollo.

Traba a un voltaje de 3.3V o 5V, cuando se selecciona 3.3v trabaja con 800mA y a 5V con

2A. Cuenta con un micro controlador ATmega328y un conector mini USB.

Fig.2 modulo XBee serie 1

Xbee serie 1.

Zigbee es un protocolo de comunicaciones inalambricos basado en el estándar de

comunicaciones para redes inalámbricas IEEE_802.15.4. Zigbee permite que los

dispositivos electronicos de bajo consumo puedan realizar sus comunicaciones

inalámbricas. Es especialmente útil para redes de sensores en entornos industriales,

medicos y , sobre todo, domóticos.

Las comunicaciones Zigbee se realizan en la banda libre de 2.4GHz. el alcance normal con

antena dipolo en linea vista es de aproximadamente de 100m y en interiores de unos 30m.

la velocidad de transmisión de datos de una red Zigbee es de hasta 256kbps.

El módulo requiere una alimentacion desde 2.8 a 3.4 V, la conexión a tierra y las lineas de

transmisión de datos por medio del UART (TXD y RXD) para comunicarse con un

microcontrolador, o directamnte a un puerto serial utilizando algún puerto serial utilizando

algún conversor adecuado para los niveles de voltaje.

Sensor de temperatura para maceracion y coccion.


83

Figura 3.-sensor de temperatura.

El transmisor de temperatura por inmersion de la serie TTW esta conectado a una versión

Pt100RTD de la serie TE de la marca Dwyer, el cual proporciona lingitudes de inserccion

de hasta 45.7cm (18”). Genera una señal de 4 a 20 mA. Tiene un rango de entrada de

temperatura de -200 a 530 ºC, tiene de hilos d esalida de 4 a 20 mA. Precision de ± 0.2% de

escala completa y un tiempo de respuesta < 100 ms y requiere 12 a 35 VCC.

Sensores de teperatura para la fermentación.

El DT302,transmisor de desidad y concentración, es un instrumento desarrollado por Smart

para la medición continua y en linea de la densidad, además de la concentración de

líquidos, directamente en los procesos industriales.

El DT302 utiliza el principio de medición de presión difetencial hidrostática(d=Δp/g.h)

para calcular la desidad del fluido del proceso. Es un producto patentado que cuenta con

una sonda, inmersa en el flujo del proceso, donde se ubican dos sensores de presión y un

sensor de temperatura, utilizados para compensar automáticamente cualquier variación del

proceso

Figura 4.- sensor de temperatura DT302

Sensor de nivel de agua.


84

El sensor ultrasonico BUS M30E2 mide sin contacto al nivel de

llenado en presion normal, así como en depósitos y recipentes con una sobrepesión de

hasta 6 bar. Gracias a la combinacion de salida de conmutacion y salida analogica, pueden

llevarse a cabo simultáneamente una meición de nivel de llenado y una proteccion contra

derrame. Unna membrana de PTFE protege el sensor frente a líquidos agresivos.

Medicion sin contacot de 30mm hasta 1.3m de distancia de detección en

funcionamiento/5m de distanca de detección límite.

Figura 5.-sensor ultrasonico BUS M30E2

Sensor de ph.

El sensor de pH/ORP 2750 proporcionan una salida de lazo de 4 a 20mA de dos alambres

para mediciones de PH y ORP, el sensor tiene preamplificacion incorporada, lo cual reduce

los costos del sistema al mismo tiempo que garantiza una integridad de la señal hasta

304.8m. cuenta con una salida de comunicación de serie ASCII, nivel TTL 9600 b/s, una

alimetacion de 5Vcc, ±1% regulada, 3mAmáx.


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Figura 6.- sensor pH /ORP 2750

el rango del sensor es de 0ºC a 85ºC en temperatura, tiene un tiempo de respuesta de <6

para 95% de cambio y una precision de ± 0.03.

Sensor CO2.

Figura 7. conexiones de sensor de CO2

La recupercion del dioxido de carbono presente en los gases emitidos del recipiente de

fermentacion en un proceso de gran importancia en la produccion de cerveza, ya que

reprorta numerosas ventajas en la eficiencia y recursos.

Steven Pauwels, maestro cervecero de Boulevard Brewing Company, es consiente de la

importancia de dar a los consumidores la efervescencia justa para sus diversos productos,

de modo que la ceveza supervisa los niveles de C02 disueltos para controlar la

carbonatación y garantizar una correcta dosificacion.

El sensor InPro5500i emplea la conductividad térmica (TC) para la determinación de la

presión de CO2 parcial. La medicion se consigue midiendo la conductividad térmica del

gas presente en la camara de medición, separada de la corriente del líquido por una

membrana permeable al gas. El principio del TC es inmune a la presencia de los gases

subyacentes, lo que comporta un alto grado de selectividad de CO2.

2.1.3 Material para la produccion.

electrovalvulas, motores, agitador, mangueras, vasos de presipitacion de 100 a 500mL,

probetas de 500mL, tres tanques con capacida de 20 litros.


86

2.2 produccion de cerveza artesanal y su sistema de control.

La maceracion se realizara en dos diferentes condiciones, la primera a temperatura de 68-

70ºC por 1 hora y la segunda por 30 minutos a temperatura entre 72-74ºc. durante la

maceracion se produce la formacion de azucares (55-62.5ºC) en tiempos de 5 a 20

minutos, formacion de dextrinas (67-72.5ºC) en tiempos de 5 y 30 minutos y conversion

entre 70-74ºC; la que sirve para completar todas las actividades enzimaticas, con una

duracion maxima de 30 minutos. La estabilizacion se realiza en 74-77.5 ºC con

inactivacion total de las enzimas en tiempos de 5 a 10 minutos.

Gran parte de las proteinas que se solubilizan en la maceracion se retiran por coagulación,

en la misma maceración o durante la ebullición del mosto.

En la etapa de cocción se empleará un tiempo de 110 minutos. Fodor (1998) recomienda no

excederse de los 75 minutos y Carbajal (2005) recomienda un tiempo de cocción de la

mezcla malta-lúpulo de 2 horas con 30 minutos.

En la fermentación el porcentaje fermentable de los azúcares simples puede llegar al 100%.

Otros compuestos con azúcares más complejos como la malta, no son del todo

fermentables, así como las materias proteínicas pueden ocasionar problemas en la

fermentación provocando turbidez en la cerveza.

La cerveza obtenida se madura por una semana a temperaturas de refrigeración entre 3 a 5

ºC. En ciertos casos se suele emplear dos etapas reposo y acabado y durante el reposo se

hace una segunda fermentación. En el paso de reposo ha acabado la temperatura es de 2 a

3ºC y en acabado se puede enfriar a 1ºC, proceso que puede durar 2 a 3 meses.

Los objetivos de la maduración son acumular o almacenar cerveza, dejar sedimentar en

forma natural la materia amorfa y la levadura que aún tiene la cerveza, refinación del sabor

por eliminación de las sustancias volátiles que causan el sabor verde y separación por

precipitación de los compuestos que se forman al ser enfriada la cerveza.

2.2.1 adquisición y transmisión de datos.


87

para el control del proceso utilizamos la tarjeta arduino uno, en el cual, se desarolló el

código,en el que establece los parámetros que los distintos sensores deberan de tener.

Para medir el nivel en los distintos tanques del proceso como lo son maceración y cocción

se empleará sensores de nivel los cuales emitirán y captaran los pulsos que permitirán

determinar el nivel de líquido que hay en los tanques.

Para la temperatura se emplearan sensores de temperatura que sean capaces de medir la

temperatura en liquidos que rebasen mas de 100 ºC.

La medición de la temperatura será en las etapas de maceración, en la placa de arduino

establecemos los limites que esta etapa requiere,estableciendo que si se tiene una

temperatura mayor a 76 ºC se activara un control PID.

Para la medición de la temperatura en la etapa de fermentación tendra ciertas condiciones

de operación en la cual no debera ser mayor a los 16ºC. en esta etapa tambien se realiza la

medición de niveles de pH y de CO2.

Así mismo tambien se uso timers ya que dicho proceso requiere que ciertas acciones se

realicen en determinados tiempos. para empezar la maceración se implemento un timer el

cual permite establecer el tiempo que esta etapa requiere que sea implementada,así como

el control del agitador que se apagara al momento de terminar dicha tarea, y encendera la

bomba que llenara el tanque de cocción.

En la etapa de cocción tambien se requiere de la implentacion de timer ya que en esta etapa

se debera de agregar el lúpulo en disitintos momentos de la cocción, la primer parte del

lúpulo se agregará a los 75 minutos, esto le dará a la cerveza la aroma, despues a los 15

minutos se agrgará la seguda parte que le da el sabor y por ultimo despues de 90 minutos

se agrega la ultima parte la cual le da amargor a la cerveza.estos parámetros se establecen

en la placa de arduino.

Para transmitir esta serie de datos a un módulo XBee de forma inalambrica se utilizará

DigiMesh el cual implementa un protocolo propietario de Digi que permite la

configuración de redes de tipo malla de forma rápda y fácil, a través de comandos.


88

con DigiMesh sólo existe un tipo de nodo, todos pueden encaminar datos e

entercamibiarinformación. DigiMesh establece la sincronización de tiempo en los nodos

por un nombramiento y un proceso de eleccción, permitiendo a la red funcionar

autómaticamente.

Para ello se utilizo el protocolo de interface API, a traves de este protocolo se permite

extender el nivel al que una aplicación pueda actuar de acuerdo a la capacidad de red del

módulo.

En el modo API todos los datos entran y dejan los módulos UART son contenidos en

tramas que definen las operaciones o eventos dentro del módulo.

Define un valor, que nos pemite identificar el inicio de la cadena de datos, para ello de

empleo el byte 0x7E. después indicamos , por medio de los mismos valores hexadecimales

dos bytes correspondientes a la cantidad de valores que se enviarán después de estos.

Luego, indicamos un valor que permite etiquetar el tipo de valor que estamos

transmitiendo, para poder indicar si los datos enviados pueden ser o no, los mismos

valores que se enviarán. luego de estos bytes se agregan los de enviar, y por último un byte

que permite confirmar la transmisión de datos, denominado checksum. el cual calcula

sumando todo los bytes,excluyendo los tres primeros,y luego a este valor obtenido, se

toman solo las dos últimas cifras, y se le restan al byte 0xFF.

La adquisición de los datos se realizó a través de las líneas de entrada habilitadas de los

módulos de RF con un voltaje de referencia máximo de 3.3 Vdc., para lograrlo se efectuó

el acondicionamiento de las señales de los sensores con el fin de proporcionar la

información de una manera adecuada para ser transmitida.

Las muestras tomadas por los sensores y emitidas por los módulos de RF son recibidas por

medio de un equipo coordinador el cual, por medio de comunicación serie envía datos

hacia un ordenador para adquirir la señal por medio de LabVIEW siendo procesada y

representada en una interfaz.


89

Es importante señalar que la información tiene un formato hexadecimal y la longitud de

la trama varía de acuerdo al muestreo digital o analógico que se utilice de acuerdo a las

características de cada sensor.

3.-CONCLUSIÓN.

Con la realizacion de este trabajo se pudo conocer el proceso artesanal de la cerveza, como

se elabora de forma tradicional y mediante la aplicación de tecnologia optimizamos el

proceso y mejoramos el valor agragado, todo esto mediante el uso de protocolos de

comunicación y sofware que nos permiten lograr una mayor calidad y eficiencia en el

proceso.

4.-REFERENCIAS.

http://www.digi.com/products/wireless-wired-embedded-solutions/zigbee-rf-

modules/point-multipoint-rfmodules/xbee-series1-module#specs

www.olimex.cl/pdf/Wireless/ZigBee/XBee-Guia_Usuario.pdf

http://www.tecnologiaslimpias.org/html/central/313301/313301_ee.htMhttp://www.dwyer-

inst.com/Products/

http://www.balluff.com/balluff/MMX/es/products/overview-fill-level-detection.jsp

http://www.gfps.com/appgate/ecat/common_flow/10000W/MX/es/109620/109630/110170/

99580/product.html#tabDetails

http://mx.mt.com/mx/es/home/products/Process-Analytics.tabs.publications.html

http://mx.mt.com/mx/es/home/products/Process-Analytics.html

Gutiérrez, A.; Elizondo, A.; Días, A. 2002. Cervezas Artesanales: características

fisicoquímicas y microbiológicas-comparación con cervezas industriales. Industrialización

de Alimentos. Disponible en: http://www4.inti.gov.ar/GD/4jornadas2002/pdf/ceial-022.pdf

http://www.tecnologiaslimpias.org/html/central/313301/313301_ee.htM

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ISSN: En trámite

México

2015

ENSAYO: LA COMUNICACIÓN CIENTÍFICA COMO UN PROCESO SOCIAL Y

CULTURAL.

Pedro Alejandro Santana Villegas,




ITmochis



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ENSAYO: LA COMUNICACIÓN CIENTÍFICA COMO UN PROCESO SOCIAL Y

CULTURAL.

Pedro Alejandro Santana-Villegas1

Resumen.

En el presente trabajo se muestra primeramente el concepto e importancia de la

comunicación científica que surge del proceso de comunicación, cuyo objetivo es la

transmisión de la información de los resultados de una investigación científica. Se

menciona a los principales actores responsables de transmitir este conocimiento, los cuales

son los investigadores científicos y se señala por qué se considera a la comunicación

científica como un proceso social y cultural. Se enumeran las principales características de

este tipo de comunicación, así como las recomendaciones principales sugeridas para que se

dé una comunicación ética.

Ensayo.

Antes de comentar acerca de la comunicación científica es necesario mencionar el proceso

de comunicación, ya que el entendimiento de todas las sociedades humanas es gracias a

ella. La comunicación consiste en un acto mediante el cual un individuo establece con otro

u otros un contacto que le permite transmitirles una información. Para que la comunicación

se produzca se necesita un código, es decir, un conjunto limitado y moderadamente extenso

de signos que se combinan mediante ciertas reglas conocidas por quien envía el mensaje, el

cual es llamado emisor, y quien lo recibe, a quien se le conoce como receptor (Castillo,

2001). Es decir, debe haber una participación en ambos sentidos para que la comunicación

sea efectiva, además de que si existe una nueva información de un producto de la ciencia

que no llega a sus destinatarios, no podemos decir que se trata de información hasta que se

divulgue.

En lo que respecta a la comunicación científica, hasta el estudio o investigación más

interesante o importante tiene poco valor si no se difunde o se transmite a través de un

medio de comunicación, ya que los resultados son de gran utilidad a otros para aumentar el

conocimiento del tema y es una de las responsabilidades del investigador científico.


