Editorial ................................................................................................................................................................................................
3
Influencia del DVR en la Respuesta Transitoria de un Parque Eólico ante Huecos de Tensión .................................................................................................................................................................. Alberto Ríos
5
Fotodegradación de Anaranjado de Metilo y Verde de Bromocresol con Radiación Ultravioleta .................................................................................................... Wendilay Matos/ Hernán Zapata
15
Aprendizaje Experiencial y Rendimiento Académico.................................................... Klinge Villalba
21
Diseño e Implementación de una Prótesis en Base a Mioelectricidad ............................................. ............................................................................................................. María Teresa Mendoza/ Hernando Prada
29
Efecto de Cuatro Dosis Nitrogenadas sobre el Rendimiento de Soca en alcachofa sin Espinas (Cynara Scolymus L.) var. Lorca en Moche, La Libertad .................. Victoria Larco
35
Diseño y Construcción de un Robot Soldador ....................................................... Nilton Anchayhua
41
Asterisk Security using Transport Layer Security and Secure Real-Time Transport Protocol .................................................................................................. Raymond A. Hansen / Adolfo Cáceres
49
Identificación de las Brechas de Competencias Genéricas en Egresados del Instituto de Educación Superior Tecnológico Privado Tecsup N° 2 ............................... María Eugenia Paz
55
EDITORIAL Al llegar el séptimo año de nuestra revista queremos reconocer el aporte de los que nos han acompañado en este camino, ya sea a través de la presentación de artículos o con el trabajo necesario para que cada número salga a la luz con la calidad que todos deseamos. Como en toda empresa, es natural que haya cambios y este es también nuestro caso. Desde hoy tenemos un nuevo equipo que deberá continuar el buen trabajo desarrollado por quienes durante seis años han sabido mantener el nivel esperado en una publicación indexada. Este año es de especial importancia para nuestra institución debido a la inauguración del Centro de Innovación, Desarrollo y Emprendimiento en Tecnología. Este centro, denominado Tecsup i+De, impulsará especialmente la innovación tanto en miembros de la sociedad académica como en profesionales de la industria, respondiendo así a las actuales necesidades del país. Tecsup i+De contará con ambientes especialmente diseñados, entre lo que destaca un laboratorio de fabricación digital, denominado Fab Lab, el cual es el resultado de una idea originada en el Centro de Bits y Átomos (CBA) del MIT, Estados Unidos, y que impacta en el mundo, a tal punto que se habla del inicio de una tercera revolución industrial. Este será parte de una red global que favorece la creatividad, y abre el camino a la fabricación personal, a través del uso de equipos de última generación. Indudablemente, este centro será un espacio que permitirá la implementación de muchas ideas asociadas al desarrollo tecnológico y aplicación de la ingeniería, y a la vez una fuente de gran potencial para la generación de artículos que seguramente alimentarán las páginas de nuestra revista en las futuras ediciones.
Comité Editorial
Influencia del DVR en la Respuesta Transitoria de un Parque Eólico ante Huecos de Tensión Influence of the DVR in the Transient Response a Wind Farm Against Voltage Dips Alberto Ríos, Universidad Europea de Madrid
Resumen
sistemas eléctricos es una práctica con varias décadas de experiencia. Los primeros sistemas fueron las conexiones de co-
En este artículo se evalúa la respuesta transitoria del modelo
rriente continua de alta tensión, HVDC, y los compensadores
dinámico ante huecos de tensión de un restaurador dinámico
estáticos de potencia reactiva, SVC, que emplea en los sistemas
de tensión (DVR por sus siglas en inglés) y el impacto de estos
de transmisión y distribución, respectivamente, con notable
dispositivos electrónicos en mantener la continuidad de su-
éxito [1, 2]. Estos dispositivos electrónicos adoptaron el nom-
ministro de las turbinas eólicas de ante huecos de tensión bi-
bre genérico de FACTS (acrónimo que proviene de la denomi-
fásicos y trifásicos. El objetivo de estos estudios es comprobar
nación en inglés Flexible AC Transmission System). Los FACTS
la influencia en la capacidad de las turbinas y parques eólicos
se definen como sistemas flexibles de transmisión de corriente
de los DVR en cumplir los cada vez más exigentes requisitos
alterna que permiten aumentar la capacidad de transporte de
de conexión de los operadores del sistema eléctrico.
las líneas, dirigir los flujos de potencia a líneas más descargadas, controlar la tensión en los nudos, compensar el factor de
Abstract
potencia, amortiguar las fluctuaciones de tensión en las cargas y mantener la estabilidad de ángulo. Debido a la rapidez en su
This paper analyzes the transient response of dynamic model
operación, también pueden mejorar la respuesta del sistema
againts voltage dips of Dynamic Voltage Restores (DVR) and
ante una amplia variedad de fenómenos dinámicos.
the impact of these electronic devices to maintain the continuity of supply againts a three-phase and two-phase voltage
Uno de los campos de mayor aplicación de los dispositivos
dips. The aim of these studies is to verify the influence of the
electrónicos de potencia es el control de la tensión en los nu-
DVR in the ability of wind turbines and wind farms to fulfill
dos del sistema eléctrico. Puesto que la tensión y la potencia
the more demanding grid connection requirements of power
reactiva son magnitudes eléctricas estrechamente ligadas, se
systems operators.
consideran elementos de control de tensión a aquellos dispositivos que son capaces de generar o absorber potencia reactiva
Palabras claves
cuando se les solicita: generadores síncronos, transformadores con regulación en carga, condensadores síncronos, reactancias
Turbinas eólicas, estabilidad transitoria, integración en red.
Key words Wind turbines, transient stability, grid integration
y baterías de condensadores en paralelo, así como compensadores estáticos de potencia reactiva, basados en dispositivos electrónicos. Tradicionalmente, las maniobras de control de tensión en un sistema eléctrico, se realizaban con ayuda de interruptores me-
INTRODUCCIÓN
cánicos, como el control de cambio de tomas de los transformadores o la conexión y desconexión de bobinas y/o conden-
La utilización de dispositivos electrónicos de potencia en los
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
sadores. Estos interruptores poseen un tiempo de respuesta
5
RÍOS, A., “Influencia del DVR en la Respuesta Transitoria de un Parque Eólico ante Huecos de Tensión”
lento y tienden a desgastarse con rapidez creando condicio-
ante una contingencia: prefalta, falta y postfalta. La capacidad
nes propicias para la aparición de faltas.
para actuar rápidamente ante contingencias y mejorar la res-
FUNDAMENTOS Dispositivos electrónicos de potencia
puesta transitoria durante la falta e inmediatamente después del despeje de la falta convierte a los FACTS en elementos de control dinámico sumamente atractivos. Los dispositivos FACTS se pueden clasificar de diferentes mane-
La aparición de dispositivos electrónicos de conmutación
ras [15, 16, 17]. Una forma de clasificar estos dispositivos elec-
basados en tiristores, que realizan las mismas funciones que
trónicos es de acuerdo al tipo de conexión que se emplea para
los mecánicos, pero con una mayor velocidad de operación
conectarlos a un sistema eléctrico. En este sentido, los FACTS
y menos problemas técnicos, mejoró la funcionalidad de los
se pueden conectar en derivación o paralelo, en serie o una
sistemas de compensación de potencia reactiva. Las desven-
combinación de ambos: serie-paralelo. Los dispositivos en pa-
tajas de los dispositivos electrónicos basados en tiristores es
ralelo controlan la tensión en un nudo gracias al control de la
su excesiva dependencia de la onda de tensión impuesta por
susceptancia en paralelo o de la intensidad reactiva inyectada
la red, que en caso de brusca reducción limitan su capacidad
o absorbida. Los dispositivos en serie generan una tensión en
de generación o absorción de potencia reactiva.
serie, a partir de una fuente de tensión controlada o de una impedancia variable, que puede ser un condensador o una reac-
Posteriormente, el desarrollo de semiconductores de alta
tancia. Una impedancia variable multiplicada por la intensidad
potencia, como los GTO, IGBT e IGCT, condujo a la aparición
que fluye a través de ella, representa una tensión en serie.
de una nueva generación de convertidores electrónicos de conmutación forzada para su aplicación en los sistemas eléc-
Un dispositivo serie-derivación puede ser la combinación de
tricos [3]. Estos convertidores electrónicos se implementan
dispositivos serie y derivación, controlados de forma coordina-
utilizando fuentes controladas de tensión (VSI – Voltage Sou-
da e inyectando tensión e intensidad, respectivamente.
rce Inverter) o de intensidad (CSI – Current Source Inverter)
6
que poseen mejores características técnicas, mayor rapidez
Un controlador unificado de flujo de potencia es un ejemplo
de respuesta y un mayor rango de aplicación que los dispo-
de un dispositivo mixto serie-paralelo, que incluye un compen-
sitivos electrónicos basados en tiristores. Entre las ventajas
sador estático en paralelo y una fuente estática en serie. En la
de los convertidores electrónicos de conmutación forzada se
tabla 1, se muestra una comparativa de los diferentes dispositi-
pueden destacar que no dependen de la onda de tensión de
vos mecánicos y electrónicos utilizados en un sistema eléctrico,
la red y que operan con cualquier factor de potencia.
considerando el tipo de conexión.
Los dispositivos FACTS de primera generación eran las ver-
Otro importante campo de aplicación de los dispositivos elec-
siones electrónicas de los sistemas de regulación por cambio
trónicos de potencia es la mejora de la calidad de la energía
de tomas y de desfase de ángulo de los transformadores, jun-
eléctrica entregada a los consumidores. Existen una serie de
to con las diferentes configuraciones de los compensadores
dispositivos electrónicos, conocidos como dispositivos de
estáticos de potencia reactiva, SVC. En tanto que, el compen-
acondicionamiento de potencia [18, 19, 20], que se caracterizan
sador estático síncrono (STATCOM), el controlador serie de
por su capacidad de mitigar los problemas relacionados con la
estado sólido (SSSC) y el controlador unificado de flujo de
calidad de la energía eléctrica. Estos dispositivos se suelen ins-
potencia (UPFC) se consideran dispositivos FACTS de última
talar en las redes de distribución, cerca de las cargas. Al igual
generación [4, 5, 6].
que los dispositivos FACTS, elevan la capacidad de transmisión de potencia y los límites de estabilidad, y aseguran que el su-
Los dispositivos FACTS de última generación encuentran
ministro a los consumidores se realice dentro de los criterios de
aplicación en los sistemas eléctricos industriales y en los
calidad y fiabilidad establecidos: sin interrupciones, con bajos
sistemas de generación basados en energías renovables, tal
niveles de desequilibrio de fases, flicker y distorsión armónica,
como lo han demostrado diversos trabajos realizados [7, 8, 9,
mantienen los niveles de tensión y factor de potencia dentro
10, 11, 12, 13, 14]. En este caso, el objetivo es mejorar la cali-
los márgenes de funcionamiento normal.
dad de la energía suministrada a los consumidores y optimizar la integración de los sistemas de generación renovables.
Entre los dispositivos electrónicos de acondicionamiento de potencia más empleados destacan el compensador estático de
Una propiedad única de los FACTS es la gran flexibilidad que
distribución (D-STATCOM), el restaurador dinámico de tensión
presentan en los tres estados operativos del sistema eléctrico
(DVR) y el acondicionador unificado de calidad de potencia
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
RÍOS, A., “Influencia del DVR en la Respuesta Transitoria de un Parque Eólico ante Huecos de Tensión”
(UPQC). Estos dispositivos electrónicos de potencia se pueden conectar en serie o en paralelo o por una combinación de ambos. En la tabla 1, se incluyen los dispositivos electrónicos de acondicionamiento de potencia en función del tipo de conexión.
Figura 1: Representación esquemática del DVR. Tabla 1: Clasificación de los dispositivos mecánicos y electrónicos según el tipo de conexión.
En la figura 2, se presenta el diagrama vectorial del funciona�
Modelo dinámico del DVR
miento del DVR ante huecos de tensión. UL es la tensión en el � � es la tensión en el nudo de red, US , nudo de carga; U
Un DVR (Dynamic Voltage Restorer) es un dispositivo electró-
anterior a la falta; UDVR es la tensión inyectada por el DVR; φ es
nico que pertenece a los denominados dispositivos de acon-
el ángulo entre la tensión y la intensidad de la carga y θ es el
dicionamiento de potencia [21, 22]. Su principal objetivo es
salto de fase que aparece entre la tensión anterior a la falta,
mejorar los índices de calidad del suministro eléctrico de las
US pre–falta, y el hueco de tensión en el nudo de red, US hueco . El
S pre–falta
�
�
�
redes de distribución: variaciones de tensión, distorsión ar-
ángulo θ indica que durante el hueco de tensión no solo se
mónica, desequilibrios de fases, etc. Un DVR, en particular,
puede producir una reducción del valor eficaz de la tensión an-
es empleado para atenuar los huecos de tensión y sobreten-
terior a la falta, US pre–falta, sino que también puede aparecer cier-
siones que puedan afectar el suministro de una carga [22,
to desfase entre la tensión previa al hueco y el hueco de tensión
23, 24, 25]. El DVR consiste de un transformador conectado
en el nudo de red.
�
en serie entre el sistema de distribución y la carga, un con-
�
vertidor electrónico, una batería de condensadores, un filtro
Inicialmente, se asume que la tensión en el nudo de carga, UL ,
pasivo que reduce los efectos de las elevadas frecuencias de
es igual a la tensión del nudo de red anterior a la falta, US pre–falta,
conmutación de los semiconductores, un sistema de control
despreciando la caída de tensión en el bypass del DVR. Cuando
asociado y un bypass electrónico que mantiene desconecta-
ocurre un hueco de tensión en el nudo de red, la tensión
do el DVR hasta la detección de un hueco de tensión o una
�
�
US pre–falta, se modifica a una tensión, que se denomina tensión �
sobretensión, lo que evita pérdidas de energía en modo de
de hueco, US hueco . Debido a la acción del DVR, la tensión en el
espera. En la figura 1 se muestra un esquema simplificado del
nudo de carga alcanza el valor anterior a la falta.
DVR descrito. El sistema de control del DVR controla la amplitud y el ángulo �
El principio de funcionamiento de un DVR se basa en la in-
de fase de la tensión inyectada en serie, UDVR , de tal manera que
yección de una tensión controlada en serie con la línea que
elimina cualquier perturbación transitoria del hueco de tensión
alimenta una carga cuando se detecta un hueco de tensión
en el nudo de la carga controlada. En la figura 3, se muestra el
o una sobretensión. El DVR se encarga de inyectar la tensión en serie necesaria para mantener la tensión en el nudo de
diagrama de bloques del DVR implementado. El sistema de � control monitoriza la tensión en el nudo de red, US , y la com-
carga dentro de los rangos admisibles de funcionamiento. La
para con la tensión anterior a la falta, US pre–falta , previamente
siguiente expresión matemática representa la forma de cal-
transformadas a una referencia síncrona, uS dq. y uS pre–falta dq. . Las
cular la tensión a inyectar por el DVR:
señales de control del convertidor electrónico, uDVR dq. , se obtie-
�
�
�
�
nen como la diferencia entre la tensión anterior a la falta,
�
�
�
UDVR = US pre–falta − US hueco
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
�
uDVR dq. , empleada como tensión de referencia, y la tensión del
7
RÍOS, A., “Influencia del DVR en la Respuesta Transitoria de un Parque Eólico ante Huecos de Tensión”
• Evaluar la influencia del DVR en la respuesta transitoria y en la continuidad de suministro de una turbina eólica de velocidad fija. • Evaluar la influencia del DVR en la respuesta transitoria y en la continuidad de suministro de un parque eólico de velocidad fija. El modelo dinámico del DVR y de la turbina eólica de velocidad fija se ha implementado en la plataforma informática DIgSILENT Power Factory. Figura 2: Diagrama vectorial del funcionamiento del DVR ante huecos de tensión. �
hueco en el nudo de red, uS dq. . Ante la aparición de un hueco de tensión o una sobretensión se genera una señal de refe�
rencia, uDVR dq. , en caso contrario el DVR seguiría en modo de espera y su tensión inyectada sería nula. En diversos trabajos se ha demostrado la rápida respuesta del DVR en la protección de cargas sensibles ante huecos de tensión [25, 26, 27, 28]. En siguientes apartados se intentará demostrar las posibilidades del DVR en la mejora de la respuesta transitoria y la capacidad de mantener la continuidad de las instalaciones eólicas.
8
El DVR implementado en la plataforma de simulación DIgSILENT corresponde al esquema simplificado mostrado en la figura 1. El DVR analizado tiene una potencia nominal de 2 MVA. La carga eléctrica a la que se conecta en serie el DVR consume una potencia activa de 2 MW y una potencia reactiva de 1 MVar. En el modelo de la turbina eólica de velocidad fija se incluye el modelo flexible del acoplamiento mecánico y el modelo completo del generador asíncrono. Se ha incluido, también, el sistema de compensación de potencia reactiva dentro del modelo general de la turbina eólica así como el transformador elevador de baja a media tensión y la impedancia del equivalente Thevenin hasta el punto de conexión a la red eléctrica. La turbina eólica está compuesta por un generador asíncrono de jaula de ardilla con una potencia nominal de 2 MW y tensión nominal de 690V. El generador asíncrono se conecta a una red de media tensión de 30 kV a través de un transformador elevador de 2,7 MVA. La potencia de cortocircuito en el punto de conexión es 25 veces la potencia nominal del generador eléctrico. Las baterías de condensadores conectados en paralelo a la turbina se han dimensionado de tal forma que el factor de potencia resultante es de 0,99 inductivo. En la figura 4, se muestra el esquema empleado en los estudios de estabilidad transitoria propuestos.
Figura 3: Diagrama de bloques del sistema de control del DVR implementado.
Metodología El estudio del impacto del DVR en la respuesta transitoria de una turbina eólica de velocidad fija consiste en realizar los siguientes estudios: • Evaluar la respuesta transitoria del DVR conectado a una carga ante un hueco de tensión.
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
En la figura 5, se muestra el esquema eléctrico para la simulación de la respuesta transitoria de un parque eólico de velocidad fija de 50 MW a la que se conecta en serie un DVR con una potencia aparente de 50 MVA, en el nivel de tensión de 30 kV de la subestación transformadora. Para determinar si la turbina eólica o el parque eólico se mantienen conectados después de un cortocircuito, se utilizarán los siguientes criterios: • Los sistemas de protección de la turbina no actúan durante el período de simulación y, por tanto, no desconectan la
RÍOS, A., “Influencia del DVR en la Respuesta Transitoria de un Parque Eólico ante Huecos de Tensión”
una falta trifásica o bifásica, se deberán encontrar dentro de unos límites predeterminados. En relación a los consumos puntuales de energía y potencia (activa y reactiva) durante el hueco de tensión y el período inmediatamente posterior al despeje de la falta, se definen tres zonas claramente diferenciadas. La zona A correspondería a los primeros 150 ms después del inicio del hueco de tensión, la zona B se define como el periodo desde los 150 ms hasta los 500 ms de duración del hueco mientras que la zona C corresponde a los 150 ms inmediatamente posteriores al despeje de la falta. En la figura 8 se muestra de forma esquemática las Figura 4: Esquema eléctrico empleado en los estudios de la turbina eólica de velocidad fija.
zonas, diferenciadas de un hueco de tensión y los límites establecidos de consumos de energía y potencia (activa y reactiva) e intensidad reactiva de una instalación eólica ante un hueco bifásico y trifásico.
