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ISSN 2344-8012 Depósito Legal:ppi200002LA3953 Revista Científica de la Facultad de Ingeniería
Conocimiento al alcance de la Ingeniería
Venezuela
Edición No. 2 Volumen 1 Año 2013
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Autoridades Universitarias Dr. Jorge Benítez Rector
Dr. Pedro Briceño Vicerrector Académico
MSc. Rafael Rubio Vicerrector Administrativo
Lcda. Vanessa Quero Secretaria General Revista Científica de la Universidad Fermín Toro Correo: supraingenieriauft@gmail.com URL: http://www.uft.edu.ve/ingenieria/
Año: 2013 Enero – Mayo Barquisimeto – Estado Lara Volumen II. No. 2 Periodicidad Semestral MSc. Rebeca Rivas Ventura Editora en Jefe
Diseño y Maquetación MSc. Rosa Ortiz Redacción y Estilo
Calle Principal, Local Comercial Chucho Briceño, S/N, sector Cabudare, estado Lara. Venezuela. Teléfonos: +58 0251-7100137 / +58 02517100163
La Revista Electrónica Supraingeniería de la Universidad Fermín Toro nace en forma impresa en Noviembre del 2000 y se convierte en Revista Electrónica el 09 de Noviembre de 2011, se publica semestralmente. Es un medio multidisciplinario e interdisciplinario de difusión de la investigación en las áreas de la ingeniería, dirigida a profesionales y estudiantes. Supraingeniería, nacida en el seno de los estudiantes y docentes de ingeniería, tiene como fin brindar un medio de difusión de la creatividad, innovación y conservación del ambiente.
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CONTENIDO EDITORIAL
PAGINA 3
ARTICULOS ELECTROGONIÓMETRO PARA LA DETERMINACIÓN DE ÁNGULOS DE FLEXIÓN Y EXTENSIÓN DE MIEMBROS INFERIORES MEDIANTE ELECTROESTIMULACIÓN CONTROLADA
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HERRAMIENTA CASE PARA EL DISEÑO Y DESARROLLO DE INTERFAZ GRÁFICA DE USUARIO
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SENSORES INTELIGENTES: APLICACIÓN DE LA INDUSTRIA A LA ENSEÑANZA
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SISTEMA WEB PARA LA GESTIÓN DE HISTORIAL MEDICO EN EL ÁREA DE GINECOLOGÍA BAJO EL SERVICIO DE CLOUD COMPUTING
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LABORATORIO DE TECNOLOGIAS VERDES EN EL ÁREA DE TELECOMUNICACIONES PARA LA UNIVERSIDAD FERMIN TORO
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FORMULA SAE-UFT
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SISTEMA DE GESTIÓN DE APRENDIZAJE
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RESUMEN IV CONGRESO IBEROAMERICANO DE ENSEÑANAZ DE LA INGENIERIA. XXXII REUNIÓN DE LA ASOCIACIÓN DE INSTITUCIONES DE ENSEÑANZA DE LA INGENIERÍA ASIBEI, 20 AL 24 DE MAYO DE 2013
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SISTEMA INTELIGENTE DE RECONOCIMIENTO DEL IRIS PARA EL ACCESO A INFORMACIÓN EN REDES EN EMPRESAS DE SERVICIOS, UTILIZANDO REDES NEURONALES ARTIFICIALES
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ÍNDICE
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EDITORIAL El desarrollo en las telecomunicaciones, la informática y el transporte han hecho que en todo el planeta se tenga acceso al conocimiento y la información de todos los temas de manera sencilla y económica; esto permite a la sociedad en general visualizar la forma en la que se solucionan los problemas y que llegue a la mayoría de los miembros de la comunidad científica la información sobre los nuevos desarrollos y avances de la ciencia en todos los campos del conocimiento. El hecho de tener un mundo globalizado en el que la fabricación de las cosas se puede hacer en cualquier lugar del mundo, genera ingeniería que se dedica a investigar, diseñar, desarrollar, instalar, operar, mantener y controlar sistemas de producción. La ingeniería en la actualidad puede verse como la ingeniería del desarrollo e investigación, en la que cada día se puede aumentar la eficiencia de los sistemas diseñados y que se dedica a mantener funcionando los sistemas existentes. La ingeniería en la Universidad Fermín Toro, se basa en la búsqueda de nuevas tecnologías que permitan el mejor desarrollo y ser competitivos, desarrollo de nuevos materiales, combustibles, máquinas y sistemas de control, mejor aprovechamiento de la energía en todas sus formas y para todos los fines, control en las telecomunicaciones y el espacio, la multidiciplinariedad en la aplicación de la ingeniería. La ingeniería forma parte del que hacer cotidiano del hombre, por lo que se puede decir que es necesaria para humanidad y que además permite al hombre mejorar su calidad de vida. La globalización ha permitido que los resultados de la ingeniería se encuentren al alcance de todo el mundo, la participación, preparación y desarrollo de los ingenieros de la Institución es una responsabilidad compartida por todos los que hacen vida en el que hacer académico de la misma, y se ve cristalizada a través de las producciones e investigaciones que desarrollan estudiantes y profesores plasmadas en las páginas de esta publicación.
Rebeca Rivas Editora de Supraingeniería
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ELECTROGONIÓMETRO PARA LA DETERMINACIÓN DE ÁNGULOS DE FLEXIÓN Y EXTENSIÓN DE MIEMBROS INFERIORES MEDIANTE ELECTRO- ESTIMULACIÓN CONTROLADA Fuentes, M.1 1 Escuela de Computación Universidad Fermín Toro victoryfuentes@gmail.com RESUMEN Las terapias de rehabilitación suelen requerir la participación activa del paciente. Ejemplo de ello son personas con lesiones cuya capacidad de movimiento de las extremidades ha sido considerablemente mermada. El presente trabajo trata sobre un sistema de rehabilitación donde es preciso que exista un mínimo de capacidad de movimiento voluntario residual en la extremidad a ser tratada. En particular, se presenta el diseño de un electrogoniómetro, como componente del sistema de rehabilitación, que se utiliza como elemento de interacción con el paciente, indicándole el grado de participación/progreso, durante el proceso de la rehabilitación. Cuando el paciente logra mover la extremidad alcanzando un rango de movimiento establecido por el electrogoniómetro, se activa un electro estimulador de forma manual conectado a la extremidad, continuando así el movimiento ligeramente, desactivándose éste cuando el electrogoniómetro detecta un segundo umbral de rango de movimiento. El refuerzo positivo que experimenta el paciente trae como consecuencia un mayor grado de implicación con el objetivo de alcanzar la máxima recuperación posible. El presente Trabajo Especial de Grado tiene como área de conocimiento la Electrónica Aplicada a la medicina, se enmarca en el polo hombre, ciudad, territorio, con su eje en el diseño, mantenimiento y supervisión de sistemas electrónicos útiles para la detección; monitoreo y transmisión de variables como instrumento de beneficio colectivo. Palabras Clave: Goniómetro, electrogoniómetro, electroestimulación, biofeedback, rehabilitación.
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INTRODUCCIÓN En el presente trabajo se diseñara e implementara un electrogoniómetro como elemento fundamental en la interacción con el paciente de un sistema de rehabilitación. Los pacientes, cuyo rango de movimiento de alguna o varias extremidades ha sido severamente mermado, pero no totalmente, podrían someterse a terapias de rehabilitación. La palabra goniómetro viene del griego gónia (ángulo) y metrón (medida). Sirve para medir ángulos de giro alrededor de un eje. Por lo tanto, el goniómetro tiene un eje de giro o pivote al que se le acoplan dos segmentos o alidadas (Cervera, en línea). En todo goniómetro se necesita que una de las alidadas sea fija y la otra móvil, de tal manera que una de ellas señale sobre un disco graduado (fijo ó móvil). En rehabilitación y terapia ocupacional se emplea para la medición de ángulos articulares. Adicionalmente puede aportar valiosa información sobre la posición, la velocidad y la aceleración angular de determinadas articulaciones o de implementos deportivos articulados en general. En el presente trabajo el electrogoniómetro se ha utilizado para medir ángulo de giro con el fin de determinar rango de movimiento de las articulaciones de las extremidades.
Para medir el rango de movimiento de una extremidad, el electrogoniómetro se posicionara de tal manera que su eje de giro coincida con el eje de giro de la articulación o eje mecánico. Si bien se considera que el movimiento de las 2 articulaciones es primordialmente de rotación, giro, ó basculación, es frecuente que el eje de giro se desplace con el movimiento. En consecuencia, el punto de pivote del electrogoniómetro normalmente se posiciona de tal manera que coincida con el punto medio del desplazamiento del eje de giro de la articulación, teniendo en cuenta que la trayectoria que describe dicho desplazamiento es del tipo ovoide (Williams et al., 2001). Debido a que en la terapia de rehabilitación se trabaja con pequeños movimientos o giros de la articulación, la selección del eje mecánico podría realizarse como el eje de rotación conjunta más habitual. El objetivo de la investigación es por medio del diseño de un electrogoniómetro para la determinación de ángulos de flexión y extensión de miembros inferiores mediante electroestimulación controlada. Con la finalidad de alcanzar el objetivo propuesto se realizara una revisión bibliográfica para establecer fundamentos teóricos relacionados con la investigación. Se planteara y se explicara la metodología utilizada para el
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cumplimiento de los objetivos, además se expondrán los análisis correspondientes y resultados obtenidos, como también las conclusiones y recomendaciones pertinentes a fin de sugerir posibles soluciones para la aplicación del sistema. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA Una de las razones que justificara esta investigación es el aporte que proporciona el electrogoniómetro a los médicos traumatólogos en las mejoras de las mediciones de los ángulos durante la marcha en los miembros inferiores de un individuo que presente problemas como malformaciones articulares, las variaciones angulares, traumáticas y degenerativas que presentan los pacientes, ayudando al médico para la toma de decisión de un tratamiento adecuado al paciente. Buscando minimizar el error de medición de ángulos de flexión y extensión de las extremidades inferiores, ya que reduce la participación del hombre en esta medición sin usar un método invasivo. Por tanto el objetivo principal de la investigación será construir un Electrogoniómetro para la medición de los ángulos de flexión y extensión de los Miembros Inferiores. Y entre los pasos para poder lograrlo setendrá que como primer paso: realizar un diseño electrónico para el monitoreo y
sensado de las variables (ángulos), usando componentes de electrónica digital, siguiendo con la obtención de un equipo a bajo costo, que permita adquirir datos angulares de las articulaciones del miembro inferior durante la marcha de un individuo en forma telemétrica y en tiempo real, a aislamiento entre el paciente y el equipo. Además se logrará obtener la recepción de datos mediante un lenguaje de alto nivel, así como su visualización para la persona encargada. También se podrían comparar los datos obtenidos con unos ya establecidos y almacenarlos para un análisis posterior, seguidamente se diseñará la parte mecánica del Electrogoniómetro usando un material especial y liviano como lo es aluminio. Y finalmente se establecerá la comunicación a través del módulo bluetooth con la PC. También se puede mencionar que sus ventajas son, la precisión, exactitud y su contenido informativo. Esto se logra cuando se utilizan en conjunto con el registro electrónico de datos, y es habitual obtener registros de gran cantidad de datos que proporcionan un conocimiento exhaustivo sobre la variable que se está midiendo. Dicha herramienta la constituye una parte eléctrica y una parte mecánica, en base al medio medible (la flexo-extensión
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de la pierna), la cantidad medida (el movimiento angular en grados), cuyos datos serian sensados por un transductor eléctrico, la parte mecánica seria un sistema de bisagra que simula la articulación de la pierna. En cuanto a la sensibilidad se refiere, el prototipo permitiría la utilización de sensores de muy buen desempeño (lineales), con buena velocidad de respuesta para detectar cambios en sus respectivas variables medidas, en éste caso, posición. En el diseño mecánico del electrogoniómetro para cada articulación: evitaría que el sensor se sometiese a esfuerzos mecánicos, impidiendo que se introdujeran espurios debido a falsos contactos para facilitar el uso confortable del mismo, y así no restringir los movimientos normales de la marcha en ningún plano. De esta manera se buscaría obtener un diseño específico para cada articulación. En otro orden de ideas el desarrollo del conocimiento de la contracción muscular por electroestimulación, ha permitido saber los diferentes efectos en función de la frecuencia de los impulsos eléctricos. Así: 1. La utilización de frecuencias muy bajas (por debajo de 10 Hz) va a dar lugar a un aumento de la circulación sanguínea, va a tener un efecto descontracturante y relajante, y va a producir un aumento de la secreción de endorfinas.
2. Si utilizamos frecuencias bajas (entre 10 y 30-35 Hz) de estimulación, vamos a estar activando principalmente las fibras lentas o tipo I (de metabolismo 11 principalmente aeróbico, esencial en las pruebas de fondo) del músculo activado. 3. Frecuencias intermedias (entre 30-35 y 50 Hz) van a provocar la contracción de las fibras musculares de tipo mixto o IIa (fibras de metabolismo mixto, aeróbico-anaeróbico) principalmente. 4. Frecuencias altas (por encima de 50 Hz) traen consigo la activación de las fibras musculares más rápidas o de tipo IIb (fibras de metabolismo anaeróbico predominantemente, fácilmente fatigables) que son las que intervienen de forma preponderante en los ejercicios de muy alta intensidad. Objetivos de la investigación Objetivo general Diseñar un electrogoniómetro para la determinación de ángulos de flexión y extensión de miembros inferiores mediante electroestimulación controlada. Objetivos Específicos 1. Determinar las señales extensiométricas en un electrogoniómetro.
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2. Determinar las características de las señales neuromusculares. 3. Establecer la factibilidad técnica operativa y económica del electrogoniómetro para la determinación de ángulos de flexión y extensión de miembros inferiores mediante electroestimulación controlada. 4. Diseñar la circuitería electrónica que permita realizar el electrogoniómetro 5. Analizar el funcionamiento de las circuiterías diseñadas. Naturaleza de la Investigación Desde una perspectiva general, el aspecto más relevante para llegar a cabo un estudio es la parte metodológica, debido a que los métodos son considerados como la combinación consecuente de instrucciones que sirven de guía para alcanzar el resultado deseado. De allí, que Arias (2004), señala que “la metodología ese el tipo o tipos de investigación, es el cómo se realizará el estudio para responder al problema planteado”. (p.98) La presente investigación se ubica en la modalidad de proyecto factible, el cual se titula electrogoniómetro para la determinación de ángulos de flexión y extensión de miembros inferiores mediante electroestimulación controlada, su objetivo y enfoques metodológicos generan herramientas sobre el tema relacionado, las cuales
podrán utilizarse como soluciones a los problemas actuales y mostrar alternativas viables para la elaboración del diseño. DESCRIPCION DEL SISTEMA Para lograr los objetivos planteados se establecieron una serie de módulos para lograr tal fin, estos serian: Fuente de Alimentación: es la fuente de voltaje del módulo electrónico. El circuito estará constituido por una batería de +9Vdc, dos condensadores y un regulador de voltaje LM7805, a partir del cual se obtiene la salida de voltaje de +5Vdc necesarios para la alimentar toda la circuitería del módulo electrónico. Módulo Indicador de Estado: este módulo estaría conformado por 3 leds (rojo, amarillo y verde), cuya función seria indicar el status de comunicación del sistema. El Led rojo indicara que no existe comunicación con el computador maestro, el verde indicara que si existe y finalmente el Led amarillo parpadeara cada vez que se transmita un dato desde el microcontrolador hasta el PC. Módulo RF: unas de las virtudes de los microcontroladores es que cuentan con un puerto USART el cual se puede habilitar con unas pocas líneas de código. Este puerto permite establecer comunicaciones seriales con otros dispositivos, en el caso del proyecto a realizar, se necesita
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comunicar el PIC16F876A con el PC pero vía inalámbrica. Módulo de Sensores: estaría conformado por 4 galgas extensiométricas, de las cuales 2 serian utilizadas para censar el movimiento de las rodillas mientras que las 2 restantes se usarían para censar el movimiento de los tobillos. Módulo de Control: controla todas las tareas del hardware, su base principal es un microcontrolador. Este módulo está acompañado de un circuito de reset y un circuito de oscilación con un cristal de cuarzo. Este módulo tiene tres tareas principales que debe llevar a cabo: controlar la comunicación bluetooth con el computador; controlar los leds indicadores de estado y digitalizar valores analógicos que entregan las galgas extensiométricas. Módulo de Electroestimulación controlada: La idea es un generador de pulsos (oscilador astable) de corta duración, estos pulso van a un transformador común de voltaje colocado en reversa, es decir la salida original del transformador va a la salida del oscilador (un 555 en este caso) como esta en reversa el transformador elevará el voltaje en el sentido inverso, estos pulsos de alto voltaje pero baja corriente son los que hacen contraer el músculo y es el principio de estos aparatos, los electrodos que pueden ser un par de discos de metal, esto da un voltaje no letal siempre que se
alimente con pilas y se tenga cuidado , el potenciómetro en serie con las placas de salida atenúa el voltaje para irlo incrementando en intensidad Software de alto nivel El sistema será codificado bajo el lenguaje de programación Visual Basic 6.0, debido a que este lenguaje de programación ofrece todas las herramientas necesarias para las comunicaciones entre PC’s y dispositivos electrónicos y al mismo tiempo ofrece una interfaz gráfica que se adapta a las necesidades del sistema permitiendo además la interacción por medio de controles Active X (Antiguamente llamados controles OLE, esta herramienta permite aplicar comandos de otros lenguaje de programación manteniendo el estándar de Basic) . Se seleccionó Microsoft Access XP como manejador de base de datos por cumplir con las normas ISAM (Método de Acceso Secuencial Indexado) utilizadas por el sistema para acceso a datos, así mismo, su diseño fue orientado a objeto permitiendo una mayor eficiencia y portabilidad de código. De la codificación y diseño de los diferentes procesos se explica: a. Visual Basic 6.0: Este lenguaje fue utilizado en casi todo el sistema, se usó las herramientas de objeto y SQL, .además de ser el cuerpo principal del programa, para los enlaces
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con el código HTML, con el graficador Flash MX y con Power Point XP para las ayudas del sistema. b. Flash MX: Este graficador se usó para diseñar las presentaciones del sistema. Se eligió esta herramienta por permitir una interfaz grafica con gran cantidad de efectos imposibles de conseguir con otros paquetes del mercado (Interpolaciones de Forma, Movimiento Etc.) c. PowerPoint: Las ayudas del sistema están diseñadas en Power Point XP con su opción de diapositiva portátil, flexible potente herramienta web que por solo conocerse su aplicación para exposiciones no se utiliza, pero SisMed la aprovecha para darle versatilidad y belleza al sistema. CONCLUSIONES Mediante la realización de este proyecto se logró verificar las interrogantes que dieron origen los objetivos de la investigación, obteniendo una serie de resultados satisfactorios que manifestaron que existe la posibilidad de ejecutar un diseño como el que se ha planteado, además de su función principal la cual es la
rehabilitación de las personas, para ser usada en beneficio de la comunidad en general. De acuerdo a los resultados obtenidos se tienen las siguientes conclusiones: 1. El diseño mecánico es satisfactorio, considerando que permite una buena sujeción de los electrogoniómetros. Además, los potenciómetros que se han utilizado desde el comienzo del desarrollo, no han sufrido daño alguno. A pesar de la leve molestia que genera la fijación mecánica, se puede suponer, a partir de las curvas obtenidas, que ésta no afecta el normal desplazamiento del sujeto. 2. El diseño electrónico es sencillo, con elementos fáciles de conseguir en el mercado local, lo cual facilita su implementación y/o reparación. 3. Se ha logrado implementar una herramienta de bajo costo que no requiere condiciones especiales de laboratorio y puede ser manipulada por personas con mínimo entrenamiento para su uso. Es de destacar la robustez del diseño mecánico. 4. Los resultados obtenidos, en los estudios efectuados, son claros y están de acuerdo a la bibliografía. Se considera que esta herramienta puede ser de gran utilidad para obtener variables cinemáticas cuando se realizan estudios de casos normales y análisis biomecánicos de casos patológicos.
