Revista Ciencia y Tecnología, 8 Edición

Revista

Ciencia y Tecnología del Ejército PUBLICACIÓN DE LA DIRECCIÓN DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA “EJÉRCITO NACIONAL” COLOMBIA

Revista Ciencia y Tecnología del Ejército / Colombia / Volúmen 4 / Número 1 / Enero - Junio de 2013

ISSN No. 2145-4191 Volúmen 4 / Número 1 / Enero - Junio de 2013

REVISTA CIENCIA Y TECNOLOGÍA DEL EJÉRCITO ISSN No. 2145-4191 VOLUMEN 3/ NUMERO 1/ ENERO - JUNIO 2012

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INTRODUCCIÓN

La Dirección de Ciencia y Tecno-

logía del Ejército Nacional fundamenta su esencia en la motivación personal e institucional de todos sus lectores para vincularse de manera directa a paricipar en la investigacio´n, innovación e implementación de proyectos productivos que favorezcan los intereses de la nación.

La Revista de Ciencia y Tecnología del Ejército es una publicación que circula semestralmente. Las opiniones expresadas por los autores militares y civiles son de su exclusiva responsabilidad y no representan, ni reflejan necesariamente el pensamiento de la institución, los autores de los artículos publicados en esta edición están de acuerdo con su divulgación.

Revista “Ciencia y Tecnologia del Ejército” ISSN No. 2145-4191 Volúmen 4 - Número 1 Enero - Junio de 2013 Director Brigadier General Jorge Eliécer Suárez Ortiz Jefe de Educación y Doctrina del Ejército Nacional de Colombia Director Comité Editorial Coronel Alberto González Guerrero Director de Ciencia y Tecnología del Ejército Nacional de Colombia Editor Sargento Viceprimero Arnulfo Guavita Rubio Tecnólogo en Electrónica y Comunicaciones Comité Editorial Sargento Viceprimero Edwin Signey Guzmán Tocora Tecnólogo en Entrenamiento y Gestión Militar Ingeniero Iván Darío Cárdenas Corrección y Estilo Strategia Comité Científico Sargento Primero Luis Felipe Pérez Acevedo Ingeniero Electrónico Especialista en Comunicaciones Jorge Reinolds Pombo - Doctorado “Honoris Causa” Medician // Ciencias de la Salud // Bioingeniería Ingeniera Electrónica Rosa María Melo Pares Evaluadores Ingeniero Electrónico Carlos Enrique Ortiz Rangel Bióloga Myriam Carolina Rubio Céspedes Ingeniero Electrónico Arturo Lagos Sandoval Doctor Jorge Bojacá Acosta - Magister en Ciencias Sociales Diseño Luz Jeanneth Ramírez Silva Impresión Strategia

Contenido 5

Consolidación del Sistema de Ciencia y Tecnología del Ejército Nacional de Colombia

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Análisis de presiones que intervienen en el disparo de un Obús de acuerdo a la Norma Stanag 4110

18

Diseño de la adecuación de las instalaciones del Batallón de Policía Militar No. 13 “General Tomás Cipriano de Mosquera” como establecimiento penitenciario y carcelario militar

23

Disminución de la presentación de cólicos o morbilidad en la población de caballos en la Escuela de Equitación del Ejército de Colombia

26

Diseño de un prototipo de una bengala infrarroja, para Wel uso con aparatos de visión nocturna

31

Modelo de identificación de zonas minadas para el planeamiento de operaciones Militares y desminado humanitario

39

Identificación de grupos en alto riesgo de deserción académica en instituciones de educación superior a través de métodos de clasificación; Escuela Colombiana de Carreras Industriales, un estudio de caso

47

Proyecto: Transmisión y recepción señal ECG por comunicación IP

56

Programa “Soldado del futuro colombiano” El bienestar del Soldado como premisa de la Investigación Científica en el Ejército

62

Realidad aumentada y educación Herramienta idónea para experiencias significativas en el aula de clases

Consolidación del Sistema de Ciencia y Tecnología del Ejército Nacional de Colombia Autor: Coronel Alberto González Director de Ciencia y Tecnología del Ejército Nacional

Resumen El Ejército Nacional de Colombia ha fortalecido y consolidado el Sistema de Ciencia y Tecnología, no obstante la enorme brecha existente en el entorno nacional respecto a los pares alrededor del mundo.

Es necesario conceptualizar el objetivo de la investigación y el desarrollo tecnológico en el contexto del sector defensa e implementar estrategias a corto y mediano plazo que fortalezcan e instituyan los esfuerzos innovadores, producto de las especiales necesidades de la fuerza.

Palabras Clave I+D+i, defensa.

Abstract The Colombian Army has improvedits science and technology system; however there exists a large gap between this system and its international counterparts. It is necessary to understand the main goals of R&D in defense, and to develop short and middle term strategies to build and strengthen the innovative efforts resulting from the special needs of the army scenario.

Keywords R&D, defense.

1. Introducción La directiva 0120 del 28 de Mayo de 2013 materializa los objetivos concebidos para el Sistema de Ciencia y Tecnología del Ejército (SICTE), sin embargo para que estos se desarrollen, es necesaria su alineación con los componentes del SICTE. En el presente artículo de reflexión se hace

un esfuerzo por abordar el contexto en el que se desenvuelven las actividades de investigación y desarrollo tecnológico (I+D+i) en el sector defensa con el propósito de dar a conocer las prácticas y resultados obtenidos de estas actividades.

En este documentos se analizan los factores que intervienen directa e indirectamente en el sistema de ciencia y tecnología de la siguiente manera: en la sección 2 se discuten los conceptos de investigación, desarrollo e innovación; en la sección 3, se expone la importancia de la I+D+i en el sector defensa; en la sección 4 las cuentas de inversión en I+D+i a nivel nacional e internacional; en la sección 5 el entorno del sistema de ciencia y tecnología del país; en la sección 6 el SICTE con sus principales adelantos e iniciativas; finalmente en la sección 7 se discuten los hallazgos encontrados y se realizan las conclusiones del documento.

2. La investigación, el desarrollo tecnológico e innovación Para ambientar el desarrollo de este documento, es relevante remitirse a la definición básica de I+D+i desde la cual este aborda el trabajo creativo llevado a cabo de forma sistemática para incrementar el volumen de conocimientos del hombre y la sociedad, así como el uso de estos conocimientos en aplicaciones reales (OECD, 2003). A pesar que es claro el componente de innovación que rodea la definición de I+D+i su interpretación es bastante subjetiva y sujeta a diferentes interpretaciones (Harley, 2011).

Otro aspecto que vale la pena considerar es el concepto de innovación definido como la introducción de un nuevo o significativamente mejo-

Proyectando el Ejército del futuro • 5

rado producto, proceso o método en las prácticas internas de la organización (OECD, 2005), este documento hace énfasis en que las actividades innovadoras de una organización están constituidas por las operaciones científicas, tecnológicas, organizativas, financieras y comerciales que conllevan a la introducción de innovaciones, dentro de las cuales aparecen las de I+D+i como un componente fundamental.

De esta manera las actividades de I+D+i son la fuente formal de la que se desprenden las innovaciones por medio del ejercicio científico (Mark, Katz, Rahman, & Warren, 2008), a pesar que existen discusiones alrededor del tema y en la literatura no es fácil encontrar un punto de consenso, la definición propuesta por Jadad (Jadad & Lorca Gómez, 2007) en la que se considera la investigación como “invertir dinero para obtener conocimiento” y la innovación “como invertir conocimiento para obtener dinero” parece ser un punto de partida válido.

Cabe decir que el consenso si ha encontrado convergencia en los beneficios de la innovación los cuales se asocian a la eficiencia, calidad de vida y crecimiento productivo convirtiéndose en un factor clave para cualquier economía, esta situación que se analiza en detalle en la sección 3, ha permitido que los gobiernos promuevan y promocionen a las organizaciones en términos de innovación, inyectando recursos e incentivando su desarrollo.

Una vez conceptualizado el entorno de la innovación, es necesario evaluar su coherencia en el sector defensa. Su impacto contribuye directamente en los resultados en defensa del país, permitiendo que el sector este mejor informado y sea más inteligente, así como le permite a las industrias de defensa nacionales responder de mejor manera a los requerimientos especializados de las operaciones armadas (Harley, 2011); de igual manera, permite que la sociedad en la que se encuentra inmersa disfrute de posibles spin-off1 tecnológicos (Ruttan, 2006).

3. Relevancia de I+D+i en el sector defensa Esta reflexión encuentra su punto inicial en evidenciar los beneficios de contar con un sector defensa que sustente el direccionamiento hacia la innovación como lo recomienda el documento CONPES 3582 (DNP, 2009).