9 Figura 5: Esquema eléctrico empleado en los estudios de la turbina eólica de velocidad fija.
Figura 8: Zonas diferenciadas del hueco de tensión y límites de consumo de energía y potencia. Fuente propia.
turbina eólica. Sin embargo, se verifica si los parámetros evaluados de la turbina superan los valores umbrales de los diferentes sistemas de protección. En la tabla 2, se muestran los valores característicos de los sistemas de
RESULTADOS Respuesta transitoria del DVR
protección de las turbinas eólicas. En este apartado se analiza la respuesta transitoria del DVR ante un hueco de tensión trifásico con una tensión residual igual al 20% de la tensión nominal durante 500 ms, en el nudo de red. El DVR implementado en la plataforma de simulación DIgSILENT corresponde al esquema simplificado mostrado en la figura 1. En la figura 9 se observa que ante la aparición del hueco de tensión, el DVR inyecta una tensión de tal magnitud, que evita que la carga detecte el hueco de tensión. La acción del DVR ajusta la tensión en el nudo de carga a su valor anterior a la falta. Tabla 2: Umbrales típicos de disparo de los sistemas de protección de una turbina eólica. Fuente propia.
Influencia del DVR en la respuesta transitoria de una turbina eólica
• Los intercambios de potencia activa y reactiva, tanto durante el período de duración del hueco de tensión como
En el presente apartado se evaluará la respuesta transitoria
en el periodo de recuperación posterior al despeje de
de una turbina eólica de velocidad fija al cual se le conecta un
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
RÍOS, A., “Influencia del DVR en la Respuesta Transitoria de un Parque Eólico ante Huecos de Tensión”
Figura 9: Influencia del DVR en la respuesta de tensión de una carga.
Figura 12: Influencia del DVR en la potencia activa y reactiva de una turbina eólica de velocidad fija.
DVR en serie. Se analizará la capacidad de la turbina eólica equipada con un generador asíncrono + DVR, de mantener la
Asimismo, en la figura 11 se aprecia que debido a la actuación
continuidad de suministro ante un hueco de tensión trifásico.
del DVR la potencia activa y reactiva de la turbina se mantiene en valores anteriores a la aparición de la falta trifásica. Final-
En la figura 10 se muestra de forma esquemática el circuito
mente, en la tabla 3 se muestra el consumo de potencia ac-
eléctrico utilizado para simular el comportamiento dinámico
tiva y reactiva, energía activa y reactiva e intensidad reactiva
de una turbina eólica de velocidad fija de 2 MW a la que se co-
de la turbina eólica + DVR en las diferentes zonas de caracte-
necta en serie un DVR con una potencia aparente de 2 MVA.
rización del hueco de tensión. La turbina eólica de velocidad
En la figura 11 se observa la influencia de la conexión del DVR
fija no cumple los criterios de consumo de potencia reactiva
en la tensión instantánea de una turbina de velocidad fija. La
en la zona B.Tabla 3: Consumo de energía y potencia (activa y
rápida acción del DVR no permite que la turbina detecte el
reactiva) de una turbina eólica + DVR ante un hueco de tensión
hueco de tensión.
trifásico.
10
Figura 10: Conexión en serie de un DVR a una turbina eólica de velocidad fija.
Influencia del DVR en la respuesta transitoria de un parque eólico En este apartado se analizará la influencia de un DVR de 50 MVA, conectado en la subestación transformadora, en la respuesta transitoria y en la capacidad de mantener la continuidad de suministro de un parque eólico de velocidad fija. En la figura 13 se observa la influencia de la conexión del DVR en la tensión de 30 kV del parque eólico así como el hueco de tensión aplicado en el punto de conexión. Asimismo, en la figura 14 se aprecia la respuesta de la potencia activa y reactiva del
Figura 11: Influencia del DVR en la tensión de una turbina eólica de velocidad fija.
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
parque eólico debido a la actuación del DVR ante la aparición de una falta trifásica.
RÍOS, A., “Influencia del DVR en la Respuesta Transitoria de un Parque Eólico ante Huecos de Tensión”
En la tabla 4 se presentan los resultados de consumo de po-
Sin embargo, es importante indicar que la implementación de
tencia activa y reactiva, energía activa y reactiva e intensidad
una estrategia de control que inyectase una tensión en cuadra-
reactiva de un parque eólico + DVR en las diferentes zonas de
tura con la corriente permitiría al DVR generar potencia reactiva
caracterización del hueco de tensión. El parque eólico de ve-
y, por tanto, cumplir con los criterios técnicos de conexión red.
locidad fija no cumple los criterios de consumo de potencia
Esta estrategia de control de reactiva implicaría un sobredi-
reactiva en la zona B y zona C. Los resultados obtenidos per-
mensionado del DVR.
miten concluir que el DVR, con las características del modelo implementado en este trabajo, no permite al parque eólico
CONCLUSIONES
mantener la continuidad de suministro ante un hueco de tensión trifásico.
Se ha demostrado que la conexión de los sistemas electrónicos de compensación mejora considerablemente la respuesta transitoria de los parques eólicos de velocidad fija así como su capacidad de mantener la continuidad de suministro ante huecos de tensión trifásicos. Los resultados obtenidos de la conexión del DVR demuestran que aunque se mejora la respuesta transitoria del parque eólico de velocidad fija, no se cumplen los actuales y rigurosos criterios establecidos para mantener la continuidad de suministro. Es necesario investigar otras topologías del DVR y su estrategia de control para evaluar su impacto en la respuesta transitoria
Figura 13: Influencia del DVR en la tensión de un parque eólico de
del parque eólico ante huecos de tensión.
velocidad fija.
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Invest. Apl. Innov. 7, 2013
RÍOS, A., “Influencia del DVR en la Respuesta Transitoria de un Parque Eólico ante Huecos de Tensión”
ACERCA DEL AUTOR Alberto Ríos Villacorta. Es ingeniero eléctrico en la especialidad de Sistemas y Redes Eléctricas por el Instituto Politécnico de Bielorrusia,1993. Máster en Energías Renovables por la Universidad Europea de Madrid, 2004. Doctor Ingeniero Industrial por la Universidad Carlos III de Madrid, 2007. Director técnico de Energy to Quality, Laboratorio de Ensayos de Turbinas Eólicas y Simulaciones de Parques Eólicos, entre 2005 y 2006. Director del Máster Oficial en Energías Renovables de la Universidad Europea de Madrid entre 2007 y 2011. Profesor Internacional de la Universidad ESAN en la Maestría en Gestión de la Energía y en el Diplomado de Gestión de la Energía y en el Diplomado de Energías Renovables desde el 2009. Sus áreas de interés son el modelado dinámico de sistemas de generación eléctrica y los estudios de integración de sistemas renovables.
Original recibido: 13 Marzo 2012 Aceptado para publicación: 10 Junio 2013
13
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
Fotodegradación de Anaranjado de Metilo y Verde de Bromocresol con Radiación Ultravioleta Methyl Orange and Bromocresol Green Photodegradation With Ultraviolet Radiation Wendilay Matos, Tecsup / Hernán Zapata, Tecsup
Resumen
Palabras clave
El presente trabajo se refiere a la investigación que simula
Fotodegradación, fotocatálisis, aguas residuales coloreadas,
un agua residual industrial, procedente de la industria textil
anaranjado de metilo, verde de bromocresol.
o de cualquier otro tipo de industria, la cual fue tratada por
Key words
fotodegradación. La fotocatálisis [1] con radiación ultravioleta se presenta como una alternativa sencilla y económica para el tratamiento de aguas residuales coloreadas. Para este estudio las muestras sintéticas fueron expuestas a radiación ultravioleta con un catalizador de dióxido de titanio, agua
Photodegradation, photocatalysis, colored wastewater, methyl orange, bromocresol green.
Introducción
oxigenada como agente oxidante y diferentes valores de pH. El parámetro para realizar el seguimiento de la decoloración
Existe en la actualidad una gran cantidad de aguas residuales
fue el grado de degradación de color evaluado por absorción
coloreadas orgánicas que no son tratadas y desechadas en ríos,
ultravioleta. Los resultados de la decoloración de las aguas
lagos y mares, y que, además de ser tóxicas o no para la biota,
residuales sintéticas fueron de aproximadamente 1 h a las
disminuyen la eficiencia de la fotosíntesis en las aguas y, el por-
condiciones apropiadas de pH, catalizador y oxidante.
centaje de oxígeno disuelto. Pero ahora existe una aplicación
Abstract
de la energía ultravioleta para la eliminación de estos contaminantes en aguas residuales con ayuda de un catalizador y oxidante adecuado.
This paper refers to research conducted simulating industrial wastewater, coming from the textile industry or any other
La generalidad del método ha sido probada en laboratorio para
industry, which was treated by photodegradation. Photoca-
compuestos orgánicos coloreados. Este proyecto se realizó con
talysis [1] with ultraviolet radiation appears as a simple and
una lámpara de luz ultravioleta, sin embargo, esta tecnología
economical alternative for treating colored wastewater. For
también podría ser desarrollada aplicando energía solar [2], a
this study the synthetic samples were exposed to ultraviolet
pesar de que solo el 5% de la luz del sol que llega a la troposfera
radiation with titanium dioxide catalyst, hydrogen peroxide
contiene la energía necesaria para activar al dióxido de titanio.
as oxidizing agent and at different pH values. The parameter
Este tratamiento es una tecnología limpia porque aprovecha la
for monitoring the degree of discoloration was color degra-
radiación ultravioleta (que puede provenir del Sol) y utiliza reac-
dation evaluated by ultraviolet absorption. Discoloration of
tivos que no son contaminantes ni sus productos de reacción.
the synthetic wastewater takes approximately 1 h under appropriate pH conditions and with a catalyst and an oxidant.
Fundamentos En nuestro proceso fotocatalítico la oxidación tiene lugar direc-
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
15
Matos, W., Zapata, H., “Fotodegradación de Anaranjado de Metilo y Verde de Bromocresol con Radiación Ultravioleta”
tamente en la superficie de la película del semiconductor. La
PrOCESO Experimental
radiación ultravioleta es la única fuente de energía empleada y el peróxido de hidrógeno el único oxidante.
Materiales:
En general, el proceso fotocatalítico se inicia con la ilumina-
Los equipos empleados fueron:
ción de un semiconductor, en nuestro caso el TiO2, con luz UV con el fin de lograr la excitación del sólido. El semiconductor
• XplorerGLX
presenta una banda de valencia (BV) llena de electrones y una banda de conducción (BC) que contiene estados ener-
• Espectofotometro Jenway
géticos vacíos : • Lámpara de radiación ultravioleta Muestras: D i -
c h a
fotooxidación origina pares de electrón – hueco, algunos de
Se prepararon dos muestras sintéticas por separado: ana-
los cuales migran hacia la superficie del semiconductor. La
ranjado de metilo con concentración de 100 ppm y verde de
interacción de estas especies con adsorbatos de la superficie
bromocresol también con una concentración de 100 ppm. Las
del sólido conduce a la formación de radicales, capaces de
modificaciones de pH se realizaron utilizando ácido sulfúrico e
atacar y oxidar compuestos orgánicos presentes en el agua.
hidróxido de sodio. El agente oxidante fue agua oxigenada y el
Algunos compuestos aceptores de este electrón fotoactiva-
semiconductor fue dióxido de titanio.
do son, por ejemplo, el oxígeno, el ion persulfato y el agua
Procedimiento
oxigenada [3] : O2 + e-
�
O2._
E°= – 155 mV
S2O82- + v
�
SO42- + SO4._
E°= 1100 mV
SO4._ + H2O
�
SO42- + .OH + H+
H2O2 + e-
�
.OH + OH-
Primero se procedió a realizar un barrido de exploración para determinar la longitud de onda a la cual cada colorante da la
16
E°= 800 mV
Como se puede apreciar, el oxígeno no tiene mucha eficiencia en la captura del electrón fotogenerado en la superficie
máxima absorbancia. Los valores obtenidos fueron: -
Para anaranjado de metilo:
515 nm a pH = 2
465 nm a pH = 4 – 10
-
Para verde de bromocresol:
445 nm a pH = 2
615 nm a pH = 4
610 nm a pH = 6 – 8
del dióxido de titanio; el ion persulfato genera un radical con un potencial de reducción muy alto, pero este es tan oxidante que podría reaccionar con el agua, disminuyendo su eficiencia, además de producir iones sulfato que son contaminantes. Los problemas anteriores no los presenta el radical hidroxilo generado a partir del agua oxigenada; por ello, se ha elegido este compuesto para nuestro trabajo. Experimentalmente se ha comprobado que una gran variedad de compuestos pueden ser mineralizados a CO2 y ácidos minerales por acción de una suspensión de TiO2, iluminado con luz en el rango espectral UV. El radical formado, hidroxilo, es un radical muy enérgico y ataca una gran variedad de moléculas orgánicas.
Una vez determinado estos valores, se evaluaron los siguientes parámetros, en orden: pH, concentración de peróxido de hidrógeno y concentración de dióxido de titanio para lo cual se midió la absorbancia en cada experimento a la longitud de onda ya determinada.
Resultados: Con la absorbancias iniciales y finales se determinó el porcentaje de color remanente, con la siguiente fórmula:
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
Matos, W., Zapata, H., “Fotodegradación de Anaranjado de Metilo y Verde de Bromocresol con Radiación Ultravioleta”
%CR=
Af x100 Ai
Tiempo
pH
min
Donde : Af : absorbancia final
pH
2
4
6
8
0
100
100
100
100
30
24.44
38.04
44.43
48.64
60
8.46
28.65
25.09
25.86
90
4.65
27.02
23.96
23.51
Ai : absorbancia inicial Todas las muestras se evaluaron por triplicado y se obtuvo un promedio, el cual se muestra en las tablas 1 a 6.
Tabla 4: Porcentaje de color remanente a diferentes valores de pH, para el verde de bromocresol con 1 200 ppm H2O2 y 60 ppm TiO2
A continuación se muestran los resultados obtenidos para el anaranjado de metilo y para el verde de bromocresol: Tiempo Tiempo min
TiO2, ppm
min
pH
pH
1 800
1500
1200
900
600
300
0
pH
2
4
6
8
10
0
100
100
100
100
100
100
100
0
100
100
100
100
100
30
43.49
28.90
24.44
65.43
69.89
66.82
100
30
57.07
82.84
100
100
94.70
60
22.58
8.27
8.46
31.51
56.13
42.94
100
90
5.11
2.67
4.65
12.45
25.46
22.58
100
60
21.43
70.08
89.77
100
82.12
90
4.01
50.13
74.13
83.40
62.70
120
1.43
29.50
66.64
64.38
60.21
Tabla 5: Porcentaje de color remanente a diferentes concentraciones de peróxido de hidrógeno, para el verde de bromocresol a pH = 2 y con 60 ppm TiO2
Tabla 1: Porcentaje de color remanente a diferentes valores de pH, para el anaranjado de metilo con 1 500 ppm H2O2 y 100 ppm TiO2
Tiempo Tiempo min
TiO2, ppm
min
H2O2, ppm
pH
100
80
60
40
20
10
pH
1 800
1 500
1200
900
600
300
0
100
100
100
100
100
100
0
100
100
100
100
100
100
30
26.30
13.66
28.90
22.03
14.78
12.08
30
53.33
57.07
36.61
67.88
72.15
67.16
60
17.84
12.45
8.27
14.41
9.67
8.27
60
24.35
21.43
21.59
27.01
24.35
25.43
90
3.35
1.44
2.67
1.28
1.27
0.91
90
14.84
4.01
12.65
15.85
15.00
16.75
120
3.69
1.43
0.97
5.98
5.32
4.74
Tabla 6: Porcentaje de color remanente a diferentes concentraciones de dióxido de titanio, para el verde de bromocresol a pH = 2 y con 1 500 ppm
Tabla 2: Porcentaje de color remanente a diferentes concentraciones
H2O2
de peróxido de hidrógeno, para el anaranjado de metilo a pH = 2 y con 100 ppm TiO2
Tiempo
TiO2, ppm
min pH
100
80
60
40
20
10
0
100
100
100
100
100
100
30
36.61
28.35
31.75
73.36
45.86
39.54
60
21.59
18.25
20.68
44.71
32.36
29.34
90
12.65
13.50
13.10
31.08
10.95
21.96
120
0.97
0.38
1.66
10.71
3.65
4.74 Gráfico 1: Degradación del anaranjado de metilo, en función del pH.
Tabla 3: Porcentaje de color remanente a diferentes concentraciones de dióxido de titanio, para el anaranjado de metilo a pH = 2 y con 1 200 ppm H2O2
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
17
Matos, W., Zapata, H., “Fotodegradación de Anaranjado de Metilo y Verde de Bromocresol con Radiación Ultravioleta”
Gráfico 2: Degradación del anaranjado de metilo en función de la
Gráfico 6: Degradación del verde de bromocresol en función de la con-
concentración del peróxido de hidrógeno.
centración del dióxido de titanio
Discusión de resultados A continuación se comentan los resultados obtenidos para los dos colorantes evaluados.
a) Anaranjado de Metilo:
En la Tabla 1 y Gráfico 1 se observa que a pH mayor e igual a 4 el proceso baja su eficiencia. Ello podría deberse a que
Gráfico 3: Degradación del anaranjado de metilo en función de la concentración del dióxido de titanio.
18
a medida que se eleva el pH, el ion hidróxido descompone al peróxido de hidrógeno, y este podría elevar el potencial redox de la solución al hacer que el dióxido de titanio se convierta en TiO(H2O2)2+, el cual no tiene actividad foto catalítica. Ver Gráfico 7.
Gráfico 4: Degradación del verde de bromocresol en función del pH.
Gráfico 7: Diagrama de Pourbaix para el dióxido de titanio[4]
En la Tabla 2 y Gráfico 2 se observa que la concentración óptima se encuentra a 1 500 ppm de peróxido de hidrógeno y a medida que esta concentración aumenta la eficiencia decae. Ello podría deberse a que al elevarse demasiado el potencial redox de la solución , el dióxido de titanio se está disolviendo. Gráfico 5: Degradación del verde de bromocresol en función de la concentración del peróxido de hidrógeno.
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
Ver Gráfico 7.