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5. El dispositivo realizado puede prestar utilidad en el que hacer kinésico, tanto para la determinación de limitaciones funcionales de rodilla, como para evolución de la marcha, por procesos posteriores a una fractura o alguna complicación de la articulación. 6. El electrogoniómetro flexible de rodilla grafica en línea, por ello los datos pueden ser analizados de forma inmediata, sin necesidad de trabajar de manera invasiva con el paciente, es decir puede trabajar con actividades cotidianas, sin necesidad de trabajar con posiciones específicas. 7. La electroestimulación es ideal asociarla con un trabajo muscular isométrico voluntario. Este método de trabajo muscular (que aúna la electroestimulación y la contracción muscular voluntaria). 8. El proyecto se basa en la realización de un electro estimulador que a diferencia de los existentes en el mercado, los cuales trabajan con corrientes galvánicas o farádicas que tetanizan al músculo, éste equipo generará pulsos similares a los estímulos nerviosos del cuerpo humano. 9. Todo equipamiento electrónico debe respetar cierto tipo de normas, en nuestro caso al ser un equipo de uso médico (interactúa con el paciente) debe cumplir con las normas de seguridad necesarias para asegurar su correcto funcionamiento y no poner
en peligro, circunstancia, paciente.
bajo ninguna la salud del
Referencias Bibliográficas Braidot, Jiménez, Kipen y Ramos. (2002). Diseño de un Electrogoniómetro Telemétrico y Microcontrolado. [Resumen en línea]. Cátedra de Biomecánica, Universidad Nacional de Entre Ríos (U.N.E.R.). Disponible: http://www.hab2001.sld.cu/arrepdf/ 00174.pdf . [Consulta: Noviembre, 2012]. Definición Electrogoniómetro. Por López E, doctor en ciencias físicas. Departamento de electrónica y sistemas. Universidad Alonso X El Sabio. Escuela Politécnica Superior. Villanueva de la Cañada, 28691 Madrid. Spain. Página Web. http://www.uax.es/publicaciones/ar chivos/TECELS04_003.pdf, [Consulta: Octubre, 2012]. Enlaces Bluetooth. Disponible: http://WWW.zonabluetooth.com/ind ex.htm. [Consulta: Octubre, 2012]. Electrogoniómetro. Disponible http://www.mtas.es/insht/ntp/ntp_6 22.htm por Silvia Nogareda Cuixart licenciada en medicina y cirugía, Alfredo Álvarez valdivia licenciado en ing. Industrial. [Consulta: Octubre, 2012]. Electrogoniómetro. Página Web. Disponible: http://www.uax.es/publicaciones/ar chivos/TECELS04_003.pdf [Consulta: Octubre, 2012].
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HERRAMIENTA CASE PARA EL DISEÑO Y DESARROLLO DE INTERFAZ GRAFICA DE USUARIO Boscán B. J.L.1 1 Escuela de Ingeniería de Computación Universidad Fermín Toro boscanjlc@gmail.com
RESUMEN El presente proyecto se encuentra enmarcado bajo la modalidad de Proyecto Factible, tiene como nombre Herramienta Case para el Diseño y Desarrollo de Interfaz Gráfica de Usuario cuyo propósito fundamental es de ofrecer una aplicación web que permita de manera fácil seleccionar, insertar, borrar y modificar componentes gráficos para finalmente poder generar el código fuente de lo previamente ejecutado en la aplicación, trayendo como consecuencia la posibilidad de la aplicación educativa para la enseñanza en instituciones educativas. El desarrollo del sistema fue hecho con Java como lenguaje base, usando las librerías GWT para crear la aplicación web de forma dinámica a través de su generador de código AJAX. XML para el desarrollo e implementación de un lenguaje intermedio que permite el almacenamiento tanto de los datos de la aplicación a convertir como el lenguaje a ser convertido, y la librería SVNKit para el manejo del sistema de control de versiones Subversión. Palabras Clave: Herramientas CASE, Aplicación Web, Generación de Código.
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INTRODUCCIÓN
programación, y que sea una aplicación
La necesidad de desarrollar soluciones
multiplataforma.
Por
consiguiente,
esta
con rapidez siempre ha sido una de las
investigación tiene como objeto desarrollar una
razones por la cual el hombre busca la
herramienta case para el diseño y desarrollo
evolución
la
de interfaz gráfica de usuario. Para ello, es
antigüedad como fue la creación de la rueda
necesario el desarrollo de un generador de
hasta la actualidad donde cada año todos los
código
avances
lenguajes de programación; por lo que la idea
de
la
tecnología,
tecnológicos
crecen
desde
de
manera
exponencial.
capaz
de
adaptarse
a
múltiples
primordial, es que esta aplicación posea una
Ahora enfocando esta investigación en
interface
gráfica
amigable
pueda,
el
modificar
y
el desarrollo de software, una de las técnicas
desarrollador
que siempre se emplea es la reutilización de
parametrizar componentes de la aplicación de
código para reducir el tiempo de desarrollo, ya
manera
que al tener librerías o módulos funcionales y
aplicación posea capacidad de extender su
correctamente encapsulados aliviarían una
base de lenguajes de programación con las
porción de la carga que lleva todos los
que trabaje.
sencilla
crear
donde
y efectiva,
y que
esta
desarrolladores. Una de las formas más óptimas de reusar toda esta información es a
Objetivo General
través de generadores de código, donde
Desarrollar una herramienta CASE para el diseño y desarrollo de interfaz gráfica de usuario.
fácilmente un programador puede construir visualmente toda una aplicación en donde se pasan
parámetros
y
modificar
cada
componente de la aplicación. Aunque ya existen aplicaciones que hacen este tipo de trabajo, la generación de tecnología esta yendo hacia las aplicaciones web. Asimismo, existe un vacío en el ámbito de la
Objetivos Específicos 1. Diagnosticar los requisitos necesarios para el desarrollo de servicios web basados en tablas y procedimientos almacenados. 2. Determinar la factibilidad técnica, económica y operativa para el diseño de la aplicación de construcción de servicios web y sus respectivas interfaces gráficas.
generación de código de interfaces gráficas para usuario que sea capas de producir un resultado final en diferentes lenguajes de
3. Diseñar el sistema propuesto, cumpliendo los requerimientos planteados.
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JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA Los beneficios de tener una constructor de interfaz gráfica de usuario son diversos, por citar algunos de ellos tienen la reducción de tiempo de desarrollo de los proyectos debido al rápido diseño de la base de dichos proyectos, la capacidad de generar prototipos sencillos para mostrar al cliente y poder tomar decisiones sobre lo que el cliente quiere a tempranas etapas del proyecto. Asimismo, la flexibilidad de expansión que tendrá dicha herramienta para la incorporación de nuevas tecnologías a futuro también es un punto sumamente importante, debido a que la aparición de nuevas tecnologías es algo muy frecuente en el campo de desarrollo de software y lo más prudente es tener la opción de integrar estas nuevas tecnologías a herramientas que ya se tienen para mayor comodidad y eficiencia. En ese sentido, los métodos existentes comerciales no prestan el servicio de generar el código final en múltiples lenguajes, lo cual deja a las empresas que trabajan con esta tecnología sin herramientas automáticas para su desarrollo, y debe ser trabajado manualmente perdiendo tiempo y utilizando recurso humano para realizarlo si se necesita portar la aplicación a un nuevo lenguaje.
De igual forma, es una gran ventaja la posibilidad de generar código de manera casi inmediata, en el que la empresa pueda generar el esqueleto de un proyecto y poder asignar a su recurso humano a trabajar en moldear la base y generar el código específico para el desarrollo de módulos específicos dentro del proyecto. Adicionalmente, la capacidad de usar este programa como aplicación educativa para la enseñanza de los métodos o etiquetas que se deben usar para crear pantallas es de gran valor para las universidades o para las personas que son autodidactas. Desde la óptica investigativa, la presente investigación se fundamenta en los aspectos metodológicos establecidos por la Universidad Fermín Toro; es por ello que, se encuentra bajo el Polo de Investigación “Hombre, Ciudad y Territorio”, tomando como referencia el “Desarrollo de sistema de programación utilizando nuevas tecnologías para el beneficio del hombre”, en el Eje de Investigación “Diseño y Mantenimiento de Sistemas de Programación”, cuya Línea de investigación es “Software como herramienta para la construcción de código para los módulos básicos de proyectos de servicios corporativos en múltiples tecnologías de programación”.
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ALCANCES Y LIMITACIONES Alcances El sistema estará abierto para el uso público, permitiendo una alta accesibilidad al sistema. La herramienta tendrá la capacidad de generar código basado en templates que permitirán generar código en diferentes librerías, arquitecturas y lenguajes. La herramienta estará en la capacidad de integrarse con SVN (Subversion) y Base de Datos. La herramienta contará con una interface gráfica donde se podrá usar y reutilizar servicios construidos. La herramienta contará con cuatro (4) librerías de lenguajes para la generación de código. Los lenguajes para la investigación con los que se contarán serán: HTML, Java Swing, GWT, ZK Framework. La herramienta usará las tecnologías GWT (Google Web Toolkit), SVN (Subversion) y XML (eXtension Markup Language). Limitaciones Por las limitaciones de tiempo, la herramienta no puede contener otras librerías de lenguaje a las indicadas en los alcances, quedando una gran cantidad de tecnologías por incorporarse al sistema. La herramienta no presentará un editor de texto integrado para la
modificación directa del código; esta generará el código sin compilar para ser modificado usando el IDE (Entorno de Desarrollo Integrado) de preferencia. La herramienta requiere de una entrada de datos previamente ingresada por el usuario para su correcto funcionamiento. El usuario debe tener noción sobre las tecnologías con las que trabaja la herramienta para su correcto uso. Naturaleza de la Investigación La presente investigación se encuentra enmarcada bajo la modalidad de proyecto factible, el cual esta definida en las normas para la presentación de trabajo de grado de la Universidad "Fermín Toro" (2000) "Es una propuesta basada en la factibilidad para la resolución de un problema dado. Puede apoyarse tanto en la investigación de campo como documental o un diseño, que incluye ambas modalidades.". Para esta investigación se pretende hacer uso de herramientas de software, orientadas a la elaboración de una herramienta para el diseño y construcción rápida de aplicaciones basadas en arquitecturas orientadas a servicios. El diseño de la investigación es de tipo documental debido a que la información obtenida es proveniente de documentos impresos,
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publicaciones web, información de personas expertas y fuentes secundarias.
continuación es presentada cada una de ellas. Observación Directa
Fases de la Investigación Esta investigación debido a su naturaleza se basara en el desarrollo de las siguientes fases: Fase I: Diagnostico, Fase II: Factibilidad, Fase III: Diseño.
Fase I: Estudio Diagnóstico Resultados de las Fases de Investigación A continuación, se presenta los resultados obtenidos de la presente investigación; el cual, se fundamente en una modalidad de proyecto factible, con el propósito de cumplir el objetivo general del estudio y cada uno de los objetivos específicos; para lograr esto se desarrollaron tres (3) fases que conllevan este tipo de investigación. Fase I: Estudio Diagnóstico En esta fase, se evaluaron las condiciones del desarrollo de una herramienta CASE para el diseño y desarrollo de interfaz gráfica de usuario, para realizarlo se aplicaron técnicas e instrumentos de levantamiento de información tales como: la observación directa, revisión documental y bibliográfica; a
Se ha de acotar, que el investigador visualizo un exceso de aplicaciones que permiten la creación de interfaces gráficas de usuario pero que son desarrolladas para una plataforma y/o lenguaje específico; con esto en mente, es alarmante que prácticamente hay una inexistencia de herramientas que generen código en múltiples lenguajes tanto comerciales como de uso gratuito. También se pudo constatar que existen pocas herramientas de este tipo pero que sean presentadas en un entorno web, y que son muy pocas las aplicaciones que pueden ser ejecutadas desde otro tipo de plataforma que no sea PC o portátiles. Revisión Documental y Bibliográfica Con la técnica de revisión documenta y bibliográfica se logro determinar los parámetros fundamentales para el diseño de software, generación de código dinámica, manejo del protocolo SVN, uso del lenguaje XML como lenguaje intermedio, utilización de las librerías SVNKit y GWT-DND; así como información sobre la sintaxis y estructura de los diversos lenguajes de programación que están incorporados en la herramienta CASE planteada en esta documentación.
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Toda la descripción que se estableció anteriormente, permite inferir que se hace necesario el desarrollo de una herramienta CASE para el diseño y desarrollo de interfaz gráfica de usuario, debido a importancia de la portabilidad y lo beneficioso que es contar con herramientas que proveen generación de código en múltiples lenguajes. Fase II: Estudio de Factibilidad Se hace necesario realizar un análisis de las factibilidades vinculadas con el estudio realizado; por ello, se estudio la viabilidad desde los factores: Técnicos, Operativos y Económicos; estos son descriptos a continuación. Factibilidad Técnica Desde la factibilidad técnica, es necesario verificar la existencia de tecnologías que permitan el desarrollo de una herramienta para el diseño y desarrollo de interfaz gráfica de usuario en la forma de una aplicación web y que permita completa integración con repositorios SVN; también se debe establecer los elementos necesarios de recursos de Software, Hardware y humano, para su desarrollo e implantación. Considerando el software, el diseño esta basado en teorías y principios establecidos en la especialidad de Ingeniería en Computación, tal como lo es el diseño
de software, investigación de operaciones y la generación de código, siendo estas ramas que refieren al uso de algoritmo para la solución una problemática; adicionalmente, se baso en criterios de amigabilidad y confiabilidad que deben prestar cualquier sistema desarrollado. Debido al uso de tecnologías de tipo software libre, no se hace necesaria la obtención de licencias, siendo este uno de las mayores ventajas de la herramienta estudiada en esta documentación. No obstante, es requerida la instalación del Java Virtual Machine dependiendo del dispositivo desde donde se accede a la herramienta y la instalación de un navegador web como lo es Google Chrome, Mozilla Firefox, Safari, Opera, etc. En relación al hardware, es necesario contar con un servidor o con el contrato de un web hosting que cuente con un software que implemente las tecnologías Java Servlet y JavaServer Pages; como por ejemplo: Apache Tomcat, Jetty, Winstone, entre otros. Factibilidad Operativa En la factibilidad operativa trataremos sobre la disposición y capacidad de los usuarios y el desarrollador para operar la herramienta propuesta; debido a esto, la herramienta cuenta con una
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interfaz gráfica altamente amigable que le permite al usuario final poder realizar las operaciones del sistema de manera fácil y sin obstrucciones; no obstante, el usuario deberá tener conocimientos sobre los repositorios SVN y conocimientos básicos de programación. En cuanto al desarrollador, debe tener gran conocimiento sobre XML y sobre los lenguajes que se vayan a integrar en un futuro; aun asi, el lenguaje cuenta con una sintaxis sencilla y se encuentra completamente documentado para el fácil entendimiento. Por lo descrito anteriormente, se llega a la conclusión de que la herramienta es viable desde el punto operativo, por lo que se procede a determinar la factibilidad económica. Factibilidad Económica En la factibilidad operativa se estudiara el costo-beneficio de la herramienta, además el costo de desarrollo del mismo aunque siendo elevado. Los costos del proyecto son los siguientes: En el Cuadro 1 se aprecia el costo por hora de programación, tomando en cuenta como sueldo base la cantidad de cuatro mil quinientos diez bolívares (Bsf. 4510,00).
Cuadro 1 Costo de Horas. Año 2012 Tiempo
Hora / Técnica
Total
8h * 80d = 640h
Bsf. 28,185
Bsf. 18.038,4
Fuente: Colegio de Ingenieros del Estado Lara (2012). Si estimamos que la construcción de una interfaz gráfica de usuario sencilla en un lenguaje de programación, es de 8 horas (según la empresa CorpoWeb), se hablaría de que el costo por pantalla esta en Bsf. 225.48; sabiendo que el sistema propuesto puede generar estas pantallas en 4 lenguajes de programación debido a limitaciones de tiempo como fue expuesto previamente, se estaría hablando de que en 8 horas produciría 4 pantallas, las cuales se traducen Bsf. 901,92. La diferencia esta dada por una proporción de 1:4; pero teniendo en cuenta que el diseño de la herramienta esta hecho para que sea expandible a futuro, la proporción se convertiría a 1:n, donde n es la cantidad de lenguajes de programación incorporados en el sistema. Si se habla de que una empresa vende por pantallas, se estaría cuadruplicando las ganancias por el tiempo de trabajo; si se ejemplifica con una empresa que necesita construir sus aplicaciones en diferentes lenguajes, se estaría reduciendo el costo de desarrollo de
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las interfaces gráficas de usuario en cuatro (4) veces menos su valor. El Cuadro 2 representa el costo de mano de obra para el desarrollo de la herramienta según el costo de hora por programación con el lenguaje Java; asimismo, el Cuadro 3 muestra los recursos ya procurados por la empresa. Cuadro 2 Costo de Servicio del Servidor Web. Año 2012 Descripción
Costo
Tiempo Total
Dólar Oficial
Total
Servidor Web
$8 Mensual
12 Meses
Bsf. 4,293
Bsf. 412,13
Fuente: Vision Web Hosting (2012). En el Cuadro 3, se muestra el costo total del sistema. Cuadro 3 Costo Total del Sistema Descripción Costo Horas
Costo Bsf. 18.038,4
Costo Servicios Servidor Web
Bsf. 412,13
TOTAL
Bsf. 18.450,13
Fuente: Boscán (2012) Como fue explicado anteriormente, el análisis costo beneficio demuestra que el beneficio que ofrece la herramienta sobrepasa al costo inicial de inversión, debido a la gama de bondades que le ofrece al usuario. Fase III: Diseño de la Propuesta
El desarrollo de la herramienta CASE para el diseño y desarrollo de interfaz gráfica de usuario, viene representado por dos (2) aspectos fundamentales: el diseño de una interfaz gráfica para el editor de pantallas y el diseño del algoritmo dinámico para la generación de código.
Objetivos del Diseño Objetivo General Desarrollar una herramienta CASE para el diseño y desarrollo de interfaz gráfica de usuario. Objetivos Específicos 1. Seleccionar la alternativa viable desde el punto de vista técnico y económico. 2. Levantar la información requerida para el diseño del software. 3. Diseñar un algoritmo dinámico para la generación de código. 4. Diseñar una arquitectura robusta para el manejo de proyectos y las pantallas usando los protocolos de SVN. 5. Programar los módulos diseñados para la herramienta: Acceso, Navegador de Proyectos, Navegador de
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Pantallas, Editor de Pantallas, Generador de Código y Ayuda. 6. Realizar pruebas individuales de cada modulo desarrollado. 7. Realizar la integración de los módulos del servidor con los módulos del cliente y hacer pruebas de integración. 8. Desarrollar el manual de usuario del sistema para instruir al usuario el correcto uso de la herramienta. Descripción del Diseño El objetivo del proyecto es desarrollar una herramienta CASE para el diseño y desarrollo de interfaz gráfica de usuario. El diseño del software consiste en la estructuración y desarrollo de un software, que cumpla los objetivos generales del proyecto y con ello obtener el resultado esperado de este documento. Para la determinación de módulos necesarios que requerirá esta herramienta se realizara un análisis donde se tomara en cuenta todos los objetivos planteados, parámetros establecidos, información recopilada y los resultados esperados. El lenguaje que será utilizado para el desarrollo de la herramienta será Java, usando las herramientas
GWT y SVNKit; esta combinación de tecnologías provee de una alta cantidad de recursos y herramientas que permiten que el desarrollo de esta aplicación sea de calidad, de bajo costo y de alta portabilidad. Java es la base de la programación de todo la herramienta; este es un lenguaje de programación de alto nivel, orientado a objeto el cual cuenta con la gran cualidad de ser altamente portable debido a que sus aplicaciones pueden ser ejecutadas en múltiples plataformas; siendo de código abierto y contando con múltiples editores gratuitos, reduciendo significativamente los costos de desarrollo. Toda la interface gráfica de la herramienta se construirá usando GWT, el cual nos brinda la facilidad de crear aplicaciones web usando Java sin la necesidad de desarrollarla con Javascript y Ajax. Este framework además de ser de uso gratuito, nos permite el acceso a la herramienta desde cualquier navegador web instalado en cualquier plataforma, como por ejemplo: PC, portátiles, móviles, etc. El manejo de proyectos está completamente desarrollado con la poderosa librería SVNKit, que nos da la posibilidad del acceso a repositorios SVN usando programación Java, y con esto poder producir un navegador de proyectos
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amigable; igual que las tecnologías previamente mencionadas, SVNKit es de uso gratuito. El diseño se estructura en seis (6) módulos que permitirán el cumplimiento del objetivo principal: Herramienta CASE para el diseño y desarrollo de interfaz gráfica de usuario. A continuación se describirán en forma general dichos módulos: Módulo de Acceso: Permitirá la entrada al sistema, para ello el usuario deberá ingresar la dirección URL del repositorio SVN donde se efectuara todas las operaciones, incluyendo el usuario y contraseña de dicho repositorio. Módulo de Navegación de Proyectos: Facilitara al usuario el manejo de proyectos, tanto creación de nuevos proyectos, como el borrado y el abrir un proyecto en particular. Módulo de Navegación de Pantallas: Proporcionara al usuario el manejo de las pantallas, desde la creación de una nueva, hasta el borrado, la generación de código de una pantalla selecta, como también el ingreso al editor con una pantalla prexistente. Módulo de Edición de Pantallas: Una de las dos partes principales de la herramienta; este proporcionara de manera amigable la creación de forma visual de
componentes de las pantallas, como también el ingreso de valores a las propiedades del componente que sea seleccionado. También ofrecerá la opción de guardado y la de generación de código en una tecnología que será seleccionada en el momento. Módulo de Generación de Código: La segunda parte principal de la herramienta; permitirá la conversión de lo que fue colocado en el editor a un lenguaje seleccionado por el usuario, a través de un algoritmo recursivo y dinámico. Módulo de Ayuda: Proporcionara al usuario una explicación sencilla del funcionamiento de los módulos y su correcto manejo. Estructura del Sistema A continuación se presentara una amplia explicación del sistema en cuanto a su estructura, definición y función delos módulos a través de una carta estructurada general del sistema, diagrama de caso de usos y los diagramas de clases. Debido a la gran cantidad de clases (48 clases), y el medio en que se presenta esta documentación, se ha decidido tomar la decisión de presentar los diagramas de clases divididos por paquetes, presentando primero la relación entre paquetes.