92

Sosa, et al. (2004) afirma que existen muchas formas de comunicación en la ciencia, la

primera y la más evidente es la oral, ya que se considera la más importante y antigua de la

humanidad. En reuniones y congresos los científicos entran en contacto directo con sus

pares y someten sus resultados, ideas y especulaciones a sus colegas, lo cual es importante

para la ciencia por dos motivos: el primero, precisa tener la certeza de lo que está

proponiendo o enunciando es correcto y aceptable, para que puedan ser seguidos sus pasos,

en segundo, hacer ciencia es un proceso eminentemente social, la sociabilización del

conocimiento envuelve factores tales como; reconocimiento por los pares, ascensión en la

escala científica, recompensa por el trabajo realizado. Es importante, además de

comunicarse los resultados entre la comunidad científica, que también se tome en cuenta a

universidades y otras instituciones de educación para la difusión de sus resultados, además

de cualquier persona que se encuentre realmente interesado en las investigaciones

expuestas.

De acuerdo a Figueiredo (2005), la comunicación científica refleja la red de productores,

intermediarios y usuarios de información científica y técnica. Abarca todo tipo de

documentos técnicos y científicos, entre los cuales se destacan las revistas científicas,

además de que permiten la gestión de conocimiento sobre la comunicación científica a

partir de la información registrada en las bases de datos de la producción científica. Esto

quiere decir que la información obtenida de la producción de un texto técnico o científico

debe ser dada a conocer, transmitirse de alguna manera para que esto beneficie a la

comunidad científica.

Históricamente la comunicación de los resultados de la investigación científica y

humanística en una publicación arbitrada, daba el sello distintivo a la comunicación

científica, no obstante dichos resultados también se han comunicado en muchas otras

formas; incluyendo ponencias de conferencias, informes técnicos, capítulos de libros,

patentes y comunicación directa entre pares, entre otras formas; recientemente, los modelos

de la comunicación científica han sido actualizados para incluir el acceso a publicaciones

en línea, videoconferencias, listas de discusión, tableros de noticias, correo electrónico y

acceso a documentos electrónicos (Sosa et al., 2004).


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Según Uribarri (2005), la comunicación científica es un proceso social y cultural en la cual

se ha instalado una modalidad según la cual el intercambio entre emisores y receptores del

mensaje queda nivelada por la condición de usuarios con nuevas pautas de mediatización,

pero con un intercambio interactivo dialógico en tiempo real y un nuevo espacio: el cyber,

que nos permite movernos entre las demarcaciones de lo local y lo global de manera

simultánea, de modo tal que los procesos de producción científica tienen una alta movilidad

geográfica. Esto quiere decir que la comunicación científica no está limitada a cierto

momento y lugar, además de que su intercambio es muy rápido debido a las tecnologías de

la información, principalmente el internet, el cual es uno de los principales medios de

comunicación hoy en día.

La comunicación científica se puede producir a través de una comunicación informal, que

se produce de manera más o menos directa entre los investigadores, sin que esté sustentada

por ningún medio institucionalizado de comunicación científica, por ejemplo, a través de

prepublicaciones o workings papers, y a través de la comunicación formal, más estable,

dada por canales institucionalizados. La comunicación informal, produce poca difusión de

la información, aunque no por ello deja de ser útil. Sin embargo, la comunicación formal es

la vía básica que la ciencia utiliza para producir y diseminar la información a través de

cauces preestablecidos (Castillo, 2001).

El flujo tradicional de la comunicación científica inicia primeramente en la redacción,

pasando después por la revisión de la información generada, siguiendo con la publicación

del documento, así como la indización y, finalmente, la diseminación. Este proceso es

secuencial y está enfocado en los números de las revistas. El flujo de la comunicación

científica en el ambiente electrónico, es como en la tradicional, lo único que cambia es el

medio a través del cual se transmite: el internet, no es secuencial y existe una convergencia

de autores, revisores, editores y usuarios, además de que su principal ventaja es que es de

accesibilidad inmediata y de acceso abierto (Figueiredo, 2005).

Características de la comunicación científica.

Como lo menciona Carpio (s.f.), las principales características de la comunicación

científica son las siguientes:


94

a) Los informes de investigación se preparan con distintos propósitos y para diferentes

lectores. Es importante tener esto presente, debido a que el investigador al redactar

puede hacer uso excesivo de palabras técnicas o muy rebuscadas y en ocasiones

puede llegar a perder al lector, más que captar su atención y motivación para

continuar leyendo el informe.

b) Además de comunicar la estrategia y los resultados de la investigación, también nos

permiten comprobar que el estudiante posee los conocimientos y la capacidad para

realizar trabajos empíricos, por lo que son extensos.

c) Los artículos que se elaboran para publicarse en revistas suelen ser breves, debido al

espacio tan limitado de las revistas. Esto limita al autor o autores, pero también

contribuye a no extender demasiado el tema, logrando que el lector investigue más y

tenga diversos puntos de vista del asunto de interés.

d) Los informes y presentaciones orales en conferencias académicas, constituyen otro

medio dar a conocer los resultados de un estudio. Con ello es posible que los

interesados establezcan un diálogo con los oradores teniendo un contacto directo y

aclarando las dudas de propia voz del investigador.

e) Existen distintos tipos de informes de investigación, pero, aunque son diferentes,

son similares en cuanto a su forma general y a su contenido.

f) Las diferencias entre los múltiples informes, principalmente residen en la cantidad

de detalles incluidos por el autor y el énfasis que se otorga a cada una de las partes

que lo constituyen.

Ética en la comunicación científica.

De acuerdo a Ahrweiler (1995), es responsabilidad de los investigadores difundir

únicamente aquellos resultados que han sido comprobados y validados, además de que

deben poseer una ética personal y profesional antes de abordar propiamente una ética

científica. Para que se dé esta comunicación ética existen unas recomendaciones que

efectúa el Comité de Ética para las Ciencias, las cuales son las siguientes:

1. Difundirá los medios de comunicación el trabajo de los investigadores científicos,

con el objetivo de tener la capacidad de transmitir no sólo los eventuales resultados


95

de la investigación, pero también la evolución del avance científico: análisis de los

procesos, tiempo necesario para la verificación de resultados, etc. Esto es algo muy

importante, pero que no se realiza en algunas ocasiones, principalmente los

resultados eventuales de la investigación que normalmente no se dan a conocer y

que deben compartirse de igual manera, ya que forman parte del proceso que

conlleva a los resultados finales.

2. Corresponde a los investigadores científicos el hacer un esfuerzo de comunicación y

de divulgación que permita establecer una confianza mutua con los medios de

comunicación. Esto no se da en la realidad, los investigadores siempre se

encuentran en su lugar de trabajo, en algunas ocasiones aislados, centrados en la

investigación que están realizando y normalmente no se preocupan por tener

relación y establecer confianza con los mediadores de la comunicación, muchas

veces hasta se pierde el interés de las otras partes. compete

3. Recordar a los científicos que ellos son los primeros implicados y los primeros

responsables del respeto a las reglas de la comunicación científica. Si ellos no lo

entienden, entonces el proceso de comunicación no se dará como debe ser, ya que

son los emisores, es decir de donde nacerá la información para iniciar el proceso y

dar a conocer los resultados de su investigación.

4. Incentivar a las instancias implicadas en la evaluación de los organismos científicos

para que den prioridad al criterio de calidad de las publicaciones en vez de la

cantidad. La calidad en algunas investigaciones es muy pobre, como se menciona,

los criterios de evaluación de las publicaciones deben tener estándares muy altos,

debido a la importancia de los resultados de las investigaciones que se estén

concluyendo.

5. Resaltar la necesidad de un esfuerzo para mejorar la cultura científica:

a) De los jóvenes, insertando en la enseñanza de las ciencias su perspectiva

histórica, social y cultural. Es en ellos donde más se debe centrar la atención, ya que

es necesario que más jóvenes se interesen en la ciencia y es trabajo de los docentes

despertar este interés, proponiendo actividades que le permitan estar en contacto con

directo e interactivo con todos estos lugares, los cuales, como se menciona, deben


96

estar a la vanguardia y con calidad en sus instalaciones para que la estancia sea más

placentera.

b) Del público, teniendo en cuenta la demanda creciente de cultura científica y

reforzando el papel que desempeñan las asociaciones de científicos que constituyen

un vínculo privilegiado entre la comunidad científica, los periodistas y el público. El

público es uno de los principales actores y críticos que juegan un papel muy

importante, ya que a través de ellos se hace la mayor crítica y se distribuye la

información y por consiguiente el flujo de la comunicación de las investigaciones en

el exterior.

6. Contemplar la posibilidad de creación de un diploma universitario de posgrado en

comunicación científica. Esto puede ayudar a homogenizar el proceso de

comunicación científica que hemos mencionado, es decir, a través de él se podrían

establecer las bases o la metodología a seguir para llevar a cabo esta comunicación

tomando en cuenta todo lo que se ha comentado acerca de la responsabilidad y

compromiso de los científicos y de las instituciones o instancias implicadas en la

evaluación de la calidad de los resultados de la investigación científica, unificando

criterios y pasos a seguir para dar a conocer los resultados mencionados.

7. Apoyar la edición de revistas científicas en cualquier lengua, para especialistas y

público conocedor.

8. Promover el debate sobre la política de difusión científica.

Para concluir podemos mencionar que la comunicación científica es un proceso social y

cultural que se puede dar de muchas maneras, tanto de manera formal a través de ponencias

de conferencias, informes, libros, etc. así como de manera informal entre los

investigadores, sin un sustento a través de un medio de comunicación institucionalizado. Se

hace notar la importancia de los responsables de esta transmisión de conocimientos, los

cuales son los investigadores científicos, quienes deben poseer una ética personal y

profesional para dar a conocer únicamente resultados que previamente hayan sido

comprobados y por consiguiente validados, todo ello siguiendo unas reglas profesionales

para que la comunicación científica sea difundida.


97

BIBLIOGRAFÍA.

Ahrweiler, H. (1995). Una ética para la comunicación científica. Consultado el 10 de enero

de 2016, en: http://quark.prbb.org/1/qk0102.htm.

Carpio, A. (s.f.). La comunicación científica. [diapositiva]. 30 diapositivas.

Castillo, L. (2001). Introducción a la información científica y técnica. Recuperado el 9 de

enero de 2016, de www.uv.es/macas/4.pdf.

Figueiredo, R. (2005). Comunicación científica en América Latina. [diapositiva]. II

Seminario Internacional “Indización de revistas científicas”, Lima. 30 diapositivas.

Sosa, M. y Soria, V. (2004). La comunicación científica a través de los e-print. Foro

Internacional Sobre Tecnologías de Información, Interfaces 2004, Colima (México), 22-26

nov. http://eprints.rclis.org/6768.

Uribarri, I. (2005). La comunicación científica en la sociedad de la información.

Consultado el 10 de enero de 2016, en:

www.itaes.org.ar/biblioteca/comunicacioncientifica.pdf.

Pedro Alejandro Santana Villegas.

Docente del Instituto Tecnológico de Los Mochis Blvd. Juan de Dios Bátiz y 20 de

Noviembre, Los Mochis, Sinaloa. Estudiante de Doctorado en Innovación Educativa del

Instituto Tecnológico Superior de Los Mochis, Marcial Ordoñez #71 Ote. Col. Bienestar,

Los Mochis, Sinaloa, México.

98



ISSN: En trámite

México

2015

ENSAYO: IMPORTANCIA DE LA CAPACIDAD DE CARGA DE UN TERRENO,

Y DE SU ANÁLISIS DE ASENTAMIENTOS, EN LA CONSTRUCCIÓN DE

EDIFICIOS DE VARIOS NIVELES.

Carlos Enrique Fong,

ITmochis Investigación, Tecnología y Liderazgo Mexicano,



ITmochis



99

ENSAYO: IMPORTANCIA DE LA CAPACIDAD DE CARGA DE UN

TERRENO, Y DE SU ANÁLISIS DE ASENTAMIENTOS, EN LA

CONSTRUCCIÓN DE EDIFICIOS DE VARIOS NIVELES.

M. C. Carlos Enrique-Fong.

Docente adscrito al Departamento de Arquitectura en el Instituto Tecnológico de Los

Mochis, Blvd Juan de Dios Batiz Paredes y Calle 20 de Noviembre s/n, c.p. 81259, Los

Mochis, Sinaloa. Correo: [email protected].

INTRODUCCIÓN.

En el diseño arquitectónico de edificios de varios niveles, es de suma importancia desde

el punto de vista estructural considerar un adecuado diseño de cimentación, que tome en

cuenta las características del suelo sobre el cual se va a desplantar la obra.

Para ello, es necesario contar con un análisis de “Mecánica de Suelos” que arroje

resultados que determinen los parámetros que tienen que ver con “capacidad de carga

del terreno”; además, no menos importante, es necesario que se realice una

determinación de los parámetros que tienen que ver con la obtención de un adecuado

“análisis de asentamientos” para las diversas alternativas posibles de diseños de

cimentación.

Lo anterior se menciona debido a que es bastante riesgoso que se ignoren los aspectos

de mecánica de suelos mencionados en el párrafo anterior.

CONTENIDO TEÓRICO.

Uno de los riesgos está relacionado con la “capacidad de carga”; pues si se diseña la

cimentación sin considerar la determinación precisa de la capacidad de carga del

terreno, puede haber un colapso del mismo al momento en que se ejecute la obra.

Denominándosele a esto, con el nombre de “falla por falta de capacidad de carga”.

Por otro lado, si se llegara a diseñar una cimentación bastante resistente, que sobrepase

con mucho a lo requerido por la capacidad de carga del terreno, no habría colapso; pero


100

el diseño sería bastante exagerado en dimensionamiento y en armado, de tal manera que

resultaría sumamente antieconómico.

Ahora, en lo que respecta al riesgo que se corre al diseñar la cimentación sin un

adecuado “análisis de asentamientos”, se debe mencionar que pueden presentarse

asentamientos excesivos; o bien, de diferencias muy grandes entre los diversos puntos

de la planta de cimentación, que den origen a los llamados “asentamientos

diferenciales”, los cuales a su vez, provocan inclinación excesiva de la construcción,

dando cabida a “distorsiones angulares”, que vendrían a ser la causa de grandes

concentraciones de esfuerzos, que pueden poner en riesgo la estabilidad de la

construcción y la vida de los usuarios.

Como se puede ver, en este primer bosquejo en lo que respecta al tema, se comprende la

gran trascendencia que éste tiene.