Matos, W., Zapata, H., “Fotodegradación de Anaranjado de Metilo y Verde de Bromocresol con Radiación Ultravioleta”
En la Tabla 3 apreciamos que los mejores valores se encuen-
Referencias
tran a 80 ppm de dióxido de titanio, pero en el Gráfico 3 se observa que para 60 y 80 ppm de fotocatalizador la cinética de fotodegradación transcurre casi igual.
b) Verde de Bromocresol:
[1] Garcés , L. Fotocatálisis con TiO2 de los colorantes azul de metileno y naranja reactivo 84 utilizando colector solar. Medellín, 2003, 220p. Tesis (Magister en Ingeniería Ambiental). Universidad de Antioquia. Ingeniería Ambiental.
En la Tabla 4 y Gráfico 4 se muestra que a pH mayor e
[2] Blanco, J. y Malato, S, (1996). Tecnología de fotocatálisis
igual a 4, el proceso de fotodegradación también baja su
solar: utilización de la radiación solar para el tratamiento
eficiencia y la razón es la misma que para el anaranjado
de contaminantes industriales. España, Instituto de Estu-
de metilo, es decir el dióxido de titanio se disuelve. Ver
dios Almerienses.
Gráfico 7. [3] Wardman P. Reduction potencials of one-electron cou
En la Tabla 5, se aprecia que para 1200 ppm de peróxido
ples involving free radicals in aqueous solution. J. phys.
de hidrógeno, la eficiencia es la más alta, pero en el Grá-
Chem. 1989; 18 : 1637 – 1755.
fico 5, además, observamos que la cinética de fotodegradación es casi la misma que para 1500 ppm del agente oxidante.
En la Tabla 6 se nota que a mínimas concentraciones
[4] Outokumpu. [programa de computadora]. HSC Chemistry 7.1; 2010.
Acerca de los autores
de dióxido de titanio la fotodegradación del colorante transcurre de manera rápida, pero en el Gráfico 6, ade-
Wendilay Matos Romaní
más, se aprecia que para 10, 20 y 80 ppm de semiconductor la cinética es casi la misma.
Conclusiones
Practicante en la especialidad de Procesos Químicos y Metalúrgicos del Instituto Superior Tecnológico Tecsup de Lima (2012). Prácticas realizadas en el laboratorio de análisis instrumental de Tecsup, en la investigación de fotodegradación de bolsas de
• Para el anaranjado de metilo, las condiciones óptimas
polietileno.
para la decoloración fueron pH igual a 2, 1500 ppm de peróxido de hidrógeno y 60 ppm de dióxido de titanio.
Hernán Zapata Gamarra
El tiempo necesario para dicha decoloración fue de 120 minutos.
Ingeniero Químico de la Universidad Nacional de Trujillo, con estudios de maestría en la Pontificia Universidad Católica del
• Para el verde de bromocresol, las condiciones óptimas
Perú. Amplia experiencia en tratamiento y análisis de aguas re-
para la decoloración fueron pH igual a 2, 1200 ppm de
siduales industriales, expositor de diversos eventos nacionales,
peróxido de hidrógeno y 10 ppm de dióxido de titanio. El
miembro del Colegio de Ingenieros del Perú y de la Sociedad
tiempo necesario para dicha decoloración fue 90 minu-
Química del Perú. Actualmente, es docente en el Departamen-
tos.
to de Procesos Químicos y Metalúrgicos, Tecsup Lima, en las áreas de Química Analítica Ambiental e Ingeniería Ambiental.
• Se logró el objetivo del trabajo que era la decoloración de los colorantes evaluados utilizando peróxido de hidrógeno y luz ultravioleta.
Recomendaciones Se aconseja que para un posterior trabajo de investigación de este tipo se incluya el estudio de espectros infrarrojos de las muestras para poder confirmar los productos obtenidos.
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
Original recibido: 20 Marzo 2012 Aceptado para publicación: 18 Junio 2013
19
Aprendizaje Experiencial y Rendimiento Académico Learning Experiencial and Academic Performance Klinge Villalba, Tecsup
Resumen
based on these styles. Another variable in the research was the academic performance.
El desarrollo de esta experiencia pedagógica se realizó a partir de la práctica en el aula, que tomó en cuenta los estilos
Action research was the methodology applied for the study
de aprendizaje basados en la experiencia, y asumió como
following a cyclic and sequental way through the observation,
fundamento la experiencia concreta y el aprendizaje como
planning, action and reflection and their corresponding activi-
proceso. Se diseñaron estrategias de enseñanza en función
ties: situational diagnosis or baseline (observation) ; planning
a los estilos previamente identificados. Otra variable de la in-
of learning activities focused in Kolb’s styles (planning); de-
vestigación fur el rendimiento académico.
velopment of these activities (action) paying attention to the changing situations; and think permanently about each step
Se utilizó la metodología de la
investigación acción para
(reflection).
el desarrollo del trabajo de manera cíclica y secuencial. Secumplieron las fases de observación, planificación, acción
The principal aim, it was to improve the academic performan-
y reflexión, y desarrollaron actividades como diagnóstico
ce in Physics course/class. A difference of 3,2 points compared
o línea base (observación); planificación de actividades de
to the baseline was obtained. The improvement was not just
aprendizaje enfocadas en los estilos de Kolb (planificación);
quantitative but also qualitative, as in the teamwork, the de-
ejecución de estas actividades (acción), tomando en cuenta
velopment of creativity and about all in the satisfaction with
las nuevas situaciones presentadas; y la reflexión se dio de
acquired learning.
manera permanente en cada una de las fases (reflexión).
Palabras claves
El objetivo principal fue mejorar el rendimiento académico en el curso de Física en el nivel superior, el cual se logró, ya
Investigación acción, aprendizaje experiencial, rendimiento
que se obtuvo una diferencia de 3,2 puntos respecto a la lí-
académico, estilos de aprendizaje.
nea base. Esta mejora no solo fue cuantitativa, también se obtuvieron efectos cualitativos como el trabajo en equipo, el
Key words
desarrollo de la creatividad y, sobre todo, la satisfacción de valorar el aprendizaje adquirido.
Action research, experiencial learning, academic performance, learning styles.
Abstract
INTRODUCCIÓN
The development of this pedagogic experience was based on practice in classroom, specifically on concrete experien-
El bajo rendimiento académico reflejado en las evaluaciones
ce and learning as process taking into account the learning
de los estudiantes, evidencia la dificultad en el logro de las
styles in the realworld. Strategies oflearning were designed
competencias esperadas; por ello, identificar las causas puede
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
21
VILLALBA, K., “Aprendizaje Experiencial y Rendimiento Académico”
ser una tarea muy compleja debido al carácter holístico del
Distancia de España (UNED)”. Mencionamos el artículo “Estilos
rendimiento académico. Ante esta situación, nos planteamos
de Aprendizaje y Actividades Polifásicas” de Baldomero Lago y
las interrogantes ¿Cómo mejorar el rendimiento académico
María Luz Cacheiro, que se propone un modelo para la selec-
de los estudiantes? ¿Conociendo los estilos de aprendizaje,
ción o creación de actividades didácticas basado en los estilos
podrá obtenerse mejores resultados en el rendimiento aca-
de aprendizaje (Baldomero Lago, 2008).
démico? Si modificamos las estrategias de aprendizaje, podrá obtenerse resultados favorables en cuanto al rendimiento
El rendimiento académico es considerado como un paráme-
académico? ¿Será favorable utilizar estrategias de aprendiza-
tro muy relevante en el desarrollo del proceso de enseñanza
je basadas en los estilos de los estudiantes para favorecer el
aprendizaje.Según la escala vigesimal, basta con observar los
rendimiento académico?
valores menores o iguales a 10, para generar preocupación debido a que las notas en este rango se consideran desaproba-
Son muchos los investigadores que con esfuerzo y dedica-
torias, en cuanto al promedio del rendimiento académico, para
ción han aportado la comprensión de este proceso tan com-
evidenciar el desarrollo del proceso de enseñanza aprendizaje
plejo, tal como lo es el aprendizaje experiencial. Dentro de
en determinados cursos.
esta perspectiva encontramos el trabajo de Kolb, el mismo
22
que tiene como base científica, teorías e investigaciones de
La metodología de investigación empleada fue de acción. Se
otros autores y trabajos sobre desarrollo del conocimiento
decidió utilizar esta metodología debido a la simplicidad y ri-
y del pensamiento, tales como los de Goldstein y Scheree
gurosidad de cada una de sus etapas, y también porque busca
(1941), Tolman (1948), Bruner (1960); Harvey, Hunt y Scho-
la transformación o cambio del contexto encontrado. Entién-
reder (1961), y Flavell (1963). También se incluyen aspectos
dase por contexto la realidad en la que se encuentran todos
de las teorías de otros autores entre los cuales cabe citar:
los involucrados en el proceso de enseñanza aprendizaje, en
Lewin (1951); Rogers (1961); Kagan, Moos y Siegel (1963);
el cual se identificaron fortalezas y debilidades de acuerdo al
Guilford (1967); Singer (1968); Piaget(1968 ); Maslow (1965),
objeto de investigación. La primera etapa, consistió en identifi-
Jung (1964), también John Dewey, el padre de la educación
car los estilos de aprendizaje de los estudiantes (acomodador,
experiencial moderna. En palabras de Kraft, en su libro “La
convergente, divergente, asimilador), mediante el test de Kolb;
teoría de la educación experiencial” (1985) sobre el trabajo
los que dependen de los modos de percepción, tratamiento y
de Dewey, encontramos algunos aspectos interesantes: que
procesamiento de la información recibida.
son bases del aprendizaje experiencial (Begoña): - Los individuos necesitan ser involucrados en lo que están aprendiendo. - El aprendizaje se da mediante experiencias dentro y fuera del aula, y no solamente a través de “maestros”, es vital. - El aprendizaje debe ser relevante para los involucrados. - Quienes aprenden deben actuar y vivir para el presente así como para el futuro.
El estilo convergente pone énfasis en la conceptualización abstracta y en la experimentación activa. Los alumnos con estilo de aprendizaje de este tipo son capaces de llevar a cabo mediante la experimentación activa las aplicaciones prácticas de sus ideas. No son muy influenciados emocionalmente, pero son hábiles en la resolución de problemas y la toma de decisiones. El estilo divergente presenta alumnos con gran capacidad imaginativa y creativa. Perciben através la experiencia y procesan por emdio de la experimentación activa. Utilizan su capacidad para analizar situaciones concretas desde muchas perspectivas diferentes a través de la reflexión. El estilo asimilador o analítico se corresponde a personas que
- El aprendizaje debe facilitar a quienes estudian, su prepa-
perciben por la conceptualización abstracta y procesan por la
ración para vivir en un mundo cambiante y en evolución.
observación reflexiva. No ponen demasiado énfasis en la apli-
FUNDAMENTOS
cación práctica de modelos teóricos. Utilizan el razonamiento inductivo, por lo que analizan y planifican.
Existe una diversidad de estudios enfocados en mejorar el
El estilo acomodador utiliza la experiencia concreta y la expe-
rendimiento académico y relacionarlos con estilos de apren-
rimentación activa, pero emplea técnicas de ensayo y error.
dizaje, los cuales pueden encontrarse en la revista de Estilos
Suelen realizar proyectos arriesgados y son proclives a trabajar
de Aprendizaje de la Universidad Nacional de Educación a
en equipo.
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
VILLALBA, K., “Aprendizaje Experiencial y Rendimiento Académico”
También se consideró el análisis del rendimiento académico
de manejo de información. Cabe mencionar que estas capaci-
de los 46 estudiantes. La siguiente etapa está constituida por
dades se relacionan con las competencias de formación profe-
el diseño, la planificación y la ejecución de las estrategias de
sional: trabajo en equipo, aplicación del conocimiento, solu-
aprendizaje en función de los estilos de aprendizaje de Kolb.
ción de problemas, y desarrollo de la creatividad. Es importante
Al principio existieron dificultades debido al desconocimien-
señalar que la relevancia de las capacidades mencionadas se
to de parte de los estudiantes respecto a la tarea o actividad
debe a que se trata de un curso relacionado a la ingeniería y a
desarrollada por el docente, por lo que se pidieron estas de
las ciencias básicas, con parte teórica y experimental.
manera voluntaria, es decir el estudiante eligió el tipo de trabajo a presentar. Este procedimiento permitió tomar con-
La actitud de predisposición hacia el curso al inicio de la in-
fianza y seguridad respecto a su desempeño en el curso.
vestigación es del 72,5% , la cual no es baja, pero no guarda relación directa con el promedio académico.
Se tomó en cuenta que el aprendizaje experiencial es un método activo de aprendizaje, cuyo fundamento reside en que
Ante el contexto en el que nos encontramos y tomando en
las personas aprenden mejor cuando interactúan con situa-
cuenta que el rendimiento académico debía mejorarse, se de-
ciones o experiencias concretas. Para Kolb “El aprendizaje es
cidió rediseñar las estrategias pedagógicas, y enfocarlas en los
el proceso mediante el cual el conocimiento es creado a tra-
estilos de aprendizaje de los estudiantes definidos por Kolb,
vés de la transformación de experiencias, el conocimiento
como se indica en la figura 1.
resulta de la combinación de tomar experiencias y transformarlas”. El aprendizaje de acuerdo a Kolb, se puede concebir como un ciclo de cuatro etapas el cual está dividido en dos aspectos: 1. La forma de conocer (experiencia concreta o conceptualización abstracta) y 2. La forma en que se entiende o transforma el conocimien-
23
to (observación reflexiva o experimentación activa). Para Kolb las experiencias concretas e inmediatas son la base para la observación y la reflexión. Estas observaciones son asimiladas en una “teoría” de la cual nuevas implicaciones se pueden deducir para tomar acción. Estas implicaciones o hi-
Figura 1: Estilos de aprendizaje de Kolb (Kolb, 1984 citado en
pótesis sirven posteriormente como guías para actuar y crear
Lozano, 2000)
nuevas experiencias, (Duran, 2011). Según Kolb, el aprendizaje se da de manera cíclica y se inicia en
METODOLOGÍA
una experiencia concreta (EC), observación reflexiva (OR), conceptualización abstracta (CA) y experimentación activa (EA);
Para lograr la mejora se realizó un diagnóstico sobre los
luego se internaliza de esta manera, y da origen a los cuatro
conocimientos previos o habilidades alcanzadas por los 46
estilos de aprendizaje; acomodador; divergente; convergente
estudiantes que forman parte de la investigación. El 35% de
y asimilador.
estudiantes proceden de instituciones educativas estatales, 40% de instituciones educativas particulares pre universita-
LÍNEA BASE
rias y 25% de Instituciones educativas particulares, según los datos recogidos en la encuesta. La edad de los estudiantes
La línea base se utilizó para contrastar los resultados con res-
oscila entre 18 y 34 años. Todos poseen conocimientos bási-
pecto al inicio de la investigación.
cos sobre el curso de física, y de igual manera en matemática. Para los estudiantes se identificó el estilo de aprendizaje a traTambién observamos que el promedio del rendimiento aca-
vés del test de Kolb. Debe señalarse que antes se aplicó dicho
démico de los 46 estudiantes, al culminar la primera unidad
test en una pequeña muestra para determinar su confiabilidad
de aprendizaje, es 9,23 puntos; lo que refleja un bajo logro
con el alfa de cronbach, y se obtuvo un 0,82, lo que indica clara-
de capacidades de indagación y experimentación, así como
mente el alto nivel de confiabilidad del instrumento. Respecto
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
VILLALBA, K., “Aprendizaje Experiencial y Rendimiento Académico”
a su validez, del instrumento se utilizaron el análisis de conte-
Respecto al docente, se inició la reflexión del proceso de en-
nido y el análisis factorial.
señanza aprendizaje sobre las estrategias desarrolladas. En la evaluación se identifican ciertos rasgos tradicionales de ense-
Sobre el rendimiento académico, se consideró la nota obte-
ñanza.
nida en un mes de desarrollo del semestre, al considerar que
RESULTADOS
el curso tiene una duración semestral.
Figura 2: Secuencia del aprendizaje según Kolb
Esta secuencia, según Kolb, se muestra en la figura 2. Se inicia
Figura 4: Mejora del rendimiento académico, respecto a la línea base
a partir de la experiencia concreta o vivencia de una situación real, el estudiante observa y reflexiona comparando la situa-
El incremento de 3,2 puntos evidencia la diferencia entre la lí-
ción analizada con la teórica, y la relaciona de manera directa
nea base y la culminación de la Investigación Acción desarrolla-
o según como encuentre la aplicación de conceptos, para
da en 46 estudiantes del curso de Física del segundo semestre.
posteriormente abstraer el concepto. Observa que es una si-
24
tuación cotidiana, parte de su vida diaria, arriba a la nueva si-
Las actividades para mejorar el rendimiento académico están
tuación cognitiva. Todo este proceso evidencia la significati-
en función de los estilos de aprendizaje de Kolb, así como la
vidad del aprendizaje, ya que no se utiliza la forma tradicional
forma en que el aprendizaje se construye. Para ello, se desa-
de enseñar (exposición magistral), sino, más bien, se va a la
rrollaron estrategias o métodos de enseñanza según cada uno
realidad a buscar los conceptos teóricos tratados, para afinar
de los estilos
los aprendizajes en los estudiantes.
Actuar (Alumno activo)
Experimentar (Alumno pragmático)
Reflexionar (Alumno reflexivo)
IDENTIFICACIÓN DE LOS ESTILOS DE APRENDIZAJE BASADOS EN KOLB
Teorizar (Alumno teórico)
Figura 3: proceso cíclico del aprendizaje
Según el modelo de Kolb, un aprendizaje óptimo es el resultado de trabajar la información en cuatro fases, como se indica en la figura 3.
Figura 5: Identificación de estilos de Kolb en los 46 estudiantes (población de estudio)
Los estilos de aprendizaje de Kolb también pueden ser considerados como activo, pragmático, reflexivo y teórico. Esta clasificación de estilos coincide con la de Honey y Alonso (Figura 6).