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Módulos del Sistema iDesign: Project Constructor En la figura Nº1, se puede observar el diagrama modular del software basado en diseño y desarrollo de interfaz grafica de usuario, el cual esta compuesto en seis (6) módulos: Acceso, Navegador de Proyectos, Navegador de Pantallas, Editor de Pantallas, Generador de Código y Ayuda. Navegador de Proyectos
Acceso
Editor de Pantallas
Figura Nº3. Diagrama de Casos de Uso.
iDesign: Project Constructor
iDesing: Project Constructor
Navegador de Pantallas
Ayuda
Generador de Código Acceso
Navegador de Proyectos
Figura Nº1. Diagrama Modular. También se presenta en la figura Nº2, la carta estructurada del sistema al primer nivel de abstracción.
Ayuda
Nuevo Proyecto
Borrar Proyecto
Navegador de Pantallas
Ayuda
Nueva Pantalla
Abrir Pantalla
Borrar Pantalla
Generar Código
Seleccionar Tecnología
Figura Nº2. Carta Estructurada al Primer Nivel de Abstracción.
Editor de Pantallas
Ayuda
En la figura Nº3 se presenta el diagrama de casos de uso, en el cual se puede observar las acciones que puede realizar los actores que usen la herramienta.
Abrir Proyecto
Ingresar Widget
Borrar Widget
Generador de Codigo
Asignar Valor a Propiedad
Salvar Pantalla
Generar Código
Seleccionar Tecnología
Generador de Codigo
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Estructura por Paquetes A continuación en la figura Nº4 se presenta un diagrama de paquetes donde se puede observar de manera general la relación de los paquetes de clases.
Figura Nº5. Diagrama e Clases del Paquete Client.
Paquete Client.Panel
Figura Nº4. Diagrama de Paquetes de Clases. Paquete Client En el paquete Client se maneja el punto de entrada(entrypoint) del sistema y se establecen proxies para los RPC, los cuales son un requerimiento primordial para las aplicaciones asíncronas con GWT; también se encuentra una clase estatica llamada Services donde esta configurado para mayor facilidad de uso los llamados a los RPC. Esto puede ser observado en la figura Nº5.
Este paquete se encarga de manejar todas las pantallas presentes en el sistema, incluyendo el manejo de todos los eventos, inclusión dinámica de iconos, lógica del editor y llamados directos a los RPC establecidos. Esto es presentado en la figura Nº6.
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Figura Nº6. Diagrama de Clases del Paquete Client.Panel. Paquete Client.Custom Este paquete esta compuesto de todos los componentes que heredan de componentes básicos de GWT pero contienen métodos y atributos adicionales que son de importancia para el funcionamiento correcto la herramienta; entre ellos se encuentran todos los componentes visuales del editor y los manejadores de drag and drop (agarrar y soltar) que permiten un manejo del editor de manera perfecta y fácil. La composición y relación de este paquete se puede visualizar en las figuras Nº7 y Nº8.
Figura Nº8. Diagrama de Clases Parcial del Paquete Client.Custom. Relación entre los Paquetes Client.Panel y Client.Custom Para poder demostrar mejor la relación entre los paquetes mas involucrados en el editor se adiciona un diagrama de relación de clases entre las clases Client.Panel y Client.Custom ubicado en la figura Nº9.
Figura Nº9. Diagrama Relacional entre los Paquetes Client.Panel y Client.Custom. Paquete Client.Util Figura Nº7. Diagrama de Clases Parcial del Paquete Client.Custom.
El paquete Client.Util compone diversas clases utilitarias dividas por la relación de uso; en ella se encuentran métodos que permiten procesar datos en el editor de pantallas como por ejemplo darle nombres consecutivos a los componentes, insertar correctamente lo componentes en los layouts o
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tablas, manejar las propiedades de los componentes, generar el código XML intermedio de la pantalla creada, etc. La disposición de la clase es presentada en la figura Nº10.
transacciones realizadas con el protocolo SVN y recopilación de la información establecida en los elementos de configuración del sistema que están en archivos XML. La clase SVNClient esta compuesta simplemente por las operaciones de manipulación de un repositorio SVN y nos permite de manera sencilla tanto buscar data como introducir data nueva. La distribución de esta clase se puede observar en la figura Nº11. Figura Nº11. Diagrama de Clases del Paquete Server.
Figura Nº10. Diagrama de Clases del Paquete Client.Util.
Paquete Server El paquete server contiene dos (2) clases que son vitales para el funcionamiento del sistema; la clase IDesignServiceImpl contiene la implementación real de los proxies descritos en el paquete Client, específicamente las clases IDesignService y IDesignServiceAsync y son las clases que permiten la transferencia de datos entre el servidor y el cliente. La clase contiene todas las
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Paquete Server.CodeGeneration Este paquete comprende el corazón del sistema, en él se encuentra los algoritmo de generación dinámica de código, como también se encuentran clases que manejan información de los lenguajes y de la pantalla que se esta generando. En la figura Nº12 se puede apreciar las clases del paquete y sus relación entre si.
existen clases utilizadas tanto en el servidor como en el server, donde más que todo se encuentra clases que almacenan y entregan data. En la figura Nº13 se encuentran las clases que lo conforman.
Figura Nº13. Diagrama de Clases del Paquete Clase Shared.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Figura Nº12. Diagrama de Clases del Paquete Server.CodeGeneration. Paquete Shared El paquete shared simplemente es un paquete donde
Al finalizar la investigación, es pertinente realizar las conclusiones obtenidas en función a los objetivos desarrollados y resultados obtenidos; así como también las recomendaciones necesarias que permitan futuras ampliaciones o mejoras por parte de los que estudien la materia. Conclusiones El desarrollo de este proyecto da como demostrado la importancia de su realización, lo cual permite determinar los factores que se
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ofrecen para futuras investigaciones. Al concluir la investigación podemos acotar que el análisis y estudio de algoritmos de generación de código dinámicos, el estudio de la estructura y sintaxis de múltiples lenguajes de programación, el trabajo con el protocolo SVN y el desarrollo de la aplicación con la librería GWT dieron beneficios notables, tanto desde en la experiencia adquirida como desde el punto de vista del resultado de la investigación. La observación directa y la revisión documental, donde se determino la carencia de herramientas que permitan la generación de código de interfaz gráfica de usuario, esto dio la necesidad de desarrollar un software que solucionara la falta de tecnología capaz de hacerlo. Así mismo, se estudio la factibilidad económica, operativa y técnica del proyecto; donde se detecto que el diseño de la herramienta CASE para el diseño y desarrollo de interfaz gráfica de usuario es viable, y se demostró la aplicación de tecnologías de punta de tipo software libre con una desarrollo de una interfaz de usuario que le permitiría al usuario final un fácil manejo del software. Adicionalmente, el diseño realizado en este proyecto, constituye un recurso tecnológico el cual puede
ser utilizado en cualquier equipo que cumpla con las variables previamente establecidas; a su vez, la herramienta es accesible desde cualquier dispositivo que tenga la capacidad de navegación web con tecnología JavaScript. Cabe acotar, que en este proyecto se utilizo todas las herramientas y conocimientos aportados a lo largo de la carrera relacionados con diseño de software, lógica de programación y estructuras de datos. Recomendaciones Extender las librerías de la herramienta para que pueda usarse una mayor cantidad de lenguajes de programación para la generación de código. Agregar la funcionalidad de relacionar las pantallas con una o varias bases de datos directamente desde el editor. Agregar la funcionalidad de asignar campos y métodos de salidas para el uso de la arquitectura SOAP (Arquitectura Orientada a Servicios). Aumentar las propiedades de los componentes manteniendo la generalización entre los lenguajes. Incorporar métodos de solución de incompatibilidad de propiedades entre los lenguajes, para
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aumentar la cantidad de propiedades viables y la generación efectiva de código en dichos lenguajes. Desarrollar otros mecanismos de entrada y salida como por ejemplo el uso del protocolo FTP, protocolo GIT, etc. Implementar la integración de los archivos de código final con los diferentes IDE de los lenguajes del sistema, creando una adaptación impecable. Implementar controles para el manejo de eventos de manera visual y sencilla, intentando mantener la menor cantidad de código ingresado por el usuario. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Y ELECTRÓNICAS Brajak, V (2011), Automatic Generation of Graphical User Interface Using Annotated ServerSide Java Code, Trabajo de Grado para optar al titulo de Doctor. Facultad de Ciencias de la Computación e Informacion. Universidad de Ljubljana. Ljubljana (Eslovenia). Castro, M (2007). Documento Electrónico: Aproximación MDA para el Desarrollo Orientado a Servicios de Sistemas de Información Web: del Modelo de Negocio al Modelo de Composición de Servicios Web. Disponible: http://eciencia.urjc.es/bitstream/10115
/3335/1/TESIS%20VALERIA%20DE %20CASTRO.pdf. [Consulta: 2012, Enero 15]. Czarnecki K. (1998). Documento Electrónico: Generative Programming Principles and Techniques of Software Engineering Based on Automated Configuration and Fragment-Based Component Models. Disponible: http://www.issi.uned.es/doctorado/gen erative/Bibliografia/TesisCzarnecki.pd f [Consulta: 2012, Enero 25]. Czarnecki, K; Eisenecker, U. Y otros. (1998). Documento Electrónico: Generative Programming and Active libraries. Draft submitted for publication. Disponible: ftp://ftp.diku.dk/diku/semantics/papers /D-434.pdf [Consulta: 2012, Enero 25]. Dijkstra E.W. (1976). A Discipline of Programming. Lebanon. Prentice Hall. Gaceta Oficial de la Republica de Venezuela, 38.095. Diciembre 28, 2004. Gonzales P.; Gonzales A.; Gallud, J. (2010). Documento Electrónico: Herramientas CASE. ¿Como incorporarlas con éxito en nuestra organización? Disponible: http://www.uclm.es/ab/educacion/ens ayos/pdf/revista10/10_17.pdf [Consulta: 2012 Junio 12]. Guozheng, G (2008). Rhizome, A Feature Modeling and Generation
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Platform for Software Product Lines. Trabajo de Grado para optar al título de PhD. Facultad de Ingeniería. Universidad de California. Santa Cruz (Estados Unidos). Ribeiro, A (2010). Automatic Generation of User Interface from Rigorous Domain and Use Case Models. Trabajo de Grado para optar al título de PhD. Facultad de Ingeniería. Universidad de Porto. Porto (Portugal). Rich C.; Waters R.C. (1992). Documento Electrónico: Approaches to Automatic Programming. Disponible: http://www.merl.com/papers/docs/TR 92-04.pdf [Consulta 25/01/2012].
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SENSORES INTELIGENTES: APLICACIÓN DE LA INDUSTRIA A LA ENSEÑANZA Custodio, A. UNEXPO Puerto Ordaz, Centro de Instrumentación y Control, Edif. Ingeniería acustodio@unexpo.edu.ve RESUMEN Un sensor inteligente es aquel que combina la función de detección y alguna de las funciones de procesamiento de la señal y comunicación. Dado que estas funciones adicionales suele realizarlas por un microprocesador, cualquier combinación de sensor y microprocesador se denomina a veces sensor inteligente. Aunque no tiene que ser un elemento monolítico, se sobre entiende que un sensor inteligente está basado, total o parcialmente, en elementos miniaturizados, y con un encapsulado común. Un sensor inteligente es inevitablemente más costoso que un sensor convencional. Pero si además del costo de compra se consideran el mantenimiento, fiabilidad, entre otros, el costo total de un sensor convencional puede ser bastante superior. En la presente conferencia se realiza un esbozo de los sensores inteligentes, la norma que aplica, su estructura, su conexión a internet y como pueden ser aplicados al proceso de enseñanza de las Universidades. Palabras clave: Sensores Inteligentes, Procesamiento de señal, Instrumentación Inteligente, Enseñanza, Internet.
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La instrumentación inteligente: El sensor, el actuador, el controlador. Un sensor es “un dispositivo que, a partir de la energía del medio donde se mide, da una señal de salida transducible que es función de la variable medida” [1]. Tanto el sensor como el actuador inteligente gozan de conceptos similares. En forma general se puede decir que ambos son circuitos (integrados o no), que tienen una o más de las funciones de sensado o actuación (uno o más sensores), interfaz (acondicionamiento de la señal, conversión entre dominios, estandarización de la salida), calibración (cero, linealidad, sensibilidad, corrección de temperatura), e inteligencia (autocomprobación, auto-calibración y auto-identificación) y comunicación con otros dispositivos. El sistema completo se puede ver como un conjunto de Transductor Inteligente, todos montados sobre una red común y con la información necesaria para saber en cualquier momento quien es sensor y quien es actuador, y que propiedades tiene cada uno. La figura 1 recoge la idea central de la instrumentación inteligente. Hay varios dispositivos, sensores y actuadores, de diversos fabricantes,
con diversas tecnologías. Algunos pueden ser más complejos que otros, pero comparten los requerimientos mínimos de identificación, direccionalidad y comunicación. De esta manera el sensor, no sólo podrá "conocerse a sí mismo", sino que también podrá "conocer a sus compañeros". Esta comunicación interactiva permitirá saber qué tipo de transductor es el dispositivo (sensor o actuador), cuál es su función (sensor de presión, caudal, etc.), posibilidades, ubicación y fabricante. Así podrán realizarse enlaces online de identificación, corrección de parámetros, optimización del proceso, y un amplio abanico de posibilidades.
Sens or de presi ón
Cil ind ro
Vál vula
Sens or de caud al
Mot or
Sensor Sensor de de Ph tempera 1. tura Transductores
Figura interconectados en un mismo bus Sensores inteligentes: Definición.
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Un problema general de los sensores tradicionales es que cada uno tiene una señal de salida diferente, propia, dependiente del fabricante y del medio de transmisión que se utilice. Una de las ventajas de los sensores inteligentes es que permiten uniformizar el tipo de salida de la señal [2] ya sea entregando una señal analógica normalizada, o una digital. Esto facilita su inserción en redes industriales para la comunicación entre el proceso y el sistema de control [3-5]. Para lograr este objetivo se suele recurrir a una de dos estrategias: integrar sobre una misma pastilla de silicio todos los atributos del sensor inteligente (figura 2a), o utilizar circuitos económicos y pequeños para implementarlo con sensores no inteligentes (figura 2b). Sens or
Convers ión
Acondicion ador
Sens or
Otros atributos
Convers Acondicion ión ador C.I. C.I. Otros atributos
Pastilla de silicio
Circuito impreso C.I
a )
b )
Figura 2. Estructura de un sensor inteligente: a) Sistema integrado en silicio; b) Sistema montado en circuito impreso. Existen varias definiciones de sensores inteligentes. De forma general, se puede decir que un sensor inteligente es un dispositivo formado por uno o más elementos
sensores y algún acondicionamiento de señal integrado en la misma pastilla de silicio [6] o formando un pequeño sistema miniaturizado utilizando un circuito impreso y con capacidad de comunicación. Cuando se integra incluso el microcontrolador se denominan “sensores inteligentes integrados”. También se ha tratado de agregar inteligencia artificial a los sensores inteligentes al mejorar la prestación del convertidor A/D. Algunos ejemplos son: modelo de un convertidor A/D neural [7-8], compensación del error de los conversores usando redes neuronales [9], incremento de la resolución de los conversores usando redes neuronales [10] (este último es interesante desde el punto de vista que sin incrementar el hardware, se agregan bits de resolución), conversor utilizando lógica difusa [11], etc. Normalización: definiciones y discusión La norma IEEE P1451.2 define una interfaz digital estándar para conectar el transductor a un microprocesador (encargado este último de procesar la comunicación con la red de comunicaciones). Especifica el TEDS y su formato, la interfaz eléctrica, funciones lógicas para leer y escribir en el TEDS, pero no especifica las técnicas de
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acondicionamiento y conversión de señal. Esta norma define el Sensor Inteligente como un transductor que tiene las funciones necesarias para generar una representación correcta de la cantidad sensada.
CONVER TIDOR DE SEÑAL Acondicionado TE r de señal
La arquitectura en diagrama de bloques se muestra en la figura 3. El NCAP es un microprocesador encargado de administrar la comunicación con la red donde se instale el dispositivo. El TEDS es una ROM donde se guarda la información de identificación del componente (tipo, fabricante, funciones, etc.). El funcionamiento es muy simple: Los sensores vía un multiplexor, entregan la información a un acondicionador de señal, el cual se encarga de corregir los errores fundamentales de la señal (linealidad, offset, derivas, etc.). Luego esta señal se digitaliza a digital; esta información, junto con la del TEDS, se envía al NCAP para que sea normalizada y colocada en la red. El proceso inverso también es válido. La información proveniente de la red se convierte al lenguaje propio del fabricante a través del NCAP, con el fin de poder actuar sobre el sensor, ya sea para corregir algún parámetro o simplemente para identificarlo.
DS
MULTIPL EXOR SENSOR 1
SENSOR 2
SENSOR 3 .... .... SENSOR N
Figura 3. Arquitectura de un “Sensor Inteligente” formado por varios sensores CONECTAR DIRECTAMENTE EL INSTRUMENTO A INTERNET
La norma IEEE 1451 (comité TC-9) es el primer intento serio, no comercial de estandarizar la conexión de los instrumentos directamente a cualquier bus. Un procedimiento para usar esta norma junto a Ethernet es explicado por HP: Paso 1: Se selecciona IEEE 1451.2 como la interface del dispositivo. Paso 2: Se selecciona Ethernet como la red de campo. Paso 3: Se construye el transductor electrónico. Un kit desarrollado por Electronics Development Corporation ayuda a construir el STIM. En la figura 4 se muestra un STIM para un acelerómetro construido por
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Electronics (EDC).
Development
Corp. Figura 6. BFOOT-66501 de HP
Figura 4. Tamaño de un STIM para un acelerómetro El módulo contiene un microprocesador y un acondicionador de señal ASIC. Paso 4: Se construye el NCAP e interface. Este habilita el acceso a una amplia variedad de funciones y servicios con el nodo I/O. Los NCAP soportan una variedad de estándares de comunicación que son soportados por muchas aplicaciones, incluyendo HTTP, TCP y UDP multicast.
Figura 5. NCAP desarrollado por HP El controlador BFOOT-66501 lleva soporte para Ethernet e incluye conector RJ-45.
Paso 5: Use su buscador web favorito para ver el sistema implementado. Tendencia futura. IEEE 1451 es un protocolo nuevo y muchas empresas se han resistido a sustituir sus viejos sistemas. Incluso la fortaleza de FIELBUS está en toda la inversión que se ha realizado para mantener su plataforma. Sin embargo, la posibilidad de usar directamente el protocolo de Internet (TCP/IP) en el propio instrumento está ganando adeptos. El TCP/IP protocol lleva a que cada parte tenga una sola dirección IP. La comunicación puede ocurrir a través de una comunicación privada entre dos direcciones IP. Como cada PC tiene una única dirección y un número de puerto, puede ser identificado en la red. El concepto es similar al de otros puertos, solo que TCP/IP crea un puerto virtual. Un hayamos
ejemplo interesante lo en el controlador
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desarrollado por Opto22 el cual ya lleva un servidor Web integrado (http://www.internetio.com) (figura 7). El acceso hasta el controlador se hace por Ethernet con protocolo TCP/IP.
Figura 7. Banco de procesos que Opto22 ha desarrollado para demostrar la posibilidad de usar instrumentos directamente con Internet. Conclusiones Se ha presentado los conceptos fundamentales de los sensores inteligentes. La tendencia futuro se embarca en el bus de internet y la posibilidad de conectar los sensores y los procesos en general a la red. En el caso educativo esto nos permitiría la construcción de laboratorios reales montados para poder dar clases a distancia: laboratorios remotos. La tecnología hay que desarrollarla de forma propia para generar tecnología nacional, y llevar adelante su implementación en la construcción de laboratorios para educación a distancia.