En lo referente a “capacidad de carga del terreno”, su determinación se fundamenta

en una combinación de parámetros llamados “ángulo de fricción interna (Φ)” y

“esfuerzo de cohesión (c)” del suelo; los cuales se obtienen con pruebas triaxiales de

laboratorio, aplicadas a muestras inalteradas.

Después, se deben aplicar una serie de fórmulas implementadas por Terzaghi, para

determinar las capacidades de carga correspondientes a los diversos elementos

estructurales que pueden formar la cimentación; como pueden ser: zapatas aisladas

cuadradas, rectangulares o circulares; zapatas corridas; y losas de cimentación.

Posteriormente, en base a las capacidades de carga obtenidas, se deben determinar las

diversas alternativas de combinaciones de tipos de elementos estructurales de

cimentación que garanticen la no falla del terreno, optando finalmente por la que

cumpla óptimamente con este requisito.

Ahora bien; en la realidad, ¿qué es lo que comúnmente se hace?

El estructurista se basa comúnmente en el dato de la capacidad de carga admisible del

terreno, y lo aplica indiscriminadamente a todas las diferentes alternativas de elementos

estructurales de cimentación, a pesar de que, de acuerdo a la Mecánica de Suelos, esta

capacidad de carga puede variar entre los diferentes elementos estructurales, no


101

únicamente en función del “ángulo de fricción interna (Φ)” y del “esfuerzo de

cohesión (c)” obtenidos por las pruebas triaxiales, sino también en función de “la

profundidad” de la excavación, del “ancho” de las zapatas, y del “peso específico”

del suelo.

Es indudable que, para construcciones pequeñas o medianas, esta práctica funciona

bien; pero para construcciones bastante grandes puede ser que se aleje de la realidad. Y

esto, no se debe permitir.

Considerando ahora el hecho que se puede presentar si el estructurista no cumple con

basar su diseño además en el “análisis de asentamientos”, el cual es un requisito

indispensable por necesidad, entonces se puede llegar a garantizar que la cimentación

no falle por capacidad de carga admisible, pero sí se presenten asentamientos

diferenciales y distorsiones angulares en perjuicio de la estabilidad y seguridad de la

construcción.

Aplicando la Mecánica de Suelos al fenómeno de asentamientos, se puede definir un

“asentamiento de terreno” como la variación negativa del nivel al que se encuentra

originalmente la planta de cimentación, provocada por esfuerzos inducidos al interior

del terreno, hasta profundidades tales en que se encuentren uno o más estratos de suelo

altamente compresibles, los cuales se “consolidan” disminuyendo su espesor debido a

los esfuerzos inducidos, y que provocan como consecuencia, los asentamientos de cada

uno de los puntos del nivel de desplante. O sea, de la superficie.

La aportación de la Mecánica de Suelos al análisis de asentamientos, consiste en

determinar los llamados “índices de compresibilidad (Cc)” de los estratos altamente

compresibles que pudieran presentarse a diversas profundidades.

Los “índices de compresibilidad (Cc)” se obtienen en el laboratorio de Mecánica de

Suelos, sometiendo muestras pequeñas e inalteradas, a las condiciones de carga que

corresponden a los esfuerzos inducidos al interior de los estratos compresibles, por las

cargas totales aplicadas a la planta de cimentación, y que son resultado del peso total,

cargas vivas y de diferente índole que el edificio soportará.

En esta prueba se utiliza un aparato de laboratorio llamado “consolidómetro”.


102

Posteriormente, estos índices deben intervenir en las fórmulas utilizadas en el cálculo de

asentamientos, considerando los valores de los esfuerzos inducidos hasta la profundidad

media de los estratos compresibles.

Una vez calculados los asentamientos provocados por la planta de cimentación en

puntos distintos de la misma, se deben calcular los asentamientos diferenciales y las

distorsiones angulares.

Es muy probable que en esta primer tentativa de propuesta de cimentación se obtengan

asentamientos diferenciales y distorsiones angulares bastante elevadas; por lo cual, será

necesario probar con otras alternativas de solución así como sean necesarias, hasta optar

por la más viable, que garantice tanto funcionalidad como economía.

Se puede presentar la situación de que ninguna alternativa cumpla con nula existencia

de asentamientos. Pero si es así, se debe buscar utilizar aquella que provoque

asentamientos casi iguales entre los diferentes puntos, para evitar las distorsiones

angulares.

CONCLUSIÓN Y PROPUESTA.

Debido a la poca o prácticamente nula información bibliográfica al respecto, en los

libros de Estructuras de Concreto Reforzado, por la razón obvia de que sus autores se

enfocan exclusivamente a los fundamentos y especificaciones de análisis y diseño de

este tipo de estructuras, se adolece precisamente de la falta de conocimiento en algunos

casos, de la relación que la influencia de la Mecánica de Suelos debe tener en el Diseño

Estructural, en lo referente a “Diseño de Cimentaciones”.

Es muy común que el constructor considere como lo mismo una falla por exceder la

capacidad de carga de un terreno, y una falla por problema de asentamientos.

Y esto, es debido a la falta de preparación en lo que respecta a la Mecánica de Suelos,

que, por simple sentido común, concluimos que es una asignatura con un área de

conocimientos bastante aplicable que no se debe omitir en lo que a aplicación de la

misma se refiere, ya que como una construcción debe estar apoyada en un terreno, es

indispensable hacer uso de ella.


103

Este análisis me estimuló precisamente a discernir sobre esta problemática de la falta

del saber tanto para conocer, como para poder hacer; y lograr algo tan sumamente

importante como lo ya explicado.

Indudablemente que en una profesión como la Arquitectura, que se fundamenta en

teorías diversas, que tienen que ver con el arte de construir con formas estéticas y

adecuadas a la función del edificio que se está diseñando, posiblemente sea muy difícil

que una sola persona pueda trabajar tanto en la forma artística de la construcción como

en el detallado estructural de la misma.

Pero para ello existe, como en cualquier otra profesión, la posibilidad de auxiliarse

multidisciplinariamente con otros profesionistas que los apoyen en los aspectos de

Mecánica de Suelos, en el aspecto estructural y en todos los demás detalles inherentes a

las instalaciones en los edificios.

Basándonos en todo lo expuesto en el Marco Teórico respecto a la relación existente e

ineludible entre las especificaciones que se deben cumplir en un adecuado diseño

estructural de la subestructura o cimentación de un edificio de varios niveles, la

capacidad de carga admisible del terreno y el análisis de asentamientos del mismo, se

concluye que en no pocas ocasiones se puede presentar la omisión de aplicación de esta

muy importante relación, originando en el mejor de los casos, fallas leves, como

asentamientos mínimos; pero que en el peor de los casos, se podrían presentar fallas

por falta de capacidad de carga, y distorsiones angulares bastante grandes, que originen

concentraciones de esfuerzos críticos sumamente peligrosos que pongan en riesgo como

ya se mencionó anteriormente, tanto la construcción como la vida de los usuarios de la

edificación.

Es razonable que esta situación se presente no por falta de preparación del encargado

del diseño en el aspecto de especificaciones de diseño estructural, sino por la falta de

conocimiento de esta relación ya mencionada.

Es por ello, que es muy importante que a manera de propuesta, se haga ver a los autores

de libros de diseño estructural, la necesidad de que se incluya un anexo que mencione

todo lo anteriormente expuesto; y de esa manera, no se deje a la simple intuición


104

aplicativa al lector, en lo referente a la capacidad de carga y análisis de asentamientos,

correspondientes a Mecánica de Suelos.

Es indudable que, así como se presenta esta falta de aplicación de relación dialéctica

entre diferentes ramas del conocimiento en el aspecto constructivo, también se

presenten muchas otras faltas de aplicación de relaciones existentes entre otras ramas

que tengan que ver con aspectos de iluminación, instalaciones, funcionalidad, estética,

economía, etc.

El presente escrito, tiene como objetivo, servir como un pequeño detonante, para que

compañeros docentes de otras diversas áreas puedan contribuir con análisis interesantes

que nos lleve a mejorar nuestra labor dentro del proceso enseñanza – aprendizaje.

Bibliografía.

E. Juarez, B. et.al. (2005). Mecánica de suelos. Tomo I: Fundamentos de Mecánica de

suelos. Ed. Limusa. México.

E. Juarez, B. et.al. (2005).Mecánica de suelos. Tomo II: Fundamentos de Mecánica de

suelos. Ed. Limusa. México.

Jack. C. McCormack. et.al. (2008). Diseño de concreto reforzado. Ed. Alfaomega.

México.

F. Robles F.V. et.al. (2005). Aspectos fundamentales de concreto reforzado. Ed.

Limusa. México.

M.C. Carlos Enrique Fong López.

Docente adscrito al Departamento de Arquitectura en el Instituto Tecnológico de Los

Mochis, Blvd Juan de Dios Batiz Paredes y Calle 20 de Noviembre s/n, c.p. 81259, Los

Mochis, Sinaloa. Correo: [email protected].

105



ISSN: En trámite

México

2015

DISEÑO Y VALIDACIÓN DE UNA MÁQUINA AUTOMATIZADA PARA PRUEBA

DE RESISTENCIAS ELÉCTRICAS.

Dr. Iván Juan Carlos Pérez Olguín, Ing. José Mario Rocha Rubio, M.C. José

Agustín Pérez Limón, M.C. Consuelo Catalina Fernández Gaxiola,




ITmochis



106

DISEÑO Y VALIDACIÓN DE UNA MÁQUINA AUTOMATIZADA PARA

PRUEBA DE RESISTENCIAS ELÉCTRICAS.

Dr. Iván Juan Carlos Pérez-Olguín1; Ing. José Mario Rocha-Rubio2; M.C. José

Agustín Pérez Limón3; M.C. Consuelo Catalina Fernández-Gaxiola4

1,4Universidad Tecnológica de Ciudad Juárez

Avenida Universidad Tecnológica # 3051, Colonia Lote Bravo II

Ciudad Juárez, Chihuahua, CP. 32695.

[email protected] 2Manufacturing Service and Automation, Inc.

El Paso, Texas, USA. 3Instituto Tecnológico de Los Mochis

Blvd. Bátiz y 20 de Noviembre

Los Mochis, Sinaloa, CP. 81200.

Resumen: En este artículo se presenta el diseño de una máquina automatizada para prueba

de resistencias eléctricas capaz de probar 2500 piezas por hora y 30 números de parte, la

metodología utilizada para el diseño de la máquina, la selección de los componentes

necesarios para cumplir los requerimientos específicos del cliente, teniendo especial

atención en la selección del equipo de medición de resistencias, el cual es capaz de tomar

lecturas utilizando el método de medición de 4-Cables de Kelvin; asimismo una vez que la

máquina fue ensamblada, se presenta un análisis estadístico del equipo utilizando intervalos

de confianza para determinar la proporción de detección de piezas conformantes / no

conformantes con un nivel de confianza del 99% y un estudio de capacidad para los valores

de las resistencias utilizando los límites de especificación inferior y superior definidos por

el cliente.

Palabras claves: Ingeniería de procesos, diseño de equipo, intervalo de confianza, estudio

de capacidad.

Keywords: process engineering, equipment design, confidence interval, capability study.

1. INTRODUCCIÓN.



107

Dentro de las operaciones industriales es responsabilidad de la ingeniería de procesos

la implementación de sistemas o procesos productivos que optimicen una actividad

industrial, cuando el departamento de producción, calidad o ingeniería de producto

necesitan modificar o implementar un nuevo producto, sistema o proceso se solicita al

departamento de ingeniería de procesos el desarrollo del mismo, en el caso del desarrollo

de equipo la decisión se basa, fundamentalmente, en una de las siguientes alternativas:

Adquirir un equipo con las características requeridas.

Reutilizar un equipo disponible en la empresa.

Desarrollar un equipo nuevo que cumpla con las características requeridas.

El propósito de este artículo es mostrar un ejemplo práctico del desarrollo de una

máquina automatizada para prueba de resistencias eléctricas producidas en una industria

maquiladora del ámbito automotriz en Ciudad Juárez, Chihuahua, México y su posterior

validación estadística mediante un intervalo de confianza para determinar la cantidad de

piezas conformantes / no conformantes no detectadas. Teniendo la responsabilidad de

desarrollar esta máquina la empresa Manufacturing Service and Automation, Inc.

2. METODOLOGÍA PARA EL DISEÑO DE LA MÁQUINA.

Para el diseño del equipo se utilizó la ingeniería concurrente, la cual es una filosofía

orientada a integrar sistemáticamente y en forma simultánea el diseño de productos y

procesos, con la finalidad de que todos los elementos sean considerados desde un principio,

Mataix (1986). Esta técnica es la guía en cada una de las fases de diseño, como lo son el

diseño conceptual, el diseño funcional, así como el diseño detallado con el objetivo de

cumplir todos los requerimientos del cliente.

2.1.Diseño conceptual y funcional.

En esta fase se establecen claramente las necesidades que se plantea cubrir con el

equipo, a partir de estas necesidades se generan las especificaciones requeridas y deseadas,

propuestas por el cliente y el ingeniero de producto, entendiéndose por especificaciones

requeridas como aquellas sin las cuales la máquina pierde su objetivo; y por


108

especificaciones deseadas por aquellas que sin ser estrictamente necesarias mejorarían

algunos de los aspectos de la máquina, Niebles y Quesada (2009).

Las características requeridas por el cliente para el desarrollo de este equipo fueron:

Capacidad para probar 2500 piezas por hora.

Flexibilidad para probar 30 números de parte distintos.

Efectividad de detección de piezas conformantes / no conformantes igual o mayor al

99% de nivel de confianza.

Estudio de capacidad para el proceso de producción de resistencias eléctricas

(supuesto Cpk 1.33).

Con un tamaño de muestra de 300 piezas por cada número de parte, en la Figura 1 se

muestra un bosquejo básico del funcionamiento de la máquina automatizada para prueba de

resistencias eléctricas.

Figura 1. Diagrama de bloques del funcionamiento de la máquina de pruebas.

Debido a que el cliente requiere un equipo con flexibilidad para probar 30 números de

parte, con variaciones del valor de la resistencia y dimensionales entre ellos, el dispositivo

de prueba eléctrica tendrá la capacidad de adaptarse a diferentes herramientas, con un

tiempo de cambio de herramientas menor a 10 minutos, por tanto estas herramientas

deberán estar acopladas en dados los cuales tendrán las mismas dimensiones de tal forma

que los ajustes de fijación de estos componentes con la máquina de prueba eléctrica puedan

hacerse solamente con máximo dos herramientas manuales. En la Figura 2 se puede

observar una imagen del tipo de resistencia que será probada.