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
Acomodador
26
Divergente
25
Convergente
22
Asimilador
27
VILLALBA, K., “Aprendizaje Experiencial y Rendimiento Académico”
El histograma de la figura 5 muestra la identificación de los
Honey, 2005), las tareas metacognitivas, las actividades de eva-
estilos de aprendizaje, según Kolb, para los 46 alumnos que
luación y, sobre todo, el desarrollo de estrategias o métodos
conforman nuestra población de estudio. Tienen caracterís-
de enseñanza fueron planteados a los estudiantes de manera
ticas muy similares, pero no hay predominio muy destacable
libre sin obligar a que presenten cada una de ellas. Se obtuvo
de algún estilo de aprendizaje, el que puede deberse a que
un conjunto de trabajos muy significativos, el cual fue evalua-
se está desarrollando el curso de manera teórica y práctica,
do tomando en cuenta los procesos cognitivos que conforman
lo que nos permite afirmar que tenemos todos los estilos de
las capacidades del curso, a través de rúbricas e instrumentos
aprendizaje y no son específicos; es decir, no poseemos de
específicos.
manera pura uno de ellos, sino que existe una combinación de estilos donde hay predominancia de uno de ellos. Tam-
A continuación se mencionan aquellas actividades que fueron
bién es importante mencionar que los estilos se adecuan a la
consideradas estrategias o métodos de enseñanza para los es-
naturaleza del curso, debido a que existen cursos que tienen
tilos de Kolb, adecuado a las actividades del modelo EAAP para
solo parte teórica y algunos, como el de nuestro, trabajo teó-
el proceso del aprendizaje:
rico y práctico. • PARA CADA ESTILO Tomando en cuenta que el divergente tiene o explora muchas posibilidades, el convergente concretiza la utilización
de la información relevante; la recepción o predisposición a
Activo: Representación del concepto o situación en una maqueta aplicada a su especialidad.
lo nuevo sería para el asimilador; y adecúa ante el contexto el conocimiento, el acomodador.
Reflexivo: Exposición de la situación analizada.
Tenemos la Figura 6 que representa la semejanza de los esti-
Teórico: Resolución de problemas aplicados a su especiali-
los de Honey-Alonso con los de Kolb El gráfico presentado por Catalina Alonso y Domingo Gallego muestra la coincidencia de los estilos de Honey-Alonso y Kolb.
dad.
Pragmático: Trabajo por proyectos.
• PARA DOS ESTILOS
Activo-reflexivo: Presentación de la idea para la integración de áreas a través de la presentación de la especialidad
Reflexivo-teórico: Asistencia al desarrollo de clases magistrales o teóricas del curso
Teórico-pragmático: Elaboración de la monografía sobre un tema relacionado al curso y con especialidad.
Pragmático-activo: Elaboración de su trabajo demostrativo del concepto.
Figura 6: Semejanza de estilos Honey-Alonso con estilos de Kolb
A partir de esta comparación y coincidencia de estilos de aprendizaje es que se desarrollaron actividades de aprendi-
• PARA TRES ESTILOS
Activo-pragmático y reflexivo: Presentación de la innova-
zaje para uno, dos, tres o cuatro estilos de aprendizaje. Cabe
ción en un video con la exposición de los estudiantes acer-
mencionar que para Honey-Alonso los estilos de aprendizaje
ca de su trabajo.
son: activo, reflexivo, pragmático y teórico.
APLICACIÓN DE ACTIVIDADES PARA LOS ESTILOS DE APRENDIZAJE Al considerar como referente teórico al modelo EAAP - estilos de aprendizaje y actividades polifásicas - (Alonso, Gallego y
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
Reflexivo-activo y teórico: Elaboración de su blog sobre el tema a presentar o analizar.
Teórico-reflexivo-practico: Elaboración de resúmenes sobre textos de la especialidad relacionados al curso (organizadores visuales), presentación de trabajos demostrativos
25
VILLALBA, K., “Aprendizaje Experiencial y Rendimiento Académico”
de la especialidad relacionados a los temas de teoría.
trategias o métodos de enseñanza respecto a la seguridad y confianza del estudiante.
Teórico-pragmático-activo: Representación en Realidad Virtual de la situación analizada, así como la simulación
También reafirmamos la importancia de conocer previamen-
del concepto matemático en Matlab.
te los estilos de aprendizaje de los estudiantes para diseñar y ejecutar situaciones de aprendizaje significativas basadas en la
• PARA CUATRO ESTILOS
experiencia concreta.
REFERENCIAS
Trabajo por proyectos. Se evidencia la integración de los conocimientos adquiridos en los diferentes cursos, el protagonismo y responsabilidad de los que integran el proyecto se hace aun más evidente.
[1] Alonso, C., Gallego, D.J., y Honey P.(2005) Los estilos de aprendizaje. Procedimientos de diagnostico y mejora. Bilbao: Mensajero. 6° Edicion.
Todas las actividades desarrolladas por los estudiantes están enfocadas al aprendizaje experiencial, o situación vivencial respecto al concepto o tema de Física.
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El promedio final de los alumnos del curso fue de 12,43 luego de aplicar el plan de acción. Se nota sustancialmente la diferencia que corrobora nuestro trabajo.Se
[3] Argyris, Chris. “Conocimiento para la acción”, Editorial Granica, Barcelona, 1992.
consideró el total de actividades mencionadas de acuerdo al contexto del estudiante.
[4] Baldomero Lago, L. C. (2008). Estilos de aprendizaje y actividades polifásicas: Modelo EAAP. Revista de Estilos de
Podemos afirmar la importancia decisiva de conocer
Aprendizaje , 2-22.
cómo alumnos aprenden y la manera de lograr apren-
26
dizajes mucho más significativos a través del desarrollo
[5] Begoña, M. (s.f.). Recuperado el 13 de 06 de 2013, de
de estrategias o métodos de enseñanza relacionados al
http://www.gentedetradicion.org/Textos/Articulos/
estilo de aprendizaje del estudiante y, sobre todo, al de la
EL%20APRENDIZAJE%20EXPERIENCIAL.pdf
experiencia concreta, pues no solo con el de simulación teórica o simulación real, se ha analizado la situación real.
[6] Duran, N. (25 de 09 de 2011). Buildership. Recuperado el 01 de 03 de 2013, de http://buildership.wordpress.
CONCLUSIONES
com/2011/09/25/%C2%BFque-es-el-aprendizaje-experiencial/
La mejora en el rendimiento académico evidencia el desarrollo de capacidades, competencias y conocimientos a través
[7] Garcia-Aretio, (2008), Métodos clásicos para la nueva
de actividades significativas vivenciales e indagatorias, a la
educación. BENED nº 5 mayo del 2008. Recuperado el
luz de los estilos de aprendizaje experiencial de Kolb, se ob-
8 de marzo del 2013, de http://www.uned.es/catedrau-
tienen mejores resultados académicos con una gran variedad
nesco-ead/editorial/p7-1-09.pdf
de estrategias experienciales. [8] Kolb D.A. (1984) Learning Styles Inventory Technical MaLos diferencia obtenida de 3,2 puntos para el rendimiento
nual Boston, McBer and Company
académico antes y después de haber aplicado el plan de acción y del 94,55% de satisfacción respecto al curso, indican la gran ventaja y, principalmente la adecuación de estas es-
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
[9] Roman M, (1998). Aprendizaje y curriculum. Madrid Ediciones Pedagógicas 5ª Edición.
VILLALBA, K., “Aprendizaje Experiencial y Rendimiento Académico”
ACERCA DEL AUTOR Klinge Villalba Condori Es licenciado en Educación: Físico Matemática. Tiene segunda especialidad en Ingeniería de Sistemas, maestría en Gestión y Administración Educativa y es candidato a doctor en Educación.Todos los estudios han sido realizados en la Universidad Nacional de San Agustín. Actualmente, es docente del curso de Física en el Programa de Formación Regular de Tecsup Arequipa y catedrático en la Facultad de Educación de la Universidad Nacional de San Agustín. Ha llevado el curso de Calidad Educativa con la OEA y actualmente se especializa en Acreditación y Certificación de la Calidad Educativa, así como en Políticas Educativas y Desarrollo Regional. Tiene cinco años de experiencia en la formulación y ejecución de proyectos públicos y privados relacionados con Educación.
Original recibido: 16 Marzo 2013 Aceptado para publicación: 13 Junio 2013
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Diseño e Implementación de una Prótesis a base de Mioelectricidad Design and Implementation of Myoelectrical Prosthesis Maria Teresa Mendoza, Tecsup / Hernando Prada, Tecsup
Resumen
Key words
Este trabajo desarrolla el diseño y construcción de un siste-
Myoelectricity, signal conditioning, myoelectric signal, surfaces
ma para la adquisición de señales mioeléctricas (SME) pro-
electrodes, analog filter, prosthesis.
venientes de los músculos y la utilización de esta señal para mover una prótesis.
INTRODUCCIÓN
Los diversos bloques del sistema son divididos y comenta-
El control electromiográfico no es nuevo. La primera prótesis
dos de la siguiente forma: señal y sensores mioeléctricos,
electromiográficamente controlada fue demostrada en una lla-
tratamiento analógico, control y actuación. La finalidad del
mada Exportmesse, en Hannover, en 1948, por Reinhold Reiter.
trabajo es permitir el accionamiento de la prótesis de mano
En la década de los 70, considerables esfuerzos de investiga-
y fabricar una prótesis de bajo costo, además de permitir la
ción fueron dedicados al estudio del control electromiográfi-
inserción laboral de personas mutiladas de una mano.
co alrededor del mundo. Varios trabajos tratan del proyecto y
Abstract
construcción de prótesis mioeléctricas para miembros superiores [4], [5], [6], [8], [11], algunos trabajos con interesantes soluciones mecánicas o electrónicas y otras con buenas estrategias
This paper describes the design and construction of a system
de control.
detecting myoelectric signals (MSS) from the muscles signals to drive upper limb prosthesis.
En este artículo se presenta la implementación de una prótesis mioeléctrica para la mano por el Departamento de Electro-
The blocks of the system are divided and commented as fo-
tecnia de Tecsup. Una de las preocupaciones en la implemen-
llows: myoelectric sensor and signal, analog processing, con-
tación fue presentar una prótesis mioeléctrica viable desde
trol and performance. The purpose of this work is to enable
el punto de vista económico, que pudiese ser fabricado con
the operation of a prosthetic hand, and the production of a
componentes disponibles en el mercado nacional a un costo
low cost prosthetic device as well as and the incorporation in
accesible.
the workplace of people without hand..
Palabras claves
Para que esta prótesis pueda ser utilizada, el paciente debe ser entrenado y supervisado por el diseñador para obtener resultados óptimos en su control. Los resultados serán expuestos y
Mioelectricidad, acondicionamiento de señal, señal mioeléctrica, electrodos superficiales, flltros analógicos, prótesis.
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discutidos durante la presentación de este artículo.
29
Mendoza, M., Prada, Hernando, “Diseño e Implementación de una Prótesis a base de Mioelectricidad”
Algunas características importantes de la señal mioeléctrica
cias de hasta 10 kHz [2], [3], [9]; sin embargo, estos electrodos
(SME) fueron consideradas para el proyecto y construcción
presentan varios inconvenientes como la necesidad de una ex-
del sensor de adquisición de esta señal. Inicialmente, la SME
celente esterilización, e incomodidad del paciente. Para evitar
tuvo un tratamiento analógico para adecuar dicha señal, fil-
estas situaciones se optó por usar electrodos no invasivos.
trar el ruido y amplificar los niveles de tensión para luego, con esta señal, poder controlar el actuador.
Con la utilización de estos electrodos la SME captada presenta frecuencias cercanas a 500 Hz, y la mayor parte de la energía se
Sin embargo, es pertinente tener en cuenta que la mayor im-
concentra entre 50 Hz y 150 Hz; y las amplitudes varían entre
portancia de la amplificación radica en que no se pierda la se-
50 μV y 5 mV, dependiendo del músculo analizado y de la con-
ñal en las etapas que la comunican con el resto del hardware.
figuración del electrodo utilizado. Los electrodos no invasivos
El tipo de movimiento a ser ejecutado es definido de acuerdo
(de superficie) son clasificados en pasivos (sin amplificadores) y
con el tipo de SME.
activos con amplificadores embutidos [1], [6], [7], [10]. Para hacer mediciones de señales mioeléctricas se utilizaron tres electrodos superficiales pasivos, dos electrodos para captar la diferencia de potencial en el músculo y un electrodo de tierra, el cual sirve como punto de referencia para las mediciones, figura 2.
Figura 1: Diagrama de descomposición de señal electromiograficas de superficie [6]
30
La figura 1, muestra un diagrama de descomposición de señales electromiográficas.
Señal y sensores mioeléctricos
Figura 2: Electrodos montados alrededor del músculo bíceps Fuente (Delsys Inc, 1996)
La señal mioeléctrica proviene del potencial de acción que recorre la fibra muscular cuando esta se contrae. Un electro-
La mejor localización del electrodo es entre el punto motor y
do localizado dentro de ese campo, es capaz de detectar el
el tendón de inserción del músculo, los electrodos deben estar
potencial eléctrico referente a la contracción muscular. Mu-
perpendiculares a las fibras musculares [2], [3].
chos factores pueden intervenir en la calidad de la detección de una señal mioeléctrica, como el tipo de electrodo, la orientación de las fibras musculares, los músculos de interés, la du-
Tratamiento analógico y procesamiento de la señal
ración de la contracción muscular y otros [3]. El procesamiento de la SME, para obtener informaciones releLa adquisición de la SME puede ser realizada a través de elec-
vantes, puede ser realizado de varias formas. Es necesario con-
trodos invasivos o no invasivos. En las dos configuraciones
servar el contenido de la información de la SME detectada, sin
generalmente es utilizado electrodos confeccionados con
una preferencia especifica de un objeto de medida.
plata revestida con cloreto de plata (Ag-AgCl), pues es un metal no polarizable, lo que ayuda a evitar el surgimiento de
En este trabajo, el procesamiento de la señal es compuesto
un offset en los electrodos de detección.
por la etapa de pre-amplificación, filtrado, amplificación final, y comparación. Se hace uso de un circuito comparador para
Los electrodos invasivos son capaces de detectar el poten-
convertir las señales SME a pulsos cuadrados los cuales serán
cial de acción de una única unidad motora, alcanzan mayores
inyectados a un microcontrolador que tomará las decisiones
amplitudes y espectro de potencia más amplio con frecuen-
para el movimiento de la prótesis.
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
Mendoza, M., Prada, Hernando, “Diseño e Implementación de una Prótesis a base de Mioelectricidad”
Debido a que las amplitudes de la SME obtenidas están cercanas a los 500 μV, es necesario hacer una serie de amplificaciones en cascada, figura 4, y la amplificación total del sistema es de 30.89. De esta forma, la SME de 50 mV tendrá un valor de 1.54 V. Para lograr las amplificaciones se utilizaron amplificadores operacionales en configuración no inversora, con el fin de no alterar la fase de salida. En la etapa de preamplificación se utilizó un amplificador de
(a)
instrumentación de bajo consumo, INA101, se escogió este amplificador por su alto CMRR (120 dB). La ganancia de la etapa de preamplificación se divide en dos, la ganancia del amplificador de instrumentación y la ganancia de un amplificador operacional en configuración no inversora. Para fijar la ganancia en 10, se hace uso de la siguiente ecuación (1).
GINA101 = 1 + 40 κΩ (1) RG Además se integró un circuito de retroalimentación para registrar la SME, figura 5.
(b)
En la etapa de filtrado se diseñó un filtro activo pasa alto de
Figura 6: Diagrama esquemático del filtro a) pasa alta 20 Hz; b) pasa baja
20 Hz y un filtro pasa bajo para evitar el paso de frecuencias
de 500 Hz
mayores a 500 Hz, a partir de dos filtros activos de segundo orden con aproximación Butterworth. Para el diseño de los
La etapa de amplificación se dividió en: una primera amplifica-
filtros pasa alto y pasa bajo se usó la siguiente ecuación (2).
ción que se encuentra después del preamplificador, figura 7a; y una segunda etapa cuya finalidad es estabilizar la señal filtrada y amplificarla por un factor 9.2, figura 7b.
Figura 5: Circuito implementado en la pre-amplificación
Como se utilizó una configuración Butterworth de segundo orden, figura 6a y 6b, el filtro debe tener una ganancia de aproximadamente 3.27, donde R12 es la resistencia a tierra y R11 es la que une la salida no inversora con la salida del amplificador, ecuación (3).
G= R2 + 1 R1 Invest. Apl. Innov. 7, 2013
(3)
(a)
31
Mendoza, M., Prada, Hernando, “Diseño e Implementación de una Prótesis a base de Mioelectricidad”
(b) Figura 7: Diagrama esquemático a) del primer amplificador b) amplificador final
La señal amplificada finalmente es llevada a un circuito comparador, cuya función es transformar la información de duración del potencial de acción a un pulso cuadrado con igual duración, para el comparador se usó un amplificador específico (LM339). La figura 8 muestra el diagrama del circuito
Figura 9: Etapa compensación y señalización
generador de pulsos. Siendo el objetivo realizar diferentes movimientos, es necesa-
32
rio contar con el censado de más de un músculo, por lo cual se replicará el circuito tres veces y se utilizará un único punto de referencia, figura 10.
Figura Nº10: Diagrama esquemático del circuito integrador de referencias. Figura 8: Diagrama esquemático del circuito generador de pulsos
Para garantizar que el pulso de salida de 5V que emite el
Finalmente, se entregará la señal obtenida al sistema de con-
comparador LM 339 llegue al microcontrolador se utilizó una
trol electrónico para ser procesada y enviada hacia el actuador.
fuente de 5V compuesta por un regulador 7805. Además, se incluyó una señalización con un Led, para apreciar visualmente cada vez que llega el pulso, figura 9.
Procesamiento de datos La versión final del circuito de control fue implementada con el uso de un microcontrolador. La utilización del microcontrola-
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
Mendoza, M., Prada, Hernando, “Diseño e Implementación de una Prótesis a base de Mioelectricidad”
dor presenta muchos beneficios en relación a lógica discreta,
Otra de las aplicaciones que se realizaron fue el control de un
no solo por el espacio ocupado, sino también por la flexibili-
brazo robótico con cinco grados de libertad, con el cual se si-
dad de utilización.
mula los movimientos de una grúa.
Por lo tanto, después de obtener la señal binaria de 0-5V, esta se introduce al microcontrolador PIC 16F877. La programación del microcontrolador se hizo en lenguaje C y se creó en el programa MPLAB el cual permitió cargar la programación en el PIC. Se declararon las variables a usar y se estableció la secuencia de órdenes para poder gobernar el sistema electromecánico. Las diferentes salidas del microcontrolador se conectan a un circuito basado en un transistor (BC 548), unido en serie a un relé, el cual gobernará los motores del dispositivo electromecánico, en nuestro caso, la prótesis.