Referencias Pallàs Areny, R. (1998). Sensores y acondicionadores de señal. 3ª ed. Barcelona. Spain: Marcombo Boixareu Editores. Huijsing, J; Riedijk, F; Horn, G. (1994). Development in integrated smart sensors. Sensors and Actuators, A (43): 276-288. Eidson, J; Woods, S. (1995, May). A research prototype of a networked smart sensor system. En: Proc. Sensors Expo, Boston; MA: 223-232. Travis, B. (1995, Jun.). Smart-sensor standard will ease networking woes. EDN: 49-55. Bryzck, J; et al. (1995, Sep.). Common communication interfaces for networked smart sensors and actuators. Sensors: 14-23. Middelhoek, S; Hoogerwerf, A. (1985). Smart sensor: When and Where?. Sensors and Actuators, 8: 39-48. Bernieri, A; Daponte, P; Grimaldi, D. (1996, Abril). ADC neural modeling. IEEE Trans. Instrum. Meas., 45(2): 627-633. Bernieri, A; Betta, G; Pietrosanto, A; Sansone, C. (1995). A neural network approach to instrument fault detection and isolation. IEEE Trans. Instrum. Meas., 44(3): 747-750. Baccigalupi, A; Bernieri, A; Liguori C;. Error compensation of A/D converters using neural networks. IEEE Trans. Instrum. Meas., 44(3): 644-649. Gao, X. Z; Gao, X. M; Ovaska, S. (1997, May 19-21). A/D converter resolution enhancement using neural networks. En: IEEE Instrum. Meas. Tech. Conf., Ottawa. Canada: 11121117.
40
Ando, B; Baglio, S; Cocuccio, A; Graziani, S; La Terra, A. (1997, May 19-21). A smart sensor for pressure 07].
measurement. IEEE Instrum. Meas. Tech. Conf., Otawa. Canada: 12841287.
41
SISTEMA WEB PARA LA GESTIÓN DE HISTORIAL MEDICO EN EL ÁREA DE GINECOLOGÍA BAJO EL SERVICIO DE CLOUD COMPUTING Autor: Ardila R.1 1 Ingeniería de Computación UFT
Correo: emi.ardila@gmail.com RESUMEN Esta investigación tiene como objetivo desarrollar un sistema web para la gestión de historial médico en el área de ginecología bajo el Servicio de cloud computing. El sistema realiza las funciones de registrar los datos de los pacientes como la evaluación o exámenes realizados, que ingresan en el sistema web, al igual envía correo al paciente con la información (citología y examen Colposcópico) de los exámenes realizados, permite la fácil comunicación entre médico – paciente a través de correo electrónicos, permite la subida de imágenes colposcopicas para la comparación con el mapa colposcópicos, haciendo de manera más eficiente la tarea del médico al momento de realizar la evaluación ya que los hallazgos encontrados al momento de la evaluación viene ya preestablecidos. El diseño de del sistema web sigue el lineamiento exigido por la ley y la Constitución, metodológicamente la presente investigación se enmarcó en la modalidad de proyectos Factibles, El eje conceptual en el que se basa la investigación Diseño y Mantenimiento de sistemas de programación. Su desarrollo se basa en: el polo hombre ciudad y territorio: Sistemas para optimizar servicios públicos y privados mediante el control de procesos lo que permitirá el desarrollo de un producto tecnológico. Palabras Clave: Computación, Cloud Computing, Ginecología, Sistema, Software.
42
INTRODUCCION El
valor
potencial
de
las
En
la
actualidad
las
computadoras en medicina ha sido
ginecológicas
reconocido por años y la informática
computadoras de manera manual
médica ha emergido como un campo
bajo el uso en algunos casos de
de
interdisciplinaria
programas de historias médicas con
importante en medicina, actualmente,
opciones básicas donde el usuario
es
cómo
debe tipiar todas las áreas evaluadas,
muchas organizaciones han adaptado
diagnósticos, y referencias dadas por
su manera de trabajar al concepto
el médico.
investigación
muy
común
observar
son
consultas
hechas
en
informatizado, los avance de los sistemas informáticos en el ámbito
Basándose en las necesidades
sanitario han formado parte de este
de un consultorio médico, en este
desarrollo,
clínica
caso en el área de la ginecología y
informatizada se está implantando de
utilizando las nuevas herramientas
manera progresiva tanto en atención
informáticas,
primaria como especializada.
desarrollar un sistema web para la
A
medida
tecnología
la
historia
que
evoluciona
informática
y
surge
la
idea
de
la
gestión de historial médico en el área
las
de ginecología bajo el servicio de
telecomunicaciones, en especial las
Cloud
Computing
aplicaciones basadas en Web han ido
Colposalud.
llamado
modificando la forma cotidiana que tienen
las
empresas procesos
grandes para
y
pequeñas
gestionar
internos,
sus
Los médicos que utilicen el sistema
podrán
crear,
modificar,
obtener
imprimir, enviar sus historiales sin
información, realizar negocios, recibir
necesidad de estar anclados a una
instrucción y comunicarse.
sola computadora y podrán hacerlo desde cualquier lugar mientras esta
43
se encuentre conectada a internet,
de ginecología bajo el servicio de
utilizando
el
servicio
cloud computing.
Computing
ya
que
encuentra
protegida
de
en
Cloud
este
se
toda
la
información dentro de (La Nube)
Objetivos Específicos
siendo de gran apoyo para mejorar el registro,
1. Diagnosticar la necesidad de los
evaluación y control de los pacientes
médicos ginecólogos en cuanto a la
a tratar, en Colposalud los pacientes
factibilidad de desarrollar un sistema
podrán tener acceso a la información
web
necesaria suministrada por el médico,
medico
nivel
de
donde
eficiencia
podrán
resultados,
del
imprimir
citologías,
observaciones
colocadas
y
sus otras por
el
mismo.
para la gestión de historial
2. Determinar la factibilidad técnica, operativa y económica del sistema propuesto. 3. Diseñar un sistema web que se
El
desarrollo
del
sistema,
adapte a los requerimientos para el
beneficia a todo el personal que
manejo de los procesos de gestión de
labora dentro del área de Servicios
historias clínicas planteado.
Médicos, En este caso el área de ginecología lo cual permite agilizar la
JUSTIFICACION
gestión gerencial de esta área y aumentar el flujo de pacientes que se
En todos los campos de la
atienden diariamente, ya que se trata
salud,
de un mecanismo que permite la
automatización y nuevas tecnologías
modernización y optimización de los
han contribuido al progreso de los
procesos.
procesos administrativos y clínicos,
la
informática,
la
es allí donde nace la pregunta ¿para OBJETIVO
qué implantar sistema web para la
Desarrollar un sistema web para la
gestión de historial médico en el área
gestión de historial médico en el área
44
de ginecología bajo el servicio de
ampliar
los
conocimientos
del
cloud computing?
investigador, de igual manera esta investigación está orientada hacia la
El avanzar
sistema hacia
médico
donde
debe
apunte
la
tecnología, ya que esta les permite
innovación
educativa
investigar
para
crear
que
busca:
un
nuevo
producto y después mejorarlo.
obtener eficiencia en sus procesos y aprovechamiento informáticos.
de
Los
los
recursos
servicios
de
El eje conceptual en el que se basa
la
investigación
Mantenimiento
rendimiento, escalabilidad y fiabilidad
programación. Ubicada en el polo
a todos los componentes de este
hombre ciudad y territorio: Sistemas
nuevo modelo.
para optimizar servicios públicos y
El uso del servicio de cloud computing
papel
control
de
procesos, que tiene como centro al sujeto y busca encontrar soluciones
importante dentro de este trabajo de
para que el hombre mejore su calidad
investigación, por consiguiente es
de
una de las alternativas que cumple
participación,
con las exigencias establecidas, de
solidaridad, sin ataduras ideológicas.
modo
un
el
de
muy
este
juega
mediante
sistemas
y
optimización en la nube proporcionan
privados
de
Diseño
corresponde
a
otro lado la historia clínica es un documento legal, que debe cumplir con una normatividad vigente, al
Desde
ambiente
de
convivencia
y
el
punto
de
vista
investigativo: basándose en las líneas de investigación planteadas por la universidad
del La relevancia e importancia del en
un
Fermín
Toro,
esta
investigación se realiza en el marco
implementar sistema web.
estudio,
en
la
utilización por medio de internet, por
presente
vida
cuanto
al
carácter teórico, es que todas las indagaciones realizadas servirán para
desarrollo
programación,
de
sistemas
utilizando
de
nuevas
tecnologías para el beneficio del hombre, por tal motivo, se inscribe este trabajo en la línea de Desarrollo
45
de
sistemas
de
programación
para la ejecución de una cosa de
utilizando nuevas tecnologías para el
importancia
beneficio del hombre; Así mismo, el
definición dada por los diccionarios
carácter práctico de este estudio se
pareciera no corresponderse con el
extiende no sólo a la concreción de
origen del término como tal, el
un requisito para cumplir con el plan
vocablo, proviene del latín proiectum
de estudio de la carrera Ingeniería en
que se compone del prefijo pro que
Computación, sino que además sirve
significa hacia delante, e iectum, que
para la posible solución del problema
se
planteado
entendería
que
acontece
en
la
(Sopena,
traduce
por
1991);
lanzar.
como:
Esto
lanzar
tal
se
hacia
sociedad en general.
adelante, que no tiene nada que ver
Se espera que dicha investigación
con un plan para alcanzar fines
sirva como base y antecedente para
propuestos.
futuros
estudios
dentro
de
la
La
presente
investigación
universidad Fermín Toro. De igual
obedece a un Proyecto Factible,
forma se espera comercializar el
debido a que plantea un problema de
sistema
diferentes
tipo práctico, el cual está determinado
consultorios médicos de ginecología,
por una necesidad y en función de
al igual se pretende elevar la calidad
esto se plantea una solución.
web
en
los
de atención a los usuarios, al igual
Esta investigación se apoya en
mejorar las condiciones de trabajo del
una investigación de campo, que
personal de salud que trabajen con el
consiste en a un tipo de diseño de
sistema web.
investigación, para la cual Sabino C. (1992) en su texto la describe como:
Naturaleza de la investigación
“El proceso de Investigación" señala que
El concepto, Proyecto Factible,
se
obtenidas
basa
en
informaciones
directamente
de
la
corresponden
a
los
siguientes
realidad, permitiéndole al investigador
términos:
“proyecto”
cuyas
cerciorarse de las condiciones reales
acepciones lo identifican como la
en que se han conseguido los datos”.
disposición detallada que se forma
46
Técnicas e instrumentos de
cuales se describen a continuación:
recolección de datos Fase I: Diagnostico Para
esta
investigación
se
utilizan las siguientes técnicas:
La
En esta primera etapa se hace
técnica
la
una consulta en libros de textos
de
entrevista
la
observación
verbal
no
y
estructurada
especializados
en
área,
recolección
de
apoyada en instrumentos como el
permitiendo
diario de campo y la libreta de notas.
información para el desarrollo de la
Las preguntas se realizan de manera
investigación, de igual forma se hace
libre y espontánea fundamentadas en
una revisión, en este caso del área de
diálogos y conversaciones con el
servicio de los Médicos ginecólogos,
personal médico. Los objetivos de la
para conocer los procesos que realiza
investigación rigen a las preguntas;
el personal que labora en esta área
Su contenido, orden, profundidad y
de trabajo. Al igual se utilizan las
formulación se encuentra por entero
técnicas de recolección de datos
en manos del entrevistador.
En el
como la técnica de observación y la
segundo lugar, se utilizara la técnica
entrevista verbal no estructurada,
del análisis de contenido el cual
para
permiten medir, ordenar, clasificar,
características
particulares
codificar
aplicación
a
e
comportamiento
interpretar de
las
el
la
el
así
adaptarla
y
las
a
las de
la
condiciones
variables
existentes en el área de servicios
objeto de estudio. El análisis facilita
médicos. También se incluyen las
llegar a las conclusiones o resultados
actividades
del estudio.
planificación del alcance, de tiempos, de
Fases de la Investigación
encargadas
de
gestión
de
los
configuración
del
sistema
la
riesgos, web,
aseguramiento de la calidad, otros El
desarrollo
del
proyecto
abarca el proceso del sistema web las cuales abarcan tres fases las
recursos y servicios que requiera el desarrollo del sistema web.
47
Fases II: Estudio de Factibilidad
disponibles y adaptados al mercado venezolano, de igual manera se
Para Cerda (1995) la factibilidad
analizaran
lenguajes
de
de un proyecto tiene como finalidad
programación, manejadores de base
permitir
de datos y licencias respectivas.
la
selección
entre
las
variantes (si ésta no se ha cumplido en la fase anterior), determinar las características operación,
técnicas
fijar
los
de
la
medios
a
Factibilidad Operativa:
Kendall
y
Kendall.
(1997),
implementar, establecer los costos de
explica que "depende de los recursos
operación y evaluar los recursos
humanos disponibles para el proyecto
disponibles,
potenciales.
e implica determinar si el sistema
Después de definir la problemática
funcionará será utilizado una vez que
presente
dicha
se instale." (p. 56). Este sistema es
investigación y establecer las causas
diseñado para realizar operaciones
que ameritan el desarrollo de un
de manera óptima que permitan al
nuevo sistema, donde se muestra el
usuario tener un completo control
análisis
técnico,
económico
y
sobre el diseño del mismo. De igual
operativo
que
implican
la
manera el sistema viene acompañado
reales
dentro
y
de
implantación del sistema, donde se
por
un
manual
de
usuario
describen las necesidades que se
explicara
detalladamente
satisfacen con la tecnología actual,
funciona
el
justificación de los costos, beneficios,
funcionabilidad del sistema es creada
etc. A continuación se describen
debido a las necesidades planteadas
estos puntos:
por los usuarios, tomando en cuenta
sistema.
que cómo
Toda
la
todas las alternativas posibles para Factibilidad Técnica:
poder cumplir de manera objetiva con los requerimientos planteados por el
La factibilidad técnica para esta
usuario.
investigación se realiza la verificación de servicios de cloud computing
Factibilidad Económica:
48
Una vez constituido el proyecto, Se
refiere
a
los
recursos
se da inicio a sus procesos técnicos
económicos y financieros necesarios
conformados por los procesos de
para desarrollar o llevar a cabo las
análisis, diseño e implementación, en
actividades o procesos y/o
para
esta tercera etapa se desarrollan los
obtener los recursos básicos que
procesos de análisis conjuntamente
deben considerarse son el costo del
con los procesos de gestión y de
tiempo, el costo de la realización y el
soporte. Los procesos de análisis
costo de adquirir
nuevos recursos.
cubren la Ingeniería de Requisitos se
El desarrollo de la propuesta no
va a revisar, analizar, especificar,
requiere de una inversión inicial en
validar y gestionar los requisitos que
infraestructura
se le imponen al sistema web.
informática,
únicamente en la adquisición del servidor y el costo del desarrollo de
El primer paso a seguir para el
este sistema. Se debe considerar el
desarrollo del mismo, es el diseño de
costo del tiempo, el costo de la
toda la estructura del sistema web,
realización y el costo de adquisición
diseñando la base de datos del
de los nuevos recursos.
Para la
sistema. Luego se diseñaran los
determinación del costo del sistema
diferentes módulos que en si forman
se
parte del mismo. El proceso técnico
tomara
en
cuenta
el
dinero
devengado por un ingeniero según el
de
Colegio de Ingeniero y las líneas de
procesos
códigos por módulos, una vez tomado
programación, las pruebas y puesta
los datos se procede a determinar el
en
costo total del sistema.
Seguidamente se realizan pruebas de la
implementación
involucra
relacionados
operación
aplicación
del
como
con
los la
sistema.
un
todo,
incluyendo las pruebas funcionales, no-funcionales
y
de
aceptación.
Finalmente la puesta en producción Fase III: Diseño
del nuevo sistema en su plataforma de operación. Este proceso incluye la
49
capacitación instalación
de del
usuarios,
sistema
web,
la
características
principales
las
describen a continuación:
se
pruebas de instalación y la entrega final del sistema web.
Módulo de Acceso
RESULTADOS
Es
el
primer
módulo
del
sistema y es el que va a permitirle al Diseño
usuario en este caso el médico, el acceso al mismo, al ingresar al
Teniendo
en
cuenta
las
sistema
se
solicita
y
necesidades y requerimientos de los
contraseña,
médicos consultados, la normatividad
seguridad
existente
de
información contenida en la base de
sistemas, aplicaciones web y el tipo
datos. Una vez validado los datos se
de información que se pretendía
despliega un menú donde el usuario
automatizar, se procedió a diseñar
selecciona la actividad a realizar.
para
el
desarrollo
como
correo
para
medida
de
salvaguardar
la
una base de datos que permitiera gestionar o relacionar los datos, y en conjunto tecnológicas
con
herramientas
de
programación
Módulo de Menú de Opciones
En este módulo es donde se
permitieron dar como resultado a
agrega,
www.colposalud.com, desarrollado en
consulta los datos de los pacientes,
una interfaz gráfica muy amigable
los exámenes realizados y correos
para
y
recibidos, es aquí donde se podrá
ventanas que le permiten navegar por
realizar la actualización directa de la
todo
base de datos y poder generar y
el usuario,
el
con
contenido,
enlaces
registrando
y
consultando información de forma
modifica,
elimina
y
enviar resultados.
rápida, segura, eficiente y sencilla. Módulo de Base de datos El
sistema
web
está
compuesto por varios módulos cuyas
se
50
Este módulo se encarga de cargar la base de datos del sistema
CONCLUSIONES
web a la nube; hosting adquirido en https://dattatec.com/site/sp/venezuela /home.
1. Con el diseño de este sistema se
logran
los
objetivos
planteados al inicio de este proyecto. 2. El sistema está diseñado bajo Módulo de Información
plataforma web, lo cual permite su acceso desde cualquier
Este módulo es el encardado
lugar que esté conectado al
de cargar la información suministrada
internet, ofreciendo así mayor
del paciente, desde la base de datos,
facilidad a los usuarios a la
esta muestra todas las
hora
historias
médicas citológicas obtenidos en los exámenes,
presentado
en
un
de
hacer
registros
y
consultas sobre las mismas. 3. A
pesar
de
considerar
la
documento en PDF, permitiendo así
flexibilidad
del
sistema,
es
al paciente poder ver, guardar e
decir, que pueda ser adaptado
imprimir su información.
a cambios; en el futuro podría ser necesario la incorporación
Modulo correo
de nuevos módulos o cambios en
los
formularios,
Este servicio permite a los
dependiendo de la evolución
usuarios enviar y recibir mensajes a
del servicio médico en cuanto
través
a la atención y especialistas.
de
la
página
www.colposalud.com, este servicio se proporciona
para
que
la
comunicación médico - paciente sea
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
más efectiva. Tanto el medico como los pacientes tienen esta opción
Arias, Fidias G. (1999) El proyecto
disponible.
de investigación: Guía para su
51
elaboración
Editorial
Episteme,
Sabino, C. (2002). El Proyecto de
Caracas, Venezuela
Investigación.
Editorial
Episteme
Cerda, H. (1995) Cómo elaborar
C.A.
edición.
Caracas:
proyectos:
Venezuela
Diseño,
ejecución
y
evaluación de proyectos sociales y educativos. Santa Fe de Bogotá. Magisterio. Kendall y Kendall (1997). Análisis y diseño
de
Sistemas.
Pearson. 3ra. Edición.
Editorial
Quinta
Sopena. (1991). Diccionario enciclopédico España. Autor.
52
LABORATORIO DE TECNOLOGIAS VERDES EN EL ÁREA DE TELECOMUNICACIONES PARA LA UNIVERSIDAD FERMIN TORO
Chavez, I. 1 1 Ingeniería de Telecomunicaciones UFT Indira178@gmail.com
RESUMEN
Este proyecto de ingenio se ubica dentro del modelo de investigación de la Universidad Fermín Toro en el polo Hombre, ciudad y territorio, centrándose en el eje de electrónica aplicada a las comunicaciones y a la línea sistemas analizadores, modeladores y/o simuladores aplicados a las Telecomunicaciones en beneficio de la sociedad. El trabajo propuesto consiste en el diseño de un laboratorio en donde el principal recurso sea el manejo de los desechos electrónicos, se elaboraron una serie de prácticas en donde se podrán estudiar diversos parámetros concernientes a este tipo de desechos y luego realizar creación de dispositivos útiles con los desechos analizados. Está enfocado a la remediación ambiental y prevención de la contaminación para beneficio de los humanos y seres vivos, también pretende crear ciudadanía y conciencia con respecto a este tema.
Palabras Clave: reciclaje, laboratorio, contaminación, desechos electrónicos, remediación ambiental.