Aunque los casos de éxito de las actividades de I+D+i son numerosos y se han presentado en diferentes contextos y países, como se aprecia en la sección 4, la supremacía de los Estados Unidos en estos temas hacen que se considere un referente por excelencia; en esta sección se analizarán algunos de los resultados de mayor relevancia logrados por las actividades de I+D+i en el sector defensa.

La industria aeroespacial, fue en gran medida concebida desde la División de Comunicaciones del Ejército de los Estados Unidos al adquirir el primer aeroplano de ese ejército directamente de los hermanos Wright. Posteriormente durante la primera guerra mundial se creó la NACA considerada la madre de la NASA, encargada de la investigación aeronáutica, además Boeing participó activamente en el desarrollo de aeronaves para la guerra, incluso el Boeing 747 fue concebido primero para uso militar.

En junio de 1942 el Ejército de los Estados Unidos inició las investigaciones en energía nuclear, por medio de la construcción de una red de laboratorios y ciudades como Oak Ridge, Hanford y Los Alamos, una vez la bomba atómica fue utilizada también se empezó a integrar la tecnología nuclear en los reactores de los submarinos.

El Laboratorio de Balística del Ejército de Estados Unidos diseño el primer computador, llamado ENIAC para agilizar los cálculos matemáticos, incluso las necesidades de la investigación sobre radares de la Fuerza Aérea permitió que IBM desarrollará el primer computador personal.

Un spin-off tecnológico son compañías que pertenecen a las siguientes categorías: (i) compañías que tienen inversión patrimonial de una universidad, (ii) compañías que licencian tecnología de un centro de tecnología o universidad, (iii) compañías fundadas por universidades o empresas del sector público, (iv) compañías que se establecen directamente por un centro de desarrollo tecnológico (Callan, 2001) 1

6 • Dirección de Ciencia y Tecnología

Las investigaciones en Bell correspondientes a la industria de semiconductores se financiaron en gran parte por la División de Comunicaciones del Ejército de Estados Unidos; en 1960 al menos el 80% de las ventas de semiconductores se dirigían al sector defensa.

A finales de los años 60 la Agencia para Proyectos de Investigación Avanzada del Departamento de Defensa desarrolló la red ARPANET, cuya arquitectura consideraba el acceso de terminales individuales por medio de una conexión telefónica, sin embargo, sólo hasta 1990 el computador personal permitió que el internet comenzara a ser utilizado con las mismas características de ARPANET. Finalmente la industria espacial nació por medio de las necesidades de inteligencia de los ejércitos sobre todo cuando la USSR colocó en órbita el satélite Sputnik en 1957, en 1959 la Fuerza Aérea de los Estados Unidos lanzó el satélite de reconocimiento CORONA cuyas misiones de I+D+i son de reconocimiento para los sistemas de información geográfica y pronóstico del clima.

4. El Entorno Mundial de I+D+i En el contexto internacional del I+D+i en el sector defensa es necesario considerar las cifras agregadas disponibles en la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE).

Los datos de carácter nacional están consignados principalmente en el Departamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e Innovación de Colombia (Colciencias), teniendo en cuenta que Colombia hasta este año es parte de la OCDE. Es necesario tener en cuenta las tendencias que rigen actualmente los procesos de I+D+i en el sector defensa en las diferentes naciones. Sin embargo, cabe resaltar que de acuerdo con (Harley, 2011) la noción de I+D+i y las cuentas nacionales puede verse afectada por un sinnúmero de variables. Para llevar a cabo este estudio, se analizaron países con estadísticas disponibles en las bases de datos de la OECD (Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico) (OECD, 2010) y que por su PIB son comparables en su capacidad económica con Colombia basándo-

se en las estadísticas del Banco Mundial (World Bank, 2011). En la Ilustración 1 se observan los resultados del análisis realizado.

Ilustración 1. Inversión en el Sector Defensa de I+D+i en millones de dólares Fuente: (OECD, 2010)

Desafortunadamente a nivel nacional no hay información desagregada de la inversión realizada en I+D+i por el sector defensa2; sin embargo, de acuerdo a las estadísticas disponibles (Colciencias, 2012) hasta la fecha se han invertido 18,95 millones de dólares; contra357,89 millones de dólares invertidos por el sector gubernamental Con el ánimo de complementar los datos recopilados es importante citar que la inversión de los Estados Unidos en I+D+i alcanza los 72 mil millones dólares, una proporción 1:4000 en relación con nuestro país. Otros referentes son Corea del Sur y el Reino Unido con una inversión aproximada de 2 mil millones de dólares e Israel cuya información es de carácter confidencial.

En el caso de Estados Unidos sus capacidades científicas son tales que la tercera parte de los científicos del país están vinculados al sector defensa. Otro dato relevante es que de acuerdo al informe presentado por (Congressional Research Service, 2013), el sector defensa absorbe el 50,6% de la inversión en I+D+i del sector público. Así mismo las líneas que recibieron mayor financiación fueron el Desarrollo de Sistemas Operativos y el Desarrollo de Componentes, evidenciando que tan sólo se invirtió el 9,5% en investigación mientras que el desarrollo tecnológico involucró el 85% de la inversión.

Esta situación obedece a que el Programa de Ciencia, Tecnología e Innovación en Seguridad y Defensa aún no aparece en las estadísticas de Colciencias (Colciencias, 2012).

2

Proyectando el Ejército del futuro • 7

En el caso español la existencia la Dirección General de Armamento y Material involucra la coordinación de más de 379 empresas dedicadas a proveer productos al sector defensa o incluso de exportarlos a otras naciones; las ventas de estas empresas se dirigen principalmente a los sectores aeronáutico y naval. De forma paralela la Estrategia de Tecnología e Innovación para la Defensa (ETID) se enmarca en las áreas de actuación de Armamento, Plataformas, TIC e ISTAR (Intelligence, Surveillance, Target Acquisition & Reconanaissance).

Corea del Sur cuenta con la Agencia para el Desarrollo de la Defensa (ADD) cuyo objetivo es desarrollar proyectos de desarrollo para el sector defensa, como actores principales se identifican: Ministerio de Defensa, Fuerzas Armadas, el Programa de Administración de Adquisiciones para la Defensa (DAPA) y la Agencia para la Tecnología y la Calidad. Esta alianza se complementa también con las Universidades e Institutos encargados de la investigación básica y aplicada y la Industria con el desarrollo tecnológico, prototipado y producción en masa.

El Maf´at se encarga de la administración para el desarrollo de las armas y la infraestructura tecnológica de Israel, sus funciones consisten en la promoción, direccionamiento y coordinación de la ciencia y tecnología, estableciendo alianzas estratégicas operando el programa TALPIOT para la formación de recursos humanos. Su campo de acción logra integrar las necesidades operativas de las fuerzas con las industrias militares, aeroespaciales, de investigación biológica y las universidades.

En Suramérica, Brasil por medio del Ministerio de Defensa ha configurado la administración de ciencia y tecnología por medio de la Comisión Asesora de CyT para la Defensa Nacional (COMASSE) y la Comisión Militar de la Industria de la Defensa (CMID) desde donde se coordinan las actividades para tal fin. En la actualidad tan sólo por medio de la convocatoria Innova Aerodefensa invierten 1.428 millones de dólares apoyando proyectos en las temáticas aeroespacial, de defensa, seguridad pública y materiales especiales.

México por su parte enfoca sus avances tecnoló-

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gicos principalmente desde la Dirección General de la Industria Militar DGIM y una red de institutos dedicados a la investigación y desarrollo en defensa; finalmente, Argentina opera fondos para la ciencia y tecnología por medio del programa de investigación y desarrollo de la defensa (PIDDEF) y actualmente vincula más de 400 investigadores y 60 becarios.

5. El entorno Nacional de I+D+i En el análisis realizado en 2009 por el Departamento Nacional de Planeación, (DNP, 2009) se establecieron seis ejes problemáticos que aquejaban la ciencia y tecnología nacional, reflejado en bajas capacidades del país en materia de generación, difusión y utilización de conocimiento.

Entre los indicadores más relevantes se encontraba que para 2006 tan sólo se invertía el 0.142% del Producto Interno Bruto (PIB) en I+D+i, actualmente la situación solamente ha logrado variar tres centésimas porcentuales con una inversión estimada en I+D+i de 0.173% del PIB, porcentaje que coloca a Colombia, muy por debajo de países referentes como Chile cuya inversión en I+D+i alcanza el 0.45%, Argentina de 0,60% o México 0,40% (Observatorio Colombiano de Ciencia y Tecnología (OCyT), 2012).