Construcción de la prótesis
Figura 13: Monitoreo de los pulsos de mando en el osciloscopio digital
Por lo tanto, el control de la prótesis o de un brazo robótico se basa en una unidad de control digital, capaz de coordinar to-
Se diseñó una mano mecánica que se adhiere al brazo, para
dos los movimientos, y emplear señales de control del bloque
la cual se utilizó un motor DC de 6 W, figura 11, el cual cuenta
de procesamiento y la SME, permitiendo de que el usuario final
con un engranaje sin fin que realiza el movimiento del pulgar
pueda utilizarla sin inconvenientes.
de la mano. Los demás dedos se crearon con platinas y soldadura eléctrica, figura 12, que suplirá algunas actuaciones
CONCLUSIONES
cotidianas de la mano. El objetivo de este trabajo fue el de desarrollar algunas contribuciones relativas a las actividades de adquisición, interpretación y procesamiento de SME de superficie, para su utilización en el accionamiento de la prótesis de mano, aplicada en el área de rehabilitación. La adquisición de señales mioeléctricas se realizó mediante el empleo de electrodos no invasivos de Ag-AgCl, los cuales son de simple uso y no necesitan supervisión médica. Se logró diseñar e implementar un circuito electrónico capaz Figura 11: Motor DC utilizado en la prótesis
de obtener señales eléctricas analógicas de los músculos. Este circuito entrega una señal de mando al microcontrolador. Se realizó el montaje de la placa y los componentes de la etapa de procesamiento de datos (PIC 16F877) en un bloque compacto, el cual enviará las órdenes a la etapa de fuerza que mueve la prótesis. Se construyó una prótesis de mano a base de un motor DC, controlada mediante relés, los cuales realizan la inversión de polaridad para el manejo del sistema electromecánico.
Figura 12: Presentación final de la prótesis
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
33
Mendoza, M., Prada, Hernando, “Diseño e Implementación de una Prótesis a base de Mioelectricidad”
La prótesis electromecánica fue capaz de obedecer los im-
e Aumentativa e 1° de Tecnologias de Apoio para a Defi-
pulsos mioeléctricos, lo que brindó un gran apoyo para la
ciencia, Madrid, 111-114.
reincorporación del personal que sufrió alguna amputación. [11] Porfírio, R. S.; wood, G. A.; Cliquet Jr, A. (1992). “Myoelec-
REFERENCIAS
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acerca de los autores María Teresa Mendoza Llerena Recibió el grado de Ingeniero Electricista en la Escuela de Ingeniería Eléctrica por la Universidad Nacional de San Agustín (UNSA), Perú, en 2003; el grado de Msc. en el Departamento
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Eng., v.13, n.5, 363-369.
en el Área de Medidas Eléctricas, Instrumentación y Máquinas Eléctricas en Tecsup Arequipa. (mmendoza@tecsup-aqp.edu).
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34
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Ingeniero electrónico de la Universidad Católica de Santa María de Arequipa; egresado de la Maestría en Instrumentación y Control Automático de la Universidad Nacional de San Agustín, doctorando en Ingeniería Mecatrónica de la Universidad Nacional de San Agustín; es egresado del Programa de Especialización para Profesionales en Instrumentación Automati-
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freedom hand prosthesis with hierarchical grip con-
Electrónica, Electricidad, Automatización e Informática. Actual-
trol”, In: IEEE Trans. Reabilitation engineering, v. 3, n. 1,
mente, es docente a tiempo completo del Instituto Superior
70-76.
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Invest. Apl. Innov. 7, 2013
Original recibido: 13 Marzo 2013 Aceptado para publicación: 17 Junio 2013
Efecto de Cuatro Dosis Nitrogenadas sobre el Rendimiento de Soca en Alcachofa sin Espinas (Cynara scolymus L.) var. Lorca en Moche, La Libertad. Four Doses of Nitrogen Effect on the Yield of Artichoke Ratoon (Cynara scolymus L.) var. Lorca in Moche, La Libertad. Victoria Larco, Tecsup
Resumen
petitions each one as follows: witness treatment 0N.ha-1 (t0), 30 N.ha-1 (t1), 60 N.ha-1 (t2), 90 N.ha-1 (t3) and 120 N.ha-1 (t4).
Este trabajo determinó el efecto de cuatro dosis nitrogena-
Additionally, 50 units of potassium were employed for every
das sobre el rendimiento de soca en alcachofa sin espinas
treatment excepting the witness one. We used a variance
(Cynara scolymus L.) var. Lorca en Moche, La Libertad. Se rea-
analysis and the Duncan’s test, with a significance level of 5%.
lizó en un campo que inició la etapa de soca a los 161 días, conducido bajo riego por gravedad. La cosecha se realizó
Results showed that during the whole harvesting period, the
entre el 2 de noviembre del 2006 y el 9 de enero del 2007.
highest yields were obtained, 3139.8 kg.ha-1 and 3005.9 kg.ha-1 with 90 N.ha-1 (t3) and 120 N.ha-1 (t4) respectively. To the same
Se empleó un diseño experimental de bloques completos al
extent, these treatments obtained the highest yields in useful
azar, con cuatro tratamientos, un testigo y cuatro repeticio-
raw material weight and first quality inflorescences weight.
nes de cada uno, que fueron los siguientes: el tratamiento testigo (t0) no tuvo fertilización; t1, t2, t3, t4, con 30, 60, 90 y 120
Palabras claves
unidades de N.ha-1 respectivamente. Además, se empleó 50 unidades de potasio en todos los tratamientos, excepto el testigo. Se realizaron el análisis de varianza y la prueba de
Alcachofa, Lorca, soca, fertilización, cosecha.
significación de Duncan, con un nivel de significancia de 5%.
Key words
Los resultados mostraron que, durante el periodo total de co-
Artichoke, Lorca, Ratoon, Fertilization, Yield.
secha, los mayores rendimientos se obtuvieron con 90N (t3) y 120N (t4) con 3139.8 kg.ha-1 y 3005.9 kg.ha-1, respectiva-
INTRODUCCIÓN
mente. Asimismo, con estos tratamientos se obtuvieron los mayores rendimientos de materia prima aprovechable y de
La superficie cosechada del cultivo de alcachofa en nuestro
calidad primera.
país, crece en forma sustancial desde los últimos años (principalmente en las regiones de mayor producción como La Liber-
Abstract
tad, Áncash, Ica y Junín), como respuesta a la demanda de este cultivo por parte de las empresas agroindustriales exportado-
This research determined the effects of four nitrogenized do-
ras y de los principales mercados internacionales de consumo
ses on the yield of artichoke ratoon (Cynara scolymus L.) cv.
de esta hortaliza (Arredondo, 2007).
Lorca, on a crop with 161 days under gravity irrigation. The harvest started on November 2, 2006 until January 9, 2007.
Las empresas productoras y exportadoras de alcachofa cuentan en gran medida con el conocimiento de los requerimientos
An experimental design of randomized complete blocks
del cultivo para disminuir los costos de producción, optimizar
was applied with four treatments, one witness and four re-
el uso de recursos y aplicar la certificación GlobalGap para po-
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
35
LARCO, V., “Efecto de Cuatro Dosis Nitrogenadas sobre el Rendimiento de Soca en Alcachofa sin Espinas (Cynara scolymus L.) var. Lorca en Moche, La Libertad.”
der acceder a los mercados europeos. Unas de sus prácticas
cuando los transplantes iniciales se han hecho al fin del vera-
comunes es la realización de campaña soca dentro de mane-
no. La realización de soca debe verse desde un punto de vista
jo del cultivo, con lo cual buscan asegurar una materia prima
económico, es decir evaluar el costo beneficio y la oportunidad
de buena calidad, y en lo posible, a bajo costo por hectárea, y
(al considerar el mercado y las condiciones climáticas), y, los
proveer a su fábricas todo el año. Dentro de este manejo de
inconvenientes técnicos de su manejo que pueden superarse
soca, las experiencias diversas de agricultores y empresas no
con un buen planeamiento agrícola. Una de estos es la ferti-
dejan en claro si el uso de fertilizantes en esta etapa es indife-
lización, porque necesita promover un desarrollo violento del
rente con su producción y calidad a entregar, que al final les
follaje, ya que el sistema radicular está totalmente desarrollado.
retribuye el precio a pagar.
El momento de fertilización debe ser inmediato al chapodo. El tipo de fertilizante, según el suelo, debe ser en lo posible una
Teniendo en cuenta esto, la investigación estuvo orientada a
fuente de alta solubilidad y disponibilidad (Lucchetti, 2008).
determinar el efecto de la fertilización nitrogenada sobre el rendimiento y calidad en soca de alcachofa (Cynara scolymus L) var. Lorca en Moche, La Libertad.
FUNDAMENTOS Según Donato (1993) el 41,8% de materia verde de alcachofa corresponde a las hojas. El ritmo de producción de masa verde varía durante las diversas fases del ciclo vegetativo e influencia directamente la absorción de los nutrientes. Asimismo, la absorción de nitrógeno y potasio por parte de las hojas es de 40,6% y 31,1%, respectivamente y, por parte de los capítulos, el 39,1% y 33,4% respectivamente. Estudios realizados por Magnifico y Lattanzio (1976) en el sur de Italia que considera una población de 6,900 pl.ha-1 concluyeron que en una campaña fueron extraídos 286 kg.ha-1 de N, 19
36
Metodología Lugar y fecha del experimento: El trabajo de investigación se realizó en el turno A3, lote A del fundo El Golf de la empresa Sociedad Agrícola Virú S.A., situado en el km. 562 de la Panamericana Norte, provincia de Trujillo, departamento de La Libertad, a 79°01’09” de longitud oeste, 8°08’08” de latitud sur y una altitud de 13.7 m.s.n.m. Fue desarrollado durante los meses de octubre del 2006 a enero del 2007. Características del área experimental: a. Clima:
kg.ha-1 de P y 305 Kg.ha-1 de K.
Durante el periodo en que se desarrolló el trabajo (noviem-
Comúnmente, en el cultivo de alcachofa, después de una
bre 2006-enero 2007) se obtuvo la mayor temperatura en
campaña principal o “transplante” que dura aproximada-
el mes de enero, con una máxima de 29.1 ºC y una mínima
mente 200 días continúa una campaña denominada soca.
de 20.4 ºC y la menor temperatura registrada fue en el mes
Esta consiste en realizar un chapodo o corte de la planta ma-
de octubre con una máxima de 23 ºC y una mínima de 16.5
dre para producir los hijuelos basales que quedan después
ºC. La evaporación en tanque alcanzó su máximo registro
del corte. Esta campaña tiene una duración aproximada de
en el mes de enero con 5.3 mm.día-1 y la mínima en octu-
60 días y pretende, en todo momento costos de producción
bre con 3.8 mm. día-1.
mínimos y rendimientos de 5-12 t.ha-1 (Villegas, 2007). b. Suelo La práctica de soca es valiosa por varios motivos: permite obtener al menos 15% de cosecha adicional por año; se ob-
La clase textural del suelo correspondió a uno franco con
tiene una alcachofa de buena calidad, pues se renuevan las
pH 8, clasificado como un suelo moderadamente alcalino
plantas; tiene un bajo costo de producción por kilo; permite
según Laspaf (Laboratorio de Análisis de Suelos, Plantas,
ingresar alcachofa a las plantas de procesamiento en épocas
Aguas y Fertilizantes de la Universidad Agraria La Molina -
en las que normalmente no habría producto, lo cual alige-
2006). Maroto (1995) afirma que la alcachofa es un cultivo
ra los costos fijos de las fábricas; su calidad y bajo costo la
resistente a la salinidad y presenta adaptabilidad a suelos
convierten en buen negocio para el agricultor; las plantas de
ligeramente alcalinos. La conductividad eléctrica del suelo
procesamiento obtienen buen precio por sus conservas pues
fue de 2.69 dS.m-1, lo que se interpreta como ligeramente
están fuera del pico de oferta (Ramírez, 2008).
salino.
La soca en el Perú es beneficiosa porque logra una mayor rentabilidad de la explotación agrícola, ya que mediante esta técnica se obtiene un ingreso marginal al cultivo, sobre todo
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
c. Características del cultivo:
El cultivo de alcachofa (Cynara scolymus L.) variedad Lorca fue instalado por transplante el 19 de abril del 2006, con-
LARCO, V., “Efecto de Cuatro Dosis Nitrogenadas sobre el Rendimiento de Soca en Alcachofa sin Espinas (Cynara scolymus L.) var. Lorca en Moche, La Libertad.”
ducido bajo el sistema de riego por gravedad, con un
del corte, un tocón de aproximadamente 10 cm del suelo.
distanciamiento entre surcos 1.6 m y entre plantas 0.60 m, con una densidad de 10416 planta.ha-1. Durante esta
2. Delimitación del área experimental:
campaña de “transplante” se realizó una fertilización por hectárea con 426 unidades de N, 227 unidades de P2O5,
Se determinó previamente el tamaño de los bloques y los
445 unidades de K2O, 100 unidades de CaO y 15 unida-
tratamientos según el diseño experimental; se procedió a
des de Mg, las cuales se fraccionaron en 6 aplicaciones
medirlos, marcarlos e identificarlos mediante banderines
de forma puyada. El consumo total de agua para esta
según el tratamiento correspondiente; se dejó 12 metros
etapa superó los 22,000 metros cúbicos por hectárea.
entre bloques para evitar alguna influencia del arrastre de fertilizantes por el riego.
La etapa de soca se inició a los 161 días de cultivo, cuando se realizó el chapodo de la parte foliar, el 27 de se-
Ejecución de los tratamientos:
tiembre del 2006. Durante este periodo, el consumo de agua fue de aproximadamente 12,000 metros cúbicos
Los tratamientos se ejecutaron una semana después del cha-
por hectárea, por la reducción del ciclo del cultivo.
podo, y dió tiempo para que la población de hijuelos se uniformice. Se distribuyó la cantidad en kilos de fertilizantes co-
Diseño experimental
rrespondiente a las unidades para cada tratamiento, excepto el testigo y su aplicación que fueron en forma de puyado. Los
Se empleó el diseño experimental de bloques completos al azar con 5 tratamientos y 4 repeticiones. Los tratamientos fueron:
fertilizantes usados fueron cloruro de potasio y úrea.
Actividades posteriores a la aplicación de los tratamientos:
Clave Descripción 1. Control fitosanitario t0
: 0 unidades de N. ha-1 (Testigo)
t1
: 30 unidades de N. ha-1
t2
: 60 unidades de N. ha
t3
: 90 unidades de N. ha-1
t4
: 120 unidades de N. ha-1
En cuanto a plagas, el problema principal fue el ataque de gusanos (Heliothis virescens y Spodoptera sp.) que perjudica directamente a los capítulos; este problema se controla
-1
con el uso de un insecticida en una aplicación dirigida con
Cada parcela o unidad experimental tenía cinco surcos, lo
una mochila a palanca. 2. Riego
Fue por gravedad. Después del chapodo la frecuencia fue
que hizo un total de veinticinco surcos por bloque, cuya área
interdiaria, mientras que durante la cosecha fue diario. In-
fue de 640 m2.
mediatamente realizada la fertilización se realizó un riego ligero.
El área total del campo experimental fue de 4,000 m2.
Actividades previas a la aplicación de los tratamientos:
3. Cosecha
Se inició 15 días después de la aplicación de los tratamientos. Esta labor se realizó en forma manual con un cuchillo
1. Chapodo:
para cortar la inflorescencia (capítulos) del diámetro especificado previamente, y luego se depositaba en las canastas
El chapodo es la labor de eliminación de la planta madre
cosecheras de uso en el fundo. El intervalo de cosecha fue
para dar paso a los hijuelos, que ya deben estar presen-
de 3 días y la duración total de la cosecha en soca fue de 68
tes. Esta labor se realizó a machete, y dejó, al momento
días.
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
37
LARCO, V., “Efecto de Cuatro Dosis Nitrogenadas sobre el Rendimiento de Soca en Alcachofa sin Espinas (Cynara scolymus L.) var. Lorca en Moche, La Libertad.”
Evaluaciones
2. Peso de capítulos aprovechables:
Evaluación de la cosecha:
El análisis de varianza de la variable peso total de capítulos aprovechables mostró diferencia estadística para la fuente de variación tratamientos.
Se evaluaron los capítulos producidos durante el periodo total de cosecha. Para ello, solo se consideraron los dos surcos centrales de cada unidad experimental.
ple de Duncan con un a = 0.05 para la variable peso total de capítulos aprovechables nuevamente presentan dos
Características evaluadas:
tratamientos estadísticamente superiores al tratamiento testigo, sin diferencias estadísticas entre sí: t3 (90 N) con
1. Rendimiento en peso
Realizadas las pruebas de significación de Rango Múlti-
2960.91 kg.ha-1 y t4 (120 N) con 2861.07 kg.ha-1.
Se pesaron los capítulos producidos en cada unidad experimental en una balanza de 5 kg de capacidad y 10 g de precisión. Se expresó en kilogramos por hectárea de: capítulos totales, capítulos aprovechables (es decir sin descarte) y capítulos según calidades.
La clasificación por calidades de los capítulos procedentes de cada unidad experimental se basó en las normas de calidad de la empresa Sociedad Agrícola Virú S.A. (S.A.V.S.A.).
Figura 2. Promedios de peso total de capítulos aprovechables (kg.ha-1) en alcachofa soca bajo dosis crecientes de nitrógeno.
RESULTADOS
Fundo El Golf, 2007. (1) Promedios unidos por una misma letra son estadísticamente iguales.
Rendimiento en peso durante el periodo total de cosecha:
38
3. Peso de capítulos de primera: 1. Peso total de capítulos:
tulos de primera mostró diferencia estadística para la fuen-
El análisis de varianza del variable peso del total de ca-
te de variación tratamientos.
pítulos cosechados mostró diferencia estadística para la fuente de variación tratamientos. Realizadas las pruebas
El análisis de varianza de la variable peso del total de capí-
Las pruebas de significación de Rango Múltiple de Duncan
de significación de Rango Múltiple de Duncan con un α =
con un
0.05 para la variable peso total de capítulos, se presentan
los tratamientos citados anteriormente como estadística-
dos tratamientos estadísticamente superiores frente al
mente superiores al tratamiento testigo: (90 N) 2595.1 kg.
tratamiento testigo, sin diferencias estadísticas entre sí:
ha-1 y (120 N) 2484.3 kg.ha-1.
= 0.05 para esta variable nuevamente presenta a
el t3 (90 N) con 3139.8 kg.ha-1 y el t4 (120 N) con 3005.9 kg.ha-1.
Figura 3. Promedios de peso total de capítulos de calidad primera Figura 1. Promedios de peso total de capítulos (kg.ha-1) en alcachofa
(kg.ha-1) en alcachofa soca bajo dosis crecientes de nitrógeno. Fundo El
soca bajo dosis crecientes de nitrógeno. Fundo El Golf, 2007.
Golf, 2007
(1) Promedios unidos por una misma letra son estadísticamente iguales
(1) Promedios unidos por una misma letra son estadísticamente iguales.
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
LARCO, V., “Efecto de Cuatro Dosis Nitrogenadas sobre el Rendimiento de Soca en Alcachofa sin Espinas (Cynara scolymus L.) var. Lorca en Moche, La Libertad.”