53
desechados; las prácticas planteadas INTRODUCCIÓN
son las siguientes:
DESCRIPCION DEL LABORATORIO
1. Desmontaje y clasificación de desechos electrónicos. 2. Identificación
El producto a diseñar cuenta con una serie de prácticas en donde se realizan diversas actividades que tendrán
como
finalidad
analizar
de
tóxicos y descontaminación de componentes en RAEE. 3. Modelar el patrón de radiación de una antena para detectar
parámetros relacionados con distintas
contaminación
áreas de telecomunicaciones ya que
electromagnética.
en la actualidad la carrera no posee ninguna materia que educación
ambiental
relacione la con
las
telecomunicaciones específicamente, por lo que este laboratorio representa el estudio del proceso de reciclaje. En él efectuará estudios de diferentes aspectos contaminantes de la basura electrónica, la cual se convierte en contaminante de agua, suelos,
aire,
espectro
electromagnético, entre otros. Otra finalidad primordial es la de crear productos de utilidad en la vida cotidiana
con
estos
desechos
previamente analizados. Se proponen una serie de prácticas que permitirán determinar
distintos
aspectos,
partiendo de equipos que han sido
materiales
4. Realizar
aplicaciones
domóticas y generar energías verdes electrónicos.
con
residuos
54
La recopilación y proceso de
Reciclaje
materiales secundarios, así como la Sadeco reciclaje
(2009),
como
fisicoquímico
define
un
fabricación de productos reciclados y
proceso
la compra de dichos productos, crea
que
un círculo o ciclo que a su vez,
consiste en someter a una materia o
garantiza el éxito total y el valor que
un producto ya utilizado a un ciclo de
tiene en sí el reciclaje.
tratamiento
o
el
mecánico
total
o
parcial
para
obtener una materia prima o un nuevo producto. También se podría definir como la obtención de materias primas
a
partir
de
desechos,
introduciéndolos de nuevo en el ciclo de
vida
y
se
produce
ante
la
perspectiva
del
agotamiento
de
recursos naturales, macro económico y para eliminar de forma eficaz los desechos de los humanos que no necesitamos. El
Reciclaje
incluye
la
recopilación de materiales reciclables que,
de
considerados
otra
forma, como
serían simples
desechos. Clasificar y procesar las materias
reciclables
para
reconvertirlas en materias primas como sucede en el caso de las fibras, fabricar nuevos productos a partir de los ya reciclados y la compra de los mismos.
Beneficios del Reciclaje a. El Reciclaje protege y amplía
empleos
de
fabricación y el aumento de la competitividad. b. Reduce la necesidad de vertederos y del proceso de incineración. c. Evita la contaminación causada
por
la
fabricación de productos de materiales vírgenes. d. Ahorra energía. e. Reduce las emisiones de
Gases
de
invernadero
efecto que
contribuyen al cambio climático y global. f. Ahorra
en
Recursos
naturales como son el uso de la madera, el agua y los minerales.
55
g. Ayuda a mantener y proteger
el
ambiente
para
millones
métricas,
cantidad suficiente para cargar una
las
fila de camiones entre Venezuela y China. Tóxicos en la industria electrónica
¿Por qué reciclar? Los aparatos electrónicos que desechan
toneladas
medio
generaciones futuras.
se
de
tienen
numerosos
El vertiginoso crecimiento en la fabricación de productos electrónicos
materiales perjudiciales para la salud
está
humana y animal. Los monitores y
desperdicios que no pueden ser
televisores fabricados con tubos de
tratados como basura convencional,
rayos catódicos (aquellos que no son
pues contienen sustancias peligrosas
de pantalla delgada) tienen entre uno
que afectan a la salud y al ambiente.
y tres kilogramos de plomo; los de
Por
formato
comprometerse
delgado
poseen
menos
plomo pero más mercurio.
generando
ello,
los
montañas
de
fabricantes
deben
a
tales
no
usar
sustancias en sus productos. Los
Una batería de celular es
equipos
electrónicos
son
una
suficiente para contaminar más de
compleja
mezcla
cientos
de
150 mil galones de agua. Son cerca
materiales, de los cuales muchos
de mil materiales, muchos de ellos
contienen o son metales pesados
tóxicos, entre los que se encuentran
como plomo, mercurio, cadmio y
solventes
berilio y otros químicos peligrosos
basados
en
cloro,
de
retardantes de flama polibromados,
como
PVC, metales pesados, plásticos y
bromados-polibromobifenilos (PBBs,
gases que se utilizan para fabricar
por su sigla en inglés), ésteres
productos
polibromodifenílicos (PBDEs, por su
electrónicos
y
sus
componentes. Según la Unión Europea, los
retardantes
de
fuego
sigla en inglés) y tetrabromobisfenol A (TBBPA o TBBA, por su sigla en
desechos electrónicos crecen tres
inglés).
También
usan
veces más rápido que la basura
frecuentemente polímeros a base de
tradicional y pronto alcanzarán los 40
cloruro de vinilo (PVC). Un celular por
56
ejemplo, contiene entre 500 y 1000
plomo (contenido en los monitores de
componentes.
tubos de rayos catódicos y en las soldaduras)
Riesgos de la salud
provoca
deterioro
intelectual, daño al sistema nervioso,
Algunos retardantes de fuego
al sanguíneo y al reproductivo. A
bromados son usados en tarjetas de
continuación se desglosa los efectos
circuito y cubiertas de plástico las
que produce cada uno de los tóxicos
cuales no se desintegran fácilmente y
en los seres humanos.
se acumulan en el ambiente. La
Campos electromagnéticos
exposición a largo plazo a estos compuestos
puede
deteriorar
las
Los campos eléctricos tienen
funciones de aprendizaje y memoria,
su origen en diferencias de voltaje:
interfiere con las hormonas tiroideas y
entre más elevado sea el voltaje, más
estrógeno y la exposición en la
fuerte será el campo que resulta.
gestación puede relacionarse con
Campos magnéticos tienen su origen
problemas de comportamiento.
en
Todos los trabajadores de la industria
electrónica
eléctricos:
un
corriente más fuerte resulta en un más
deterioro de su salud por exposición a
eléctrico
existe aunque no haya
compuestos tóxicos tales como el
corriente. Cuando hay corriente, la
cromo (que se usa en las cubiertas
magnitud
de metal) y es cancerígeno; otro es el
cambiará con el consumo de poder,
cadmio
baterías
pero la fuerza del campo eléctrico
recargables, contactos y conexiones
quedará igual, Organización Mundial
de
de la Salud (1999).
monitores
de
en
tubo
de
el
corrientes
campo
(utilizado
padecen
los
rayo
del
fuerte.
campo
Un
campo
magnético
catódico), que afecta el riñón y los huesos; el mercurio (utilizado en
Cuadro 3 Intensidades de campo
monitores de pantalla plana dentro
eléctrico típicas medidas cerca de
del sistema de iluminación) daña el
electrodomésticos (a una distancia de
cerebro y el sistema nervioso; el
30 cm)
57
Electrodoméstico
Intensidad
Valor
del
recomendado
campo
límite
Tecnologías Verdes
eléctrico (V/m) Receptor
180
5000 (V/m)
El
Centro
de
Comercio
estereofónico Frigorífico
120
Internacional
Batidora
100
verdes
Tostadora
80
Secador de cabello
80
Televisor de color
60
aquellos
Cafetera eléctrica
60
mejoran la calidad del aire, del agua,
Aspiradora
50
Horno eléctrico
8
del suelo y que buscan soluciones a
Bombilla
5
los problemas relacionados con los
pesar
contaminación
o
tecnologías
tecnologías
contaminantes
Fuente: OMS (1999) A
define
o
bienes
no
ecológicas,
son
y
que
servicios
residuos o el ruido. Estas tecnologías de
todo,
la
electromagnética
causa controversias en el ámbito científico. Hay varios estudios que son contradictorios entre sí, y no se llega a un acuerdo sobre la intensidad de este fenómeno sobre la salud y el ambiente. Hay quienes sostienen que es un riesgo todavía latente, y que se intensificará a la par del avance de las tecnologías inalámbricas, otros
pueden ser muy diferentes y abarcan desde sistemas de alta tecnología, sumamente complejos y costosos, hasta
soluciones
tecnologías
se
sencillas,
estas
caracterizan
por
respetar el ambiente e intentar la remediación ambiental, la mayoría de las grandes empresas han firmado acuerdos ecoamigables
para
hacer los
más
productos
producidos.
sostienen que es otra muestra más del miedo de la humanidad hacia lo nuevo.
Claves de un producto verde
58
La revista de tecnología Alto Nivel (2010), indica la importancia de
Algunas de las aplicaciones de la ecotecnología son:
conocer las características de un producto
que
contribuya
con
la
a. Vehículos eléctricos e híbridos.
remediación ambiental, debe cumplir
b. Luminarias solares.
una serie de características tales
c. Biomateriales.
como menor consumo de electricidad,
d. Azoteas verdes.
lo que reduciría las emisiones de
e. Planta de Composta.
CO2 en los países donde la energía
f. Manejo de pilas.
eléctrica se obtiene de combustibles fósiles así como también la reducción
Esta
también
incluye
a
las
de materiales tóxicos durante la
energías renovables, las cuales se
fabricación, al adquirir un producto se
definen como la energía obtenida de
debe tener conciencia de la clase de
fuentes naturales inagotables, existen
residuo que se obtendrá luego de su
diversos tipos de clasificación:
uso.
a. Energía eólica: utiliza el viento para generar energía.
Ecotecnia
b. Geotérmica: La ecotecnia son las técnicas que usan los recursos naturales y materiales amigables con el ambiente
se
obtiene
mediante el aprovechamiento del calor interior de la tierra. c. Hidroeléctrica:
esta
clase
para el desarrollo de productos o
energía utiliza las corrientes de
brindar servicios en la vida cotidiana,
agua dulce y los ríos.
con el fin de reducir la huella
d. Mareomotriz: se obtiene del
ecológica, que es el uso de cualquier
aprovechamiento
producto
al
mareas de océanos y mares.
las
e. Solar: Utiliza la energía del sol
que
ambiente,
es
negativo
generalmente
ecotecnias ofrecen el beneficio de necesitar pocos insumos para su desempeño.
de
las
como recurso. f. Undimotriz: Utiliza la corriente de
la
energía
mecánica
59
generada por el movimiento de
usuarios. Deben existir puntos de
las olas.
recolección
accesibles
y
con
capacidad suficiente para almacenar Etapas del manejo de desechos electrónicos
una
cantidad
de
aparatos
considerables, estos puntos pueden
El reciclaje de cualquier RAEE conlleva un proceso que comienza
estar
generados
por
diferentes
encargados tales como:
desde el mismo momento en que
a. Fabricante o importador: El
realizamos la compra y damos el
fabricante o importador se
primer uso, podemos dividir este
encarga directamente de
proceso en etapas:
recibir o recoger los RAEE
Uso y reúso: este comienza cuando
de su marca, en algunos
realizamos
países realizan campañas
aparato
compra
eléctrico
de o
cualquier electrónico,
donde
la
empresa
comienza el proceso de desgaste lo
directamente acepta estos
que en un tiempo significará recambio
equipos en puntos de venta
del equipo, bien sea porque sufrió
como parte de pago o
algún tipo de daño o simplemente
simplemente
porque la sociedad incita a comprar
reciclarlos.
otro novedoso y con tecnología más
b. Punto
para
de
(Distribuidor):
avanzada.
general
es
venta Por
lo
aplicado
en
Recolección: esta etapa es clave y
muchos
decisiva para que el proceso sea
sistemas
de
gestión
de
exitoso, al realizar una campaña
RAEE
establecidos,
el
informativa
minorista,
sobre
puntos
de
países
distribuidor
con
o
recolección asegura que el porcentaje
punto de venta se convierte
de equipos recolectados aumente,
en un punto de retoma y
esta fase depende de dos factores:
recolección de los RAEE,
los puntos de recolección y los
esto
usualmente
es
60
patrocinado
directamente
por el fabricante.
manera facilitar el envío para los
c. Puntos para la entrega o
procesos posteriores (que pueden,
recolección: Esto se refiere
pero no necesariamente deben, ser
a un sistema en el cual el
diferentes para todos los equipos).
propio consumidor puede
De los usuarios depende llevar
llevar el aparato desechado
estos equipos en desuso a los
a un punto de entrega o
centros de recolección los cuales
recolección.
RAEE
posteriormente serán distribuidos a
allí
las empresas de reciclaje y a los
podrán
Los
depositarse
siempre
que
contenedores
los
sus respectivas categorías y de esa
existan
individuales
centros
encargados
reacondicionar
los
de
equipos
que
adecuados y disponibles.
pueden seguir teniendo vida útil para
d. Empresa de reciclaje: en
ser reparados y vendidos o donados.
países donde e reciclaje
Almacenamiento: esta etapa señala
forma parte de la cultura
los requerimientos mínimos de un
habitual como en parte de
recinto donde será almacenado los
Europa,
empresas
desechos previamente recolectados
encargadas de reciclaje la
de distintas fuentes, el manual de
empresa
los
lineamientos técnicos para el manejo
aparatos en desuso si se
de residuos de aparatos eléctricos y
llevan hasta la misma, o
electrónicos
puede realizar campañas
Ministerio de Ambiente, Vivienda y
en puntos específicos para
Desarrollo Territorial de la Republica
efectuar la recolección de
de
los RAEE.
seguir una serie de requerimientos
las
recibe
Colombia
(2010),
Se recomienda que una vez
básicos
equipos
almacenamiento:
en
desuso
sean
para
elaborado
las
entregados, se separen por tipo de
a. Protección
aparato para poderlos almacenar en
intemperie:
por
el
recomienda
estaciones
de
contra
la
almacenamiento
el debe
61
realizarse
a
temperatura
e. Registros:
mantener
ambiente y protegido de la
registros
intemperie, con el objeto de
tanto de equipos en desuso
evitar
de
inventarios,
que
agentes
enteros, como de piezas
contaminantes
puedan
recuperadas.
filtrarse
en
el
ambiente
f. Procedimientos: se deben
debido a los efectos del
documentar
tiempo y para permitir el
procedimientos
posterior
llevan a cabo en el sitio de
reacondicionamiento
o
reutilización de los equipos. b. Pisos: impermeables para evitar
infiltraciones
contaminación
y
de
los
suelos.
que
se
almacenamiento. g. Personal: el personal debe estar
capacitado
cumplir
con
procedimientos
para los del
almacenamiento.
c. Capacidad: adecuada para el
los
manejo
de
todo
el
inventario.
h. Almacenamiento
y
empaque: en general, los RAEE se deben almacenar
d. Protección contra acceso
sobre estibas, o en cajas de
no autorizado: el desecho
rejas
electrónico
facilitando
se
debe
o
de
madera, su
almacenar de manera tal
almacenamiento, carga y
que
transporte hacia procesos
no
se
permita
el
ingreso de personas no autorizadas
a
las
instalaciones
para
evitar
que se agreguen o sean extraídos desuso
o
supervisión.
equipos
en
piezas
sin
posteriores.
62
manejo de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos se deben tener
en
cuenta
una
serie
de
requisitos
técnicos
enunciados
a
continuación: a. Se
debe
garantizar
siempre la protección contra la intemperie. b. Durante el transporte se debe
evitar
que
personas autorizadas Figura 3
las no
tengan
acceso a la carga, con
1) Jaula
contenedora
para
residuos electrónicos
el fin de evitar la adición o pérdida de partes o piezas de equipos sin supervisión.
Transporte y logística: en esta etapa
c. La carga en el vehículo
se realiza el movimiento de los
debe estar debidamente
residuos
recolectados
y
empacada, acomodada,
clasificados
para
estibada, apilada, sujeta
facilitar procesos posteriores. Los
y cubierta de tal forma
procedimientos
de
que no presente peligro
estos residuos dependerán del tipo y
para la vida de las
nivel de desensamble o reciclaje en
personas y el medio
que se encuentren, ya que es posible
ambiente
preferiblemente
de
transporte
este
fin
se
componentes de estos luego de ser
recomienda
que
todo
desensamblados. Según el manual
transporte de residuos
de lineamientos técnicos para el
de aparatos eléctricos y
transportar
equipos
enteros
o
d. Para
electrónicos de tamaño
63
mediano o pequeño se realice
en
madera,
cajas de
grueso
o
h. En caso de ofrecer los
de
servicios de recolección
cartón
y transporte de equipos
rejas
de impresión y fotocopia
de
metálicas.
en desuso, tener un
e. En caso de transportar
sistema de recolección
los residuos de aparatos
de derrames de tinta
eléctricos y electrónicos
para
en
contaminación
estibas,
se
debe
evitar del
envolver toda la estiba
medio ambiente y de los
con
demás
una
plástica
película
cuando
esté
conjuntamente
cargada. f. Es
transportados.
recomendable
poner
componentes
más
de
no
i. Portar como mínimo dos
tres
(2)
extintores
tipo
capas de residuos de
multipropósito, uno en la
aparatos
cabina
eléctricos
electrónicos
en
y las
y
los
demás
cerca de la carga, en
estibas y asegurar que
sitio
de
fácil
acceso
la carga no sobresalga
para
que
se
pueda
de las cajas.
disponer
de
él
g. Por lo general no se requieren
cartones
o
espumas
entre
las
capas.
Sin
para
rápidamente en caso de emergencia,
excepciones
contar
con personal preparado
embargo, algunas
y
para su utilización. Reúso
y
reacondicionamiento:
El
se
reúso sirve para prolongar la vida útil
recomienda colocarlos,
de los RAEE, con la finalidad de
por
introducirlos
ejemplo
para
el
nuevamente
en
el
transporte de monitores
mercado. En esta etapa
reúso se
en desuso.
conserva por completo el estado de
64
los
componentes
del
aparato,
posible
o
no
sea
logrando mantener valor mayor con
económicamente viable
un esfuerzo menor. Esta práctica
la reparación completa
también reporta beneficios por la
de los equipos para ser
reventa de los productos a precios
reutilizados
inferiores que los nuevos. Se estaría
totalidad, en esta etapa
creando un nuevo sector económico
se desensamblan los
en el país, en donde se generarían
equipos para utilizar los
nuevos tipos de industrias. El reúso
componentes que aún
se puede realizar de tres diferentes
se
maneras:
funcionales. a. Reúso
directo
en
su
encuentran
de
c. Reacondicionamiento de
aparatos
completos:
residuos de aparatos
consiste
en
eléctricos
y
reutilización directa del
electrónicos:
este
equipo
proceso consiste en la
usado
realizarle modificación.
la
sin
ninguna
renovación
Los
restauración
y de
los
aparatos
que
están
equipos, el propósito es
todavía
en
pleno
restablecer
en
su
funcionamiento podrían
totalidad
venderse en tiendas de
condiciones funcionales
segunda mano, entre
y
consumidores
o
equipo en desuso de tal
entidades
forma que el equipo
necesitadas, familiares
pueda ser introducido a
o amigos.
un nuevo ciclo de vida.
donarse
a
b. Reutilización
estéticas
las
de
un
de
Reciclaje: esta etapa es una etapa
sin
crucial y puede hacerse de manera
pérdida funcional: se
manual, mecánica o una fusión entre
realiza cuando no es
ambas. Se efectúa en diferentes
componentes
65
procesos dependiendo de la técnica
en los RAEE consisten
seleccionada,
en: vidrio con metales,
materia divida
el
prima en
metales,
fin sin
es
obtener
contaminación
tres
grandes
plásticos
y
grupos:
vidrios.
Se
película
fosforescente,
condensadores
que
contengan
bifenilos
realizan una serie de procesos antes
trifenilos
policlorados
de obtener la materia prima:
(PCB o PCT) y tarjetas
a. Desensamble: consiste en
separar
circuitos
los
con
los
plomo.
componentes
de
residuos
de
manera
total
parcial,
o
de
o
impresos
soldaduras
de
c. Disposición final: luego
esta
del proceso de reciclado
etapa puede ser manual
y de haber hecho uso
o
el
de las partes utilizables
la
aún siguen presentes
mecánica
resultado
y es
separación en grandes
fragmentos
materiales como vidrio,
pueden ser reutilizados,
plástico,
estos
se
pueden
destinar
a
rellenos
metales
y
componentes tóxicos. b. Descontaminación:
que
no
en
sanitarios siempre que
esta etapa se extraen
no resulten tóxicos o
los componentes que
peligrosos,
puedan
tales
resultar
materiales
como
polvo,
peligrosos para evitar
calcomanías,
papel,
que
gomas
terminen
contaminando que
pueden
aprovechables
pueden
ser
partes
ubicados en esta clase
ser
de relleno, si por el
para
contrario son residuos
reciclar. Algunos de los
generados
residuos peligrosos que
incineración o sobrantes
puedan ser encontrados
de
reciclaje
por
deben
66
destinarse
a
especiales
rellenos
trabajar, ya que por regulaciones y
llamados
jurisprudencia todas las medianas y
rellenos de seguridad.
sobre todo las grandes empresas deben tener un departamento que se encargue del departamento ambiental
CARACTERÍSTICAS DEL
y sus impactos.