Panel de Control

Tolva

Alimentador

Dispositivo de Prueba

Eléctrica

Contenedores de Dispositivos

Probados


109

Figura 2. Resistencia eléctrica.

3. COMPONENTES DE LA MÁQUINA DE PRUEBA.

A continuación, se enlistan los componentes utilizados para el ensamble de la máquina

automatizada para prueba de resistencias eléctricas, con excepción del equipo de medición

que es considerado en la sección 4:

3.1. Controles eléctricos y neumáticos.

Botón de encendido; este dispositivo es utilizado para energizar la máquina e iniciar

el proceso de prueba eléctrica.

Botón de paro; se utiliza cuando es necesario reiniciar el ciclo de prueba o para

detener la sección de prueba debido a un paro de proceso.

Regulador y botón de encendido de la tolva de alimentación; dispositivo que

enciende la tolva y regula la intensidad de la vibración.

Válvula de seguridad del aire; controla la entrada y salida del aire en el sistema

neumático.

Caja de control; dispositivo que protege el PLC y todas las conexiones eléctricas

importantes para el funcionamiento de la máquina de prueba.

Pantalla táctil; dispositivo de entrada y salida de datos utilizada para el despliegue

de la información y para el control de la secuencia de mantenimiento.

3.2. Elementos mecánicos y eléctricos.

Tolva de alimentación; este elemento es el responsable de alimentar las resistencias

a la máquina de tal forma que entren de manera ordenada.

Alimentador; este componente dirige las resistencias a los actuadores neumáticos

para su prueba.


110

Torreta; nos presenta ayudas visuales que indicarán operación, alto parcial, paro de

emergencia o falla en el proceso.

Panel de control; pantalla que despliega datos de producción y de mantenimiento.

LVDT; elemento que confirma que la distancia medida con el localizador de piezas

es la correcta para el número de parte que se va a verificar.

Lector de código; dispositivo utilizado para identificar el número de parte que va a

ser probado.

Sensores de presencia; dispositivos utilizados para detectar la presencia de la

resistencia dentro de la máquina de prueba.

3.3. Elementos neumáticos.

Actuadores neumáticos; encargados de cargar y descargar la resistencia del área de

prueba, mover los probadores eléctricos hacia la resistencia y de la clasificación de

las resistencias en los contenedores de dispositivos probados.

Caja seleccionadora; elemento responsable de la captura y la clasificación de las

resistencias dependiendo del resultado de la prueba eléctrica.

Manifold de válvulas; componente que alimenta el aire a las electroválvulas.

Generador de vacío; dispositivo que genera el vacío para el funcionamiento del

cargador o transportador de las resistencias.

Unidad de mantenimiento; se encarga de filtrar las impurezas, lubricar el equipo y

regular la presión del aire.

3.4. Elementos de seguridad.

Botón de paro de emergencia; se utiliza para hacer un alto total de la máquina.

Guardas de seguridad; dispositivo que previene que el operador entre en contacto

con los dispositivos no periféricos de la máquina.

4. SELECCIÓN DEL EQUIPO DE MEDICIÓN.

El instrumento de medición seleccionado para las lecturas de las resistencias eléctricas

fue el Micro-Óhmetro TEGAM modelo 1750 que provee lecturas de resistencia


111

comprendidas entre 100 nΩ – 23MΩ con una capacidad de 100 lecturas por segundo, como

se puede observar el instrumento de medición cumple fácilmente las 2500 piezas por hora

requeridas por el cliente, lo cual garantiza que este dispositivo no sea un impedimento para

cumplir el objetivo de piezas probadas.

Figura 3. Micro-Óhmetro TEGAM.

4.1. Técnica de medición de 4-Cables de Kelvin.

Otra de las razones para la selección del Micro-Óhmetro TEGAM modelo 1750 radica

en su capacidad para ejecutar la lectura utilizando la técnica de medición de 4-Cables de

Kelvin, esta técnica de medición provee una mayor confiabilidad que los métodos de dos

cables, utilizados por los óhmetros manuales, cuando el equipo de medición se encuentra

relativamente alejado de las piezas a medir y donde la resistencia de los cables de conexión

pueden afectar negativamente los resultados de las pruebas eléctricas. La Figura 4 muestra

un circuito eléctrico básico para medir la resistencia utilizando un óhmetro de dos cables.

Figura 4. Método de medición de dos cables.

cablepiezacabletotal RRRR (1)

Como puede ser fácilmente observable en la Ecuación (1) los cables adicionan un

pequeño valor de resistencia la cual aumenta, cuando la longitud del cable aumenta, sin

embargo a pesar de que este incremento en la resistencia no es muy alto si es suficiente

para aumentar el error en la medición. Una forma de reducir este error consiste en utilizar

tanto un voltímetro como un amperímetro para efectuar la medición (Figura 5), colocando


112

el voltímetro cercano al amperímetro de tal modo que la caída de la tensión de los cables no

pueda ser leída por el voltímetro y la resistencia externa adicional creada al conectar el

instrumento de medición adicional no impacte en la precisión de la medición, para mayor

información acerca del método de 4-Cables de Kelvin y esquemáticos más detallados

contactar la pagina web de www.amperis.com.

Figura 5. Método de 4-cables de Kelvin.

5. MÁQUINA ENSAMBLADA Y PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO.

En la Figura 6 se puede observar la máquina automatizada para prueba de resistencias

eléctricas ensamblada con sus secciones principales, asimismo se plantea de una manera

sencilla el funcionamiento de la misma, la operación mecánica, eléctrica y la operación

básica.

5.1. Operación mecánica y eléctrica

Debido a las características de diseño y para poder cumplir con la cantidad de piezas

requeridas por hora la máquina automatizada para prueba de resistencias eléctricas consta

de actuadores neumáticos; encargados de transportar, probar eléctricamente, seleccionar y

descargar las resistencias en los contenedores de material. Asimismo la máquina consta de

un lector de códigos de barra que permiten identificar el operador y el número de lote que

se va a procesar, también tiene una tolva alimentadora que descarga las resistencias en los

actuadores neumáticos, además de un PLC responsable de registrar los valores obtenidos en

cada una de las pruebas y de hacer la selección del tipo de resistencia para clasificarlo en

una caja seleccionadora (buenas, abiertas, altas y bajas) ; también cuenta con un LDVT que

se encarga de confirmar que la distancia medida con el localizador de piezas es la correcta

para el modelo que se va a correr.

http://www.amperis.com/


113

5.2. Operación básica

Para poder probar un número de parte en específico es necesario ajustar la tolva de

alimentación a las dimensiones propias de la resistencia eléctrica, este ajuste se hace

manualmente siguiendo las indicaciones del panel de control y utilizando el código de

barras de la pieza a producir con lo cual el lector láser relacionará la información con la

base de datos interna, posteriormente se hace el cambio de dimensión para centrar los

actuadores neumáticos de carga y descarga así como el tubo de alimentación, una vez

centrados los actuadores se procede a introducir aire en el sistema neumático, se enciende

la tolva para cargar el alimentador y se procede a presionar el interruptor de encendido. Con

ello los actuadores realizarán la prueba de resistencia eléctrica automáticamente y las

clasificarán en los contenedores de dispositivos probados.

Figura 6. Máquina automatizada para prueba de resistencias eléctricas.

6. ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LA MÁQUINA DE PRUEBA.

Como lo menciona Lind, Marchal y Wathen (2008), entre los aspectos que maneja la

estadística inferencial, se encuentra la estimación. En general, la estadística inferencial se

encarga del estudio de una muestra tomada de cierta población, y en base a los resultados

de ese estudio, se infiere (se generaliza) sobre la población. La estimación, por su parte, se

encarga entre otros aspectos de la construcción de intervalos de confianza, que es un

conjunto de valores formado a partir de una muestra de modo que exista la posibilidad de

que el parámetro poblacional de interés ocurra dentro de dicho conjunto con una


114

probabilidad específica, denominada nivel de confianza. En cada intervalo de confianza se

proporciona un límite inferior y un límite superior.

Usando adecuadamente la información experimental para construir intervalos de

confianza, pueden validarse los resultados de determinado estudio. Para el caso que nos

ocupa, validaremos la eficacia del instrumento que estamos experimentando, utilizando la

proporción de resistencias conformantes / no conformantes no detectadas adecuadamente

por la máquina, es decir, las resistencias que no fueron detectadas adecuadamente por parte

del instrumento.

Para ello, se define la proporción muestral como el número de éxitos encontrados en

una investigación entre el total de elementos de la muestra:

n

Xp (2)

El intervalo de confianza para una proporción se calcula mediante la siguiente

expresión:

n

ppzp

)1( (3)

En donde z es un valor que se encuentra en tablas especializadas, en este caso, en

tablas de la distribución normal, y cuyo valor dependerá del nivel de confianza deseado

para el intervalo de confianza.

En el estudio realizado a la máquina automatizada para prueba de resistencias

eléctricas se tomó una muestra de 9,000 resistencias de 30 diferentes números de parte,

resultando 39 de ellas no detectadas adecuadamente como conformantes / no conformantes

por el instrumento de medición (ver Tabla 1). Esto nos da una proporción muestral de:

00433.09000

39

n

Xp (4)

El intervalo de confianza del 99% de nivel de confianza sería:


115

00611.000255.0

00178.000433.0

9000

)00433.01(00433.058.200433.0

P

(5)

Interpretando este resultado de la siguiente manera; si se toma una muestra de tamaño

similar y se somete al experimento, puede asegurarse con un 99% de nivel de confianza que

la proporción de resistencias no detectadas adecuadamente por el equipo de medición estará

entre 0.00255 y 0.00611, tal y como se observó en este experimento.

Sin embargo es importante señalar que este error del instrumento de medición fue

provocado por el sistema mecánico y neumático del equipo, los actuadores para

determinados números de parte realizan la descarga de forma rápida, lo que impide que los

probadores tengan el contacto adecuado con los extremos de la resistencia provocando el

rechazo de piezas conformantes, si el tiempo de verificación es aumentado con el

consiguiente sacrificio de piezas verificadas por hora la proporción tenderá a bajar.

Tabla 1. Relación entre piezas verificadas y mediciones incorrectas.

Id Muesta Medición

Incorrect

a

Id Muestra Medición

Incorrecta

R01 300 0 R16 300 3

R02 300 5 R17 300 0

R03 300 0 R18 300 2

R04 300 4 R19 300 0

R05 300 0 R20 300 5

R06 300 0 R21 300 3

R07 300 2 R22 300 0

R08 300 0 R23 300 0

R09 300 0 R24 300 0

R10 300 0 R25 300 0

R11 300 0 R26 300 0

R12 300 7 R27 300 0

R13 300 0 R28 300 0

R14 300 0 R29 300 8

R15 300 0 R30 300 0

7. ESTUDIO DE CAPACIDAD PARA RESISTENCIAS ELÉCTRICAS.

La capacidad de un proceso es la medida de reproducibilidad intrínseca del producto

resultante de un proceso y se calcula con el objetivo de predecir en qué grado el proceso

cumple con las especificaciones, también apoya a los diseñadores de producto o proceso en


116

sus modificaciones, especifica requerimientos de desempeño para un equipo nuevo,

selecciona proveedores, reduce la variabilidad de un proceso de manufactura y planea la

secuencia de producción cuando existe un efecto en el proceso que interactúa con las

tolerancias, Montgomery (2008). Para realizar un estudio de capacidad es necesario que se

cumplan los siguientes supuestos:

El proceso se encuentre bajo control estadístico.

Se colectan suficientes datos durante el estudio para minimizar el error de muestreo

de los índices.

Los datos se colectan durante un período suficientemente largo para asegurar que

las condiciones del proceso presentes durante el estudio sean representativas de las

condiciones actuales y futuras.

El parámetro analizado en el estudio sigue una distribución de probabilidad normal.

El cálculo de la habilidad del proceso, de cumplir con las especificaciones del cliente,

se determina mediante el índice de capacidad del proceso y se expresa de la siguiente

manera:

6

LIELSECp

(6)

Dónde el Cp representa el índice de capacidad del proceso, el LSE representa el límite

superior de especificación, estando representado el límite inferior de especificación por LIE

y la desviación estándar de los datos individuales, calculado con R/d2 ó = S/C4,

siendo d2 y C4 constantes de cálculo. Otra medida para la cuantificación del índice de

capacidad de proceso es el Cpk, que está definido como el menor valor encontrado entre el

Cpu y el Cpl, obteniéndose estos mediante:

3

XLSECpu

,

3

LIEXCpl

(7)

Dónde el Cpu indica la capacidad de proceso teniendo en cuenta únicamente la

especificación superior del proceso, Cpu indica la capacidad de proceso teniendo en cuenta

únicamente la especificación inferior del proceso y X el valor promedio encontrado de los

datos. Pudiendo asumir el Cpk varios valores que los analistas los clasifican entre 1 y 4

según sea la habilidad del proceso para cumplir con las especificaciones, ver Tabla 2:

Tabla 2. Clasificación del proceso dependiendo del valor de Cpk.


117

pkC Tipo de

proceso

Decisión

pkC ≥ 1.33 1 Proceso más que adecuado.

1 < pkC < 1.33 2 Adecuado para lo que fue diseñado. Mayor control requerido si el Cpk es

cercano a 1.

0.67 < pkC < 1 3 Proceso no adecuado para cumplir con el diseño inicial.

pkC < 0.67 4 Proceso no adecuado para cumplir con el diseño inicial.

En el análisis de la capacidad del proceso se utilizaron 300 resistencias por cada uno de

los números de parte, observándose los resultados en la Tabla 3, en base a estos resultados

es posible determinar que el proceso de fabricación de las resistencias eléctricas cumple

con las características de un proceso tipo 1 para el 76.67% de los números de parte y de un

proceso tipo 2 para el 23.33% restante. Sin embargo, a pesar de que un proceso tipo 2 es

adecuado, la empresa tendrá que implementar controles de inspección (como es el caso de

este equipo) que detecten adecuadamente las piezas defectuosas.

Tabla 3. Resultados del estudio de capacidad de proceso.

Id Desv. Media T.

Ciclo

Cp Cpk Id Desv. Media T.