4. Peso de capítulos de segunda:
Los rendimientos por hectárea obtenidos estuvieron dentro del promedio en soca de otras zonas de producción de
El análisis de varianza de la variable peso del total de
la misma empresa, como Barranca y Santa, donde se obtu-
capítulos de segunda no muestra diferencia estadística
vieron entre 2,000 a 3,000 kg.ha-1. El fundo donde se realizó
para la fuente de variación tratamientos.
el trabajo presentó una de las mejores en producciones en esa campaña, a pesar que fue menor a la de años anterio-
Asimismo, las pruebas de significación de Rango Múltiple de Duncan con un a = 0.05 para esta variable tampoco presenta diferencias estadísticas entre tratamientos.
5. Peso de capítulos de descarte:
res.
CONCLUSIONES Durante el periodo total de cosecha, los mayores rendimientos se obtuvieron con los tratamientos 90 N y 120 N, que fueron
El análisis de varianza de la variable peso del total de
3139.8 kg.ha-1 y 3005.9 kg.ha-1 respectivamente, sin diferencias
capítulos de descarte no muestra diferencia estadística
estadísticas entre sí.
para la fuente de variación tratamientos. De la misma forma, las pruebas de significación de Rango múltiple de
El mayor rendimiento de materia prima aprovechable, es de-
Duncan con un a = 0.05 para esta variable tampoco pre-
cir sin descarte, durante la totalidad de cosecha se presentó en
senta diferencias estadísticas.
los tratamientos 90 N y 120 N con 2960.91 kg.ha-1 y 2861.07 kg.ha-1. respectivamente, sin diferencias estadísticas entre sí.
Se puede apreciar en los cuadros mostrados que los tratamientos 3 y 4 con 90 N y 120 N, fueron los más adecua-
En el rendimiento por calidades durante el periodo total de co-
dos para obtener los más altos rendimientos, los cuales
secha, solo hubo diferencias significativas en la calidad prime-
fueron 3139.8 kg.ha-1 y 3005.9 kg.ha-1, respectivamente.
ra, los tratamientos que obtuvieron mayores rendimientos en esta calidad fueron: 90 N con 2595.1 kg.ha-1 y 120 N con 2484.3
Cabe señalar que tanto el nitrógeno como el potasio son nutrientes altamente extraídos por los cultivos, debido a que su aporte balanceado es el preámbulo de plantas vi-
kg.ha-1., sin diferencias estadísticas entre sí.
REFERENCIAS
gorosas y de alta producción. La fertilización realizada en la etapa transplante y la de soca, permitirá una oportuna
[1] Arredondo, S. 2007. Demanda de Alcachofa. Recuperado
traslocación y almacenamiento de proteínas y carbohi-
de: http://www.monografias.com/trabajos58/demanda-
dratos en el área radicular como lo afirma Wild (1992),
alcachofa/demanda-alcachofa2.shtml---MONOGRAFIA
para que posteriormente puedan ser empleados en la emisión continua de capítulos.
[2] Donato, P.; Evaristo, M. y Pessoa, M. 1993. Nutrición y abonamiento de hortalizas. Asociación Brasileira para la
El uso de dosis altas de nitrógeno: 90 y 120 unidades
Pesquisa da Potassa e do Fosfato. Sao Paulo. Brasil.
junto con las 50 de potasio, se reflejan en el mayor ren-
dimiento de materia prima aprovechable y capítulos de
[3] Lucchetti, L. 2008. Experiencias personales sobre el ma-
calidad primera, favoreciendo una buena formación de
nejo agronómico del cultivo de alcachofa. (Comunica-
estos (compactación y peso).
ción personal).
La duración de la cosecha está influenciada por condi-
[4] Maroto, J., 1995. El cultivo de la alcachofa. Valencia, Espa-
ciones favorables de manejo y clima y puede llegar a
ña. Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias.
3 meses; en este caso tuvo una duración de 68 días. El aumento del porcentaje de calidad segunda y descarte
[5] Ramírez, R. 2008. Experiencias personales sobre el mane-
están influenciados por el clima y la senescencia de la
jo agronómico del cultivo de alcachofa. Sociedad Agríco-
planta, más que por una fertilización inadecuada. Es así
la Virú S.A. Virú, Perú.
que debido a temperaturas altas o estrés hídrico durante la cosecha trae como consecuencia la aparición de om-
[6] Villegas, O. 2007. Experiencias personales sobre el mane-
bligo o fofo en los capítulos (calidad segunda) o de un
jo agronómico del cultivo de alcachofa. Sociedad Agríco-
incremento del porcentaje de violáceo (descarte).
la Virú S.A. Virú, Perú. (Comunicación personal).
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
39
LARCO, V., “Efecto de Cuatro Dosis Nitrogenadas sobre el Rendimiento de Soca en Alcachofa sin Espinas (Cynara scolymus L.) var. Lorca en Moche, La Libertad.”
[7] Wild, A. 1992. Condiciones del suelo y crecimiento de las plantas según Russell. (pp 32, 34, 88-94, 132). Madrid, España. Ediciones Mundi-Prensa.
ACERCA DEL AUTOR Victoria Larco Aguilar Ingeniera agrónoma egresada de la Universidad Nacional de Trujillo. Se ha desempeñado en el área de sanidad vegetal y producción de cultivos en el ámbito del proyecto Chavimochic. Actualmente, culmina una maestría en Manejo Integrado de Plagas en la Universidad Agraria La Molina y se desempeña como docente del Área de Tecnología Agrícola en Tecsup Trujillo.
Original recibido: 26 junio 2013 Aceptado para publicación: 21 Junio 2013
40
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
Diseño y Construcción de un Robot Soldador Design and Building of a Welding Robot
Nilton Anchayhua, Tecsup
Resumen
Key words
El trabajo se basa en el desarrollo de la fabricación de un
PID Control, Full feedback Computed torque, welding, MIG-
robot de 3 grados de libertad y la programación del control
MAG.
electrónico para realizar tareas de soldadura. El tipo de robot diseñado fue el SCARA (Selective Compliance Articula-
INTRODUCCIóN
ted Robot Arm) con dos grados de libertad tipo revolutas y el otro prismático. El microcontrolador usado para el control
La proyección de uso de robots en procesos peligrosos está en
del robot fue el CEREBOT 32MX7 de microchip, y la técnica
aumento. La coyuntura creciente en minería y construcción de
empleada para el control de trayectoria fue la del control PID
nuestro país hace que empresas fabricantes de robots como
(proporcional, integrativo y derivativo) en conjunto con el
kuka, mitsubishi lleguen a nuestro país para vender manipula-
control de torque computado. El proceso de soldadura uti-
dores robóticos y crear una nueva área de trabajo donde será
lizado fue el MIG-MAG (Metal Gas Inerte y Metal Gas Activo, respectivamente).
Abstract This paper refers to the design and building of a robot with 3 degrees of freedom and the programming of control electronics for welding tasks. The robot designed was a SCARA robot (Selective Compliance Articulated Robot Arm: with two degrees of freedom the revolutes and the third prismatic. The microcontroller controlling the robot was the 32MX7
necesario, la capacitación de técnicos especializados en robótica. Actualmente, en nuestro país, el desarrollo tecnológico es muy bajo, el “know how” que se tiene sobre la tecnología en robótica es prácticamente cero debido a que la tecnología en robótica llega a nuestro país como una caja negra, de la cual solo se aprende la manipulación y uso del robot. Es por ese motivo que se desarrolló este proyecto, para conocer
Cerebot that works with the microchip, and the trajectory
todos los sistemas del robot de manera integral desde su con-
control technique was the PID control (Proportional, Integral
cepción hasta el control del mismo.
and Derivative) in conjunction with computed torque control. The welding system was MIG-MAG (Metal inert Gas and
Para llegar al diseño mecánico final, se tuvo que hacer dos ver-
Metal Active Gas respectively).
siones anteriores, esto debido a que no se cumplía con el peso ni con las transmisiones adecuados. El diseño mecánico no fue
Palabras clave
evidenciado en las simulaciones, solo se notó en el momento de su implementación, lo que nos llevó a un rediseño y llegar al
Control PID, torque computado, soldadura, MIG, MAG
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
diseño final tal como se muestra en la Figura 1
41
anchayhua, N., “Diseño y Construcción de un Robot Soldador”
Formulación del modelo del robot
Figura 1. Robot SCARA de 3GL
Para la parte de la electrónica se empleó la tarjeta CEREBOT 32MX7, el cual trabaja con el PIC 32MX795, estos son mostrados en la Figura 2.
Figura 3. Diagrama del modelo dinámico del robot
CINEMÁTICA Cinemática directa:
42
Cinemática inversa:
Figura 2. Tarjeta CEREBOT 32MX7
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
anchayhua, N., “Diseño y Construcción de un Robot Soldador”
Ecuación de Lagrange: energía potencial
DINÁMICA Ecuación de Lagrange: energía cinética
Lagrangiano:
Eslabón 1:
Eslabón 2:
43
Ecuación dinámica
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
anchayhua, N., “Diseño y Construcción de un Robot Soldador”
Figura 5. Controlador full – feedback
Para este caso, haremos uso de la función acker para fijar los polos de lazo cerrado con A y B definido, y el vector P definido como:
Se halla en valor de
Hallando el Nbar del sistema
Formulación del modelo y control de los motores dc
cuando erss = 0 entonces
Se halla
Con los valores de los parámetros del motor hallamos su función de espacio estado.
44
Se halla en
simulación con señal cuadrada Figura 4. Espacio Estado
Las variables de estado son
El sistema será:
Figura 6. Prueba controlador feedback
Control pid del robot scara El comportamiento de un brazo robot rígido de n grados
Reemplazando los valores: Es el par aplicado;
matriz simétrica definida positiva;
es la matriz que incluye la fuerza de coriolis y centrifuga; )
es el vector de fuerzas gravitacionales, la posición
está dada por la velocidad y la aceleración por
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
.
anchayhua, N., “Diseño y Construcción de un Robot Soldador”
Expondremos brevemente la teoría de control PID usado en
sultados de la trayectoria circular que realizaría el robot de ma-
el robot, así como también explicaremos las ventajas y limi-
nera física.
taciones del mismo.
Figura 7. Control PID Figura 9. Sistema del Robot con motores DC
El control se realiza con la ley de control siguiente:
Los robots industriales utilizan normalmente el control clásico tipo PID. Pero los brazos manipuladores, los cuales se componen de varias articulaciones unidas entre sí, poseen una dinámica altamente no lineal con un fuerte acoplamiento entre sus respectivas articulaciones. En los manipuladores robóticos industriales la estrategia de
Figura 10. Error de la posición
control más común que tiene en cuenta el modelo dinámico es el control por par computado. Este control es fácil de implementar y provee resultados satisfactorios en cuanto a
45
errores de seguimiento y robustez, cuando la dinámica es óptimo. La ecuación dinámica del sistema será:
Donde
es el vector de fuerzas y pares motores efectivos
aplicados sobre cada coordenada qi.
Figura 11. Error de la velocidad
Figura 8. Control PID para Robot SCARA
RESULTADOS DE SIMULACIÓN Los resultados que se muestran en la simulación son los re-
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
Figura 12. Torque del motor DC
anchayhua, N., “Diseño y Construcción de un Robot Soldador”
RESULTADO DE LA CONSTRUCCIÓN DEL ROBOT SOLDADOR
Finalmente, se construyó el robot soldador basado en el diseño y simulación realizado en solidworks y matlab respectivamente, tal como se muestra en la Figura 16.
La construcción se realizó después de la simulación y fue un proceso complicado debido al ensamble de las juntas rotativas.
Figura 16. Robot soldador
Figura 13. Ensamble de las piezas del robot
46
Figura 17. Robot suelda una trayectoria deseada
Figura 14. Pruebas de movimiento con el peso de la pistola MIG-MAG
Figura 18. Robot suelda una trayectoria lineal
CONCLUSIONES La realización del modelo matemático fue sin considerar variaFigura 15. Tarjeta electrónica de control
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
bles no lineales (fricción, vibración).
anchayhua, N., “Diseño y Construcción de un Robot Soldador”
La transmisión que se colocó en cada junta rotativa permitió una gran estabilidad de control de posición, aumentó la po-
[4] Yadira Boata y Luis Morales; Construcción, ensamble y control de un robot tipo Scara; Quito, mayo 2010, P16.
tencia de transmisión y redujo la velocidad de giro. [5] Yadira Boata y Luis Morales; Construcción, ensamble y En simulación los resultados del error según la figura 10 es
control de un robot tipo Scara; Quito, mayo 2010, P17.
de porcentajes pequeños, sin embargo, en las pruebas reales tuvimos errores mayores que fueron medidos manualmente entre 0,5 cm y 1 cm, aproximadamente. El control de torque computado contribuyó de manera efi-
[6] Yadira Boata y Luis Morales; Construcción, ensamble y control de un robot tipo Scara; Quito, mayo 2010, P18.
ACERCA DEL AUTOR
ciente en el control del robot, debido a que se compensó la matriz de inercia.
Nilton Anchayhua Aréstegui
La matriz de coriolis fue linealizada debido a la baja veloci-
Ingeniero mecatrónico egresado de la Universidad Nacional
dad de operación del robot, por lo tanto no influyó en el sis-
de Ingeniería, magíster en Ingeniería Mecánica por la Pontifice
tema de control.
Universidade Catolica de Rio de Janeiro (Brasil), especialidad en Automatización y Robótica. Se ha desempeñado como cate-
La vibración que generó la manguera y pistola de soldadura
drático en la Universidad Nacional de Ingeniería, en el Area de
influyeron en el error de trayectoria del robot.
Robótica; también como consultor en la Minera Bateas para la optimización de extracción de mineral. Ha realizado proyectos
El “know how” adquirido en la fabricación y control del robot
de diseño de máquinas y automatización para diversas empre-
contribuyó en el aprendizaje e interpretación de todos los
sas del sector industrial. Actualmente se desempeña como do-
sistemas que interactúan en el robot, y comprende la gran
cente en el área de Mecánica de Tecsup, sede Arequipa.
brecha que se tiene con países desarrollados respecto al conocimiento de la robótica.
REFERENCIAS
Original recibido: 13 Marzo 2013 Aceptado para publicación: 9 Junio 2013
[1] Nelson Sotomayor, Yadira Boata y Luis Morales; Ensamble y control de un robot tipo Scara de tres grados de libertad. [2] Iván Olier; Análisis cinemático de un robot tipo Scara; El robot Scara; julio 2009. [3] Estructura de un robot industrial.
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
47
Asterisk Security using Transport Layer Security and Secure Real-Time Transport Protocol
Raymond A. Hansen, Purdue University / Adolfo CĂĄceres, Tecsup
Abstract
target the IP-PBX within a company without permission in order to make free, unauthorized calls. In many cases this is due
In this article, we describe the current security issues that
to misconfiguration and a lack of sufficient gateway filtering
companies have to face with their voice communications
functions [6]. However, this is not surprising, as many firewalls,
over Internet Protocol (VoIP) networks.
proxies, and filtering devices hinder the functionality of VoIP. In some specific instances this is due to the design and imple-
It is mentioned that the main problem is due to poor design,
mentation of the open-source IP-PBX, Asterisk. This is not to
misconfiguration and implementation with an open source
say that the administrator(s) are not culpable. It is simply to
Private Branch Exchange (PBX) such as Asterisk.
say that the security of the system is often a secondary concern to functionality‌and timely (rapid) functionality at that.
We present a description of the Session Initiation Protocol
So, many Asterisk servers are deployed with public facing in-
(SIP) and its advantage to transmit data, video and voice.
terfaces in highly unprotected states. Yet, Asterisk has a direct
Then we describe the messages exchanged between a client
means to combat this and have developed the appropriate
and a server before establishing an encrypted session with
technique prevent them, thereby reducing the number of tar-
Transport Layer Security (TLS) protocol. Also, we describe the
gets and subsequent victims of these types of attacks.
use of the Secure Real-Time Transport Protocol (sRTP) in VoIP communications.
Currently, VoIP communications provide with a fundamental and effective, low-cost, communications pathway for an or-
Finally, we present security fundamentals of VoIP communi-
ganization to both internal and external partners, customers,
cations based on a test scenario and their respective results.
clients, etc. [7]. As such, this type of low-cost communications has developed into a popular (in some cases, primary) means
Key words
of communication. Due to this, there is a significant need to considered additional aspects of this communications archi-
IP Telephony, encryption, Asterisk, protocols.
tecture, such as safety and protection of calls and underlying system.
INTRODUCTION Phishing in the registry is one of the most common attacks that
General Problem
occurs in an Asterisk server. This is typically the precursor to one type of fraud-based VoIP attack [6]. Thermos and Taka-
Today, with the implementation of IP telephony and IP-PBX
nen have proposed a fraud management framework. Howe-
based on Asterisk, there have been many cases of call and
ver, they ignore the need for a fraud prevention component.
toll fraud targeting businesses [1][2][3]. Some are caught
Others suggest that well-design Access Control Lists (ACLs)
and prosecuted [4][5], while a much larger percentage of
that will filter inappropriate or unauthorized access to the IP-
attackers are not. These examples of fraud-based attacks
PBX as a fraud-limiting approach [7]. This type of attack can
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
49
HANSEN, R., CÁCERES, A. “Asterisk Security using Transport Layer Security and Secure Real-Time Transport Protocol”
only be effective on an IP-PBX that does not use encryption protocols instituted at the time of communication [8]. We will focus on this aspect of prevention through the use of multiple encryption-based extensions to the Internet Engineering Task Force (IETF) standard VoIP protocols.
FUNDAMENTALS Session Initiation Protocol Figure 1. TLS Handshake Protocol [11]
SIP protocol provides the foundation of a large number of VoIP implementations. SIP functions similarly to Hypertext Transfer Protocol (HTTP) in its clear-text transaction request/ response architecture (i.e. a client request invokes a local method and then sends it to the server). It is independent of the transport layer and is allowed to use unreliable transport such as User Datagram Protocol (UDP) or reliable transport protocols like Transport Control Protocol (TCP), TCP over TLS / SSL, etc. SIP-based services take a very important role in the overall communication architectures because they provide great advantages to allow binding of multiple services due to the simplicity of the protocol. That is, SIP can be utilized to initialize a channel that can deliver data, voice, and/or video. This should make clear that SIP does not actually carry the
50
transmission payload between source and destination. While this protocol is “responsible” for the delivery of the payload, it relies on UDP for the transport-layer requirements for delivery across a network or the Internet. Both SIP and RTP (via UDP) are carried over IPv4 in the current Internet, and fully support encapsulation within IPv6 for future-proofing and long-term support.
Secure RTP The Secure Real-time Transport Protocol (or SRTP) [12] defines a profile of RTP, which provides encryption, message authen-
transmission payload from a source to a destination (or des-
tication and integrity, and protection against data forwarding
tinations). It merely establishes the control channel for a call.
to RTP unicast and multicast applications. SRTP is responsible for encrypting the RTP packet payload. In order to ensure the
Transport Layer Security
protection of the header, SRTP provides verification, authentication and integrity of the RTP header information featured
TLS is a cryptographic protocol that enables secure commu-
AES and HMAC-SHA1. Importantly SRTP doesn’t add private
nications over a network or the Internet [10]. It is natively spe-
headers. That is, it does not increase the length of the packet,
cified and supported for usage with SIP in RFC 3261 [9].
which allows the system to maintain certain QoS, as necessary.