LABORATORIO Desarrollará El laboratorio está diseñado para que los estudiantes aprendan la importancia del reciclaje no solo en el área de las telecomunicaciones y electrónica, sino también en la vida diaria, se realizarán diversos estudios
un
área
de
ingenio diferente a las que ya son enseñadas en la UFT, ya que al crear equipos y aplicaciones domóticas se podría tecnologizar muchos procesos tanto en la universidad como en muchos hogares.
para determinar en diferentes áreas posibles soluciones para el problema de desecho de basura electrónica, que a su vez generaría soluciones en otras áreas de la contaminación tales como el agua, aire, suelos, entre otros.
Las
prácticas
estarán
diseñadas para trabajar con equipos comúnmente
desechados
en
cualquier hogar tales como celulares, computadoras,
impresoras,
entre
otros. Es un tema novedoso debido a
que el reciclaje no es un hábito popular entre los venezolanos y latinoamericanos
en
general,
y
aprender sobre el desmontaje y los efectos de la basura electrónica
le
En el laboratorio se realizarán pruebas
de
contaminación
electromagnética, al estudiarla se hallaran
los
posteriormente
efectos,
los
cuales
podrán
ser
prevenidos.
estaría otorgando un conocimiento adicional
al
futuro
ingeniero
de
telecomunicaciones al momento de
El uso del laboratorio puede extenderse a desmontaje, reciclaje y
67
estudio
de
otras
telecomunicaciones
áreas tales
de como
satélites y antenas.
profesionales en un área con un gran campo
de
trabajo
capaces
de
aumentar esta pequeña porción que actualmente se encarga de esto en
METODOLOGÍA
Venezuela.
Se realizaron una serie de entrevistas
no
estructuradas
a
expertos en el campo de estudios ambientales, ecología, manejo de desechos, tecnologías verdes, entre otras
áreas
relacionadas
con
el
estudio, este aporte determinó los componentes
que
recolectados
para
fueron realizar
la
experimentación, fue entrevistada la Lic. En Biología Marina Katherina Terán
y
el
Lic.
En
Estudios
Ambientales Omar Vásquez quienes por
medio
de
estas
entrevistas
indicaron aspectos relevantes para considerar al momento de realizar el diseño de las prácticas, el Lic. Omar Vásquez pronostica el manejo de desechos electrónicos como un gran negocio debido a que actualmente en Venezuela muy pocas empresas se encargan del manejo de este tipo de desechos en específico, al capacitar los estudiantes para el manejo de los mismos
se
estarían
capacitando
La Lic. Katherina Terán indicó ser de alta importancia los estudios ambientales
en
las
carreras
de
ingeniería, como aporte científico, cultural y para el ambiente, de igual manera
contribuirá
de
manera
económica para los estudiantes al momento
de
desarrollarse
como
profesionales como para la UFT ya que los desechos generados del proceso de reciclaje pueden ser vendidos a empresas que procesen plástico, metal y otros componentes. El Lic. Omar Vásquez indicó la importancia de estos estudios en donde se hace necesario incluir las carreras de ingeniería ya que en estas se posee conocimiento de que componentes
se
encuentran
conformados en los equipos y sería más fácil determinar cuáles
son
contaminantes
se
y
cuales
encuentran en buen estado para seguir siendo utilizados, adicional a esto indicó que se puede realizar un estudio con respecto a las teorías de
68
contaminación electromagnética ya
más a fondo con la realización de las
que sería más eficaz investigar este
prácticas.
tema
por
parte
de
personas
conocedoras del área y tratar de comprobar
científicamente
estas
teorías para así poder determinar las
COMPONENTES COMPONENTES NECESARIOS PARA LA REALIZACIÓN DE LAS PRÁCTICAS
condiciones aptas para convivir con esta clase de equipos electrónicos.
Cuadro 4 Componentes
Pieza
Observación
Tóxicos
TÉCNICA UTILIZADA Monitor
Se realizó una búsqueda de
Plomo,
bromo,
cadmio,
mercurio,
policloruro de vinilo
artefactos no operativos a fin de que
Monitores
de
tubos de rayos catódicos.
(PVC).
sirvieran de insumos para el proyecto, Baterías DC
verificando que sus componentes
cromo,
PVC,
mercurio,
níquel.
fueran adecuados para el estudio a realizar, con estos componentes se
Cadmio,
Cables
Cables
PVC, RFB.
recubiertos.
realizarían las actividades de las prácticas en su totalidad, en función de
las
entrevistas
se
diseñaron
prácticas en las cuales se fusionen los
conocimientos
Tarjetas
Berilio,
electrónicas
cromo IV, plomo.
Teléfonos
Plomo,
bromo,
celulares
cadmio,
mercurio,
previamente
adquiridos con los investigados en el
mercurio,
PVC, bromo, berilio. Teclados
PVC, retardantes de
área de ambiental y de desechos
flama bromados.
electrónicos, los cuales fueron vistos Fuente: Chávez (2013) Posteriormente se realizó un
Estas
prácticas
están
diseño instruccional que permitiera
centradas en crear una cultura frente
estructurar en prácticas de laboratorio
al uso y detección de tecnologías
el contenido en estudio a fin de lograr
verdes, el termino cultura identifica el
la experimentación requerida.
conjunto
de
formas
de
vida,
70
materiales e intelectuales de una
1. Desmontaje y clasificación
sociedad, por lo que la cultura del
de desechos electrónicos.
reciclaje sintetiza el reto al que se
2. Identificación de materiales
enfrenta la sociedad del siglo XXI
tóxicos
y
ante
de
descontaminación
de
los
componentes en RAEE.
los
problemas
tratamiento residuos
actuales
y eliminación
generados
en
de
nuestras
3. Modelar
el
patrón
de
actividades diarias, especialmente al
radiación de una antena
tratamiento de la basura electrónica,
para
es
contaminación
necesario
y
urgente
crear
conciencia con respecto al reciclaje
detectar
electromagnética.
de desechos electrónicos ya que el
4. Realizar
aplicaciones
proceso de reciclaje comienza con la
domóticas
y
generar
separación selectiva de los desechos,
energías
verdes
es decir comienza por casa, la UFT
residuos electrónicos.
con
como casa de estudios se impondría como
precursora
en
materia
de
reciclaje y educación ambiental lo que tendría
como
profesionales multidisciplinarios
resultado
crear
integrales
y
que
puedan
contribuir con el mejoramiento de la sociedad y el ambiente los cuales se encuentran
en
gran
estado
de
deterioro generado directamente por el
consumismo
masivo
que
aumentado en los últimos años.
ha
APLICABILIDAD Y UTILIDAD SOCIAL La
investigación
arroja en sus diferentes resultados usos
potenciales
en
dimensiones
de
educativa,
política,
la
diversas
vida
social,
económica,
cultural y ambiental; principalmente en esta área en la que el país posee un déficit de programas y políticas relacionados
Prácticas a Realizar
realizada
residuos.
con
la
gestión
de
En vista de que las
sociedades humanas del siglo XXI y
71
especialmente
la
sociedad
venezolana
tiene
un
consumo
elevado
patrón
de
de
generación
de
desechos
sólidos
conocidos como chatarra electrónica.
aparatos
Los
aspectos
anteriormente
electrónicos
los cuales al quedar
indicados muestran la necesidad de
desplazados
por
crear
las
nuevas
cultura
de
reducción,
tecnologías y por la facilidad de
reutilización y reciclaje; tres principios
adquirir este tipo de productos se
fundamentales en el proceso de
convierten en chatarra, lo que acarrea
remediación ambiental; reducción de
graves problemas de disposición de
consumo y de recambio de equipos,
estos residuos.
reutilización por parte de donaciones
Estadísticas expuestas en el III
o ventas y reciclaje de productos en
Foro Nacional de Tecnologías de la
buen estado o piezas que puedan
Información
Comunicación
servir para el reacondicionamiento de
llevado en la ciudad de Caracas en el
aparatos; dada esta necesidad surge
año 2012 indican que El 92% de la
la importancia de la investigación
población Venezolana se encuentra
antes realizada, la implementación de
cubierta por la red de telefonía móvil,
este laboratorio crearía mejoras en
incluyendo
diversas áreas:
y
la
población
indígena,
asimismo indica que Venezuela se ubica
en
el
quinto
lugar
de
Económicas, remuneración
porque
cuando
se
existe genera
crecimiento en usuarios de internet
venta de elementos reciclados, donde
con un 37 % de penetración y que
se aprovechan todos los residuos que
las personas entre 25 y 34 años
aún tienen utilidad, transformándolos
representa el 22 % de internautas,
en materia prima que se utilizará en
mientras que las personas cuyas
un
edades se encuentran entre 34 y 45
rentable,
representan tan solo el 17 %. Dadas
implementación de esta práctica en la
estas
UFT,
estadísticas
consumismo venezolana
de
se
reitera
la
población
traduciéndose
en
el
la
nuevo
proceso con
generaría
productivo
respecto
ganancias
a
y la
que
permitirá sustentar otras áreas de investigación,
se
generarían
72
convenios
con
empresas
que
ambientales, al ser personas más
procesen metales y plásticos en
conscientes formarían parte de una
donde los residuos que no puedan
sociedad responsable y ecoamigable
ser utilizados por los estudiantes
en donde el único resultado posible
sean trasladados a estas empresas y
es el mejoramiento de la calidad de
así se introducirían los mismos a un
vida de los habitantes que adquieran
nuevo proceso productivo.
estas prácticas. Otro aspecto social
Ambientales, porque se reduce
relevante es que al promover la
la contaminación asociada a una
creación empresas encargadas de
inadecuada disposición de la basura
procesar este tipo de desechos se
electrónica que al ser depositados
estarán creando plazas de trabajo,
erróneamente en espacios indebidos
impulsando el desarrollo económico
lo que produce contaminación de los
del país, donde también puede crear
ecosistemas no alejados del entorno
inclusión
civilizado,
discapacidad
traducidos
luego
en
problemas de orden social, como de
que
al
producirlos
y
de
lo que contribuye a la ecoeficiencia.
producidas
por
relacionada
la
enfermedades la
contaminación
electrónica y por la contaminación en
la
general ya que este proceso reduciría
participación ambiental se estaría
polución de otros sectores como
creando ciudadanía lo que generaría
agua,
habitantes
electromagnético.
más
con
logrando
de salubridad ya que de reducirían la cantidad
cátedra
con
Otra área beneficiada será la
demandarían mayor uso de energía,
Sociales porque al impartir una
personas
reinserción social y laboral de estas.
salud por ejemplo; se recuperan excedentes
para
responsables
y
suelo, aire y el espectro
conscientes de la necesidad de incluir
Educativa ya que la realización
la variable ambiental en los procesos
de este trabajo contribuye en el
del
esto
desarrollo investigativo de esta área
generaría trascendencia cultural y
en telecomunicaciones e ingeniería,
social en lo referente a procesos
la cual es prácticamente inexistente
desarrollo
cotidiano,
73
en el país, servirá de fundamentos
Cárdenas, R. (2009). E- basura: las
prácticos y documentales a toda la
responsabilidades compartidas en
comunidad estudiantil de la UFT y
la disposición final de los equipos
demás casas de estudio, también
electrónicos
servirá de basamento para generar
municipios del departamento de
investigaciones relacionadas con el
caldas, vistos desde la gestión del
desarrollo de las TIC’s en otros
mantenimiento y los procesos de
campos ambientales.
gestión
en
de
algunos
calidad.
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Electrónica
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Politécnica
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Litoral.
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M.
Contaminación
(2012,
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76
FORMULA SAE-UFT Rivas, R. 1 1 Decano de Ingeniería de la UFT
rebecarivas2008@hotmail.com Garaor, B. 2 2 Presidente FormulaSAE-UFT fsaeuft@hotmail.com RESUMEN Fórmula SAE es una competencia de estudiantes de ingeniería, organizado por la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE). El concurso se inició en 1978. La Formula SAE es una agrupación existente en todo el mundo en las Universidades que poseen las carreras de Mecánica, Mantenimiento Mecánico y afines, cuyo fin es la construcción ecológica con herramientas y técnicas innovadoras de un vehículo de fórmula que compite en carreras Nacional e Internacionalmente según los puntajes logrados por el prototipo. La agrupación fundada en la Universidad Fermín Toro desde 2008, aprobado como Grupo de Investigación Multidisciplinario en consejo Universitario de mayo de 2012. Tiene como Misión, el uso innovador de la electrónica, el reciclado, en caso de choque, el enfoque analítico al diseño y prestaciones dinámicas globales. Obtener el prestigio para la universidad al tener éxito en cualquiera de las categorías. Lograr la autorización del vehículo para competir en los eventos dinámicos (pista de derrape, Autocross, aceleración y resistencia). Así mismo su Visión, Fórmula SAE-UFT abarca todos los aspectos de un negocio, incluida la investigación, diseño, fabricación, pruebas, desarrollo, comercialización, gestión y recaudación de fondos. Fórmula SAE lleva a los estudiantes fuera del aula y los pone en el mundo real.
Palabras Clave: Fórmula SAE, Monoplaza, Diseño Automotriz
77
OBJETIVO GENERAL
3. Integrar al equipo estudiantes
Desarrollar un monoplaza de carreras estilo formula, el prototipo de coche de carreras va a ser evaluado por su potencial como un elemento de producción. Formula SAE-UFT,
universitarios activos (incluidos los conductores),
se
basa
en
los
programas curriculares y someter los presupuestos a consideración de la Universidad.
cuya finalidad es garantizar tanto la
4.
Integrar
el
sector
privado,
seguridad de vía (los coches están
fortaleciendo
el
vínculo
con
diseñados
propios
empresas, utilizando el monoplaza
estudiantes) y la promoción de la
para proyectar su imagen y obtener
solución de problemas inteligentes.
un patrocinio, reduciendo la inversión
por
los
económica de la UFT con el proyecto
Objetivos Específicos 1. Diseñar, construir y probar
las
un
SAE
prototipo basado en una serie de normas,
para
internacional
en
competir los
a
nivel
eventos
de
formula SAE 2. Inscribir el prototipo en SAE para que sea evaluado en cuanto a:
Aplicabilidad y Nivel de Impacto 1. Construir
el
prototipo
cumpliendo con las Normativas SAE para posicionar a la UFT e incorporarla al grupo de Universidades
Venezolanas
que ya participan el Logo de la UFT va en la parte delantera del monoplaza 2. Extender
al
ámbito
de
aplicación del mantenimiento mecánico al área automotriz, a través de la asignatura ya
78
incluida en el pensum de
6. Desarrollo de un prototipo UFT
Ingeniería de Mantenimiento
diseñado y construido en su
Mecánico
gran
en
los
laboratorios de alta tecnología
3. Darle un valor agregado a la
de la UFT
formación profesional de los estudiantes
mayoría
involucrados,
7. Ofrecer la asesoría a otras
aplicando técnicas de trabajo
Instituciones
en
trayectoria que ya posee el
equipo,
incentivando
el
liderazgo para la consecución
la
grupo.
de los objetivos
8. Fortalecimientos de las Líneas
4. Integración de estudiantes de
de
las áreas de Computación, Eléctrica Telecomunicaciones
investigación
y
su
continuidad en el tiempo
y
9. Fortalecimiento
para
de
los
diferentes pensum de estudios
lograr un prototipo inteligente,
al incluir electivas asociadas al
ecológico y con sistema de navegación y
dada
proyecto
GPS (Sistema
de Posicionamiento Global) Vinculación con Investigadores
5. Integración de estudiantes de
Nacionales y/o Extranjeros
las áreas de comunicación social, relaciones
administración
y
industriales
para
lograr una imagen corporativa del proyecto que permita ser embajadores
del
campus
universitario ante las empresas patrocinantes y ante el público en general
La competencia de formula SAE cuenta con el respaldo de muchas empresas vinculadas con la ingeniería, tal es el caso de Autodesk y
PTC,
empresas
con
un
alto
reconocimiento a nivel mundial en la elaboración de software de diseño mecánico, otra empresa que respalda este tipo de proyecto es Linconl
79
Electric, empresa líder en equipos de soldadura.
No
Título del
.
Proyecto
9
Sala de ensayos estáticos y dinámicos Túnel de viento para simulaciones aerodinámica s
La ayuda que prestan estas empresas consiste en ofrecer tarifas muy reducidas de sus productos a equipos de Formula SAE, descuentos
10
Participantes
Priorida d
Todas las carreras de ingeniería
Largo plazo
Todas las carreras de ingeniería
Largo plazo
que pueden llegar hasta un 70% de su valor. Incluso en el caso de PTC pueden llegar a ser completamente gratis a cambio de un logo publicitario en el vehículo.
Proyectos a Corto, Mediano y a Largo Plazo: No
Título del
.
Proyecto
1
Construcción del prototipo y pruebas con el motor Sistema de control de navegación
Todas las carreras de ingeniería
Corto plazo
Estudiantes de ing. telecomunicaciones
Mediano plazo
Sistema de control de tablero
Estudiantes de ing. eléctrica e ing. telecomunicaciones
Corto plazo
Sistema de tracción
Estudiantes de ing. Mtto mecánico
Corto Plazo
2
3
4
Participantes
Priorida d
Para investigación, científica
y
estimular la
la
producción
tecnológica,
las
autoridades rectorales de la UFT respaldaron la iniciativa a
5
Sistema de monitoreo de datos vía RF
Estudiantes de ing. telecomunicaciones
Corto plazo
6
Sistema de cambio secuencial
Estudiantes de ing. Telecomunicacione s y ing. Mtto mecánico Todas las carreras de ingeniería
Mediano plazo
Universidad Fermín Toro
Mediano plazo
7
8
Construcción del prototipo hibrido Transporte apropiado para el traslado del monoplaza
Largo plazo
estos
futuros
ingenieros
en
construir el prototipo, gracias a los
recursos
financieros
y
materiales otorgados por la Institución
fue
posible
la
adquisición del motor Kawasaki 600 cc 2x6rr, ver Figura 1, que se utilizará en el producto final
80
para
participar
competencias
en
las
Nacionales
e
Internacionales. voluntad
y
Gracias a la capacidad
organización
y
de
esfuerzo
demostrada por los estudiantes el modelo monoplaza SAE-UFT hará
posible
el
nivel
de
competitividad y productividad los
Figura 1. Motor Kawasaki 600
mejores en las más de 160
cc 2x6rr, adquirido por la UFT
Universidades a nivel mundial
en Abril de 2013
para
que
posicionarse
entre
participan
competencia.
en El
la grupo
actualmente ha efectuado los primeros pasos y está por concretar el
patrocinio de
Instituciones
Oficiales
y
Empresas privadas. Participó como expositor exitosamente en
el
IV
Congreso
Iberoamericano de Enseñanza de la Ingeniería del 21 al 24 de mayo de 2013, y en el II Congreso de Emprendedores del 5 al 7 de Junio.
Figura 2. Stand IV Congreso Iberoamericano de Enseñanza de la Ingeniería
81
Figura 3. Stand II Congreso de Emprendedores
82
SISTEMA DE GESTIÓN DE APRENDIZAJE PARA LA UNEXPO VICERRECTORADO PUERTO ORDAZ Manzanilla Marisol, Urdaneta Elizabeth, Custodio Ruiz Ángel Augusto UNEXPO, Centro de Instrumentación y Control, Puerto Ordaz cicunexpo@gmail.com, acustodio@unexpo.edu.ve
RESUMEN Con el fin de presentar una nueva alternativa para enfrentar los problemas de rendimiento estudiantil, mejora del proceso enseñanza-aprendizaje y romper las barreras que impiden el acceso a un mayor número de estudiantes, la UNEXPO inició un proceso para la creación de su propio Campus Virtual. Para ello se diseñó un sistema de gestión de aprendizaje llamado Virtu@l UNEXPO, el cual consiste en: definición de la arquitectura hardware del sistema, metodología de construcción de las clases virtuales mediante un Diseño Instruccional, elaboración del portal principal del Campus Virtual, y Diseño de las Aulas Virtuales. Mediante la implementación del diseño propuesto se logró construir el núcleo principal del Campus Virtual de la UNEXPO, inicialmente para el Vicerrectorado Puerto Ordaz, el cual fue validado al construir un aula virtual y aplicar encuestas a los usuarios del sistema de gestión. Dando como resultados un sistema eficiente, usando software libre, con un diseño gráfico agradable para el usuario. Actualmente es el sistema que se viene aplicando a la UNEXPO en sus Vicerrectorados y Núcleos. Palabras clave: Sistema de Gestión de Aprendizajes, Aula Virtual, Campus Virtual, Educación a Distancia, Software Educativo.