Ciclo

Cp Cpk

R01 0.0375 2.0185 1.10 2.22 1.94 R16 0.0376 1.0477 0.90 1.55 1.31

R02 0.0611 2.0394 1.00 1.36 1.31 R17 0.0287 1.0497 1.10 2.03 1.73

R03 0.0393 2.0367 1.10 2.12 2.00 R18 0.0384 1.0610 1.00 1.52 1.40

R04 0.0565 2.0472 1.00 1.47 1.46 R19 0.0368 1.0571 1.00 1.58 1.42

R05 0.0415 2.0364 1.10 2.01 1.90 R20 0.0574 1.9990 1.00 1.45 1.16

R06 0.0511 2.0439 1.00 1.63 1.59 R21 0.0537 1.9980 0.90 1.55 1.23

R07 0.0625 2.0544 1.00 1.33 1.31 R22 0.0614 2.2313 1.00 1.36 1.26

R08 0.0442 2.0398 1.10 1.88 1.81 R23 0.0299 2.2321 1.30 2.78 2.58

R09 0.0297 1.0657 1.10 1.96 1.86 R24 0.0268 1.0707 1.20 2.20 2.15

R10 0.0461 1.0530 1.00 1.44 1.42 R25 0.0086 1.0612 1.20 2.32 2.28

R11 0.0338 2.0186 1.30 2.46 2.15 R26 0.0296 1.0588 1.20 1.96 1.78

R12 0.0598 2.0412 1.00 1.39 1.34 R27 0.0289 1.5044 1.20 1.73 1.67

R13 0.0335 2.0353 1.20 2.48 2.34 R28 0.0281 1.5035 1.20 1.78 1.74

R14 0.0378 1.0663 1.10 1.54 1.47 R29 0.0469 1.4993 1.00 1.07 1.06

R15 0.0416 1.0525 1.10 1.60 1.58 R30 0.0298 1.5018 1.20 1.68 1.66

8. RESULTADOS Y CONCLUSIONES.


118

Mediante los resultados obtenidos de los análisis realizados en las secciones 6 y 7 se

puede concluir que la máquina automatizada para pruebas de resistencias eléctricas

desarrollada, es capaz de cumplir con los requerimientos del cliente siguientes:

Capacidad para probar 2500 piezas por hora; como se puede observar en la Tabla 3

el tiempo de ciclo mayor, perteneciente a R11 y R23 es de 1.3 segundos lo que

equivaldría a 2,769 piezas por hora.

Flexibilidad para probar 30 números de parte distintos; resuelto esto mediante el

diseño de herramientas / dados intercambiables ajustables al nido contenedor del

dispositivo de prueba eléctrica (ver Figura 6).

Efectividad de detección de piezas conformantes / no conformantes igual o mayor al

99% de nivel de confianza; este planteamiento estadístico fue analizado mediante

un intervalo de confianza para una proporción obteniéndose que la proporción de

piezas no probadas adecuadamente sería de 00611.000255.0 P . Remarcando que

esta proporción tenderá a disminuir si se aumenta el ciclo de operación de la

máquina de tal forma que los contactos del instrumento de verificación tengan

mayor tiempo de retención con los extremos de las resistencias.

Estudio de capacidad para el proceso de producción de resistencias eléctricas

(supuesto Cpk 1.33); con los resultados obtenidos del dispositivo que registra las

lecturas de las resistencias eléctricas se concluyó que solamente el 76.67% de los

números de parte tienen un Cpk ≥ 1.33 y el 23.33% restante tienen un Cpk<1.33, sin

embargo es importante aclarar que este resultado no indica que la máquina de

prueba es la responsable de este índice, sino que es precisamente este equipo de

medición el que nos da el porcentaje de habilidad de nuestro sistema y el que nos va

a permitir descartar piezas defectuosas adecuadamente.

9. REFERENCIAS.

1. Lind, Marchal, Wathen (2008), Estadística aplicada a los negocios y la economía,

Decimotercera Edición, Editorial McGraw Hill.

2. Mataix, C. (1986), Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas Segunda Edición,

Ediciones del Castillo S.A.


119

3. Montgomery, D. (2008), Introducción al control estadístico de calidad, Sexta

Edición, Editorial Wiley.

4. Niebes, E., Quesada, F, Santamaria, H., Mendez, M. Ruiz, A. (2009), Metodología

para el diseño y construcción de una máquina para medición del desgaste abrasivo

basado en la norma ASTM G-65. Revista Prospectiva, volumen 7 número 1. ISSN

1692-8261. Colombia.

5. Página de Internet de Amperis. www.amperis.com.

SÍNTESIS CURRICULAR DE LOS AUTORES.

Dr. Iván Juan Carlos Pérez Olguín.

Docente de la Carrera de Ingeniería en Procesos Industriales de la UTCJ.

Gerente de Diseño Eléctrico y Prototipos de Delphi Electrical Center, Cd Juárez.

Miembro del SNI desde Enero de 2016.

Ing. José Mario Rocha Rubio.

Profesor de Asignatura en la Carrera de Procesos Industriales de la UTCJ.

10 años de experiencia en la industria diseñando equipos de manufactura en diversas

industrias.

M.C. José Agustín Pérez Limón.

Maestría en Ciencias en Enseñanza de las Ciencias. CIIDET.

Docente del Departamento de Ciencias Básicas del ITLM.

M.C. Consuelo Catalina Fernández Gaxiola.

Maestría en Comercio Exterior.

Docente de la Carrera de Operaciones Comerciales en la UTCJ.

http://www.amperis.com/

120



ISSN: En trámite

México

2015

APLICACIÓN DEL MODELO DE TAMAÑO DE LOTE CAPACITADO MULTI-

PERIODO CON TIEMPOS DE PREPARACIÓN DE EQUIPO EN LA

ASIGNACIÓN DE LA PRODUCCIÓN EN MÁQUINAS MOLDEADORAS.

M.I.I. David Oliver Pérez Olguín, M.C. Consuelo Catalina Fernández Gaxiola y

Dr. Iván Juan Carlos Pérez Olguín,




ITmochis



121

APLICACIÓN DEL MODELO DE TAMAÑO DE LOTE CAPACITADO MULTI-

PERIODO CON TIEMPOS DE PREPARACIÓN DE EQUIPO EN LA

ASIGNACIÓN DE LA PRODUCCIÓN EN MÁQUINAS MOLDEADORAS.

M.I.I. David Oliver Pérez Olguín1, M.C. Consuelo Catalina Fernández Gaxiola2 y Dr. Iván

Juan Carlos Pérez Olguín3

Resumen — En el presente artículo se plantea el problema de asignación de la producción

de una serie de máquinas moldeadoras de inyección de plástico, en las cuales se producen

múltiples números de parte, considerando los tiempos de preparación de equipo (set up),

mediante la aplicación del modelo de tamaño de lote capacitado, teniendo como punto de

partida la formulación estándar para un solo período y posteriormente extendiéndola para

considerar el tratamiento del problema en múltiples períodos, planteando distintos

escenarios a través de un horizonte de planificación. La solución del problema se efectúa

mediante la técnica de ramificación y acotación (branch and bound).

Palabras claves: Tamaño de lote capacitado, tiempos de set up, ramificación y acotación.

Abstract — This paper researches on the problema related to the production planning in

the plastic injection molding machines area, for several part numbers, considering the set

up times, using the capacitated lot sizing model as alternative, starting from the standar

formulation for one period, to be extended into a grater model, considering several periods,

to see all scenarios through a planning horizon. This model is solved by using branch and

bound technique.

Keywords: Capacitated lot sizing model, set up time, branch and bound.

1. Introducción.

La planeación de la producción es una herramienta que permite a las empresas

reaccionar adecuadamente a los constantes cambios requeridos por el mercado, siendo el

problema del tamaño de lote capacitado multi-artículo con tiempos de setup, un modelo que

se presenta en muchas aplicaciones de planeación de la producción, tanto en su forma


122

estándar como con algunas restricciones adicionales, dependiendo de las condiciones y/o

complicaciones que afectan al proceso.

Este modelo se centra en los niveles de producción, inventario y setup necesarios para

satisfacer los requerimientos de demanda fluctuante a través de un horizonte de

planificación, donde el horizonte de planificación se divide en periodos utilizados para

retroalimentar el modelo original y obtener datos con mayor aproximación a la realidad, los

cuales permiten tomar mejores decisiones.

Normalmente los recursos necesarios para la elaboración de los productos se asumen

como fijos durante el periodo de planificación de interés, siendo el objetivo la optimización

de estos recursos, satisfaciendo los requerimientos de la demanda. Las restricciones se

plantean detalladamente para que representen el proceso de producción y son estas

restricciones las que deciden las cantidades específicas de productos a producir.

Siendo la formulación estándar para un solo periodo:

𝑚𝑖𝑛 ∑ 𝑝𝑖 𝑥𝑖 + ∑ 𝑞𝑖 𝑦𝑖 + ∑ ℎ𝑖 𝑠𝑖

𝑃

𝑖=1

𝑃

𝑖=1

(1.1)

𝑃

𝑖=1

𝑠𝑢𝑗𝑒𝑡𝑜 𝑎:

𝑥𝑖 + 𝑠𝑖 ≥ 𝑑𝑖 , 𝑖 = 1, … , 𝑃 (1.2)

∑ 𝑥𝑖

𝑃

𝑖=1

+ ∑ 𝑡𝑖 𝑦𝑖

𝑃

𝑖=1

≤ 𝑐, 𝑖 = 1, … , 𝑃 (1.3)

𝑥𝑖 ≤ (𝑐 − 𝑡𝑖 )𝑦𝑖 , 𝑖 = 1, … , 𝑃 (1.4)

𝑥𝑖 , 𝑠𝑖0 , 𝑠𝑖 ≥ 0, 𝑖 = 1, … , 𝑃 (1.5)

𝑦𝑖 ∈ 0,1, 𝑖 = 1, … , 𝑃 (1.6)

Y La formulación estándar para múltiples periodos es:

𝑀𝑖𝑛 ∑ ∑ 𝑝𝑖𝑡 𝑥𝑖𝑡 + ∑ ∑ 𝑞𝑖𝑡 𝑦𝑖𝑡

𝑇

𝑡=1

+ ∑ ∑ ℎ𝑖𝑡 𝑠𝑖𝑡

𝑇

𝑡=1

𝑃

𝑖=1

𝑃

𝑖=1

𝑇

𝑡=1

𝑃

𝑖=1

(1.7)


𝑥𝑖𝑡 + 𝑠𝑖𝑡−1 − 𝑠𝑖𝑡 = 𝑑𝑖𝑡 , 𝑖 = 1, … , 𝑃, 𝑡 = 1, … , 𝑇 (1.8)

∑ 𝑥𝑖𝑡

𝑃

𝑖=1

+ ∑ 𝑡𝑖𝑡 𝑦𝑖𝑡

𝑃

𝑖=1

≤ 𝑐𝑡 , 𝑖 = 1, … , 𝑃, 𝑡 = 1, … , 𝑇 (1.9)

𝑥𝑖𝑡 ≤ (𝑐𝑡 − 𝑡𝑖𝑡 )𝑦𝑖𝑡 , 𝑖 = 1, … , 𝑃, 𝑡 = 1, … , 𝑇 (1.10)

𝑥𝑖𝑡 , 𝑠𝑖𝑡 ≥ 0, 𝑖 = 1, … , 𝑃, 𝑡 = 1, … , 𝑇 (1.11)

𝑦𝑖𝑡 ∈ 0,1, 𝑖 = 1, … , 𝑃, 𝑡 = 1, … , 𝑇 (1.12)


123

Donde 𝑃 representa el número de artículos. 𝑇 es el número de periodos en el horizonte

de planificación. El parámetro 𝑝𝑖𝑡 es el costo por unidad producida del artículo 𝑖 durante el

periodo 𝑡. La variable no negativa 𝑥𝑖𝑡 es continua y representa la cantidad de artículos 𝑖

producidos en el periodo 𝑡. El costo de setup asociado al artículo 𝑖 en el periodo 𝑡 está

representado por 𝑞𝑖𝑡 . La variable binaria 𝑦𝑖𝑡 indica si el artículo 𝑖 es producido durante el

periodo 𝑡. El costo por unidad del inventario asociado al artículo 𝑖 en el periodo 𝑡 es

representado por ℎ𝑖𝑡 . La variable 𝑠𝑖𝑡 es continua y representa la cantidad en inventario del

artículo 𝑖 en el periodo 𝑡. La variable 𝑑𝑖𝑡 representa la demanda del producto 𝑖 en el

periodo 𝑡. El tiempo de setup para producir el artículo 𝑖 en el periodo 𝑡 está dado por 𝑡𝑖𝑡 .

La capacidad de producción en el periodo 𝑡 está dado por 𝑐𝑡. La restricción (1.8) asegura

que se cumpla la demanda para cada artículo durante el horizonte de planificación. La

restricción (1.9) hace cumplir la capacidad de proceso en cada periodo. La restricción

(1.10) considera que el tiempo de setup para producir cada artículo ocurra durante cada

periodo.

2. Variación e Incertidumbre.

La idea de incorporar la incertidumbre en los modelos de programación matemática

proviene de Dantzig (1955), sin embargo, no es hasta la actualidad que su visión se ha

vuelto atractiva para los investigadores, debido esto a que el desarrollo de paquetes y

equipos computacionales han permitido el cómputo en un tiempo relativamente aceptable

de los modelos matemáticos resultantes al formular la incertidumbre.

La programación lineal es una herramienta fundamental para la planificación de la

producción, como es el caso del modelo del tamaño del lote capacitado con tiempos de

setup, sin embargo, posee la limitante de requerir toda la información conocida con

certidumbre. De manera alternativa es posible utilizar los modelos de programación

robustos o estocásticos que combinan el paradigma de la programación lineal con la

formulación de parámetros aleatorios, utilizando escenarios o distribuciones de

probabilidad para los parámetros inciertos. Escudero y Kamesan (1993) presentan un

modelo de programación estocástica para el problema de MRP (Material Requirements


124

Planning) con incertidumbre en la demanda. Escudero, Kamesan, King y Wets (1993)

analizan diferentes enfoques para la planificación de la producción y la capacidad

utilizando programación estocástica. Mulvey, Vanderbei y Zenios (1995), Perez,

Rodriguez, Perez y Garcia (2008) formulan modelos de optimización robusta, en los que

consideran la incertidumbre de forma proactiva, en lugar de reactiva, para diferentes

escenarios y periodos de un horizonte de planificación.

Otras técnicas para incorporar la incertidumbre son presentadas por Bellman y Zadeh

(1970) quienes utilizan la teoría de conjuntos difusos para la toma de decisiones. Rinks

(1981) detecta un vacío entre la teoría de la planificación agregada y la práctica, por lo cual

desarrolla algoritmos difusos para atacar este vacío. Hong y Shang (2001) desarrollan un

modelo para la planificación y programación dinámica de la producción en un entorno de

fabricación de hierro y acero.