Tomando como referencia el área de recursos humanos, el documento CONPES advierte la importancia de articular el sistema educativo y la ciencia y tecnología, de acuerdo a las cifras del OCyT actualmente en Colombia hay 4.171 investigadores con doctorado vinculados a grupos de investigación; sin embargo, al examinar las cifras del Banco Mundial se encuentra una proporción de 161 investigadores por millón de habitantes, cifras que al ser comparadas contra la proporción de investigadores por millón de habitantes de nuevo contra países referentes como Chile (355), México (384) o Argentina (1.091), evidencian el aunado rezago de nuestro país.

Otro aspecto a tratar es la producción bibliográfica según los datos de (Observatorio Colombiano de Ciencia y Tecnología (OCyT), 2012), en el país hay 25 revistas indexadas como A1 de las cuales, 13 son de universidades públicas, 7 de privadas, 4 de asociaciones y 1 corresponde a entidades

del sector gubernamental, específicamente al Instituto Nacional de Salud.

De acuerdo a las estadísticas de la OCyT en 2011 aparecieron 2.875 publicaciones de instituciones colombianas en revistas indexadas por el Instituto para la Información Científica (ISI). Sin embargo, si se tienen en cuenta las cifras del Banco Mundial que solamente incluyen publicaciones en campos de la ciencia y la ingeniería, en Colombia se realizaron 608 publicaciones de este tipo. Una vez más nuestro país se encuentra en posición desfavorable ante Chile (1.868), México (4.128) y Argentina (3.655).

Finalmente la apropiación de ciencia y tecnología en el país también puede ser expresada a través de su utilización industrial por medio de patentes y títulos de propiedad industrial. En el último año de estadísticas de la OCyT (2011) se solicitaron 1.955 patentes ante la Superintendencia de Industria y Comercio (SIC) de las cuales 1.701 se solicitaron vía Tratado de Cooperación de Patentes y 254 vía nacional, además, de las 1.701 patentes solicitadas en 2011 tan sólo 184 corresponden a creaciones realizadas por residentes colombianos a los cuales se les concedieron finalmente 33 patentes.

Estas cifras permiten la construcción de diversos indicadores como el índice de dependencia, el cual calcula el número de solicitudes de no residentes / número de solicitudes de residentes en Colombia. Este índice viene disminuyendo desde 18.76 en 2004 hasta 9,63 en 2011, sin embargo revela gran dependencia en capital intelectual extranjero. Otro índice facilitado por el estudio de la OCyT es el de autosuficiencia; el cual, relaciona la proporción entre el número de solicitudes nacionales / número total de solicitudes, este indicador en 2002 llegaba al 14%, sin embargo en 2003 se ubicó en el 6.3% y de ahí vienen mejorando lentamente hasta ubicarse en el 9.4% en 2011, En la Tabla 1 se puede apreciar la comparación de estos indicadores con los países seleccionados como referentes por medio de las cifras obtenidas del Banco Mundial para 2008. Al analizar la tabla citada es posible inferir las capacidades de los países referentes a innovación industrial; no obstante, también se ven afectados estos indica-

dores por la penetración de capital intelectual extranjero en la industria del país; situación notable principalmente en el caso mexicano.

Tabla 1. Solicitudes de patentes en 2008

Fuente: Indicadores de Ciencia y Tecnología, Banco Mundial

6. El Sistema de ciencia y tecnología del Ejército Nacional de Colombia Una vez analizado el entorno de ciencia y la tecnología en Colombia y en el mundo, es posible evidenciar que nuestra Nación presenta rezagos en estos temas. La inversión con la que cuenta el país es insuficiente y esta situación se ha visto reflejada en el desempeño de sus indicadores, que si embargo muestran una marcada tendencia a crecer a pesar que le país ha debido concentrar gran parte de sus esfuerzos en temas de orden público.

En Colombia el Ministerio de Defensa nacional ha orientado sus esfuerzos en innovación por medio de la Dirección de Ciencia y Tecnología del Ministerio de Defensa en la que se circunscribe el SICTE y en cabeza del Ejército Nacional, la Dirección de Ciencia y Tecnología (DITEC). Estos esfuerzos se encuentran soportados principalmente por la Política de Ciencia y Tecnología (DNP, 2009) y el apoyo del Departamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e Innovación (COLCIENCIAS).

La coyuntura del conflicto al interior del País esclarece una oportunidad tal y como a comienzos de esto documento se evidenció con la supremacía tecnológica de los Estados Unidos en gran parte proveniente de los conflictos y preocupaciones en materia de seguridad y defensa y los adelantos que se generaron al interior de las Fuerzas Armadas. En esta sección se identifican la organización y visión de I+D+i del Ejército Nacional y como este sistema se viene consolidando para cumplir con su legado histórico.

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Teniendo en cuenta las dinámicas propias del país así como las capacidades internas en investigación de la fuerza, los esfuerzos en investigación han tenido como principal pregunta la solución de dos flagelos a los que está expuesto el país y que han sido puestos en evidencia por la guerra: (i) la utilización de artefactos explosivos improvisados, (ii) la amenaza de enfermedades tropicales principalmente la Leishmaniasis. La solución a estas problemáticas también hace explícita la oportunidad de convertir al Ejército Nacional en un referente internacional en estas temáticas.

De acuerdo al Programa Presidencial para la Acción Integrada contra Minas Anti persona, la utilización de estos artefactos es una problemática que ha cobrado 2.142 víctimas y ha causado 8.271 heridos desde 1990. Los eventos ocasionados por la utilización de estos artefactos son en un 98% eventos en áreas rurales y se concentran en departamentos como Antioquia (18%), Meta (14%), Caquetá (8%) y Arauca y Bolívar (6% respectivamente). Desde el Ejército Nacional en cabeza del Centro Nacional contra Artefactos Explosivos y Minas (CENAM) se ha conformado todo un programa compuesto de diferentes proyectos de investigación alrededor de la prevención, detección y desactivación de artefactos explosivos, que dada su relevancia ha sido auspiciado por el MDN, El Ejército Nacional a través de la JEDOC (Jefatura de Educación y Doctrina) y Colciencias.

En cuanto a la línea de investigación en enfermedades Tropicales, se hace especial énfasis en la Leishmaniasis, flagelo que tiene la capacidad de afectar a gran parte del territorio nacional exceptuando aquellos departamentos cuya altitud supera los 1.500 mts, impedimento para su diseminación(Ministerio de Protección Social, 2010), es decir alrededor de 10 millones de personas en riesgo de trasmisión. También es necesario observar que los casos reportados vienen en crecimiento pasando de 6.500 en la década de los 90 a 14.000 en la década de 2000 a 2010. Las características particulares de esta patología hacen que cada paciente deba ser evaluado de forma particular y además estar en constante verificación de los últimos avances en terapéutica.

La Dirección de Sanidad del Ejército Nacional (DISAN) cuenta con el Centro de Investigación con

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el objeto del estudio terapéutico de la enfermedad teniendo en cuenta que el personal militar ha sido fuertemente afectado por esta patología, en este centro se vienen desarrollando diferentes proyectos de investigación que incluso han contado con el interés y soporte científico del instituto “Walter Reed ArmyInstitute of Research” (WRAIR), la principal instalación de investigación biomédica a cargo del Departamento de Defensa de los Estados Unidos.

En esto sentido por medio de la Directiva 0120 se han establecido diez (10) líneas institucionales que se convierten en los lineamientos que establecen el interés y las necesidades de investigación en la fuerza.

•

Detección y neutralización de artefactos explosivos y desminado

• Aplicación de explosivos • Procesos, materiales e insumos para la ingeniería civil y militar • Actualización y mejoramiento tecnologías civiles y militares

de

• Simulación y generación virtuales y digitales.

entornos

de

las

• Logística civil y militar • Medicina, biomedicina, sanidad y bienestar • Sistemas y procesos de seguridad y defensa • Investigación de operaciones y teoría de la decisión y doctrina • Pedagogía, desarrollo humano y social Se han definido también de manera clara los actores que conforman el SICTE conformados por: (i) el comité directivo de Ciencia y Tecnología del Ejército Nacional, (ii) el comité de Ciencia y Tecnología de la Jefatura de Educación y Doctrina del Ejército (iii) DITEC, (iv) unidades coordinadoras CENAE, CEMIL y Unidades Operativas Mayores y los (v) comités locales de ciencia y tecnología de las escuelas de formación y capacitación. Esta estructura permite a las unidades del Ejército, canalizara través de los centros y grupos de investigación los procesos que permitan a la Fuerza mejorar sus capacidades resultado del desarrollo de la ciencia y la tecnología, tal y como lo establece el objetivo 21 del mapa estratégico del Ejercito Nacional.

Finalmente se ha logrado establecer una serie de incentivos para reconocer el trabajo investigativo, dándole el estatus que recompensa su contribución a la fuerza y al país. Entre estos incentivos aparecen dos tipos de acuerdo a su beneficiario.