83
INTRODUCCIÓN Las limitaciones de tiempo, espacio y de recursos, entre otros han generado la necesidad de crear herramientas de enseñanza adecuadas a las tecnologías existentes y que cumplan con los requerimientos de calidad en la enseñanza que caracterizan a la UNEXPO como casa de estudio. Manzanilla y Custodio realizaron una investigación titulada: “Diseño e implementación de un sistema de gestión educativo en la plataforma Moodle para el apoyo a las actividades de educación a distancia de los estudiantes de ingeniería de la Unexpo Puerto Ordaz” donde, se desarrolló una aplicación web basada en Joomla y Moodle que permite generar nuevas y mejores formas de enseñar y aprender. El trabajo de Manzanilla y Custodio sirve como sistema base para la realización de todas las modificaciones a realizar. Correa realizó una investigación titulada: “La integración de plataformas de e-learning en la docencia universitaria: Enseñanza, aprendizaje e investigación con Moodle en la formación inicial del profesorado” donde, se desarrolló un entorno virtual para la enseñanza de diplomados y doctorado a través de la plataforma de enseñanza Moodle. El trabajo de Correa sirve como modelo
para la estructura del ingreso a las asignaturas de las aulas virtuales. OBJETIVO En esta investigación se permite diseñar una plataforma de enseñanza web basada en Moodle-Joomla, con el fin de cumplir con los requerimientos de todos los vicerrectorados y núcleos de la UNEXPO. La metodología utilizada consiste en analizar en primera instancia la versión 1.0 de Virtu@l Unexpo, sus bondades, debilidades y expansión nacional. De este análisis se decidió generar una base de datos por cada núcleo y vicerrectorado. Posteriormente se desarrolló el diagrama de la estructura del aula virtual a nivel nacional desde la interfaz en Joomla hasta que el docente o alumno accede al curso que le corresponda haciendo este camino lo más corto y fácil de transitar en la medida de lo posible. Finalmente se realizaron pruebas rigurosas en modo local y una vez comprobado el funcionamiento del sistema se procedió a la instalación del mismo en los servidores de ORTSI. DISEÑO En primera instancia se diseñó la estructura de la universidad virtual, se definió el manejo de las bases de
84
datos tanto de Joomla como de Moodle. Una vez con el nuevo concepto de Virtu@l Unexpo totalmente claro se procedió a instalar en un computador los servicios web y de manejo de base de datos. Para esto se descargó de internet de forma gratuita el paquete AppServ versión 2.5.9 el cual contiene Apache 2.2.4, PHP 5.2.3, MySQL 5.0.45 y phpMyAdmin 2.10.2; el cual cumple con los requerimientos de software exigidos por Moodle para una instalación exitosa. Este paquete se configuró de tal forma que funcionara como un servidor web y base de datos en modo local. Posteriormente se procedió a instalar en el computador Virtu@l Unexpo en modo local con sus respectivas bases de datos. Se descargó de internet el paquete computacional EditPlus 3 con el propósito de utilizarlo como editor de texto HTML y por último también se descargó a través de internet el Adobe photoshop Cs4 con la intención de poder realizar las labores de diseño gráfico que se requieran para lograr adaptar el aula virtual a cada núcleo y vicerrectorado de la UNEXPO. La parte fundamental del proyecto consistió en la modificación de la plantilla de Joomla de acceso al aula virtual y el funcionamiento de las 6 aulas virtuales en paralelo dentro del sistema virtual UNEXPO. A continuación se presenta un diagrama general donde se visualizan
las etapas que constituyen el proyecto y luego se procede a describir cada una de éstas por separado, con la finalidad de suministrar al lector mayor información en cuanto al funcionamiento de las mismas. Diagrama general La figura 1 muestra un diagrama general del proyecto donde se distinguen las fases. En este diagrama se muestra la reestructuración del aula virtual a nivel nacional. En el cual se puede notar que existe un único portal de entrada a la universidad virtual de la Unexpo a nivel nacional y que de allí se accede a cada aula perteneciente a los vicerrectorados y núcleos.
Fig.1: Esquema general del Proyecto También se puede notar que cada aula virtual cuenta con una base de datos independiente de las otras. Instalación en Modo Local de Virtu@l Unexpo Con la finalidad de poder realizar modificaciones en el sistema Virtu@l
85
Unexpo sin que se afectara el funcionamiento normal del sistema se decidió realizar los cambios y todas las pruebas necesarias en un servidor local para esto se siguieron los siguientes pasos: 1) Se instaló el paquete AppServ. 2) Se instaló el paquete editor de texto HTML EditPlus 3. 3) Se copiaron las bases de datos de Moodle y de Joomla en MySQL en la carpeta data, ver figura 2.
Fig.3 (a): Configuración de la dirección Ip del servidor
Fig.2: copia de las bases de datos Se configuró el archivo configuration.php para cambiar la dirección del servidor a modo local y las direcciones de las carpetas tmp y logs, este archivo se encuentra en la raíz de la carpeta virtualunexpo, ver figura 3 (a) y 3 (b). 4) Se configuró el archivo config.php ubicado en C:\AppServ\www\virtualunexpo\Moodl e, las variables modificadas fueron la dirección del servidor base de datos y del servidor web, como se muestra en la figura 4.
Fig.3 (b): Configuración de la dirección de las carpetas web
Fig.4: Modificación del archivo de configuración de Moodle Reestructuración del portal Joomla
86
Con la finalidad de que todos los núcleos y vicerrectorados de la Unexpo se sintieran identificados con la universidad virtual se crearon las imágenes de cada vicerrectorado desde Joomlas. Una vez culminados los cambios realizados al administrador de Joomla se finalizó el diseño del portal web de la universidad virtual versión 2.0. La figura 5 muestra la página principal de Virtu@l Unexpo.
siguió la estructura que se muestra en la figura 6.
Fig.6: Estructura de base de datos
Link de acceso a las aulas virtuales
Fig.5: Página de Virtu@l Unexpo versión 2.0 B. Creación de las aulas virtuales de la UNEXPO Con la finalidad de lograr que 6 aulas virtuales realizadas en Moodle pudieran funcionar simultáneamente, y a la vez compartir el mismo servidor web y el mismo servidor base de datos se
Una vez creadas las respectivas aulas virtuales se procedió a modificar los archivos de configuración para la conexión con su respectiva base de datos, y para la configuración web. Para esto se modificó el archivo config.php ubicado en la raíz de la carpeta web de cada vicerrectorado y de cada núcleo. Reestructuración de las aulas virtuales basadas en la plataforma Moodle Se configuró cada aula virtual de tal forma que al hacer clic en el núcleo o vicerrectorado al que se quiere accesar se abre el portal de Moodle y permite que cualquier usuario sin necesidad de estar registrado pueda ver las asignaturas que se están dictando en la modalidad virtual, los profesores que las dictan; y sólo
87
cuando el usuario desee ingresar a un curso es que el sistema le muestra la página de registro de datos y de solicitud de registro en el sistema, en el caso de no estar registrado. Ver figura 7.
ASIGNATURA
PROFESOR
Fig.7: Acceso a las aulas virtuales Otro de los cambios más relevantes en cuanto al aspecto de las aulas virtuales es que se creó una cabecera para cada núcleo y cada vicerrectorado de tal manera que los estudiantes y los profesores se sientan más identificados con la casa de estudios. Para la realización del diseño de cada cabecera se utilizó la herramienta computacional Adobe Photoshop Cs4 y se siguieron las mismas características del banner creado para el portal Joomla, ver figura 8.
Fig.8: Cabeceras de las aulas virtuales versión 2.0 Para la instalación de las cabeceras se acceso al servidor web y se ubicó el Moodle de cada vicerrectorado y de cada núcleo y se modificó el archivo virtualunexpo/(poz, bqto, lcm, charallave ,guarenas,carora)/theme/digitaluniversity/pix /banner.jpg Con la finalidad de que los banner diseñados se adaptaran a cualquier tamaño de las pantallas de los compuatdores se crearon aparte de la imagen del banner las imagenes navbar.png, navbar_bg.png, top.png y top_bg.png. Las cuales se copiaron en la carpeta virtualunexpo/(poz, bqto, lcm, charallave ,guarenas,carora)/theme/digitaluniversity/pix /banner.jpg. Para la configuración de las imagénes de la cabecera se modificaron las siguientes instrucciones en el archivo ..(vicerrectorado o núcleo)/theme/digitaluniversity/styles_layout.css 1) Las instrucciones que afectan al archivo de cabecera top y top_bg son: .headermenu { float:right; text-align:right
88
} /***#header { *** margin:0px auto; *** height:49px; *** padding-left: 20px; *** background:url(pix/top.png) right bottom no-repeat; ***} ***/ #header_bg { margin:0px auto; height:59px; background:url(pix/top_bg.png) top repeat-x; } .heightcontainer .header { background: #C0C0C0; } #header-home { margin:0px auto; height:39px; background:url(pix/top.png) right bottom no-repeat; } Estas instrucciones son las que modifican el comportamiento de la barra que se encuentra encima de la cabecera de Moodle, específicamente donde se encuentra la opción de ingreso al sistema. 2) Las instrucciones que afectan al archivo banner y banner_bg son: } #banner { height:95px; background:url(pix/banner.jpg) top right no-repeat;
padding-left:34px; padding-top:17px; } #banner_bg { height:115px; background:url(pix/banner_bg. png) top repeat-x; } Estas instrucciones son las que modifican el comportamiento de la cabecera de Moodle indicándole que si la pantalla debe de alargarse se duplique la imagen banner_bg.png hacia la izquierda, permitiéndole de esta forma continuidad al diseño independientemente del tamaño de la pantalla del computador. 3) Las instrucciones que afectan al archivo navbar.png y navbar_bg.png son: #navbar_bg { height:25px; background:url(pix/navbar_bg.png) top repeat-x; } .navbar { height:25px; background:url(pix/navbar.png) top right no-repeat; padding-left:10px; padding-right:10px; padding-top:0px; padding-bottom:0px; border:0px; } Estas instrucciones son las que modifican el comportamiento de la barra que se encuentra debajo de la cabecera de Moodle, específicamente donde se encuentra el link de inicio
89
del aula virtual y las categoría en la cual se encuentra el usuario.
PRUEBAS Una vez terminado el proceso de diseño y configuración de archivos se sometió el sistema a pruebas realizadas en modo local las cuales consistieron en: Verificar el funcionamiento de los enlaces desde el portal de Virtu@lunexpo a cada vicerrectorado y cada núcleo; Abrir las 6 aulas virtuales en paralelo; Accesar al aula virtual ubicando la carrera, la asignatura y por ultimo registrarse; Crear cursos, habilitar cursos; Cargar figuras; Modificar la planificación de los cursos; Carga y descarga de documentos; Generación de los backup; Ampliación y reducción de la pantalla del computador para verificar el funcionamiento del banner del aula virtual.
RESULTADOS De acuerdo a las pruebas realizas, y después de la puesta en marcha del sistema en el servidor web y base de datos de la UNEXPO ubicado en ORTSI vicerrectorado de Puerto Ordaz se pudo constatar que: 1. No ocurren fallas de comunicación por causas de mal estructura o de mala configuración con las bases de datos de las aulas virtuales de
los vicerrectorados y de los núcleos. 2. Tanto el servidor web como el servidor base de datos soportan el funcionamiento de las 6 aulas virtuales en paralelo. 3. Se comprobó a través de la experiencia con los alumnos de las secciones de matemática I, que la nueva forma de ingreso al aula virtual es más didáctica y de fácil desplazamiento a través del sistema ya que el alumno puede ubicar la materia conociendo el profesor o la sección a la cual pertenece y luego registrarse para accesar al mismo. 4. Con la eliminación del módulo de registro de Joomla existente en la versión 1.0 de virtu@lunexpo se corrigió por completo la confusión que generaba a los usuarios en cuanto al registro del aula virtual. CONCLUSIONES Es incuestionable que la versión 1.0 del proyecto Virtu@l Unexpo fue todo un éxito, basado en las nuevas tecnologías de la información y la comunicación llegó al vicerrectorado Puerto Ordaz, y ha sido tan grande el auge que se necesitó adaptar en un periodo de tiempo muy corto esta versión a la UNEXPO nacional incluyendo todos los vicerrectorados
90
y los núcleos. Después de haber desarrollado este gran avance que ha dado la universidad virtual se obtuvieron las siguientes conclusiones: La reestructuración del portal web basado en Joomla ya no genera confusión en los usuarios que están ingresando por primera vez a la universidad virtual, tanto alumnos como profesores. La reestructuración del portal web se adapta al concepto desarrollado por la comisión de educación a distancia, donde el diseño de la página debe incluir todos los vicerrectorados y núcleos de la UNEXPO. Se realizó la interfaz del portal Virtu@l Unexpo (Joomla)vicerrectorado o núcleo (Moodle) a través de hipervínculos. La estructura de la base de datos permitió la apertura de las 6 aulas virtuales en paralelo sin presentar algún tipo de falla al momento de realizar las consultas
Se comprobó que el acceso a las aulas virtuales es más sencillo para los alumnos ya que pueden ubicar la asignatura a través del profesor y al mismo tiempo a través de la sección.
REFERENCIAS
M. Manzanilla, A. Custodio, “Diseño e implementación de un sistema de gestión educativo en la plataforma Moodle para el apoyo a las actividades de educación a distancia de los estudiantes de ingeniería de la Unexpo Puerto Ordaz” UNEXPO Trabajo de Grado, pp. 58-144, Abril 2011. J. Correa, “La integración de plataformas de e-learning en la docencia universitaria: Enseñanza, aprendizaje e investigación con Moodle en la formación inicial del profesorado” Revista Latinoamericana de Tecnología Educativa, v-4, pp. 41-44, España 2008.
91
RESUMEN IV CONGRESO IBEROAMERICANO DE ENSEÑANAZ DE LA INGENIERIA XXXII REUNIÓN DE LA ASOCIACIÓN DE INSTITUCIONES DE ENSEÑANZA DE LA INGENIERÍA ASIBEI 20 AL 24 DE MAYO DE 2013
Rivas, R. 1 1 Decano de Ingeniería UFT
rebecarivas2008@hotmail.com RESUMEN El IV Congreso Iberoamericano de Enseñanza de la Ingeniería brinda a la academia y a los ingenieros en ejercicio la oportunidad de crecimiento mutuo, de crear un referente regional que permita una visión más amplia e integradora de nuestros propósitos de formación en cada uno de los países miembros de ASIBEI (Asociación Iberoamericana de Instituciones de Enseñanza de la Ingeniería). Es una oportunidad para el sector gubernamental y empresarial de vinculación con la formación de los futuros trabajadores en el área de ingeniería, y el afianzamiento de su compromiso con la competitividad de los profesionales, concebida ésta como la capacidad de Iberoamérica de posicionarse a nivel mundial para ser tomada en cuenta en las toma de decisiones que afectan a la sociedad como un todo. Igualmente, representa una ocasión para el desarrollo profesional como consecuencia de la participación en conferencias, ponencias, talleres y otras actividades que mostrarán las innovaciones en algunas áreas prioritarias de desarrollo nacional. Para los estudiantes de ingeniería de pre y postgrado el poder participar en las discusiones que se den en torno a problemas claves para su desarrollo profesional como lo es la acreditación de los programas de estudio y de interactuar con profesionales de la ingeniería quienes laboran en entidades gubernamentales y en el sector privado. Innovar e integrar estrategias conducentes a la formación del ingeniero Iberoamericano, involucrando el diseño curricular en ingeniería con el sector productivo para incidir directamente en la formación del egresado con una orientación en procura del bien común. Así como el fortalecimiento de las redes de cooperación en docencia e investigación, alianzas estratégicas entre instituciones de educación superior, el Estado y el sector productivo. Por su parte, contribución a la innovación e integración científica y tecnológica aplicada al mejoramiento de la calidad del hábitat y al desarrollo sostenible en áreas prioritarias tales como: petróleo, gas y energía sin detrimento del ambiente; a la biotecnología, cambio climatológico y fenómenos naturales; desarrollados actualmente en Venezuela y en los países que conforman Iberoamérica. Desde 1997, la Asociación Iberoamericana de Instituciones de Enseñanza de la Ingeniería (ASIBEI), ha propiciado encuentros para fundamentar conceptualmente los rasgos esperados del Ingeniero formado en instituciones
92
iberoamericanas. El IV Congreso Iberoamericano de Enseñanza de la Ingeniería enmarca la XXXII reunión de la Asociación Iberoamericana de Instituciones de Enseñanza de la Ingeniería ASIBEI se plantea construir un espacio idóneo para la divulgación de innovaciones y de procesos de integración, tanto en el ámbito de la enseñanza de la ingeniería, como en el quehacer científico y tecnológico. El Núcleo de Decanos de Ingeniería de Venezuela en su calidad de asesor del Consejo Nacional de Universidades y miembro de ASIBEI, ha organizado este evento con el concurso de la Universidades del Estado Lara. ISBN: 978-980-652601-3 Depósito Legal: Ifx79820136201478. Con un acto inaugural que contó con los Miembros de la ASIBEI, del Núcleo de Decanos de Ingeniería de Venezuela, los Rectores y Vice-Rectores de la Universidades UCLA, UNEXPO, UFT, YACAMBU y los participantes profesores y Estudiantes inscritos en el evento se inicia con la palabras de instalación del Dr. Henry Falcón Gobernador del Estado Lara. Palabras Clave: Enseñanza. Ingeniería, Conservación del Ambiente, Energías Tecnológicas
Competitividad, Creatividad, Alternativas, Herramientas
CONFERENCIAS Manteniendo las temática del congreso se cuenta con las conferencias: “Rol de la Ingeniería en la mitigación y adaptación al cambio climático” a cargo del Dr. Juan Carlos Sánchez de la Universidad Central de Venezuela; “Buscando un alma nueva para la ingeniería moderna” a cargo de Fernando Miralles Wilhelm de Banco Interamericano de Desarrollo; “Acreditación de Carreras de Ingeniería” a cargo del Dr. Julio Cesar Cañón representando a la Asociación Iberoamericana de Instituciones de Enseñanza de la Ingeniería ASIBEI, de la Universidad Nacional Sede Bogotá; “ Terremotos, como vivir en un Mundo Sísmico” a cargo del Dr. Orlando Méndez de la Universidad Central de Venezuela; “La Universidad Conectada” a cargo del Dr. Ing. Wladimir Yackolev, de la Academia Nacional de Ingeniería y Hábitat y representando al Núcleo de Decanos de Ingeniería de Venezuela; “Sensores Inteligentes” a cargo del Dr. Ángel Custodio de la Universidad Nacional Experimental Politécnica “Antonio José de Sucre”. Dentro de este marco de conferencias se efectúa el Foro: Acreditación de Carreras de Ingeniería cuyos panelistas son el Ing. Ramón Blasco. Presidente de ASIBEI. Presidente de CONDEFI, Chile. Decano de la facultad de Ingeniería de la Universidad de Santiago de Chile, Ing. José Carlos Quadrado, Presidente mundial de IFEES, Past-Presidente de ASIBEI y Presidente del Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, ISEL. Portugal, Ing. Daniel Morano. Past-President de CONFEDI, Argentina y representante de la Secretaría de Educación del Ministerio de Educación de la República Argentina, Ing. Julio César Cañón R. Miembro del Comité Asesor de ASIBEI, par nacional e internacional en procesos de acreditación.Profesor Asociado de la Universidad Nacional de Colombia. Ing. Mario Gómez Mejía. Past-Secretary de ANFEI. México; Moderador: Ing. Jaime
93
Salazar C. Secretario Ejecutivo de ASIBEI. Ex-Director Ejecutivo ACOFI, Colombia. Ex-Decano de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Colombia. El resultado más resaltante es el acuerdo de transito de estudiantes de Ingeniería de los países miembros de ASIBEI. PONENCIAS El evento cuenta con cincuenta y seis Profesores Nacionales e Internacionales que inscriben sus temas de investigación, una vez arbitrado por los pares designados, son expuestos según cronograma del evento de forma oral y cartel, a continuación un resumen:
Coordinador/ Relator
Martes 21-05-2013 Ambiente Ambiente 2 4 Verónica Zita Rojas Pereira / / Eduviges Rosendo Montilla Mendoza
Ambiente 1 Carlos Primera / Hernán Alvarado
Ambiente 5 Ernesto Márquez / Marjorie Liendo
TEMATICA AC: Acreditación de Carreras de Ingeniería CA: Conservación del Ambiente HT: Herramientas Tecnológicas para la enseñanza de la Ingeniería IC: Innovación y Creatividad TE: Tecnologías Emergentes
TOTALES
Miércoles 22-05-2013 Ambiente Ambiente 1 2 Harizmar Yasmary Izquierdo Urdaneta / / Rómulo Nohemí Domínguez Montilla
Jueves 23-05-2013 Ambiente Ambiente 1 2 Gianella Ana Díaz Polleri / / Ninfa José Barón Márquez
No. PONENCIAS 28 4 8 15 1 56
TALLERES Por otro lado las tardes fueron desarrollados tres talleres con una asistencia promedio de 40 personas, con las siguientes Temas: CAPITAL INTELECTUAL DESDE LA INVESTIGACIÓN EN LA INGENIERÍA, a cargo de Carlos Ramón Vidal Tovar Doctor en Ciencias, Mención Gerencia de la Universidad de Santander - UDES Universidad Nacional Abierta y a DistanciaUNAD Valledupar, Cesar, Colombia. AUTOMATAS DE MADERA, a cargo del Magister Humberto Barazarte, Presidente de HAR Tecnología C.A. y Asesor del Centro de Innovación y Transferencia Tecnológica (CITT) de la Universidad Yacambú. SENSORES INTELIGENTES: APLICACIÓN DE LA INDUSTRIA A LA ENSEÑANZA, a cargo del Dr. Custodio, Ángel del Centro de Instrumentación y Control de la Universidad Nacional Experimental Politécnica “Antonio José de Sucre”Puerto Ordaz.