3. Formulación Estocástica de Valor Promedio.

Partiendo de modelo multi-periodo presentado anteriormente, el cual supone valores

conocidos, es posible generar una versión estocástica con la incorporación de valores

promedios los cuales permitirán ignorar la incertidumbre, utilizando en cambio, datos

históricos, siendo el modelo matemático resultante:

𝑀𝑖𝑛 ∑ ∑ 𝑝𝑖𝑡 𝑥𝑖𝑡𝑃𝑟𝑜𝑚 + ∑ ∑ 𝑞𝑖𝑡 𝑦𝑖𝑡

𝑇

𝑡=1

+ ∑ ∑ ℎ𝑖𝑡 𝑠𝑖𝑡

𝑇

𝑡=1

𝑃

𝑖=1

𝑃

𝑖=1

𝑇

𝑡=1

𝑃

𝑖=1

(3.1)


𝑥𝑖𝑡𝑃𝑟𝑜𝑚 + 𝑠𝑖𝑡−1 − 𝑠𝑖𝑡 = 𝑑𝑖𝑡 , 𝑖 = 1, … , 𝑃, 𝑡 = 1, … , 𝑇 (3.2)

∑ 𝑥𝑖𝑡𝑃𝑟𝑜𝑚

𝑃

𝑖=1

+ ∑ 𝑡𝑖𝑡 𝑦𝑖𝑡

𝑃

𝑖=1

≤ 𝑐𝑡 , 𝑖 = 1, … , 𝑃, 𝑡 = 1, … , 𝑇 (3.3)

𝑥𝑖𝑡𝑃𝑟𝑜𝑚 ≤ (𝑐𝑡 − 𝑡𝑖𝑡 )𝑦𝑖𝑡 , 𝑖 = 1, … , 𝑃, 𝑡 = 1, … , 𝑇 (3.4)

𝑥𝑖𝑡𝑃𝑟𝑜𝑚, 𝑠𝑖𝑡 ≥ 0, 𝑖 = 1, … , 𝑃, 𝑡 = 1, … , 𝑇 (3.5)

𝑦𝑖𝑡 ∈ 0,1, 𝑖 = 1, … , 𝑃, 𝑡 = 1, … , 𝑇 (3.6)

Sin embargo, es claro observar que si fijamos los valores sujetos a incertidumbre, a

valores promedios basados en datos históricos, se tendrá información a priori acerca del

comportamiento general del modelo en el horizonte de planificación, lamentablemente esta


125

entrada de datos será insensible a las variaciones existentes entre el valor promedio y el

valor observado.

4. Formulación Con Recurso Simple.

Una alternativa para solventar la problemática del modelo estocástico del valor promedio

consiste en la utilización de técnicas recursivas, las cuales fueron definidas por Medina

(2005) como la habilidad de tomar acciones correctivas después de que ocurren los eventos

aleatorios, donde el objetivo será minimizar los costos esperados de las decisiones tomadas.

Lamentablemente resolver un problema de recurso representa mayor dificultad que un

problema determinista, radicada en la determinación de los costos esperados de cada etapa.

Cuando los datos con incertidumbre están distribuidos en forma discreta, la esperanza

puede ser descrita como una suma finita y cada restricción puede ser duplicada por cada

realización de datos aleatorios, resolviéndose el problema resultante como cualquier

modelo de programación lineal, pero por su dimensión es necesario utilizar técnicas de

descomposición o de relajamiento que presenten simultáneamente la solución óptima de

varios subproblemas. Cuando los datos tienen una distribución continua será necesario

encontrar límites superiores e inferiores al valor esperado, de tal forma que el problema

estocástico pueda ser reducido a distribuciones discretas.

El modelo lineal con recurso simple, que incluye en su formulación los parámetros

aleatorios, con lo cual entrega soluciones óptimas que en vez de exigir la factibilidad de las

decisiones en cada escenario del problema por separado se minimiza conjuntamente el

valor esperado, puede ser formulado de la siguiente manera:

𝑀𝑖𝑛 ∑ ∑ 𝑝𝑖𝑡 𝑥𝑖𝑡 +

𝑇

𝑡=1

𝑃

𝑖=1

∑ 𝑃𝑠 (∑ ∑ 𝑞𝑖𝑡 𝑦𝑖𝑡𝑠

𝑇

𝑡=1

+ ∑ ∑ ℎ𝑖𝑡 𝑠𝑖𝑡𝑠

𝑇

𝑡=1

𝑃

𝑖=1

𝑃

𝑖=1

)

𝑠∈Ω

(4.1)


𝑥𝑖𝑡 + 𝑠𝑖𝑡−1𝑠 − 𝑠𝑖𝑡

𝑠 = 𝑑𝑖𝑡𝑠 , 𝑖 = 1, … , 𝑃, 𝑡 = 1, … , 𝑇 (4.2)

∑ 𝑥𝑖𝑡

𝑃

𝑖=1

+ ∑ 𝑡𝑖𝑡 𝑦𝑖𝑡𝑠

𝑃

𝑖=1

≤ 𝑐𝑡 , 𝑖 = 1, … , 𝑃, 𝑡 = 1, … , 𝑇 (4.3)

𝑥𝑖𝑡 ≤ (𝑐𝑡 − 𝑡𝑖𝑡 )𝑦𝑖𝑡𝑠 , 𝑖 = 1, … , 𝑃, 𝑡 = 1, … , 𝑇 (4.4)

𝑥𝑖𝑡 , 𝑠𝑖𝑡𝑠 ≥ 0, 𝑖 = 1, … , 𝑃, 𝑡 = 1, … , 𝑇 (4.5)

𝑦𝑖𝑡𝑠 ∈ 0,1, 𝑖 = 1, … , 𝑃, 𝑡 = 1, … , 𝑇 (4.6)


126

Donde 𝑃𝑠 representa la probabilidad de ocurrencia del escenario 𝑠. En este modelo

solamente son utilizadas las variables del inventario como las únicas variables capaces de

enfrentar la incertidumbre, tomando las variables restantes valores constantes

independientemente del escenario que tenga lugar sobre el horizonte de planificación.

5. Formulación Con Recurso Completo.

En ocasiones es posible formular un modelo lineal que considere todo el horizonte de

planificación que, al ser resuelto al inicio del periodo de planificación, provee una política

óptima a ejecutar en cada periodo, según el escenario de demanda que se vaya revelando en

la realidad, a medida que transcurre el tiempo; este modelo considera una variable de

decisión por cada escenario, siendo la formulación matemática la siguiente:

𝑀𝑖𝑛 ∑ 𝑃𝑠 (∑ ∑ 𝑝𝑖𝑡 𝑥𝑖𝑡𝑠 + ∑ ∑ 𝑞𝑖𝑡 𝑦𝑖𝑡

𝑠

𝑇

𝑡=1

+ ∑ ∑ ℎ𝑖𝑡 𝑠𝑖𝑡𝑠

𝑇

𝑡=1

𝑃

𝑖=1

𝑃

𝑖=1

𝑇

𝑡=1

𝑃

𝑖=1

)

𝑠∈Ω

(5.1)

𝑠𝑢𝑗𝑒𝑡𝑜 𝑎: 𝑥𝑖𝑡

𝑠 + 𝑠𝑖𝑡−1𝑠 − 𝑠𝑖𝑡

𝑠 = 𝑑𝑖𝑡𝑠 , 𝑖 = 1, … , 𝑃, 𝑡 = 1, … , 𝑇 (5.2)

∑ 𝑥𝑖𝑡𝑠

𝑃

𝑖=1

+ ∑ 𝑡𝑖𝑡 𝑦𝑖𝑡𝑠

𝑃

𝑖=1

≤ 𝑐𝑡 , 𝑖 = 1, … , 𝑃, 𝑡 = 1, … , 𝑇 (5.3)

𝑥𝑖𝑡𝑠 ≤ (𝑐𝑡 − 𝑡𝑖𝑡 )𝑦𝑖𝑡

𝑠 , 𝑖 = 1, … , 𝑃, 𝑡 = 1, … , 𝑇 (5.4)

𝑥𝑖𝑡𝑠 , 𝑠𝑖𝑡

𝑠 ≥ 0, 𝑖 = 1, … , 𝑃, 𝑡 = 1, … , 𝑇 (5.5)

𝑦𝑖𝑡𝑠 ∈ 0,1, 𝑖 = 1, … , 𝑃, 𝑡 = 1, … , 𝑇 (5.6)

La ventaja de este modelo frente a los mostrados anteriormente radica en que permite

una mayor flexibilidad para tratar la incertidumbre, sin embargo, el modelo de recurso

simple puede ser reformulado equivalentemente como un modelo de recurso completo,

agregando restricciones adicionales que imponen que las restricciones de producción y

setup sean las mismas para todos los escenarios de la demanda. Además, es claro que este

modelo evita tener que aplicar el esquema del horizonte rodante periodo a periodo, como en

el caso del recurso simple, aunque presupone que los escenarios permanecen invariables

sobre todo el horizonte de planificación.

Lamentablemente la desventaja radica en la dificultad de su tratamiento ya que su

tamaño es considerablemente mayor, por lo que para su resolución es necesario utilizar


127

técnicas de descomposición, mostrándose en los trabajos de Birge y Qi (1995), Escudero y

Kamesan (1993) algunas alternativas de tratamiento.

6. El Proceso de Inyección de Plásticos.

Considerando los modelos matemáticos de los apartados anteriores, se efectúa el

modelado de un proceso de inyección de plásticos consistente en 5 máquinas utilizadas para

el moldeo de 20 artículos, el costo de producir cada artículo, el costo de setup, el costo de

inventario, la producción promedio por periodo, el tiempo de ciclo por artículo y el tiempo

se setup se definen en el Cuadro 1, desplegándose los resultados obtenidos mediante el

tratamiento de cada caso por el método de ramificación y acotación en el Cuadro 2.

𝑖 Maq. 𝑥𝑖𝑡𝑃𝑟𝑜𝑚

𝑝𝑖𝑡 𝑞𝑖𝑡 ℎ𝑖𝑡 T-

Ciclo 𝑡𝑖𝑡 𝑖 Maq. 𝑥𝑖𝑡𝑃𝑟𝑜𝑚

𝑝𝑖𝑡 𝑞𝑖𝑡 ℎ𝑖𝑡 T-

Ciclo 𝑡𝑖𝑡

1 1 3752 $0.44 $71.69 $0.09 0.64 49.52 11 3 3570 $0.95 $149.99 $0.19 0.39 51.80

2 1 2512 $0.30 $80.06 $0.06 0.36 39.22 12 3 4660 $0.11 $49.02 $0.02 0.42 50.25

3 1 3800 $0.11 $52.26 $0.02 0.35 51.90 13 4 2512 $0.07 $39.25 $0.01 0.57 56.33

4 1 3800 $0.19 $61.66 $0.04 0.38 46.40 14 4 1155 $0.88 $70.95 $0.18 0.57 52.46

5 2 1163 $0.34 $58.05 $0.07 0.60 53.52 15 4 4060 $0.89 $78.93 $0.18 0.59 54.31

6 2 25341 $0.01 $27.31 $0.01 0.02 50.32 16 4 2403 $0.96 $145.98 $0.19 0.40 53.57

7 2 4014 $1.68 $136.16 $0.34 0.39 49.62 17 5 2403 $1.66 $129.26 $0.33 0.94 49.32

8 2 4379 $0.35 $75.93 $0.07 0.38 56.42 18 5 2208 $0.33 $69.86 $0.07 0.35 54.21

9 3 5080 $0.54 $79.19 $0.11 0.55 39.95 19 5 2202 $0.01 $37.81 $0.01 0.30 58.35

10 3 9781 $0.01 $26.98 $0.01 0.08 40.95 20 5 4293 $0.65 $76.66 $0.13 0.84 49.72

Cuadro 1. Costos por artículo y volumen de producción promedio.

Los resultados obtenidos mediante el modelo estocástico del valor promedio, el modelo

con recurso simple y el modelo con recurso completo se efectuaron con el tratamiento del

problema durante cuatro periodos del horizonte de planificación, agregando una variable

adicional para cubrir demanda insatisfecha a las restricciones (3.2), (4,2) y (5.2) con el

objetivo de considerar los casos con capacidad insuficiente. Para estos modelos recursivos

se utilizaron tres escenarios para las variables sujetas a incertidumbre, posteriormente

cuando el escenario de demanda dejó de ser incierto se obtuvieron los resultados del


128

problema y es en base a estos resultados que se concluye cuál de los modelos tiene mejor

solución.

REALIDAD MVP MRS MRC

Máquina # 1 21,321.44 15,869.82 14,262.54 13,406.16

Máquina # 2 28,800.43 59,220.70 26,688.98 36,480.64

Máquina # 3 36,465.17 34,290.65 32,936.65 29,264.40

Máquina # 4 39,734.57 35,283.64 21,988.44 20,988.92

Máquina # 5 43,323.68 34909.02 28,615.48 19,330.42

Total 169,964.30 179,573.80 124,492.09 119,470.54

Cuadro 2. Resultados.

7. Comentarios Finales-

Como pudo observarse en el Cuadro 2, cualquier resultado obtenido mediante los

modelos recursivos en este artículo ofrece un costo menor que la política de producción,

basada principalmente en la opinión de los expertos; por supuesto el seguir con esta política

mermará la disponibilidad de los recursos, lo que conllevará a una pérdida de la posición

estratégica de una empresa. En cambio, el modelo del valor promedio ofrece resultados

similares a los observados, ya que se obtienen a partir de datos históricos y se basan

principalmente en el volumen de producción, no así en los requerimientos del cliente.

Sin embargo, el tomar la decisión de cual modelo utilizar, corresponderá únicamente a

los interesados en su aplicación ya que su implementación no es sencilla debido a que

requiere conocimiento teórico profundo en campos estadísticos y de investigación

operativa, así como el dominio de software de cómputo o bien el desarrollo de un software

especializado en las condiciones específicas de la empresa.

Pero para fines del artículo, el modelo matemático que mejores resultados ofrece a la

función objetivo y por ende provee la política óptima que asigna la cantidad adecuada de

productos i a producir en cada una de las máquinas en el periodo t, es el modelo de recurso

completo, lo cual puede ser explicado por su misma naturaleza, consistente en cálculos

recursivos para cada uno de los periodos del horizonte de planificación.

Es importante señalar que los modelos matemáticos presentados en este artículo solo

exponen el caso del problema del tamaño del lote capacitado para una máquina, por tanto

para la obtención de los resultados se resolvió un modelo para cada uno de los equipos, una

alternativa para evitar esto, consiste en la utilización del modelo del tamaño del lote


129

capacitado multiartículos y multiequipos el cual será objeto de estudio en futuras

publicaciones.