Las distinciones son otorgadas a los miembros que logren resultados de investigación con impacto en la institución, entre otros están (i) Distintivo de Investigación Científica, (ii) Becas de Estudios Superiores, (iii) Planes de Bienestar y comisiones en el exterior y (iv) Apoyo de traslados a Centros de Investigación.

Los trabajos obtenidos también serán susceptibles de reconocimiento por medio de los siguientes mecanismos: (i) Apoyo en la participación de eventos, (ii) Apoyo para la elaboración de prototipos.

Este panorama dispuesto busca fortalecer los procesos investigativos para lograr no sólo cerrar la brecha existente entre el I+D+i en Colombia frente al mundo sino de que a largo plazo nuestro país sea un referente en el contexto internacional gracias a su desarrollo y tecnología.

7. Conclusiones El presente estudio recopila la importancia que representa la investigación y el desarrollo científico en el sector defensa, así como el panorama en el que se desenvuelven estos procesos tomando como punto de referencia otros sistemas de ciencia y tecnología de sistemas comunes alrededor del mundo.También se enuncian los principales componentes de la Directiva 0120 pretendiendo darle un vistazo a la actualidad de la investigación esta vez focalizada en el Ejército Nacional de Colombia.

Es claro que en términos de recursos aun la brecha que separa nuestro país de otras naciones es significativa;sin embargo, de acuerdo a la información analizada también es evidente la importancia de los sistemas de seguridad y defensa en los adelantos tecnológicos de un país, aún más teniendo en cuenta situaciones de amenazas ya sean al interior o exterior.

El fortalecimiento que ha logrado en los últimos cuatro años el SICTE gracias a los esfuerzos rea-

lizados desde la DITEC comienzan a dar frutos obedeciendo a las dinámicas de la investigación cuyo curso de acción implica los procesos que se estructuran según las prioridades y necesidades de la Fuerza. La DITEC considera oportuno seguir fortaleciendo el SICTE esta vez con miras a garantizar la visibilidad de sus procesos de investigación facilitando los vínculos entre la sociedad y al comunidad científica de tal manera que estos actores sean partícipes y beneficiarios de los adelantos tecnológicos generados.

Entre los mecanismos previstos se encuentran herramientas de difusión, firma de convenios de cooperación bilateral, participación en eventos y la divulgación en publicaciones especializadas.Se prevé la participación cada vez más protagónica en Colciencias de los grupos de investigación del Ejército Nacional apoyándose también en el Programa Nacional de Seguridad y Defensa.

8. Bibliografía Colciencias. (2012). Capacidades en CT e I del Programa Nacional de CT e I en Seguridad y Defensa. Recuperado el 28 de 3 de 2012, de Colciencias: http://www.colciencias.gov.co/sites/default/files/ckeditor_files/files/Capacidades%20en%20CT%20e%20I%20del%20Programa%20de%20Defensa.pdf Colciencias. (2012). Indicadores de Ciencia y Tecnología 2012.Bogotá.

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Análisis de presiones que intervienen en el disparo de un Obús de acuerdo a la Norma Stanag 4110 Datos del autor: SS John Alexander Castillo Urrego Grupo de Investigación: Balista.

Sargento Segundo Suboficial de Investigación Científica y Tecnológica ESART Estudiante Ingeniería mecatrónica octavo semestre Universidad Militar Nueva Granada.

Resumen

Introducción

Se determinara la presión y fuerza resultante en el disparo de un obús de 105 mm de acuerdo a la norma Stanag 4110, enfocándose principalmente en la sección de la norma que comprende el tema de presiones de diseño del tubo y el tema de presiones de diseño del sistema, posteriormente se analiza cómo se comporta la distribución de presiones en el tubo para un obús de 105 mm M101, empleando un método de análisis por elementos finitos correlacionándolo con la velocidad del proyectil en cada instante de tiempo.

En el proyecto de diseño del obús de 105 mm colombiano se presenta la necesidad de comprobar cuáles serán los esfuerzos que deberán soportar las piezas fijas y móviles durante la dinámica del disparo.

Presión, cañón, propelente, esfuerzo, velocidad, aceleración, masa, proyectil

Para este análisis se toma como base el estándar internacional de la Organización del Tratado Atlántico Norte (OTAN, por sus siglas en español; en inglés: North Atlantic Treaty Organization, NATO) 4110, por medio de su agencia de estandarización, el objetivo del trabajo será pues analizar de acuerdo a la norma la relación existente entre la masas y la velocidad en boca del arma, así como los esfuerzos generados en la dinámica del disparo. A partir de dichos conceptos se determinara la fuerza máxima generada en el momento del disparo.

Abstract

Metodología y desarrollo

We will determine the pressure and resultant force in firing a 105 mm howitzer according to standard Stanag 4110, focusing primarily on the standard section comprising the subject of pressure tube design and theme design pressure system then analyzes how behaves the pressure distribution in the tube for a 105 mm M101 howitzer, using a method of correlating finite element analysis with the speed of the projectile at each instant of time.

Determinación de Presión de Acuerdo a norma Stanag

Palabras clave

Keywords Pressure barrel, propellant, effort, velocity, acceleration, mass, projectile.

Para entrar en el tema se recolecto información sobre los términos más utilizados en dicha norma, este glosario seria indispensable para comprender los datos teóricos obtenidos, este glosario está dividido en cuatro grandes grupos (Management/5942889100, 2005). a) b) c) d)

Relacionado con el cañón.

Relacionado con el proyectil.

Relacionado con el sistema.

Relacionado con las cargas.

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En este trabajo nos enfocaremos especialmente en el ítem a) y c) ya que por ahora las municiones no son objeto de estudio. a) Relacionado con el cañón: Presión de Diseño para el cañón. (Cannon DP) Curva de presión para diseño del cañón (Cannon DP curve) Curva de seguridad para máxima presión del cañón (Cannon SMP curve).

Margen de seguridad.

Máxima presión permisible del cañón. (Canon PMP) Presión de prueba del cañón. (Canon PP) Fatiga del cañón para presión de diseño (Cañón Fatigue Design pressure (Cannon FDP)).

Curva para Fatiga del cañón, presión de diseño (Cannon Fatigue Design pressure curve (Cannon FDP curve)) c) Relativo al sistema Presión de Diseño del sistema. (System DP) Máxima presión permisible del sistema (System PMP).

Presión para condiciones extremas de servicio (ESCP).

Sistema de retroceso (System recoil impulse (System RI)).

En la norma Stanag 4110 se puede visualizar por medio de la Figura 1 como se distribuyen las presiones en el cañón, es importante prestar especial atención a las presiones máximas que se encuentran reglamentadas como muestra la Tabla 1 Máximas presiones permitidas para cañones según Stanag 4110.

Tabla 1 Máximas presiones permitidas para cañones según Stanag 4110.

NATO/PFP UNCLASSIFIED

Figura 1 Distribución de presiones en el Tubo de los cañones según Stanag 4110.

Fuente: NATO STANDARDIZATION AGENCY Stanag 4110 p 1-B-3.

De acuerdo a esta tabla puede establecerse la presión en aproximadamente 200 MPa.

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Análisis de las energía dentro de la recamara Para el análisis de las presiones que actúan en el diseño del tubo nos enfocaremos específicamente en la presión de diseño del cañón que como muestra la Figura 1 Distribución de presiones en el Tubo de los cañones según Stanag 4110es la presión más alta en el diseño del cañón por debajo de la presión de seguridad que equivale aproximadamente a 600 Mpa. La energía generada por la pólvora durante el disparo se conserva, dividiéndose en las proporciones aproximadas (Chile, 2002): 33% Energía de Traslación del proyectil a lo largo del Tubo.

1% Energía de rotación del proyectil.

1% Energía de Retroceso.

5% Energía cinética de los gases de pólvora.

14% Perdida de calor hacia el tubo, proyectil y vainilla 46% Energía perdida en forma de calor y gases poco aprovechados que salen por la boca del tubo.

El movimiento rotacional del proyectil a lo largo del tubo se determina finalmente con una velocidad angular que está dada por:

Figura 2 Tubo de Obús de 105 mm con el ángulo de giro en el estriado (8° 56’). Fuente: Escuela de Artillería.

De acuerdo a la Figura 1, la distribución de presiones genera una curva de presión para el diseño del cañón alta especialmente en la recamara del tubo, dicha presión aumenta por la necesidad de producir el cizallamiento del anillo de forja, esto se realiza con la presión de aproximadamente 200 Mpa.

Presión en el tubo aproximación inexacta A partir de este punto el proyectil inicia con su movimiento dentro del tubo, aumentando de esta forma el volumen, ocasionando con esto un frenado en el aumento de la presión permitiendo que los gases se expandan ocupando el espacio libre que vaya quedando detrás del proyectil. Para entonces es necesario anotar que la pólvora sigue quemándose dentro de la cámara, cuando esta pólvora termina su combustión aproximadamente a 2/3 de la longitud del tubo inicia una fase donde el proyectil solo se arrastra dentro del anima hasta que abandona la boca de fuego.