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SISTEMA INTELIGENTE DE RECONOCIMIENTO DEL IRIS PARA EL ACCESO A INFORMACIÓN EN REDES EN EMPRESAS DE SERVICIOS, UTILIZANDO REDES NEURONALES ARTIFICIALES. Contreras, J. 1 1 Jefe de Departamento de Computación UFT
jbcont@gmail.com RESUMEN La arquitectura del Sistema Inteligente de reconocimiento de iris para el acceso a información en redes de área local en las empresas de servicios, utilizando redes neuronales artificiales, está basado en la estructura Cliente-servidor que según Alberto León-Garcia (2009), describe como “Un modelo para el desarrollo de sistemas de información en el que las transacciones se dividen en procesos independientes que cooperan entre sí para intercambiar información, servicios o recursos. El sistema fue tomado como un modelo en capas, es decir tres capas básicas, que según los estándares SOAP (siglas de Simple Object Access Protocol), las cuales son capa de Presentación, capa de Negocios y capa de Datos. Sistemas inteligentes que toman como punto de partida la biometría, aportan así carácter de automatización y vanguardismo a los procesos de resguardo de información. El estudio previo a la construcción, cognitiva y práctica del sistema, genera aportes y plusvalía al desarrollo del estudio de la ingeniería, área específica la Computación y lleva a la práctica los conocimientos e inferencias teóricas de las propiedades y ventajas que traen consigo la creación y ejecución de un sistema de tipo inteligente. Se pudo demostrar que el manejo y uso de las Redes Neuronales Artificiales permiten la sincronización de la data y cumplir con los objetivos previsto en esta investigación. Palabras Clave: Inteligencia Reconocimiento de iris
Artificial,
Biometría,
Redes
Neuronales,
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INTRODUCCION La computadora es una herramienta maravillosa que permite a los usuarios realizar sin fines de tareas dejando como límite la imaginación del operador de la misma. En los ambientes laborales la manera más eficaz de trabajar en la misma es interconectar las computadoras proceso que se denomina Redes de Área Local que según Alberto LeónGarcía (2008) se define como varias computadoras y dispositivos de red tales como impresoras que están interconectados mediante un medio de transmisión compartido. Haciendo así, sencillo y factible el compartir archivos, además de poder trabajar con un sistema de base de datos centralizada, permitiendo a todos los usuarios conectados poder trabajar en la misma simultáneamente para poder dar brindar un mejor servicio a los clientes de las mismas. El poder contar con una interconexión entre computadoras posee desventajas notables ya que compromete la información que se posee en las mismas así como la integridad del computador a la hora de una comunicación, debido a que existen agentes tanto internos como externos que pueden causar la pérdida de información al igual que daño de los computadores laborales si no se tiene un cuidado con respecto a los virus y sus distintas versiones. Las empresas que poseen un software centralizado para el control de servicios, cobros y atención al público, cuentan con una gran red que intercomunican a todos los computadores de la empresa, entre ellos esta ASAP (Sistema de Automatización de los
Servicios de Atención Al Publico) y el TAS (Sistema de Administración de Averías) los cuales son los sistemas principales usados para la activación, reparación y mantenimiento de los diversos servicios que las empresas ofrecen al público. Estos son sistemas centralizados que almacenan, controlan y administran la información en grandes bases de datos dispuestos en un servidor. Los trabajadores no sólo cuentan con estos sistemas sino que también desarrollan informes, hojas de cálculos, programas en Excel, y en casos muy específicos desarrollan programas para agilizar el trabajo en las distintas sucursales de las empresas. Esta información se encuentra respaldada y solo está disponible para aquellas sucursales que las elaboran generando riesgos debido a que cualquier desperfecto de hardware o software al igual que agentes externos, causen una pérdida de información vital para los trabajadores de las empresas, en caso de que ocurra algún incidente tanto físico como de programación. A manera de ejemplo, caídas o picos de tensión frecuentes pueden afectar a los computadores conectados al sistema eléctrico que no estén debidamente protegidos, además de los virus, los cuales son comunes en el internet actualmente y pueden causar grandes daños a los sistemas de archivos en los ordenadores. En función a lo antes se desarrolló de un sistema inteligente de reconocimiento del iris para el acceso a información en redes de área local utilizando redes neuronales artificiales, la cual permite centralizar los datos de los distintos computadores en un servidor
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protegido, permitiendo a los trabajadores acezar a las distintas cuentas creadas utilizando el reconocimiento de iris como método de identificación de un usuario, evitando el riesgo de pérdida de la información, además de brindar la ventaja de poder acceder desde cualquier computador que se encuentre en la misma red. Lo que permite que cada una de estas personas a través de su iris sea reconocida como empleado, dando la autorización para administrar una cuenta personalizada dentro de un servidor pre-establecido, permitiendo ampliar el ambiente de trabajo brindando al igual seguridad para la información.
Arquitectura del Sistema La arquitectura del Sistema Inteligente de reconocimiento de iris para el acceso a información en redes de área local en las empresas de servicios, utilizando redes neuronales artificiales, está basado en la estructura Cliente-servidor que según Alberto León-Garcia (2009), describe como “Un modelo para el desarrollo de sistemas de información en el que las transacciones se dividen en procesos independientes que cooperan entre sí para intercambiar información, servicios o recursos. Se denomina cliente al proceso que inicia el diálogo o solicita los recursos y servidor al proceso que responde a las solicitudes.” El sistema fue tomado como un modelo en capas, es decir tres capas básicas, que según los estándares SOAP (siglas de Simple Object Access Protocol), las cuales son capa de Presentación, capa de Negocios y capa de Datos. Arquitectura de capas Capa
de presentación Está compuesta por una aplicación de formularios de Windows, a la que se le implementan los sistemas de reconocimiento y procesador de imagen, comenzando el proceso con la captura de la imagen a través de la cámara JPC 1000 marca JIRIS colocada en el computador. Esta capa se encuentra ligada directamente a la capa de negocio. Capa de Negocios Es la capa que se encarga de realizar la comunicación entre el cliente y el servidor mediante un sistema de gestión a base de FTP (File Transfer Protocol) también se encarga del procesamiento de la imagen del iris ya que posee la Red Neuronal del tipo perceptron multicapas del sistema. Diagrama de Secuencia del Proceso de Reconocimiento
Capa de Datos Esta capa es la encargada de todo lo referente al almacenamiento y a la gestión de información, ya sea proveniente de la red neuronal del tipo perceptron multicapas, el cual graba sus pesos sinápticos en una base de conocimiento junto a un identificador del tipo numérico, que sirve de enlace con la base de datos la que contiene los datos de los usuarios creados en el sistema, como del módulo de gestión de archivos, el que está diseñado mediante un módulo FTP (File Transfer Protocol). Cabe destacar, que la capa de datos está físicamente instalado en el servidor.
Model os de
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Implementación para Usuario Final. Módulos del Sistema El sistema inteligente cuenta con un total de 8 módulos explicado a continuación.
Módulo de Acceso. La estructura modular del sistema el módulo de acceso toma relevancia ya que pertenece a la capa de presentación, permitiendo así la captura de la imagen, siendo este el principio de la secuencia operativa del sistema durante su fase inicial. Una vez iniciado el proceso de acceso, la red neuronal previamente configurada, procede a cargar todos aquellos pesos sinápticos, manteniendo una correlación con la base de conocimiento antes descrita, para iniciar el proceso de reconocimiento. Se procede a introducir la imagen en la capa de entrad a de la red neuro nal artifici al. El proceso de reconocimiento busca comparar la imagen entrante con todos los conocimientos obtenidos por la red neuronal en su entrenamiento previo, en donde su salida está dada por el error cuadrático medio en función a todos los usuarios registrados en el sistema. Para finalizar, compara los valores anteriormente obtenidos con el número 0.008, indicando un 92% de diferencia, si la comparación arroja resultados mayores a los anteriormente descritos entonces el sistema descarta a este usuario y procede a realizar la comparación a otro usuario. Si por último el
sistema no encuentra ninguna comparación valida procede a enviar un mensaje de error y vuelve a la fase de captura de imagen. Módulo de Usuario Este módulo tiene la principal función de registrar los datos de todos los usuarios que deseen ingresar al sistema, después de haber pasado por una fase de registro y preprocesado de las imágenes del iris. Simultáneamente ambos módulos acceso y preprocesado de imagen actúan, estos son soportados por la capa de presentación generando al mismo tiempo un código identificador el cual será fuente de enlace entre el usuario y su información en la base de datos. Ya ingresados uno o múltiples usuarios, el administrador debe cumplir con activar el entrenamiento de la red, para así culminar de forma exitosa el proceso de registro. Dentro de este módulo, existe una correlación entre las capas de la arquitectura del sistema debido a que el administrador introduce los datos los cuales hacen correspondencia a la capa de presentación la cual es procesada por la capa de negocios, con la finalidad de otorgarle al usuario su id, y generar la carpeta que almacenar la información que dispondrá el usuario. Luego de ello, los datos del usuario son almacenados en la capa de datos. Seguido a esto, se presenta el cuadro la base de la base de datos que sustenta el modulo antes descrito. Base de datos para el Módulo de Usuarios
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información Ejemplo: A continuación se procederá a explicar todos los campos y funciones que contiene el modulo de usuarios. Id: es del tipo identificador, es un número generado por el sistema cuya utilidad es acompañar en todas las tablas y procesos referentes al usuario para la cual fue creado. Simplifica la identificación de los usuarios a través de códigos de tipo entero. Nombre: donde se introduce el primer y segundo nombre del usuario. Apellido: donde se coloca el apellido del usuario a ser ingresado. Ci: Numero de Cedula de Identidad. Tipo de personal: es donde se define si el usuario a ser ingresado es del tipo administrador o usuario según las necesidades que la empresa amerite. Los siguientes campos obedecen a la
personal
de
cada
usuario.
Dirección, grupo sanguíneo, sexo, fecha de nacimiento, cargo en la empresa, fecha de ingreso al sistema y su estatus en el mismo (activo o inactivo).
Módulo de Pre-Procesado de la Imagen. En este modulo se captura la imagen, cumpliendo con la fase de pre procesado de imagen, donde se toma la imagen en bruto con medidas de 320 x 240 pixel en escala de grises, donde se realiza un escaneo con el fin de determinar el cumulo con mayor cantidad de negro para determinar la ubicación de la pupila considerada para el sistema como el centro del ojo; de allí, procede a realizar un conteo de pixeles para recortar tanto de ancho como de alto hasta que la imagen quede con un tamaño de 200 x 163 pixel, y por ultimo convierte la imagen en mapa de bits (Imagen en blanco y negro), guardándolo en la dirección del usuario. Módulo de Entrenamiento.
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Este módulo es uno de los principales motores de gestión del sistema debido a que el mismo está compuesto por una red neuronal del tipo perceptron multicapa, el cual posee un método de entrenamiento del tipo supervisado y consiste en un entrenamiento controlado por un agente externo (administrador), donde al introducir la imagen del iris el sistema automáticamente comprueba la salida generada en el entrenamiento con el dato de comparación dado por el sistema al registrarse el usu ario, mod ifica ndo los pes os sinápticos de las conexiones entre neurona hasta conseguir el resultado deseado, utilizando para ello la técnica Backpropagation (algoritmo de retro propagación) que se basa en la obtención de la correspondencia entre la entrada y la salida mediante una red sin capas intermedias, de forma que primero se genera un patrón de entrada como estímulo para la primera capa de las neuronas, donde esta se va propagando a través de todas las capas superiores hasta concebir una salida, comparándose con la salida que se desea obtener, calculando junto a ella un valor del error para la salida, luego los errores se transmiten a la capa intermedia con nuevos ajustes de pesos para continuar con el entrenamiento hasta que la salida sea lo más cercana posible a la deseada. Figura No. 2
Proceso de Entrenamiento de una Red
Neuronal.
Siguiendo los pasos, el sistema comienza por la configuración de la Red neuronal del tipo perceptron multicapas, con un entrenamiento supervisado, en donde el mismo genera 3 capas de la misma, siendo la primera capa, denominada capa de entrada, compuesta inicialmente por 50 neuronas, las cuales se encargan de interactuar directamente con la trama de la imagen pre procesada. Posteriormente el sistema configura una segunda capa que inicialmente posee 1 neurona que se incrementará a medida del progreso de su entrenamiento. La misma se denomina capa oculta, la cual forma parte del procesamiento que alimentara a la tercera y última capa denominada capa de salida, compuesta por 1 neurona. Proceso de Entrenamiento de la Red Neuronal Artificial.
U na vez co nfi gur ad a la Red neuronal a utilizar, en su primera interacción se procede a cargar los pesos con valore aleatorio oscilantes entre los (-0.8 y 0.8) según estudios previos realizados por el investigador, este rango de valores se considera el ideal para la estabilidad de la red neuronal. Para dar inicio al entrenamiento es esencial cargar las entradas del mismo, las cuales son obtenidas a través de la lectura de
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una tabla en la base de datos que contienen la ubicación de las imágenes a ser entrenadas, para así localizarla y ser dispuesta en la red neuronal. Cabe destacar que todas las imágenes vienen acompañas de un numero identificador (ID) el cual es el canal de enlace usuario que se ingresa. Una vez cargadas la trama de las imágenes en escala de grises se da inicio al entrenamiento, tomando en cuenta que las neuronas poseen una función de activación en la primera capa donde se analiza pixel a pixel determinando el color del mismo, -1 para el negro y +1 para el blanco generando un mapa de bits, multiplicando su salida por la función sigmoidal.
Función Sigmoidal donde:
Donde: N: Número de neuronas de Salida. P: Número de informaciones que debe aprender la red
: Error contenido en el aprendizaje de la información k-ésima. Si el resultado obtenido de la ecuación es menor o igual a la constante, la red neuronal procede a guardar todos los pesos sinápticos del procesamiento. De lo contrario el sistema realiza un ajuste de pesos sinápticos a toda la red utilizando la fórmula expuesta a continuación.
Netjk: es la salida total de la neurona de una capa específica. Una vez obtenida una trama de bits generada por la primera capa de neuronas estas son transmitidas a la capa intermedia u oculta, la cual se encarga de reconocer la trama trabajando directamente con la capa de salida aplicando el algoritmo de Backpropagation. Como parte del algoritmo Backpropagation, a la salida de la red neuronal se le aplica la ecuación del Error Cuadrático medio (Error Global) resultante de ese ciclo de entrenamiento, siendo esta comparada con el valor 0.001 que indica un 99 % de exactitud, con el fin de verificar el porcentaje de similitud con la salida esperada.
Donde: = El ajuste de pesos en una neurona determinada. = La Información K-ésima. = Derivada del Error Global (Error Cuadrático Medio). = Derivada del Peso a ser ajustado. Una vez realizado el reajuste de los pesos sinápticos se procede con la aplicación del método Backpropagation que consiste en retornar la salida de la red neuronal a través de entrada, y así reordenar los ajustes previamente realizados. Con el fin de dar continuidad a la fase de entrenamiento. Si el
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proceso de comparaciones con resultado no satisfactorio cumple las quinientas (500) interacciones, quiere decir que la red neuronal actual no se encuentra en capacidad de poder procesar la trama de entrada, por ende automáticamente se agrega una neurona más a la capa oculta y reinicia el proceso. Durante la fase de entrenamiento el sistema hace uso principalmente de la capa de Negocios realizando la mayoría de los cálculos y sub procesos, relacionados con el mismo, finalizando al guardar los pesos en la base de conocimiento que se encuentra en la capa de datos. Módulo Explorador de Archivos. La fase de transferencia de archivos entre la maquina del usuario y el servidor es gestionado por un modulo de transferencia denominado SFTP (Secure File Transfer Protocol) el cual permite abrir una brecha segura para transmitir los archivos que se deseen guardar en el espacio asignado al usuario. Luego que el usuario haya accesado exitosamente en el sistema, se procederá a ejecutarse este modulo, el cual utilizara el Id que acompaña al usuario para ubicar en la base de datos la dirección en el servidor de la carpeta del mismo, el cual permite abrirse en el terminal contando con las herramientas de visualización de los archivos del usuario contenidos en el servidor, además de la opción de subida y descarga de los archivos seleccionados. En este módulo las capas que inciden para su funcionamiento son las capas de negocio y la capa de datos, siendo la primera la encargada de hacer los procesos pertinentes y de realizar las consultas a la
base de datos para la ubicación de la carpeta que contiene los archivos del usuario, esta última pertenece a la capa de datos. Módulo de Reportes. En este módulo se generan datos de los registros que se encuentran en la base de datos elegidos con anterioridad y según lo elegido permite mostrar e imprimir ordenadamente según sea opción, de manera que al elegir la opción de usuarios el sistema organiza a los usuarios registrados y los muestra con todos sus datos distribuido en orden. La selección de bitácora podrá mostrar al administrador del sistema todas las entradas, salidas y acciones de los usuarios en el sistema. La opción de archivos permite la visualización de los archivos del sistema ordenados por usuario. Por ultimo al seleccionar el reporte total, no es más que la combinación de los anteriores reportes, dispuesto de manera ordenada por usuario. Módulo de Mantenimiento. Es de gran importancia que debido a la cantidad de datos manejados por el sistema, y al realizar la carga de la base de datos, existe la posibilidad de generarse errores en la carga del mismo, los cuales no afectan la ejecución normal del sistema pero si afectan en la velocidad del mismo al momento de realizar una lectura o escritura en la base de datos y de conocimiento, por ende surge la necesidad de crear una serie de herramientas para solventar y prevenir los posibles problemas que generen un funcionamiento irregular del sistema. Las herramientas a utilizar en el sistema son, la opción de compactar y reparar la base de datos, el cual como su nombre lo indica
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compacta y repara la base de datos y de conocimiento, aunado a esto existe la opción de respaldo para ambas bases, el cual genera un archivo de texto del tipo TXT separado por “,” delimitando los campos y los datos. Por último la opción de restaurar la base de datos toma el documento antes generado por medio del respaldo y llevarlo nuevamente a las bases de datos y de conocimientos. Módulo de Ayuda. Este módulo permite orientar a los usuarios por las distintas opciones del sistema enseñando y explicando cada una de las alternativas que el mismo permite, este será presentado tanto para los usuarios como para el administrador del sistema, en un archivo en formato PDF. Conclusiones Los sistemas inteligentes a criterio personal, son las herramientas que están revolucionando el mundo que se conoce actualmente, se encuentran integrados en la mayoría de los objetos que las personas utilizan cotidianamente, facilitando y mejorando la calidad de vida de la población. Cabe destacar que el presente proyecto es un grano de arena que contribuye e intenta impulsar la modernización y seguridad de las empresas de servicios. Las grandes empresas orientadas a la prestación de servicios, adoptan sistemas de características similares a las aquí propuestas. Sin embargo aparte de dar apoyo, sistemas como estos forman parte de los activos intangibles de una empresa. En virtud de lo antes mencionado se concluye, que sistemas inteligentes que toman
como punto de partida la biometría, aportan así carácter de automatización y vanguardismo a los procesos de resguardo de información. De igual manera el estudio previo a la construcción, cognitiva y práctica del sistema, genera aportes y plusvalía al desarrollo del estudio de la ingeniería, área específica la Computación. Pues es en las fases antes mencionadas, que se llevan a la práctica los conocimientos e inferencias teóricas de las propiedades y ventajas que traen consigo la creación y ejecución de un sistema de tipo inteligente. Sabiendo que las empresas cada día aprenden y están orientando su éxito organizacional hacia el uso y aprovechamiento del ingenio humano, que se ha puesto a su disposición con el fin de minimizar el margen de error a través de la ejecución de los resultados de procedimientos concebidos y creados en la mente humana. Cabe destacar que los sistemas inteligentes están en vía de convertirse en la herramienta tecnológica de avanzada velando y asegurando de forma blindada las grandes masas de datos que a su vez generan información de gran importancia para la matriz de giro organizacional, tanto de las actuales como futuras empresas en sus diferentes ramas comerciales. Se pudo demostrar que el manejo y uso de las Redes Neuronales Artificiales permitieron la sincronización de la data y así lograr cumplir con los objetivos previsto en este trabajo.
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