8. Referencias.

Bellman, R. y Zadeh, L. (1970) “Decision making in a fuzzy environment”, Management

Science, vol. 17, Nº 4, pp.141-164.

Dantzig G.B. (1955) “Linear Programming under uncertainty”, Management Science, vol.

1, Nº3 y 4, pp. 197-206.

Escudero, LF, Kamesan P V, King AJ, Wets RJB, (1993) “Production Planning via

Scenario Modeling”, Annals of Operations Research, 43, pp. 311-335.

Escudero LF y Kamesan PV. (1993) “MRP Modelling via Scenarios”, Optimization in

Industry, Ciriani T, Leachman R, John Wiley and Sons.

Hong L., Shang J. (2001) “Integrated model for production planning in a large iron and

steel manufacturing environment”, International Journal of production research.

Mulvey J., Vanderbei R, Zenios S. (1995) “Robust Optimization of large-Scale Systems”,

Operations Research, vol. 42, Nº 2, pp. 264-281.

Rinks DB (1982) “The performance of fuzzy algorithm models for aggregate planning

under differing cost structures”. Fuzzy Information and Decision Processes, Gupta, MM, y

Sanchez E. North Holland, Amsterdam, 267-278.

Medina, J. F. (2005). “Un Enfoque Robusto a un Problema de Diseño de Red

Multiproducto con Incertidumbre en Parámetros de Entrada”. Master Degree Thesis,

Universidad Autónoma de Nuevo León, México.

Birge and L. Qi, (1995). “Continuous approximation schemes for stochastic programs”,

Annals of Operations Research 56, 15--38.

Perez, I.J.C., Rodriguez, M. Perez, J.A. y Garcia J.L. (2008). “Treatment of the robust

model of aggregate production planning subject to uncertainty with cost of replacement of

tools”. XIII International Conference of Industrial Engineers, Lsa Vegas, Nevada.


130

SÍNTESIS CURRICULAR DE LOS AUTORES.

M.I.I. David Oliver Pérez Olguín.

Titulado en Maestría en Ingeniería Industrial en la Universidad de Occidente.

Cuatro años de experiencia profesional en Delphi Automotive Systems.

Dos años como Profesor por honorarios en el Instituto Tecnológico de Los Mochis.

Gerente de Operaciones de Guibermx, S.A. de C. V.

Dr. Iván Juan Carlos Pérez Olguín.

Docente de la Carrera de Ingeniería en Procesos Industriales de la UTCJ.

Gerente de Diseño Eléctrico y Prototipos de Delphi Electrical Center, Cd Juárez.

Miembro del SNI desde Enero de 2016.

M.C. Consuelo Catalina Fernández Gaxiola.

Maestría en Comercio Exterior.

Docente de la Carrera de Operaciones Comerciales en la UTCJ.

131



ISSN: En trámite

México

2015

“ESTRATEGIAS DIDÁCTICA CON WEB 2.0”.

(UNA ALTERNATIVA ACTUAL).

Ana Karina Obeso Acosta, Juan Montoya Valenzuela,


Agosto – Diciembre, 2015/Vol. 2015, Número 4 Edición Semestral


ITmochis



132

“ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS CON WEB 2.0”.

(UNA ALTERNATIVA ACTUAL)

Ing. Ana Karina Obeso-Acosta1; Mtro. Juan Montoya-Valenzuela2; 1Docente del Centro de Bachillerato Tecnológico Industrial y de Servicios No. 43, Blvd.

Juan de Dios Batiz y Belizario s/n Col. El Parque Los Mochis Sinaloa; 2Docente

Investigador del Instituto Tecnológico de Los Mochis, Tel 668-8125858 Boulevard Juan de

Dios Batiz y 20 de Noviembre C.P. 81259, Los Mochis, Sinaloa.

Resumen.

El trabajar la educación con la ayuda del Internet hoy en día es algo trivial, supone el hacer

diario, dentro de los alcances que todo estudiante o docente, incluso autodidacta desee

hacerlo. Algunos autores le llaman Web 2.0 a lo que concierne lo gratuito, en el presente

documento se habla sobre él cómo la Web 2.0 ayuda a los entornos educativos, incluso

algunos piensan puede sobrepasar a la educación formal.

Palabras clave.

Web 2.0, Educación, Internet.

Estrategia didáctica con Web 2.0 (Una alternativa actual).

Web 2.0: ¿tecnología para educar? Por lo general, los avances tecnológicos pretenden

mejorar la vida en todos los aspectos; sin embargo, con el paso de los años algunos se han

convertido en simples acompañantes sin aportar nada más, por ejemplo: la radio o la

televisión, si bien pueden ser utilizadas para educar su finalidad no es precisamente la

educación. Algo similar sucedió con las computadoras personales, en un principio no se les

prestaba atención y ni siquiera se invertía en su compra. Algunas empresas empezaron a

utilizarlas y una que otra dependencia gubernamental, pero su uso no era común. Para la

década de los 90, no solo en hogares y oficinas se contaba con computadoras sino en las

escuelas —que incorporaron en sus currículos la materia “computación”— por lo que en la

actualidad es una herramienta más en la educación. Pero la computadora con sus programas

facilitadores de tareas no eran todo. Surgió el Internet y la posibilidad de comunicarse con

una o varias personas que podrían estar en el extremo del otro hemisferio. La comunicación

ya no tenía límites, y nuevamente se especuló si el Internet y sus aparentes posibilidades


133

serían la base de una nueva forma de educar. Nuevo término Desde hace relativamente

poco tiempo en el argot de Internet se utiliza el término web 2.0 como nueva filosofía para

hacer las cosas, surgida gracias a que la evolución de la tecnología ha posibilitado que el

usuario además de acceder a la información pueda crear, insertar, transformar contenidos y

aportar valor desde un equipo fijo o móvil sin requisito previo de tener mayores

conocimientos informáticos. La idea principal es: lo que no se comparte se pierde y, en este

sentido, cuantos más usuarios aporten contenidos, mayor será el valor percibido del

servicio. Ahora el papel del usuario es importante ya que cobra fuerza al manifestar sus

gustos, opinión o voto; las personas tienen voz, pueden ser escuchadas y es más visible sin

importar su extracto social, religión, raza, género o nacionalidad. Esto debido a que la

adopción de los servicios web 2.0 no sigue las líneas económicas tradicionales, los usuarios

on-line de los mercados menos desarrollados están igual de involucrados o incluso más que

los países avanzados. Lo cual demuestra el carácter social y cooperativo de la web 2.0 para

fomentar la evolución educativa hacia lo que se ha llamado aprendizaje colectivo o

colaborativo, es decir, todas las aplicaciones existentes dentro de la web permiten a los

usuarios compartir ideas y conocimientos.

Esto se logró debido a que las páginas estáticas se convirtieron en aplicaciones interactivas

a distancia: la web como sustantivo se convierte en web como verbo porque evolucionó de

una biblioteca de recursos estáticos (páginas) creados por profesionales y descargados por

los consumidores de los servidores de las empresas, a ser realmente un sitio donde es

posible interactuar con otros y en el mismo sitio. El uso de la banda ancha cada vez más

extendido, los nuevos métodos de programación y las PC actuales facilitan al máximo el

ingreso y participación de los internautas; por lo que todo el mundo puede ser web master.

Si bien la tecnología ha hecho posible este comportamiento peer-to-peer y simétrico, es la

naturaleza humana con sus reglas y normas la que logra que sea valioso y productivo. Estas

reglas y normas definen los principios esenciales de la web 2.0: arquitectura modular y

comunidad; se entiende por arquitectura modular todas las aplicaciones que permiten que

exista un sitio web y por comunidad todos los usuarios que hay en cada uno de esos sitios.

Sin embargo, la web 2.0 no es una nueva versión de la web, ni un protocolo de

comunicaciones, ni un nuevo lenguaje de programación, es la misma web solo que

participativa y eficaz gracias a las facilidades, evolución y gratuidad de tecnologías que


134

antes eran inaccesibles para la mayoría de los usuarios. Ante esto, ¿puede considerarse a la

web 2.0 como una revolución? Como ya se ha comentado, las tecnologías sobre las que se

apoya ya existían hace tiempo, lo que no había era la interacción de los usuarios entre sí y

con el sitio, por lo que en el plano social sí se está frente a una revolución: generación de

conocimiento a partir de la colaboración. Porque el editor del sitio web no es el único que

aporta contenidos y decide cuáles son interesantes y cuáles no, sino que es la propia

comunidad la que proporciona y promociona algunos de estos en detrimento de otros: se

abre una vía para personas con iniciativa, talento e interés. Uno de los mejores ejemplos

son los blogueros, cuyos índices de audiencia superan a muchos columnistas o líderes de

opinión. En este punto la participación ciudadana puede ser crucial y afectar a más áreas de

las que a primera vista pudiera parecer. Además, las herramientas y los canales para crear y

compartir textos, fotos, vídeos o música nunca habían sido tan accesibles y democráticos.

Todo esto hace prever la evolución a una sociedad más participativa, por ser más fácil la

aportación de contenidos, conocer gente y divertirse a través de una experiencia multimedia

personalizada. Educación a través de la web 2.0 La evolución de la web 2.0 afecta a

demasiadas áreas y una de éstas es la educación, que es alterada tanto en su metodología

pedagógica como en contenidos. Esto es así porque quienes cuentan con una conexión a

Internet ya no consultan las enciclopedias tradicionales sino los sitios web como Google,

YouTube, los mapas de Google, los blogs de sus propias escuelas o hasta de otras

comunidades de internet y comparten tareas, comentarios, y se apoyan sobre temas

académicos. En este sentido, el carácter social y de colaboración fomenta la evolución de la

educación hacia lo que se llama aprendizaje colectivo o colaborativo. Por el momento, se

trata de una expresión que está de moda y cuyo significado no ha sido por completo

asimilado por la comunidad educativa en general. Consiste en considerar que el

conocimiento no lo tiene el profesor en exclusividad y solo en el aula, sino que lo tiene el

grupo en general, incluyéndolo, y en la red; en otras palabras, se trata de una formación con

la red y para la red a fin de lograr que profesores y estudiantes compartan la construcción

del conocimiento. La investigación educativa, por su parte, muestra que la evolución lógica

del paradigma educativo que se debe alcanzar es que el profesor sea más un guía que un

instructor. Un acompañante que ayude al alumno a elegir su propio camino, lo cual encaja

perfectamente con la filosofía que web 2.0 plantea: su utilización facilita el aprendizaje y la


135

generación de conocimiento en grupo. No obstante, una cosa es disponer de material y otra

distinta es darle un uso educativo que contribuya a mejorar los procesos de enseñanza y

aprendizaje. En este contexto, el profesor debe dedicar más tiempo a las tutorías,

orientaciones, trabajo personal de búsqueda de nuevos materiales, formación, moderación

de foros, blog, wikis, chats, y menos a preparar e impartir clases. Dado que los jóvenes

estudiantes están a un clic de la información que buscan y de las posibles tareas a realizar,

se advierte que el docente deber ser también un mediador y motivador con respecto al

correcto uso de estas tecnologías. Debe orientar a los alumnos a buscar y seleccionar

información de calidad y fundamentada —bibliotecas virtuales, bibliografía principal y de

referencia, trabajos avalados por especialistas— como fuente para la elaboración de tareas

y no como autoservicio de trabajos realizados —bajar de la web, realizar ciertas

modificaciones y presentar como propio. Ello, definitivamente va en contra del espíritu de

aprendizaje 2.0. Sin embargo, existen dos grandes limitantes para que ello se realice: a) La

falta de destrezas que tienen los profesores para navegar en internet y seguir el ritmo de sus

alumnos en cuanto a conocimiento y uso de las nuevas herramientas que invaden el

mercado. Aunado lo difícil que resulta para algunos docentes cambiar o adaptar sus hábitos,

costumbres y sistema de enseñanza, no ya centrado en su persona, no ya para el alumno,

sino enseñar y aprender con el alumno en red. b) La imperiosa necesidad de que las

instituciones de educación superior (IES), unan esfuerzos en la recopilación, clasificación,

estandarización y aplicación en sus programas y sistemas de los recursos digitales

existentes. Como el aprendizaje es un proceso social, y muy poco de lo que se aprende es

estático o absoluto, se deben encontrar caminos que conecten lo que se sabe con la gran

base de datos que es la web y aprender a partir de estas conexiones. La educación presenta

a la vez más oportunidades y más barreras institucionales para sacar partido de la web 2.0.

Parece lógico pensar que el empuje apoyado en la capacidad de innovación de los usuarios

conseguiría cambios en los modelos pedagógicos, organizativos, de sistemas y plataformas

para los nuevos entornos de enseñanza/aprendizaje. Sin embargo, los responsables no han

podido o no han sabido apropiarse de las oportunidades que brinda, por lo que también se

pierde a largo plazo la eventual aparición de una universidad 2.0. Es curioso observar que

las diferencias entre los ambientes tradicionales de aprendizaje y los nuevos se asemejan

bastante a las diferencias que existen entre la web 1.0 y la 2.0. En síntesis podría expresarse


136

que la web 2.0 —además de funcionar como biblioteca, centro de publicación, centro de

comunicaciones, plataforma, escritorio colaborativo, centro de diversión— presenta las

siguientes ventajas educativas: a) Preferencia natural de los adolescentes por estas

tecnologías, lo cual favorece y facilita el proceso educativo. b) Simplificación de la lectura

y la escritura en línea en diferentes niveles. Esto se traduce en dos acciones sustantivas del

proceso de aprendizaje: generar contenidos y compartirlos con los pares. Con ello, se

podría decir que el aprendizaje 2.0 —llamado así por apoyarse en la web 2.0— se basa en

el modelo de aprender haciendo, aprender interactuando, aprender buscando y aprender

compartiendo. c) Multiplicidad de aplicaciones como recursos didácticos gratuitos que

benefician las actividades docentes. Los exponentes más representativos de la web 2.0 a)

Blogs. Excelentes herramientas de comunicación y publicación. Muchos profesores los

usan para sus asignaturas y solicitan de sus alumnos comentarios sobre algún texto en

particular. Los edublogs, así llamados a los blogs educativos, pueden ser institucionales,

grupales, personales, zona de debate, temáticos, entre otros. Favorecen la participación, la

organización, la alfabetización digital, el discurso y el debate.

b) Wikis. Magníficas herramientas para la construcción de contenidos académicos

textuales, que los usuarios de las wikis tienen la facilidad de crear, editar, modificar e

incluso borrar, quedando registradas las interacciones de cada usuario. Ello favorece las

actividades de evaluación y seguimiento de cada alumno por parte del docente; e incentiva

en los estudiantes el trabajo colaborativo, respeto por sus pares y por la audiencia, búsqueda

e investigación, desarrollo del discurso y valoración de la inteligencia colectiva. c)

Sindicadores. Really Simple Syndication (RSS), es un sencillo formato que permite

distribuir contenido, a los suscriptores de un sitio web, sin necesidad de navegador,

utilizando un software diseñado para tal efecto (agregador). El RSS es parte de la familia de

los formatos XML desarrollado específicamente para todo tipo de sitios que se actualicen

con frecuencia y por medio del cual se puede compartir la información y usarla en otros

sitios web o programas. A esto se le conoce como redifusión web o sindicación web.