Ecuación 1 velocidad angular del proyectil

Para ilustrar el comportamiento nos basamos en:

Dónde:

Tabla 2 Distribución de presiones a lo largo del tubo

n= velocidad angular del proyectil.

Vo =Velocidad en boca.

αE =Angulo final de paso.

D= diámetro Reemplazando dichas variables para un obús de 105 mm con carga 7 donde la velocidad en boca es de 477 m/s, su calibre en metros de 0.105 y su ángulo final de estriado es de 8° 56’ obtenemos:

Figura 3 Vista de sección del área de la recamara donde se

Proyectando el Ejército del futuro • 15

de presión /longitud se haga más pequeña en su punto máximo, esto se hace porque en la recamara se refuerza y hacia la boca del tubo las paredes se hacen más angostas permitiendo soportar presiones menores, es así como las cargas lentas evitan que el tubo estalle.

soporta la mayor presión. Fuente: Escuela de Artillería.

Esta tabla de datos nos muestra una curva típica que muestra la presión máxima en el cañón:

Presión / Longitud Figura 4 Curva Presión- espacio (longitud del tubo). Fuen-

Figura 5 Vista de sección cerca a la boca del tubo. Fuente: Escuela de Artillería

En la Figura 5 podemos apreciar la diferencia en las características físicas del tubo, donde la presión es menor gracias al efecto de la pólvora lenta, evitando con esta modificar las paredes del tubo permitiendo mantener así las características técnicas del arma.

Simulación desde Matlab Teniendo en cuenta la lógica mostrada anteriormente se implementa un algoritmo en Matlab que permite segmentar en secciones pequeñas el tubo, para el resultado se realizó una división de 0.01 m para los 2.8 m de longitud de los cañones, obteniendo los siguientes resultados:

te: Escuela de Artillería

De acuerdo a lo planteado anteriormente es de gran importancia analizar el efecto de los granos de pólvora dentro de la recamara, generalmente el tamaño de las primeras cargas está compuesto por gránulos de volumen pequeño que son llamados generalmente cargas “Rápidas” y hacen que exista una mayor presión en un espacio de tiempo corto, las ultimas cargas son denominadas lentas y hacen que la curva

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Figura 6 Corte transversal del tubo y los elementos que componen el sistema de retroceso

Se hace necesario analizar en un estudio posterior como incide en el retroceso esta presión generada al impulsar un proyectil de 15Kg a 470 m/s en la boca de fuego, para dicho estudio se recomienda el método de análisis por elementos finitos ayudado de herramientas informáticas.

Referencias bibliográficas [1] ALBARRACÍN A., Pedro Ramón. Tribología & Lubricación Industrial & Automotriz. 2 ed. Bucaramanga: Ramón Albarracín.1993. 971p.

Figura 7 Comportamiento de la presión dentro del tubo de acuerdo a la longitud

Concluisiones y recomendaciones La presión del tubo es de 200 Mpa. La fuerza máxima que puede alcanzar el sistema es de 1.6 MN. La norma Stanag brinda un camino claro para establecer cuáles son las presiones de diseño y prueba en un arma de artillería, esto permite diseñar un arma sin la necesidad de iniciar con pruebas experimentales en un cañón ya construido.

Las características físicas de un tubo pueden mantenerse estandarizadas gracias a la estandarización también del propelente.

La curva de presión/longitud permite observar gráficamente el comportamiento de las presiones dentro del tubo, en dicha grafica puede observarse que el pico máximo de presión se obtiene unos instantes después de efectuado el disparo y posteriormente va disminuyendo.

[2] BAUMEISTER, Theodore & Otros. Mark’s: Manual Del Ingeniero Mecánico. 8 ed. Bogotá: McGraw-Hill. 1982. 2v.

[3] CASILLAS, A. L. Máquinas: Cálculos De Taller.

Madrid: Editorial Máquinas. 1977. 643p.

[4] NORTON, Robert. Diseño De Máquinas. México D.F.: PrenticeHall. 1999. 1048p.

[5] OCHOA, Juan José. Notas De Clase Del Curso De Diseño De Máquinas. Medellín: UPB. 2002.

40p.

[6] SHIGLEY, Joseph. Diseño En Ingeniería Mecánica.

6 ed. México McGraw-Hill. 2002. 1257p.

[7] Chile, E. M. (2002). Conceptos Basicos de Balistica. Santiago: Ejercito Chile.

[8] Management/5942889100, D. A. (2005).

Satandaritazion Agreement. North Atlantic Treaty Organization: N/A. [9] Palacios, C. J. (2012). Historia de la Artilleria.

Bogota D.C: Imprenta Ejercito Colombia.

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Diseño de la adecuación de las instalaciones del Batallón de Policía Militar No. 13 “General Tomás Cipriano de Mosquera” como establecimiento penitenciario y carcelario militar Autores1: Raquel Silva Useche: anais_raquel@yahoo.es Edgardo García Herreros: garciaherreros@yahoo.com Isnardo Polania Delgadillo: ipdesgs@yahoo.com Santiago Herrera Fajardo: santh55@gmail.com

Resumen

Keywords:

Investigación descriptiva que evalúa la posibilidad de adecuar de acuerdo con las necesidades actuales las instalaciones del Batallón de Policía Militar #13 para que funcione como establecimiento penitenciario y carcelario militar para el Ejército Nacional. Mediante un inventario a las actuales instalaciones, un diseño preliminar y estudio de costos generales con sede en el cantón occidental de la ciudad de Bogotá para 700 militares dando cumplimiento a los requerimientos legales e institucionales.

Corrections, imprisonment, design, hosting, security, and system costs.

Palabras Claves: Penitenciaria, reclusión, diseño, alojamiento, seguridad, sistema y costos.

Abstract Descriptive research that assesses the ability to adapt according to the current needs facilities Military Police Battalion # 13 to function as a prison and military prison for the Army. With an inventory of existing facilities, a preliminary design and cost study based general western canton Bogota to 700 soldiers in compliance with legal and institutional requirements.

1

1. Introducción El ejército Nacional esta instituido para proteger a todas las personas residentes en Colombia en su vida, honra, bienes, creencias y demás derechos y libertades. Este mandato comporta para los miembros de la Fuerza Pública una obligación en doble sentido: de una parte, recuperar la seguridad en todo el territorio nacional, como requisito fundamental para el disfrute de los derechos a la vida e integridad física, presupuesto base para gozar de los demás. Y, de otra, asegurar que este deber se cumpla con estricto apego a la ley y respetando los derechos humanos y el Derecho Internacional Humanitario.

El Ejercito Nacional en su obligación constitucional de defender la vida, la honra y el patrimonio de todos los colombianos contra la amenaza de los grupos armados ilegales y defender el Territorio Nacional y la soberanía ante una eventual invasión o conflicto internacional, se ha envuelto en la caída de su personal en hechos desafortunados, generando que las actuales instalaciones de los Centros de reclusión Militar sean anticuadas, obsoletas y no estén acordes con los reque-

Estudiantes especialización gerencia integral de obras. Escuela de Ingenieros Militares

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rimientos actuales de funcionamiento y seguridad que se requiere para este fin.

Las fuerzas militares deben ubicar un centro de reclusión militar que contemple los protocolos legales para detención de personas de acuerdo a los niveles de privación de la ley o sea alta, media y mínima custodia. Ante lo cual debemos identificar las necesidades actuales de acuerdo al incremento de detenidos teniendo como base objetivo el costo beneficio de la ubicación misma del centro en la ciudad de Bogotá (remisiones médicas, judiciales, arraigo y visita de familia).

Este proyecto busca mantener el estatus para el personal militar privado de la libertad de acuerdo a la normatividad vigente (régimen especial) buscando el costo beneficio a corto, mediano y largo plazo en (atención médica, judicial, bienestar para ellos y sus familias).

Esta investigación busca realizar el diseño preliminar para la adecuación de las instalaciones de una unidad militar (Batallón de Policía Militar #13) como establecimiento penitenciario y carcelario para el Ejército Nacional. Mediante un inventario a las actuales instalaciones; con el respectivo estudio de costos generales con sede en el cantón occidental de la ciudad de Bogotá para 700 militares dando cumplimiento a los requerimientos legales e institucionales.

2. Desarrollo teórico Las penas privativas de la libertad a lo largo de la historia han sustituido a las penas extravagantes con que en la antigüedad era reprimido el delito, haciendo de ellas un verdadero tratamiento para el desviado social, acorde con un marco internacional de respeto por los derechos humanos como máxima expresión de la dignidad humana.