Figure 1 shows the TLS handshake. First the client initiates a Client Hello message to the server, which should respond with a Server Hello message. Second if the client has received a certificate containing the public key RSA Key Server, he encrypts a secret pre-shared with its randomly chosen key and sends the server Client Key Exchange. Thirdly the client then issues a message announcing Change Cipher Spec parameters are loaded, followed by a final message that has been encrypted with the new configuration. Figure 2. SIP-based VoIP security with TLS [11].
The server does the same for its cryptographic key. Finally, the encryption has been established and data exchange can
• Defining the research problem
begin. SIP User registration is the first report to be stable in the VoIP Real-Time Transport Protocol
environment between the user and the server [9]. Through REGISTER messages, SIP User Agent Client (UAC) notify the server
A second IETF protocol is necessary to complete this archi-
about its current location so that the server knows where to
tecture: RTP. This protocol is responsible for delivery of the
send subsequent requests. This also serves as the authentica-
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
HANSEN, R., CÁCERES, A. “Asterisk Security using Transport Layer Security and Secure Real-Time Transport Protocol”
tion step to inform the SIP User Agent Server (UAS) of the
reshark, on Backtrack 5 is present on the network to show the
identity of the client. Necessarily, this communication must
comparisons necessary in the test environment.
be performed securely. Otherwise, there is no guarantee that the user agent client is who he claims to be. If the server does not authenticate this request, anyone can register any contact to any user, and thus hijack your identity and your calls. • Defining study goals The development of the work described here will be based on the Asterisk 1.8 platform. We use this platform to compare the security of VoIP communications using TLS encryption for SIP signaling (the control channel) and SRTP for encryp-
Figure 3. Local Network Scenario using SIP – TLS
ting calls (the media session).
Security Fundamentals Security for VoIP can be divided into two aspects: Security in the call signaling channel and security in the media (voice) session.
All hosts have utilized the same Certificate Authority (CA) to provide the necessary certificates and derived keys for each SIP accounts. The certificates are stored locally on each host in the Asterisk installation directory.
RESULTS
This paper proposes a secure VoIP scenario, in which analyze and describe the security mechanisms through encryption of
Initially it is easy to capture any SIP session establishment and
communications. The results will be obtained by the afore-
the subsequent RTP stream using Wireshark on the same net-
mentioned protocols being secured via TLS and SRTP which
work segment as the UAS. That is, a scenario where the Asterisk
function to maintain signaling and media encryption for all
server implements no encryption provides little obstacle to le-
calls.
verage and attack. Based on this fact, it is then a trivial endeavor to spoof the credentials of the UAC and begin the fraud-based
This allows a client to initiate a secure SIP session so that a
attack (Figure 4).
signaling and control channel can be established to the UAS. Yet, this does not provide a secure media session, as the media session may follow a different path from source to destination, which may not include the UAS.
Test scenario For development work, the proposed scenario consists of a network that has the two distinct types of network elements: User Agent Client (UAC) and User Agent Server (UAS). Two SIP Proxy servers (UAS) are implemented using Asterisk version 1.8 on CentOS 5.5. Each SIP Proxy server is configured on PCs with similar characteristics (CPU: Intel Core 2 Duo, RAM: 2 GB.) using virtual machines that are running within the VMware virtualization platform 8. The User Agent Clients (UAC) are the softphone, eyeBeam,
Figure 4 SIP session plaintext
The next attack consists of the decryption of the password of an UAC registering with the Asterisk SIP server over session that has not implemented TLS. By default SIP uses digest authentication for password evaluation. The tool SIPcrack is available
which is the first to natively support SRTP encryption. And
directly in Backtrack 5 and is capable of evaluating those di-
the second is to use the Blink softphone which supports TLS
gests. Capturing the SIP REGISTER negotiation, SIPdump will
encryption.
collect these REGISTERs and dump the captured passwords to a list. Run SIPcrack to decode the password digests and compare
All network elements are connected to the same network
those captured to the list of passwords available, in this case,
segment. Additionally a host running the packet sniffer, Wi-
darkc0de.lst (Figure 4).
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
51
HANSEN, R., CÁCERES, A. “Asterisk Security using Transport Layer Security and Secure Real-Time Transport Protocol”
Figure 5. Usage of the sipcrack command
In this test environment, a simple password is defined for the target. Depending on the complexity of the password, the wait time for retrieval can vary. However, the password will always be present in the network and available to any attack if TLS has not been implemented. Another problem that occurs when using a non-secure implementation is possible packet interception using a program for monitoring networks such as Wireshark (Figure 6).
Figure 7. TLS Encryption
In the second analysis, voice was again captured using Wireshark. But when the media stream is encrypted through use of SRTP protocol, following the CA authentication processes, we proceeded to activate SRTP encryption and authentication PC’s users, capturing a stream fragment that was generated when making a call with SRTP (figure 8).
52
Figure 6. Analyzer Wireshark Capture
To deploy the secure version of the Asterisk architecture, TLS was initially configured. This creates a secure session control channel that guarantees the privacy of the UAC registration, passing it through an SSL tunnel so it cannot be captured by using the command SIPdump backtrack and SIPcrack. Additionally, all SIP messages are passed over this secure channel,
Figure 8. Calls stream
To capture VoIP with Wireshark, previously had to be configured and enabled the conversion of UDP to RTP header [13], then to do it, and catches obtained confirmed that the voice was encrypted meet the initial goal of a voice encryption in this case with SRTP (Figure 9).
not just the registration. The first step to achieve this would be the implementation of a CA. This is not covered here. After deploying SIP-TLS, the session control was secured. Running SIPcrack in this scenario failed to capture a single REGISTER message. Another method is to use network monitoring via Wireshark to view the contents of the SIP payload. As can be seen, the entire SIP session is transmitted inside the encrypted TLS tunnel, rendering the session control information inaccessible to an attacker (or anyone else without the appropriate session keys) (Figure 7).
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
Figure 9. Content of encrypted UDP Stream
HANSEN, R., CÁCERES, A. “Asterisk Security using Transport Layer Security and Secure Real-Time Transport Protocol”
CONCLUSIONS
[7] Haddingh, C., Sladden, D., Swapan, ATM Z. (2010). SIP Trunking. Cisco Press.
The scenarios shown how networks can be susceptible to frequent VoIP attacks that affect businesses. This was de-
[8] VoIP Scams, Phishing, And Denial of Service Attacks.
monstrated by using readily available and free tools to cap-
http://www.voip-news.com/articles/voip-blog/voip-
ture both the credentials in a control session and voice in a
scams-phishing-and-denial-of-service-attacks-52010/
media session. But each of these can be countered with the measures and functions currently available in Asterisk. SIPTLS will secure the session control channel, rendering many
[9] RFC 3261, (2002). SIP: Session Initiation Protocol. http:// www.ietf.org/rfc/rfc3261.txt
fraud-based attacks exceptionally difficult to implement and ensuring the accuracy of the authentication information provided by the UAC to the UAS. SRTP encrypts the media
[10] RFC 2246, Enero 1999. “The TLS Protocol” http://www. ietf.org/rfc/rfc3261.txt
session, providing necessary privacy (confidentiality and integrity) between UACs. These security primitives are shown
[11] Modelo SIP Seguro para una Comunicación de extremo
for each attack to be robust enough to significantly limit the
a extremo sobre IPV6 SIP Security Model for End to End
attack vectors in the Asterisk-based VoIP systems.
Communication on IPv6. http://RM Benites, JL Quiroz, R Villafani, L INICTEL-UNI-encuentrocientificointernacional.
REFERENCES [1] Desarrollo de un sistema basado en ASTERISK que permita investigar situaciones anómalas (bypass) en el
org [12] RFC 3711 (2004). Secure Real-time Transport Protocol. http://www.ietf.org/rfc/rfc3711.txt
Ecuador para SUPERTEL. http://bibdigital.epn.edu.ec/ handle/15000/4881
[13] Recording VoIP calls using Wireshark http://www. markwilson.co.uk/blog/2008/11/recording-voip-calls-
[2] Tindal, S. (2009). VoIP hackers strike Perth business. http://www.zdnet.com/voip-hackers-strike-perth-business-1339294515/ [3] VoIP Fraud: Why it Happens and How to Stop it (2012).
using-wireshark.htm
ABOUT THE AUTHORS Raymond Hansen
http://www.transnexus.com/index.php/news-aevents/85-news-stories/338-voip-fraud-why-it-hap-
Bachellor in Telecommunications & Networking Technology.
pens-and-how-to-stop-it
Master in Technology: Network Engineering, IT Management. Assistant Professor of Computer and Information Systems Te-
[4] FBI (2011). Hudson County, New Jersey Man Pleads
chnology at Purdue University in West Lafayette, Indiana. In
Guilty to $4.4 Million VoIP Fraud Scheme. http://www.
addition to his academic work, Professor Hansen provides con-
fbi.gov/newark/press-releases/2011/hudson-county-
sulting services to engage corporations and local city & county
new-jersey-man-pleads-guilty-to-4.4-million-voip-
governments in order to provide services through a wireless
fraud-scheme
network engineering firm with projects ranging from integration of IP Video, VoIP, and other enterprise services over LANs,
[5] Constantin, L. (2011). Thirty Indicted in Romania over
WANs, & WLANs to the implementation of wireless municipal &
International VoIP Fraud. http://news.softpedia.com/
wide area networks (WWANs & WMANs) for both the corporate
news/Thirty-Indicted-in-Romania-over-International-
enterprise and municipalities.
VoIP-Fraud-Operation-206859.shtml Adolfo Cáceres [6] Thermos, P., Rakanen, A. (2008). Securing VoIP Networks: Threats, Vulnerabilities, and Countermeasures.
Master in Informatic Security and Systems Engineer with over 8
Boston, MA:
years of experience in projects of information technology and
Addison-Wesley Publishers – Pearson
Education.
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
communications especially as a project manager implemen-
53
HANSEN, R., CÁCERES, A. “Asterisk Security using Transport Layer Security and Secure Real-Time Transport Protocol”
ting IP telephony with Asterisk in both the government and the private sector and implementing communication platforms with the Linux operating system. Currently, he works as a professor of telecommunications and Linux operating system in Tecsup. Consultant expert in Linux Security and Free Software, Asterisk VoIP, High Availability, Databases and Security Network Infrastructure and Services.
Original recibido: 4 Febrero 2013 Aceptado para publicación: 13 Junio 2013
54
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
Identificación de las Brechas de Competencias Genéricas en Egresados del Instituto de Educación Superior Tecnológico Privado Tecsup No. 2 Identification Of Gaps In Generic Key Competences For Graduates Of Tecsup No. 2 Private Higher Education Technological Institute María Eugenia Paz, Tecsup
Resumen
sultado de haber cursado su carrera. Se ha logrado determinar que los egresados consideran como “bastante importantes”
El nivel de logro de las competencias profesionales es un
todas las competencias evaluadas, y distinguierom seis como
factor determinante en el éxito laboral en todos los ámbitos.
“muy importantes”. Respecto al nivel de logro solo ocho de las
Al respecto, las empresas ponen mayor énfasis en aquellos
veintiún competencias alcanzaron un nivel aceptable. Esto evi-
profesionales con alto desarrollo de competencias genéricas,
dencia una brecha de competencias que deberá ser atendida
como factor prioritario sobre el logro de las competencias
durante su formación, determinándose que la competencia
específicas, por lo cual las instituciones educativas de nivel
“capacidad para tomar decisiones” es la más urgente de desa-
superior deben tener un curriculo dinámico enfocado en el
rrollar por su nivel de importancia. Al resultados con los obte-
logro de las competencias genéricas asociadas a las necesi-
nidos en el proyecto Tuning Latinoamérica para el grupo de los
dades de las empresas de los diferentes sectores. Para lograr
graduados, se ha logrado determinar que existe un alto grado
este objetivo resulta necesario conocer y fortalecer el grado
de coincidencia respecto a ambas variables.
de preparación en estas competencias, ya sea durante su carrera o en el ejercicio de su profesión. La presente inves-
Abstract
tigación pretende identificar el nivel de logro y, por ende, las brechas de competencias genéricas en los egresados del
The level of achievement in professional competences is a
Instituto de Educación Superior Tecnológico Privado Tecsup
critical factor for the professional success. On this point, the
No. 2. Para ello se ha empleado una metodología de inves-
enterprises are more interested in the professionals with high
tigación de tipo cuantitativa, con un nivel de estudio des-
generic competences than in those who have developed spe-
criptivo correlacional que sigue un diseño no experimental
cific competences. Therefore the higher education institutions
y transversal, debido a la naturaleza de las variables de es-
must have a dynamic curriculum focused in the generic com-
tudio, alaplicarlo como instrumento un cuestionario elabo-
petences that enterprises need. To achieve this objective it is
rado para el Programa Tuning Latinoamérica, que toma en
required to know and to strengthen these competences either
cuenta todas las competencias instrumentales, interpersona-
during the career studies or in the professional life.
les y sistémicas incluidas en el mismo. En la investigación se utilizó una muestra diversa de 100 egresados de las carreras
This research tries to identify the level of achievement and con-
de Mantenimiento de Maquinaria Pesada, Mantenimiento
sequently the gaps in the generic competences of the gradua-
de Maquinaria de Planta, Electrotecnia Industrial y Redes y
tes of Tecsup Nº 2, a Higher Education Technological Institute.
Comunicaciones de Datos del instituto antes mencionado,
A quantitative methodology with a non experimental, descrip-
quienes laboran en los rubros de Minería, Industria, Servicios
tive, cross-sectional design was used due to the nature of the
y Energía. En relación a las variables a considerar se hizo la
variables. For data collection, it was applied a questionnaire
consulta sobre el nivel de importancia que tienen estas com-
taking into account all the instrumental, interpersonal and sys-
petencias para el desempeño en su profesión, así como el
temic competences and developed as tool for the Tuning Latin
grado de realización o nivel de logro de las mismas como re-
America Program. We generated a convenience sample of 100
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
55
PAZ, E., “Identificación de las Brechas de Competencias Genéricas en Egresados del Instituto de Educación Superior Tecnológico Privado Tecsup No. 2”
graduates in heavy machinery maintenance, plant mainte-
petencias transversales, asi como garantizar la empleabilidad y
nance, industrial electronics technique, data networking and
competitividad de los profesionales en general.
communication. The subjects studied in that institute and work in the mining, industrial, energy and service sector. The
El propósito de la presente investigación es determinar la
variables of study were the degree of importance of each of
brecha entre las competencias transversales que la empresa
these competences for the job performance and its level of
requiere y aquellas logradas por los profesionales técnicos du-
achievement at the end of studies.
rante su formación académica. Para ello se busca conocer el nivel de logro de estas competencias en profesionales técnicos
Regarding the degree of importance, all the twenty one com-
de educación superior, y contrastarlas con el nivel de impor-
petences evaluated were considered as ”quite important”
tancia que ellos mismos les dan.
and six as “very important”. Concerning the level of achievement, only eight competences out of twenty one attained
FUNDAMENTOS
an acceptable level. That means that there are gaps in the competences with must be reduced during the professional
El concepto de “competencia” tiene muchas definiciones, por
training. The results suggested that the development of the
lo que aquí se presentan algunas que se acercan más al marco
decision-making skills is essential due to its degree of impor-
de la investigación:
tance. The comparison between this study and those of the Tuning Latin America Program showed strong coincidences
“Una característica subyacente de un individuo, que está cau-
between both results.
salmente relacionada con un rendimiento efectivo o superior
Palabras claves
en una situación o trabajo, definido en términos de un criterio”. (Spencer y Spencer,1993).
Competencias profesionales, competencias específicas, com-
“Conjuntos de conocimientos, habilidades, disposiciones y
petencias transversales, programa Tuning, competencias
conductas que posee una persona, que le permiten la realiza-
instrumentales, competencias interpersonales y sistémicas,
ción exitosa de una actividad”. (Rodríguez y Feliú, 1996).
estructura curricular.
56
Key words
“Una habilidad o atributo personal de la conducta de un sujeto, que puede definirse como característica de su comportamiento, y, bajo la cual, el comportamiento orientado a la tarea pue-
Professional competences, specific competences, cross com-
de clasificarse de forma lógica y fiable”. (Ansorena Cao, 1996).
petences, Tuning program, instrumental, interpersonal and systemic competences, curricular structure.
INTRODUCCIÓN
“Una dimensión de conductas abiertas y manifiestas, que le permiten a una persona rendir eficientemente”. (Woodruffe, 1993).
En la actualidad, las empresas se encuentran en la búsque-
Boyatzis (1982), plantea que una competencia puede ser “una
da de talentos que no solo tengan las competencias técni-
motivación, un rasgo, una destreza, la autoimagen, la percep-
cas que exige el puesto, sino también profesionales con
ción de su rol social, o un conjunto de conocimientos que se
tcompetencias transversales, es decir destrezas, actitudes,
utilizan para el trabajo”. Spencer y Spencer consideran que las
habilidades, que les permita adaptarse a nuevos ámbitos
competencias están compuestas de características que inclu-
de desarrollo, profesionales innovadores, creativos y con ca-
yen motivaciones, rasgos psicofísicos (agudeza visual y tiempo
pacidad para gestionar su tiempo. Estas competencias han
de reacción, por ejemplo) y formas de comportamiento, auto-
tomado un rol más importante y en algunos casos decisivo
concepto, conocimientos, destrezas manuales (skills) y destre-
en el proceso de selección de personal en las empresas, ya
zas mentales o cognitivas.
que estas aseguran el saber ser y el saber estar ante situaciones profesionales e influyen fuertemente en las evaluaciones
De estas definiciones se destaca que son características per-
de desempeño y potencial, lo que es más difícil de fortalecer
manentes de la persona; se ponen de manifiesto cuando se
durante el trabajo, pues implica, en la mayoría de casos, ac-
ejecuta una tarea o se realiza un trabajo; están relacionadas
ciones de largo plazo, por lo cual los planes curriculares de las
con la ejecución exitosa en una actividad, sea laboral o de otra
carreras en las entidades educativas de nivel superior deben
índole, tienen una relación causal con el rendimiento laboral,
poner énfasis en el desarrollo y fortalecimiento de estas com-
es decir, tienen efectos directos sobre el éxito; pueden ser ge-
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
PAZ, E., “Identificación de las Brechas de Competencias Genéricas en Egresados del Instituto de Educación Superior Tecnológico Privado Tecsup No. 2”
neralizables a más de una actividad y, por último, son entes
la movilidad de estudiantes y profesores y la homologación
más amplias y difusas que los constructos psicológicos tradi-
de títulos. El proyecto cuenta con una cobertura de 19 países,
cionales que tienden a separar lo cognoscitivo, lo afectivo, lo
aproximadamente, 190 universidades latinoamericanas com-
conductual y lo psicofísico.
prometidas con el programa y mantiene cuatro líneas de trabajo: competencias genéricas y específicas de las áreas temáticas,
Respecto a investigaciones previas para determinar las bre-
enfoque de enseñanza-aprendizaje y evaluación de estas com-
chas de competencia entre lo que requiere el empleador y las
petencias, créditos académicos, y calidad de los programas.
que se logran en la formación, la mayor parte de los estudios realizados se han llevado a cabo, principalmente, mediante encuestas dirigidas a los propios graduados años después de acabar la carrera. Así, a nivel europeo cabe destacar el proyecto “Careers After Higher Education Graduation, a European Research Study”, más comúnmente conocido como cheers. Este trabajo ha tenido su continuidad en el proyecto “The Flexible Professional in the Knowledge Society” (Reflex). También, en el Reino Unido se han explotado los resultados de dos encuestas nacionales procedentes de diversas universidades (Purcell, Elias y Wilton, 2004; Purcell, Elias, Davies y Wilton, 2005). En España, al igual que en el Reino Unido y otros países europeos, desde finales de la década pasada se realiza un esfuerzo importante por investigar estos aspectos, especialmente por parte de las propias universidades.