Gracias a los agregadores o lectores de feeds se pueden obtener resúmenes de todos los

sitios que se desee desde el escritorio del sistema operativo, programas de correo

electrónico o por medio de aplicaciones web que funcionan como agregadores, por lo que

no es necesario abrir el navegador y visitar decenas de webs. Para los docentes constituye


137

una herramienta de muchas ventajas porque le facilita estar al día con lo último de sus sitos

favoritos, optimiza los tiempos, además de estar al tanto de los blogs de sus alumnos. d)

Marcadores sociales. Son una forma sencilla y popular de almacenar, clasificar y compartir

enlaces en internet o en intranet, existiendo servicios especializados en diferentes áreas

como libros, vídeos, música, compras, mapas, entre otros. En este tipo de sistema los

usuarios guardan una lista de recursos de internet que consideran útiles, la que puede ser

accesible públicamente o de forma privada. Una característica muy importante a destacar es

que la inclusión y clasificación de recursos está realizada por seres humanos, mediante

etiquetas de tema (tags), en lugar de máquinas que procesan la información de modo

automático según un programa. Esta herramienta, igual que las anteriores, permite tanto a

docentes como a alumnos permanente actualización, trabajo colaborativo, ahorro de

tiempos de conexión, navegación y búsqueda. e) Repositorios colaborativos. Herramientas

muy versátiles mediante las cuales se suben a la web trabajos, de diferente temática y

especialización, para que los demás usuarios tengan conocimiento de éstos y los utilicen,

así como disponer de los archivos ajenos ya existentes. En estos repositorios se puede

apreciar, descargar, ejecutar, reenviar comentar e incrustar los materiales encontrados. f)

Redes sociales. Son conjuntos de elementos, símbolos, procesos, personas, sistemas u

organizaciones relacionados, interconectados, entre los cuales se producen intercambios

con finalidades específicas. Estos intercambios pueden ser de diferentes tipos como

amistad, económico, académico, político, diversión, científico, por nombrar algunos.

Además de las herramientas ya mencionadas, también apoyan al conocimiento algunas

comunidades virtuales —creadas para niños, jóvenes y adultos— que pueden proporcionar

enseñanzas reales sin tener que arriesgarse —entre los más populares están Second Life,

There. com, Moove y Active Worlds— Sin embargo, Whyville destaca por ser un sitio

dedicado a la educación. Esta comunidad virtual para niños de hasta 15 años fue creada en

1999 por profesores del California Institute of Technology (CALTECH), y sobresale de

otros sitios del tipo edutaiment (aprendizaje y entretenimiento), solo por el volumen de

usuarios persistentes. En este sitio pueden, a través de su avatar, tener una familia, una casa,

un trabajo y con ello experiencia en diferentes ámbitos de la vida. Aunque sitios como éste

han tenido gran demanda, la dificultad financiera juega en su contra, porque para mejorar la

arquitectura modular se requieren de patrocinadores. Actualmente, Whyville cuenta con 24


138

millones de usuarios registrados en todo el mundo, con el objetivo de aprender, crear y

divertirse juntos. En un día cualquiera hay entre 100 mil y 150 mil niños (avatares), con una

media de 3.5 horas al mes por usuario y 8.5 millones de juegos educativos disputados. Cada

mes recibe más de 2 millones de visitantes y alrededor de 60 mil nuevos registros. El

modelo de este mundo virtual se basa en las aportaciones de los patrocinadores, quienes

además de sufragar los costes de desarrollo aumentan éstas en función del número de

visitantes. No obstante, esta contribución no es exclusivamente económica, sino que los

patrocinadores generan conocimiento. Un caso específico es el de la Nacional Aeronautics

and Space Administration (NASA), que proporciona juegos que enseñan la tecnología de

próxima generación para los viajes a larga distancia. Como en otros sitios, cada vez que un

avatar entra en determinadas áreas del patrocinador éste paga un fee a Whyville, lo cual no

es novedoso, lo novedoso en términos de marketing es proporcionar actividades educativas

a la vez que se hace publicidad. Aunque parece contradictorio, la actividad educativa es un

soporte para realizar marketing: el negocio de Whyville necesita generar usuarios que

alimenten a los patrocinadores. Por otra parte, los navegantes acuden a Whyville por la

calidad de las actividades de aprendizaje en un mundo virtual. El modelo de Whyville hace

converger marketing y aprendizaje en la web 2.0.

También los egresados tienen sitios web donde compartir y mejorar sus conocimientos.

Hoy el más conocido es Innocentive, una nueva comunidad que acerca a los científicos de

mayor prestigio a resolver importantes desafíos de I+D. Éstos son planteados por empresas

de primera línea en todo el mundo a través de un foro on-line. Entre las principales ventajas

que presenta Innocentive se encuentran la búsqueda de soluciones entre los mejores

científicos del mundo y la rapidez para obtener soluciones a difíciles problemas del área

I+D. El beneficio se amplía a los científicos al obtener reconocimiento, acceso a problemas

significativos relacionados con sus áreas de interés y especialización y posibilidad de

participar en el desafío intelectual que implica la solución de éstos a escala mundial. No

obstante los beneficios que aporte la web 2.0 a los internautas, no todas las aplicaciones son

rentables o generan ingresos que aseguren el éxito del negocio, por lo que aún se encuentra

en una etapa experimental el futuro del uso de la web 2.0 como herramienta para la

educación.


139

Fuentes:

Cobo Romaní, Cristobal; Pardo Kukhiski, Hugo. 2007. Planeta Web 2.0. Inteligencia

colectiva o medios fast food. Grup de Recerca d’interacciones Digitals, Universitad de Vic.

FlacsoMéxico. Barcelona/ México D.F. Fundación de la Innovación Bankinter. Web 2.0. El

negocio de las redes sociales.

www.i3b.ibermatica.com/i3b/lqsqs_queeswhyvill.pdf/download


140

INSTRUCCIONES PARA POSTULAR ARTÍCULOS

PARA PRESENTAR EN LA REVISTA ITMochis

Investigación, Tecnología y Liderazgo Mexicano.

La revista ITMochis Investigación, Tecnología y Liderazgo Mexicano del Instituto

Tecnológico de Los Mochis, tiene como objetivo la publicación de artículos y ensayos

científicos inéditos, revisiones bibliográficas y reseñas de libros en español, vinculados a

las ciencias en: Administración, Contabilidad, Ingeniería Industrial, Informática, Biología,

Química, Gestión Empresarial, Mecatrónica, Electrónica, Electromecánica, Arquitectura e

Industrias Alimentarias.

Los trabajos deben ser originales e inéditos. Los textos deben de ser un aporte al

conocimiento de las ciencias y no deben de haber sido propuestos en otras revistas

académicas.

Tipos de contribuciones:

Artículos de investigación. Deben ser productos temporales o definitivos de investigación.

Deben de contener por lo menos introducción, metodología, resultados y conclusiones.

Ensayos científicos. Derivados de investigación de campo, documental, combinada, o de

estudios de caso.

Estado del arte. Elaborado a partir de perspectivas críticas y analíticas de revisiones

bibliográficas donde se sistematizan y analizan teorías, metodologías y resultados de

investigaciones en un campo específico del conocimiento con el propósito de exponer las

diferentes tendencias predominantes (no menos de25 referencias).

Reseñas bibliográficas. Pueden ser de divulgación (de 3 a 5 páginas) o reseñas críticas que

expongan las condiciones teóricas, metodológicas, epistemológicas y analíticas del libro

reseñado.

Las colaboraciones deberán cumplir con los siguientes requisitos:


141

Es imperioso, para la publicación en esta revista, las pautas necesarias que encaucen la

presentación de los artículos que la constituyen, de tal forma que dichos documentos tengan

una estructura y formatos claros, coherentes y lógicos que faciliten la comprensión de la

información que en ellos se presenta.

El tipo de letra que se debe utilizar es Times New Roman 12 pts.

Las citas textuales dentro del texto no deben de exceder 10 renglones. Las notas adicionales

deben de ir a pie de página y con interlineado sencillo.

El artículo deberá ser estructurado con espaciamientos de 3 cm en cada uno de sus lados,

así como en la parte superior e inferior. Así mismo deberá de redactarse a una columna.

Las figuras, gráficos e imágenes deberán de contener su referencia numérica y breve

descripción en la parte inferior. Las tablas y cuadros de datos con su referencia numérica y

breve descripción en la parte superior.

Extensión

Sólo se aceptarán trabajos con un máximo de 15 cuartillas a un espacio y medio (1.5)

incluyendo gráficas o cuadros, en el tamaño carta que por default da el procesador de

textos.

Estructura formal del artículo

Título

El artículo se iniciará con un título en español y en inglés (opcional). Debe presentarse en

forma breve, es decir, indicar la naturaleza del trabajo de la manera más clara posible.

Autor o autores

El (los) nombre (s) del (los) autor (es) debe comenzar con el “nombre de pila” seguido por

sus apellidos, los cuales deben estar separados por un guion sin espacios. En su caso, el

segundo y subsecuentes nombres de pila de un autor pueden ir completos o abreviados. Los

nombres de los autores deberán estar separados por un punto y coma (;). Al final de cada

nombre del autor, se incluirá un superíndice numérico arábigo a manera de llamado a la


142

nota que indique su cargo, institución y dirección completa. En el caso de que se presente el

artículo por un solo autor no se requiere de superíndice.

Ejemplos:

1) JoséLópez-Pérez

2) PedroPardo-Alvarez1 y JesúsRodríguez-Guevara2.

Se aceptan un máximo de cinco (5) autores por cada artículo de investigación, de reflexión

o de“Estado del arte”. Para las reseñas de libros, un solo autor.

Resumen

Se expondrá una síntesis del trabajo no mayor a 10 renglones, incluyendo los aspectos más

relevantes: importancia, materiales y métodos, resultados y conclusiones. No se debe de

incluir antecedentes, discusión, citas, llamados a cuadros y figuras y llamados a pie de

página. Estará escrito en español (Resumen) y en inglés opcional (“Summary”). El

“Summary” podrá tener hasta 10 renglones.

Palabras clave

Son palabras ubicadas después del resumen, que se citan para indicar al lector los temas

principales a los que hace referencia el artículo, además de facilitar la recopilación y

búsqueda de la cita en bancos de información. Se requiere un número entre tres y seis y no

deben estar contenidos en el título.

Key Words

Son las mismas palabras que se incluyen en el apartado anterior, pero en inglés. Se

enlistarán después del “Summary”.

Síntesis curricular

Al final del trabajo favor anexar una síntesis curricular (hoja de vida) de cada autor, no

mayor a seis renglones, letra tipo Times New Roman 12 pts.

La bibliografía se citará en el sistema Harvard.


143

Dictamen

Todas las colaboraciones serán dictaminadas por los miembros del Comité Dictaminador de

la revista, quienes emitirán un dictamen por escrito bajo los siguientes criterios: aprobado

para publicación; aprobado con condiciones; no aprobado. El resultado se le notificará al

autor. El fallo del Comité Dictaminador es inapelable.

Todos los artículos aprobados serán publicados en la revista ITLM Investigación,

Tecnología y Liderazgo Mexicano en su versión electrónica. La revista se reserva el

derecho de hacer la corrección de estilo y cambios editoriales que considere necesarios para

mejorar el trabajo. No se devolverán originales.

Interesad@s favor enviar postulaciones a:

[email protected]

Mtro. Juan Manuel Montoya Valenzuela

Jefe del Departamento de Desarrollo Académico

DIRECTORIO DEL INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LOS MOCHIS

M. en C. Manuel de Jesús López Pérez Director

Subdirección de Planeación y Vinculación

Lic. Arsenio Bracamontes Solís Subdirector de Planeación y Vinculación

Lic. Manuela Hortencia Beltrán Castro Jefa del Departamento de Servicios Escolares

Lic. Marisol Motolá Gastelúm

Jefe del departamento de Planeación, Programación y Presupuestación

Ing. Claudia María Carrillo Gálvez Jefe del Departamento de Actividades Extraescolares

Ing. Nathaly Guadalupe Ontiveros Zepeda

Jefa del Departamento de Comunicación y Difusión

Lic. Víctor Armenta Acosta Jefe del Centro de Información

Lic. Yeniba Argüeso Mendoza

Jefa del Departamento de Gestión Tecnológica y Vinculación

Subdirección Académica:

M.C. Valente Ochoa Espinoza Subdirector Académico

Lic. Mario Flores López

Jefa de la División de Estudios Profesionales

Ing. Hugo Castillo Meza Jefe del Departamento de Ingeniería Electrónica

Ing. Carla Rebeca Mendoza Casanova

Jefa del Departamento de Ciencias Básicas

Arq. José Luís Corral Chávez Jefe del Departamento de Ciencias de la Tierra

Lic. Martha Guadalupe Quiroz Ibarra

Jefa del Departamento de Sistemas y Computación

Mtro. Juan Manuel Montoya Valenzuela Jefe del Departamento de Desarrollo Académico

Ing. José Luis Guevara Fierro Jefe del Departamento de Ingeniería Industrial

Lic. Miguel Enrique López Valdez

Jefe del Departamento de Ciencias Económico – Administrativo

M.C. Claudia Alarcón Valdez Jefa del Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica

Subdirección de Servicios Administrativos:

Ing. Luis Eduardo Ruelas García Subdirector de Servicios Administrativos

Ing. Arq. Lucila Margarita Hallal Villalobos

Jefe del Departamento de Recursos Materiales y Servicios

Arq. Filiberto Gálvez Guerra Jefe del Departamento de Mantenimiento y Equipo

Lic. Erika Ojeda Torres

Jefa del Centro de Cómputo

Lic. María Francisca Estrada Robles Jefa del Departamento de Recursos Financieros

Lic. Dina Ramírez Sáenz

Jefa del Departamento de Recursos Humanos

R e v i s t a ITMochis · AÑO 2 Agosto – Diciembre 2015 ISSN – En trámite R e v i s t a...

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