Siendo lo anterior así corresponde establecer el marco de la resocialización en sus diferentes facetas, -trabajo, estudio y enseñanza-, para así superar las diferentes dificultades que los Estados han debido sortear para devolver a la sociedad un individuo apto para la vida en comunidad. Siendo esto así, se deberá procurar porque el interno se desempeñe en aquellas actividades que le reporten provecho a la sociedad y que le satisfagan y se materialicen en un verdadero proyecto de vida.

2

El personal militar privado de la libertad que actualmente se encuentra en los centros penitenciarios y carcelarios del país requiere condiciones específicas que desarrollen el concepto de resocialización que en manera alguna corresponden al normal empleado para la población carcelaria cuyo promedio existencial discurre en el permanente delinquir.

2.1. Concepto de sistema penitenciario.

Los sistemas penitenciarios están basados en un conjunto de principios orgánicos sobre los problemas que dieron origen a las reformas carcelarias y surgen como una reacción natural y lógica contra el estado de hacinamiento, promiscuidad, falta de higiene, alimentación, educación, trabajo y rehabilitación de los internos.

De allí la importancia de las ideas de Howard, Beccaria, Montesinos, Maconichie, Crofton, etc. y de una necesaria planificación para terminar con el caos descrito en algunas obras de los autores mencionados.2 Así mismo, muchas de sus ideas se comenzaron a plasmar en las nuevas colonias de América del Norte. Luego son trasladadas al viejo continente donde se perfeccionaron aún más, para después tratar de implantarse en todos los países del mundo.

2.2 Modalidades de la Seguridad Penitenciaria.

Todo establecimiento debe contar con cinco manifestaciones o modalidades de seguridad que son: Seguridad funcional: se refiere a la distribución estratégica de las diversas que integran un reclusorio, con el propósito de mantener un mayor control sobre la población interna así como de visitantes y empleados.

Seguridad estructural: se refiere a la resistencia y calidad de los materiales utilizados en la construcción así como también a la altura, grosor y profundidad de las murallas, altura de las torres de vigilancia, etc.

ARENAL Concepción. Cuadros de la Guerra Carlista. Ed. Renacimiento 2005. Pág. 12

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Seguridad instrumental: se refiere a todos los instrumentos que sirven de apoyo y auxilio para dar protección al establecimiento y al personal bajo nuestra responsabilidad. De nada sirve contar con un excelente apoyo instrumental si antes no se concientiza y capacitar al personal respecto a la importancia del uso adecuado y conservación del equipo puesto a su disposición.

Seguridad sistemática: es la implementación de los diferentes sistemas de operación necesarios para el adecuado desarrollo de la vida institucional, tales como requisitos para entrar o salir, horarios para el pase de lista de los internos, horarios para recibir visitas etc. De ser flexibles en cuanto a la aplicación de estos, se pone en riesgo el orden y disciplina que deben prevalecer.

2.3 Zonas de Seguridad.

En todo establecimiento penitenciario se deben establecer tres zonas de seguridad: • Zona de alta seguridad • Zona de media seguridad • Zona de baja seguridad Las zonas de seguridad estarán señaladas en estrecha relación con la circulación por las mismas, así vemos que: • La zona de alta seguridad tendrá circulación restringida.

• La zona de media seguridad tendrá circulación controlada.

• La zona de baja seguridad tendrá circulación libre.

2.4 Ejército Nacional de Colombia Los inicios del Ejército Nacional de Colombia, se remontan a las décadas de 1770 y 1780 con el Ejército comunero surgido en tierras de los actuales Santander y Norte de Santander, llamada también región de los Santanderes.

Luego de las capitulaciones de Zipaquirá de 1781, sus comandantes fueron traicionados, 3

fusilados, sus cuerpos mutilados y esparcidos sus miembros.

Luego de los acontecimientos del 20 de julio de 1810, la Junta suprema recién creada anuncia la creación Batallón Voluntarios de Guardias Nacionales compuesto por infantería y caballería, al mando del Teniente Coronel Antonio Baraya.3

2.6 Organización del Ejército Nacional de Colombia.

El Comando General de las Fuerzas Militares es la entidad de más alto nivel de planeamiento y dirección estratégica para las instituciones castrenses del país. Bajo su égida y faro están el Ejército Nacional de Colombia, la Armada de la República de Colombia y la Fuerza Aérea Colombiana.

De sus dependencias emanan las directrices y las políticas de mando para los soldados de tierra, de mar y de aire, en estricto y cabal cumplimiento de la misión prevista en el artículo 217 de nuestra Constitución política.

Establecimiento penitenciario y carcelario del Batallón de Policía Militar No. 13 “General Tomás Cipriano de Mosquera”.

En el contexto institucional, en la actualidad se observa con gran preocupación como el actuar de la Fuerza es cuestionado por el órgano de persecución penal Colombiano, en donde las estadísticas de internos han desbordado en tiempo récord la capacidad carcelaria militar, siendo sorprendida la Institución al no contar con la infraestructura idónea ni con los planes que atiendan al principio de resocialización como uno de los fines últimos de las medidas intramuros.

Siendo el Establecimiento Penitenciario y Carcelario del Batallón de Policía Militar No. 13 “General Tomás Cipriano de Mosquera”, un establecimiento especial de reclusión tal como lo preceptúa la normatividad carcelaria es menester garantizar que las actividades de trabajo, estudio y enseñanza se realicen conforme a la normatividad legal vigente.

«Historia Militar de Santander - Segunda División - Ejercito Nacional de Colombia».

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3. Trabajo de Campo De acuerdo con el tipo de investigación utilizada en este trabajo, y teniendo en cuenta que lo que se quiere buscar son mejoras y adecuación del batallón a un sistema penitenciario y carcelario adecuado y normalizado, se optó por realizar un estudio tipo encuesta mediante el cual se efectuaron descripciones del tema a analizar con el fin de justificar las los diseños y a futuro implementar sistemas de costos y diseños más específicos que permitan desarrollar este proyecto dentro de las instalaciones del batallón.

En cuanto a la facilidad logística de acuerdo con la ubicación la respuesta del personal detenido y sus familias es bastante satisfactoria, ya que el 96% de los encuestados consideran que las actividades logísticas que conlleva la visita y permanencia con los militares detenidos se facilita o se hace más económico cuando estos se encuentran en la ciudad de Bogotá y no fuera de la ciudad.

Figura 2. Facilidad logística de acuerdo con la ubicación

4. Análisis de la Información Para el análisis de la información se hizo concordancia con lo planteado anteriormente en donde se menciona la metodología con la cual se ejecutaron las encuestas, con lo que se procedió a evidenciar los resultados obtenidos de la población encuestada y se hizo su posterior análisis para establecer la relación con el problema de conocimiento que se trata de esclarecer mediante la investigación. De acuerdo con lo anterior es importante efectuar las siguientes aseveraciones: Es importante destacar que 48 de las 50 personas encuestadas consideran que un centro de reclusión en Bogotá es funcional desde el punto de vista humano, lo que conlleva equívocamente a plantear que a las familias de los detenidos les es favorable que sus familiares estén detenidos en la ciudad Capital.

Figura 1. Evaluación de la conveniencia de la ubicación del centro de reclusión en la ciudad de Bogotá.

Fuente: Autor

De otro lado y teniendo en cuenta el costo beneficio institucional para el tratamiento carcelario se pudo establecer por parte de los detenidos y sus familias se obtuvieron resultados muy importantes, contando con que los beneficios institucionales obedecen a una de las principales razones por lo cual se motivo esta investigación, el 98 % de los encuestados consideran que estos se benefician desde el punto de vista institucional al hacer mucho más fácil sus diligencias sean medicas, judiciales u otras ,cuando se encuentran ubicados en Bogotá.

El personal encuestado en esta pregunta determino que el mejor sitio es la ciudad de Bogotá debido a las vías de acceso la centralidad del establecimiento y la facilidad de acceso al mismo.

5. Conclusiones y Recomendaciones El costo estimado por m2 de construcción y adecuación de centro penitenciario en las instalaciones del Cantón Occidental es de $ 432.324 la cual fue proyectada en un área de 6852 m2.

Fuente: Autor

El costo total estimado asciende a $ 2’962.284.048,00 millones, costo que es muy

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representativo y beneficioso para la entidad respecto a realizar una construcción nueva que conlleva actividades de gran envergadura como es la adquisición de lote, cimentación, estructura, redes y dotación de la misma.

6. Bibliografía CONGRESO DE COLOMBIA. Ley 65 de 1993, Código Penitenciario y Carcelario. Bogotá D.C. 1993.

Arts. 10, 80, 142 al 145.