El informe final del Proyecto Tuning Latinoamérica (2007), menciona “El concepto competencia, en educación, se presenta como una red conceptual amplia, que hace referencia a una formación integral del ciudadano, por medio de nuevos enfoques, como el aprendizaje significativo, en diversas áreas: cognoscitiva (saber), psicomotora (saber hacer, aptitudes), y afectiva (saber ser, actitudes y valores). En este sentido, la competencia no se puede reducir al simple desempeño laboral, ni tampoco a la sola apropiación de conocimientos para saber hacer, sino que abarca todo un conjunto de capacidades, que se desarrollan a través de procesos que conducen a la persona responsable a ser competente para realizar múltiples acciones (sociales, cognoscitivas, culturales, afectivas, laborales, reproductivas), por las cuales proyecta y evidencia su capacidad de resolver un problema dado, dentro de un contexto específico y cambiante. Así, la formación integral se va desarrollando poco
Sin embargo, no resulta sencillo encontrar investigaciones
a poco, por niveles de complejidad, en los diferentes tipos de
sobre competencias de graduados o transición de recién ti-
competencias: básicas o fundamentales, genéricas o comunes,
tulados al mercado laboral basadas en encuestas dirigidas a
específicas o especializadas y laborales. La competencia, al
empleadores (al margen de las enmarcadas dentro del Pro-
igual que la inteligencia, no es una capacidad innata, sino que,
yecto Tuning o en la elaboración de los libros blancos de las
por el contrario es susceptible de ser desarrollada y construida
distintas titulaciones auspiciada por la Aneca, en el que un
a partir de las motivaciones internas de cada cual, motivaciones
porcentaje muy inferior al de graduados, e incluso docentes,
que deberán ser comunicadas al grupo de trabajo.
los empleadores fueron consultados sobre dichas cuestiones). Lo más frecuente suelen ser los estudios que realizan los
El proyecto Tuning declara la siguiente clasificación para las
observatorios de inserción laboral de las universidades sobre
competencias:
el seguimiento de sus propios egresados.
Competencias específicas
A partir de la revisión bibliográfica realizada (estado del arte), se observa que el análisis del logro de las competencias ha
Aquellos cuyos atributos deben adquirir los futuros graduados
sido estudiado de forma extensa desde la perspectiva de lo
durante su formación académica y deben ser definidas por la
graduados o de los docentes, pero muy poco desde la visión
experiencia de la propia titulación. Se dividen en dos grandes
del empleador.
grupos: aquellas relacionadas con la formación disciplinar que deben adquirir los futuros graduados –competencias discipli-
El Proyecto Tuning, usado como marco teórico de la presente
nares y académicas– y las relacionadas con la formación profe-
investigación, hasta fines del 2004, había sido una experien-
sional que deben poseer los futuros graduados –competencias
cia exclusiva de Europa en el marco del Espacio Europeo de
profesionales–.
Educación Superior, en el que trabajaron 175 universidades, y obtuvieron avances significativos hacia la integración. En el
El primer bloque de formación disciplinar se ha relacionado
año 2004 surge Tuning- América Latina con la intención de
con el “saber”, es decir, con los conocimientos teóricos que de-
mejorar la calidad de los sistemas, instituciones y programas
ben adquirir los graduados en cuanto a las materias impartidas
educativos, así como lograr referentes de entendimiento en-
en la titulación, mientras que el segundo bloque de formación
tre instituciones para facilitar el intercambio de experiencias,
profesional, se ha asociado a las habilidades, destrezas y cono-
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
57
PAZ, E., “Identificación de las Brechas de Competencias Genéricas en Egresados del Instituto de Educación Superior Tecnológico Privado Tecsup No. 2”
cimientos prácticos que deben ser aprendidos durante la es-
sensibilidad y conocimiento; necesaria para la previa adqui-
tancia del estudiante en la institución formativa.
sición de competencias instrumentales e interpersonales).
Competencias genéricas y transversales
En general, hacen referencia a las cualidades individuales, así como a la motivación a la hora de trabajar.
METODOLOGÍA Las competencias genéricas son entendidas como los atributos que debe tener un graduado universitario con indepen-
a) Tipo de investigación
dencia de su titulación. En ellas se recogen aspectos genéricos de conocimientos, habilidades, destrezas y capacidades
Descriptivo ya que está basado en el método de análisis en
que debe obtener cualquier titulado antes de incorporarse al
una situación concreta y señala sus características y propie-
mercado laboral.
dades.
Exploratorio porque en nuestro medio todavía no ha sido suficientemente estudiado y las condiciones existentes no son aún determinantes, lo que crea condiciones para una investigación posterior.
Correlacional, ya que busca determinar el grado de relación existente entre dos variables conexas que son:
Nivel de Logro de las Competencias Profesionales Genéricas en los Egresados del Instituto.
Figura 1. Clasificación de las competencias
58
Importancia de las Competencias Profesionales Genéricas
Las competencias genéricas están distribuidas en tres gru-
en los Egresados del Instituto para el ejercicio de su profe-
pos:
sión.
Instrumentales:
b) Diseño de investigación
Las instrumentales son capacidades cognitivas, metodoló-
Diseño no experimental. Porque se observa los fenómenos
gicas, técnicas y lingüísticas que se consideran necesarias
tal y como ocurren naturalmente sin manipular las varia-
para la comprensión, la construcción, el manejo, el uso crítico
bles deliberadamente.
y ajustado a las particularidades de las diferentes prácticas profesionales, los métodos, los procedimientos, las técnicas
y los instrumentos profesionales. Por tanto, estas competen-
Diseño Transversal. Debido a que la recolección de datos se realiza en el mismo tiempo, en un solo corte.
cias constituyen las capacidades y la formación del graduado. c) Universo Interpersonales: Las competencias interpersonales se relacionan con las ha-
La población de egresados del instituto es de 1,150, actualmente.
bilidades de relación social e integración en distintos colectivos, así como la capacidad de desarrollar trabajos en equipos
d) Muestra
específicos y multidisciplinares (interacción social y cooperación).
Para el caso de los egresados se aplica el muestreo probabilístico porque todos los individuos del universo tienen
Sistémicas:
la misma probabilidad de ser elegidos. Se ha considerado 100 egresados para la muestra.
Por último, las competencias sistémicas son capacidades relativas a todos los sistemas (combinación de entendimiento,
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
PAZ, E., “Identificación de las Brechas de Competencias Genéricas en Egresados del Instituto de Educación Superior Tecnológico Privado Tecsup No. 2”
Figura 2. Distribución de egresados por sector
e) Técnica de recolección de datos
zado para determinar el nivel de logro de las competencias genéricas y la valoración de importancia de las mismas través de la autoevaluación. Para ello se aplicó una escala de
Cuantitativa:
Likert con opciones de respuesta ordinal de:
Se aplicaron encuestas sobre competencias transversa-
1 nada;
les a egresados de la muestra. El instrumento fue el mis-
2 poco;
mo cuestionario diseñado para el Proyecto Tuning, utili-
3 bastante;
4 mucho.
59
3.31
3.09
3.12
Figura 3. Resultados por nivel de importancia
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
3.39
3.34
3.26 3.18
PAZ, E., “Identificación de las Brechas de Competencias Genéricas en Egresados del Instituto de Educación Superior Tecnológico Privado Tecsup No. 2”
Figura 4. Resultados por nivel de logro
60
Figura 5. Resultados comparativo nivel de logro con nivel de importancia.
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
PAZ, E., “Identificación de las Brechas de Competencias Genéricas en Egresados del Instituto de Educación Superior Tecnológico Privado Tecsup No. 2”
Este cuestionario no ha requerido de la validación de ex-
coincidencias y diferencias más significativas. Ver figura 6 y
pertos debido a que es el mismo que fue utilizado en el
figura 7.
Proyecto Tuning Latinoamérica.
Resultados f) Método de análisis de datos Todas las competencias genéricas tienen una valoración por
La primera parte del análisis estuvo orientada a las dos
encima de 3 respecto de la importancia; sin embargo, solo seis
variables (valoración de importancia y nivel de logro), y
están por encima de 3.5 y son en orden descendente: Capaci-
permitió ver el resultado para cada una de las variables.
dad para tomar decisiones, Capacidad de trabajo en equipo,
Se determinó el valor medio de la muestra para cada
Compromiso con la calidad, Compromiso ético, Capacidad de
una de las 27 competencias que incluye el cuestionario
aplicar los conocimientos a la práctica, y Capacidad para iden-
tanto en lo que se refiere a la importancia como al nivel
tificar, plantear y resolver problemas. Al analizar el nivel de lo-
en que se ha desarrollado en el instituto. Ver figura 3 y
gro, se observa que solo ocho competencias están por encima
figura 4, que destacan las 6 competencias que tuvieron
de 3 y son en orden descendente: Compromiso ético. Conoci-
el valor más alto. La segunda parte del análisis contras-
mientos sobre el área de estudios y la profesión, Capacidad de
ta los resultados obtenidos entre el nivel de importan-
aprender y actualizarse permanentemente, Capacidad de abs-
cia y el nivel de logro, para determinar las brechas entre
tracción, análisis y síntesis, Capacidad de comunicación oral y
aquellas competencias que consideran más importantes,
escrita.
pero cuyo nivel de logro no ha sido tan significativo. Ver Figura 5. La tercera parte del análisis contrasta estos re-
La competencia valorada como antepenúltima respecto a su
sultados obtenidos con aquellos presentados en el infor-
grado de importancia (capacidad de comunicación en un se-
me del Proyecto Tuning Latinoamérica, para determinar
gundo idioma), ha recibido la valoración más baja en el nivel
el grado de coincidencia en las variables, y destacar las
de logro.
61
Figura 6. Resultados comparativo Nivel de Importancia Egresados con Tuning Latinoamérica
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
PAZ, E., “Identificación de las Brechas de Competencias Genéricas en Egresados del Instituto de Educación Superior Tecnológico Privado Tecsup No. 2”
2.882 2.34 2.829
2.787
3.134 3.101 2.835
2.475
Figura 7. Resultados comparativo Nivel de Logro egresados con Tuning Latinoamérica
62 De las seis competencias más importantes, cuatro están en
• Los egresados de la muestra en promedio consideran
el segundo, tercer, cuarto y quinto lugar de logro y son: Ca-
como “bastante” importantes todas las competencias ge-
pacidad de trabajo en equipo, Compromiso con la calidad, y
néricas propuestas por el Programa Tuning Latinoamérica
Capacidad de aplicar los conocimientos a la práctica.
y usadas como marco de referencia.
Si se contrastan las apreciaciones de los graduados del institu-
• Solo 6 de las 27 competencias fueron distinguidas por los
to y los graduados latinoamericanos, vemos que existe coin-
egresados como “muy importantes” (3.5 o más en prome-
cidencia en cinco de las seis competencias más importantes
dio) y estas son: Capacidad para tomar decisiones, Capa-
y son: Capacidad para tomar decisiones, Compromiso con la
cidad de trabajo en equipo, Compromiso con la calidad,
calidad, Compromiso ético, Capacidad de aplicar los conoci-
Compromiso ético, Capacidad de aplicar los conocimien-
mientos a la práctica y capacidad para identificar, plantear y
tos a la práctica y Capacidad de identificar, plantear y resol-
resolver problemas. Respecto a los niveles de logro, también
ver problemas.
existen coincidencias entre 5 de las 6 competencias con mayor nivel y son: Compromiso ético, Capacidad de trabajo en
Este resultado nos sugiere que la formación teórico–prác-
equipo, Compromiso con la calidad, Conocimientos sobre el
tica de los egresados permite que reconozcan y den más
área de estudios y la profesión, y Capacidad de aprender y
valor a competencias como “Capacidad para tomar deci-
actualizarse permanentemente.
siones”, “Capacidad de trabajo en equipo”, “Capacidad de aplicar los conocimientos a la práctica y “capacidad para
CONCLUSIONES
identificar, plantear y resolver problemas”, ya que las ponen en práctica en el ejercicio diario de su profesión. Debe-
Se recomienda mencionar limitaciones en el estudio y reco-
mos resaltar que las otras 2 competencias: “Compromiso
mendaciones para investigaciones posteriores.
con la calidad” y “Compromiso ético” se asocian a estánda-
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
PAZ, E., “Identificación de las Brechas de Competencias Genéricas en Egresados del Instituto de Educación Superior Tecnológico Privado Tecsup No. 2”
res y aspectos normativos en todos los ámbitos labora-
recomendable determinar las brechas de competencias en
les.
otras instituciones de nivel superior con carreras similares tanto en el sector privado como público, con el propósito
• El nivel de importancia considerado por los egresados
de poder extender el diagnóstico a nivel país.
en la muestra es muy similar al de importancia consignado en el informe del Programa Tuning Latinoamérica.
• Otra limitación es que en la revisión bibliográfica no exis-
Es destacable que la segunda competencia en nivel de
ten estudios similares aplicados a Instituciones de Educa-
importancia para la muestra coincide con la más impor-
ción Superior de nivel técnico o la investigación es muy
tante del Programa Tuning Latinoamérica, Compromiso
incipiente.
con la Calidad; y que la penúltima competencia en nivel de importancia de la muestra coincide con la más baja
• Una investigación con más detalle permitiría segmentar
del Programa Tuning Latinoamérica, Capacidad de co-
las muestras por año de egreso en función a las modifica-
municación en un segundo idioma.
ciones curriculares para determinar cómo afectaron en el logro de las competencias genéricas.
• De los resultados obtenidos solo ocho competencias de las veintiuno tienen un nivel de logro aceptables, aun
• Sería recomendable segmentar la muestra a egresados exi-
cuando a todas las consideran “bastante o muy impor-
tosos para identificar las competencias clave que son nece-
tantes”. Eso significa que existe una brecha en las com-
sarios fortalecer en el entorno académico y laboral.
petencias no alcanzadas y es necesario atenderlas durante su formación, lo que obliga a una revisión inmediata
• La presente investigación está basada sobre el punto de
de las mallas curriculares para insertarlas o reforzarlas
vista del propio egresado respecto al nivel de importancia
con actividades propias de su formación.
de las competencias genéricas. Se recomienda para estudios posteriores dirigir la investigación hacia la perspectiva
• El nivel de logro considerado por los egresados en la
de los docentes y sobre todo de los empleadores.
muestra es similar al nivel de logro consignado en el informe del Programa Tuning Latinoamérica. Se destaca
REFERENCIAS 63
que la competencia con nivel de logro más alto Competencia Ética y la competencia con nivel de logro más baja Capacidad de comunicación en un segundo idioma
[1] Ansorena Cao, Alvaro. (1996) 15 casos para la selección de personal con éxito, Barcelona, Paidos Empresa.
coinciden en ambas muestras. [2] Boletín CNE Opina (2010). Sistema de educación superior. • Al comparar los resultados entre nivel de logro y nivel de importancia se puede concluir que existe una brecha
Un sistema articulado para una educación a lo largo de la vida, volumen (30). Pp. 04-15.
más amplia en las competencias: Capacidad de comunicación en un segundo idioma, Capacidad de investigación, Capacidad para actuar en nuevas situaciones, Ca-
[3] Boyatzis, R. (1982), The Competent Manager, N.Y. Wiley and Sons.
pacidad para tomar decisiones, Habilidad para trabajar en contextos internacionales, Capacidad para formular y gestionar proyectos. Sin embargo, solamente la compe-
[4] Cazares, L.; Cuevas J. (2008). Planeación y evaluación basada en Competencias. México:Trillas
tencia Capacidad para tomar decisiones fue considerada entre las 6 más importantes, y es la más importante en los resultados.
[5] Dirección General de Educación Superior y Técnico Profesional. Diseño curricular básico de la educación tecnológica, 2006. Recuperado de http://destp.minedu.gob.pe/
Sería recomendable trabajar esta competencia en las
docum/DCB-EST-sET2006.pdf
mallas curriculares, como un módulo o incluirla como actividad dentro de los otros módulos, y sugerir su forta-
[6] Feliú Salazar, Pedro; Rodríguez Trujillo, Nelson (1994).
lecimiento como actividad extracurricular en dinámicas
Manual del curso técnicas de entrevista y decisión de se-
y talleres.
lección. Caracas, Psico Consult.
• La principal limitación en la presente investigación fue
[7] Larraín, A. (2005). Formación universitaria por competen-
el universo de estudio, y el tamaño de la muestra. Seria
cias. Recuperado de campus.dokeos.com/main/docu-
Invest. Apl. Innov. 7, 2013
PAZ, E., “Identificación de las Brechas de Competencias Genéricas en Egresados del Instituto de Educación Superior Tecnológico Privado Tecsup No. 2”
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ACERCA DE LA AUTORA [13] Purcell, K., Elias, P., Davies, R. Y Wilton, N. (2005). The Class of ´99: A study of the early labour market expe-
64
Maria Eugenia Paz Hidalgo
rience of recent graduates (DfES Research Report No. 691). London: Department for Education and Skills.
Profesional técnico en Comercio Internacional. Posee un programa experto en Gestión del Capital Intelectual y los Recursos
[14] Purcell, K., Elias, P., Davies, R. Y Wilton, N. (2004). Higher
Humanos en la Universidad Politécnica de Madrid – CEPADE
education, skills and employment: Careers and jobs in
– España. Actualmente labora en Tecsup Arequipa como coor-
the graduate labour market (Graduate Careers Seven
dinadora de la Oficina de Desarrollo Profesional del Egresado.
Original recibido: 5 Junio 2013 Aceptado para publicación: 14 Junio 2013
Invest. Apl. Innov. 7, 2013