El costo beneficio positivo para la construcción y adecuación de centro penitenciario en las instalaciones del Cantón Occidental no contempla únicamente factores económicos sino sociales tanto la población de militares detenidas como para unidad administrativa.

DIRECCIÓN DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BÁSICO, MINISTERIO DE DESARROLLO ECONÓMICO. Reglamento técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico. Bogotá D.C. 2000.

1210 p.

La construcción y adecuación de centro penitenciario en las instalaciones del Cantón Occidental contempla únicamente actividades de cerramiento, adecuación de las plantas físicas existentes como dormitorios, ampliación de zonas comunes y de seguridad, las cuales son desarrolladas en un plazo de ejecución menor a la construcción de un centro nuevo.

INPEC, Resolución 2392 mayo 23/05, Actividades validas para redención de pena.

Adicionalmente y revisando el marco contextual y normativo de los centros de reclusión para los militares es pertinente recomendar que se debe mantener la normatividad que ordena la reclusión de miembros de la Fuerza Pública en sitios especiales. Además de estar previsto así en la ley, ha sido avalado por la jurisprudencia de la Corte Constitucional como medida de protección de los derechos a la vida e integridad personal de quienes en ejercicio de sus funciones combaten la delincuencia.

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INPEC, Acuerdo 011/95, Reglamento General para los Establecimientos Penitenciarios y Carcelarios del país. Bogotá D.C. 1995. Arts. 58 al 66.

Bogotá D.C. 2006 INPEC, Resolución 7302 noviembre 23/05, pautas para la atención Integral y el Tratamiento Penitenciario. Bogotá D.C. 1995.

MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DE DESARROLLO TERRITORIAL, DECRETO NÚMERO 926 DE 2010, Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente- NSR – 10. Bogotá D.C. 2010.

MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA, Reglamento Técnico De Instalaciones Eléctricas - RETIE –, Bogotá D.C. 2008.

Disminución de la presentación de cólicos o morbilidad en la población de caballos en la Escuela de Equitación del Ejército de Colombia

AUTOR: Dr. Mario Roa, Médico Veterinario Escuela de Equitación del Ejército.

Resumen

Keywords

El cólico en el caballo es la manifestación de dolor abdominal puede deberse a diferentes orígenes en su mayoría de tipo digestivo . Su presentación requiere un tratamiento de urgencia puesto que este puede llegar a ser fatal. La presentación de cólicos en la historia reciente de la Escuela de Equitación era alta dentro de una población de 120 equinos, ósea una alta morbilidad con una baja mortalidad, la presentación de uno o dos casos a la semana puede ser de una morbilidad o presentación importante. De unos años hasta la actualidad la Escuela de Equitación logro disminuir la incidencia de cólico con sus caballos enfocándose en tres puntos.

Colic, horse food, gastric lavage, hipomotility, abdominal distention.

Palabras claves Cólico, Forraje, lavado gástrico, hipomotilidad, concentrado estruido, distensión abdominal.

Summary The colic in horses is the manifestation of abdominal pain, that may be due to different sources mostly digestive type. The presentation requires a treatment of urgency since this can become fatal. The incidence of colic in the recent history of the Military Riding School was high within a population of 120 horses in stables, a high morbidity with a low mortality rate. The presentation of one or two cases in a week can be a high morbidity . A few years the riding school pursuit decrease the incidence of colic with their horses, focusing on three points.

Desarrollo Comúnmente la predisposición del equino se da por diversos factores. El clima, los climas fríos y húmedos se relacionan con mayor presentación de cólicos. Las cantidades de alimento y las horas de alimentación son también importantes puesto que el estomago del equino es muy pequeño en comparación a su intestino. Es por eso que se recomiendan raciones pequeñas de forraje tres veces al día.

La manifestación clínica de los cólicos en la Escuela de Equitación del Ejercito empezaba con dolor leve a moderado, generalmente en las horas de la tarde posterior a la comida del medio día. Los caballos solían presentar hipo motilidad, distensión abdominal, frecuencias cardiacas de 40 a 60 latidos por minuto.

Mas del 50% de estos cólicos respondían positivamente con el lavado gástrico 25% este lavado se realizaba con sonda naso gástrica y un lavado con agua hasta vaciar completamente el estomago, un 40% mejoraban del todo con el lavado y una posterior terapia de fluidos con cerca de 20 a 30 lts. de Ringer lactato. Solo un 35% restante llegaban a ser quirúrgicos, el paciente quirúrgico no responde al tratamiento médico ni a la analgesia, la decisión del clínico en remitir o identificar el paciente quirúrgico es de suma importancia porque su demora puede causar lesiones irreversibles en el intestino del equino que son fatales de no corregirlas a tiempo.

Proyectando el Ejército del futuro • 23

Figura 1. Síntomas clásicos de cólico Figura 2.

Equino con terapia de fluidos

Con lo anterior se podía relacionar la alta presentación de los cólicos a los siguientes problemas: • En el manejo la cantidad y calidad de la alimentación.

• A los horarios de trabajo cercanos a las horas de alimentación.

• También a las horas de estabulación con respecto a las horas potrero.

• Henos gruesos de tipo Angleton o húmedos.

• Concentrados de mala calidad.

Fue entonces que desde el año 2010 la Veterinaria de la Escuela de Equitación se enfoco en hacer cambios en el manejo y alimentación de los equinos de los equinos. Las horas de trabajo debían estar espaciadas con relación a las horas de comida. Trabajando a los caballos en horarios similares durante la semana. El volumen de la dieta se dividió de dos raciones al día a tres raciones al día con una cantidad máxima de 2,5 kgs. de concentrado y avena por ración de comida junto con un mejoramiento de la calidad de avena tamizada a chancada, mas tamizada y mejor machacada. La calidad del concentrado se mejoro pasando de una concentrado pelletizado a extruido con unos mejores insumos para su preparación. Las fuentes de agua se mejoraron, exámenes anteriores del agua mostraron que no había contaminación bacterial, pero sí de minerales. Así que se opto por cambiar la administración del agua de balde manual a instalación de llaves en cada pesebrera mejorando la potabilidad del agua.

Figura 3.Sala de Cirugía

24 •• Dirección de Ciencia y Tecnología 24

Con estos cambios el grupo de veterinarios noto una disminución en la incidencia o presentación de los cólicos en la Escuela de Equitación. Pasando de un caso a la semana a un caso al mes. Este es un cambio positivo y muy notorio con relación a la salud de los equinos de la Escuela de Equitación. Lo que se traduce en un mejor rendimiento de estos y en una disminución también en el gasto de recursos para su tratamiento.

Conclusiones A modo de conclusión y en el caso de la caballada de la Escuela de Equitación los siguientes factores

Mejoramiento de las raciones: Se canalizo la administración de forraje a través de un soldado responsable de la distribución del forraje para cada caballo.

Después de estas prácticas se noto un cambio notorio en la presentación del cólico pasando a uno o dos cólicos al mes de forma constante durante los tres años que han transcurrido los cambios.

Figura 1. Caballo con signos de cólico http://www. hipicaparaiso.com/images/fbfiles/images/caballo. png Figura 2. Caballo con signos de cólico http://www. portalveterinaria.com/apuntes/art614_img1.gif Figura 3. Quirófano Escuela De Equitación Figura 4. Caballo distendido http://1.bp.blogspot. com/-vJ2_QRFv1u4/T-jraxZVp4I/AAAAAAAAED4/E-P-wZTJkss/s1600/caballo_colico_jinete_y_ caballo_01_venezuela.bmp

Bibliografía [1] Figura 4.Distencion abdominal.

tuvieron un efecto importante en la alta incidencia de cólicos en los equinos.

Mejoramiento del manejo: El manejo por parte el personal de palafreneros es muy importante, lo ideal es que se realice por personal comprometido con el manejo de la alimentación, trabajo diario y tiempo de potrero al día.

Mejoramiento de la disposición de agua: Se busco que los caballos tengan agua permanente lo más fresca posible. Con administración directa de agua a la pesebrera.

Mejoramiento de la calidad del alimento: La calidad del alimento se enfoco a mejorar el tipo de avena y el tipo de heno. Los henos que se administraban de tipo Angleton muy gruesos con bajo nivel de proteína.

COLIC BY NUMBERS The John Hickman Memorial Lecture: Cohen, ND. 2003. Equine Veterinary Journal 35 (4): 343-349.

[2] CURRENT THERAPY IN EQUINE, Medicine 6, N. Norman Edward Robinson, Kim A. Sprayberry - 2009 - Preview - More editions [3] EPIDEMIOLOGY OF COLIC. The Veterinary Clinics of North America.Equine, Cohen, N. D. 1997 Practice 13 (2): 191.

[4] MEDICINA INTERNA EQUINA, Stephen M. Reed, Warwich M. Bayly, Debra C. Sellon 2005 [5] PROGNOSING EQUINE COLIC, Review Article, Pages 217-231, Sarah Dukti, Nathaniel A. White [6] THE INFLUENCE OF WEATHER VARIATIONS ON THE COLICS OF THE HORSE: A Retrospective Study.” Biglietti, G., B. Garbagnati, G. Greppi, and G. Sartori. 2004.“

Proyectando el Ejército del futuro • 25

Diseño de un prototipo de una bengala infrarroja, para el uso con aparatos de vision nocturna Centro de Investigación en Electrónica, Telecomunicaciones e Informática Autor: Sargento Primero Franklin Ortiz Cano / Suboficial Desarrollo Tecnológico Centro de Investigación ESCOM ceinv.eti.escom@gmail.com Proyecto de grado desarrollado por: Cp. Wilton Bernardo Rubiano Aguirre / Pinguino425@hotmail.com Cp. Jhan Fernando Buitrago Patiño / jhanferb@hotmail.com CS. LUIS CARLOS ALVAREZ BARRERA / lucaba123@hotmail.com

Resumen

Abstrac

Con el desarrollo del presente proyecto, se pretende llevar a cabo el diseño y la implementación física de un prototipo de bengala electrónica, reutilizable, que pueda ser usada en el área de operaciones para la orientación de las aeronaves y la ubicación de las propias tropas. Evitando con esto el uso de elementos que producen ruido y que a parte de facilitar la ubicación de las tropas por parte del apoyo aéreo, también permiten que sean fácilmente detectados por el enemigo.

With the development of this project is to carry out the design and physical implementation of a prototype electronic flare, reusable, that can be used in the area of ​​operations for aircraft guidance and the location of own troops. Thus avoiding the use of noise-producing elements and to facilitate the location of the troops by air support, also allow them to be easily detected by the enemy.

La solución propuesta en el presente trabajo, se trata de un sistema electrónico de luces infrarrojas el cual pueda ser codificado con diferentes secuencias de iluminación con el fin de lograr una mayor coordinación entre las Unidades que participan en una operación.

Así mismo, el sistema de iluminación tendrá como impulsor un tanque de gas que no produce ruido y puede ser cambiado de una forma muy rápida, convirtiendo el proyecto en un elemento reutilizable, a diferencia de las bengalas que podemos adquirir en el mercado, reduciendo costos y permitiendo que mas Unidades puedan ser dotadas con este tipo de material.

Palabras clave Bengala, Lentes, Infrarrojo, Codificación.

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The solution proposed in this paper work, is an electronic infrared lights which can be encoded with different lighting sequences in order to achieve greater coordination between the units involved in a transaction.

Also, the lighting system will drive a gas tank that produces no noise and can be changed in a very quick, making the project a reusable element, unlike the flares that can be purchased at the market, reducing costs and allowing more units can be equipped with this type of material.

Keywords Bengal, Lenses, Infrared, Coding.

1. Introducción Las bengalas y granadas de iluminación son ampliamente utilizadas, no solo por las Fuerzas Militares,

sino también, por los organismos civiles de búsqueda y rescate para lograr la ubicación de personal en lugares de difícil acceso, densa vegetación o poca visibilidad, como en el caso de la noche.

En los casos de operaciones de rescate, ya sean estas conducidas por Unidades militares u organismos civiles, la utilización de bengalas de iluminación se efectúa con el fin de encontrar personal extraviado o para iluminar la zona donde se realiza la extracción de personal herido, en estas condiciones no se tiene en cuenta el factor de riesgo que puede representar el ser detectado por tropas enemigas, sin embargo, cuando se trata de orientar el apoyo aéreo dentro de una operación militar, este aspecto cobra gran importancia ya que la utilización de elementos lumínicos para la orientación del apoyo de las aeronaves, puede dar a conocer la posición de las propias tropas al enemigo, siendo blanco fácil del fuego.

El presente proyecto aborda varios campos de estudio para la implementación de la solución como: la física, para el cálculo de la trayectoria de la bengala y la fuerza que debe generar el sistema de impulso, la mecánica para realizar los cálculos y diseños del prototipo el cual debe ser ergonómico y funcional, y la electrónica para la realización de los diseños del sistema de iluminación y la programación de los diferentes tipos de códigos lumínicos.

2 Objetivos 2.1 Objetivo general Diseñar el prototipo de una bengala que pueda ser lanzada por las tropas en tierra con el fin de orientar los apoyos aéreos, teniendo como base la utilización de Leds de alta potencia que permitan ubicar las tropas en tierra de manera rápida durante la noche.

rante operaciones nocturnas mediante avisos luminosos.

Realizar el diseño del Hardware y el software para implementar el prototipo de bengala para aparatos de visión nocturna.

Determinar el modo de empleo del sistema propuesto y realizar su difusión mediante un manual de operación.

3. Desarrollo del Proyecto 3.1. Descripción del problema Cuando se utilizan las bengalas y granadas de iluminación convencionales para la ubicación de las tropas, se generan vulnerabilidades ya que se expone la posición propia ante el enemigo, debido al ruido producido por la pólvora impulsora de las bengalas, además, la luz generada por las mismas puede ser vista con facilidad a gran distancia.

De otra parte, los elementos no son reutilizables, generando con esto un costo económico elevado durante su utilización.

3.2. Diseño de ingeniería El prototipo propuesto está conformado por los siguientes elementos: un cuerpo cilíndrico, el cual posee un alojamiento para el gas que funcionara como impulsor y provee una guía para mejorar la dirección de la bengala.

2.2 Objetivos específicos Identificar el funcionamiento y operación de la bengala convencional, reconociendo las posibles falencias que esta presenta.

Realizar un estudio del estado del arte y búsqueda de vigilancia tecnológica sobre el tema de bengalas y granadas de iluminación.

Determinar la mejor solución para el problema de la ubicación de las tropas en tierra du-

Imagen 1. Diagrama en bloques.

Fuente: Desarrolladores Proyecto.

Proyectando el Ejército del futuro • 27

Sistema electrónico con leds de alta luminosidad, el cual contiene la programación de las secuencias en un microcontrolador de bajo consumo: 12F675 de microchip.

Imagen 2. Diseño mecánico A Fuente: Desarrolladores Proyecto.

Imagen 5. Diagrama esquemático.

Fuente: Desarrolladores Proyecto.

Imagen 3. Diseño mecánico B Fuente: Desarrolladores Proyecto.

Imagen 6. Diseño PCB. Fuente: Desarrolladores Proyecto.

3.2.1 Alcances del diseño Terminado el dispositivo completo cumpliendo con todas las etapas y fases de ensamble físico-mecánico, electrónico se procedió a realizar pruebas en las instalaciones de la Escuela de Comunicaciones logrando los resultados mostrados a continuación con cada uno de los prototipos. (Ver imagen 7).

3.3 Producto terminado Imagen 4. Prototipo en aluminio.

Fuente: Desarrolladores Proyecto.

28 • Dirección de Ciencia y Tecnología

Luego de haber realizado las pruebas correspondientes con resultados satisfactorios se enseña el producto final.

Prueba de lanzamiento de la bengala

3.3.2 Características funcionales Identificación efectiva de tropas en tierra durante la noche y de una manera más segura.

Permite coordinaciones entre unidades en tierra y aeronaves.

Permite la reutilización de materiales.

Reducido costo para producción en masa.

3.4 Presupuesto

Imagen 7. Resultado Pruebas.

Fuente: Desarrolladores Proyecto.

Los costos durante el desarrollo del presente proyecto, se describen a continuación.

ELEMENTO

CANT

V. UNIT.

1

Maquinado

1

7.000,00

7.000,00

Impresos

1

12.000,00

12.000,00

PCB

2

32.500,00

65.000,00

18.000,00

18.000,00

4.000,00

12.000,00

Componentes electrónicos

17.000,00

3.3.1 Características técnicas del

proyecto “Diseño de un prototipo de una bengala para aparatos de visión nocturna Peso: 150 gramos.

Componentes: Polietileno, acrílico, Aluminio.

Longitud: 25 cm Largo.

Diámetro: 27 mm

17.000,00

Baterías CR 2450

3

Etiqueta

1

15.000,00

15.000,00

Piezas en aluminio

1

30.000,00

30.000,00

Laser verde

1

60.000,00

60.000,00

Pieza en acrílico cortada con laser

1

6.000,00

6.000,00

Gel

1

2.000,00

2.000,00

Pipeta de CO2 12 g

15

4.000,00

60.000,00

Prototipo bengala en aluminio

1

180.000,00

180.000,00

Papelería y transporte

100.000,00

100.000,00

Asesoría

500.000,00

500.000,00

TOTAL

Imagen 8. Prototipo Terminado.

Fuente: Desarrolladores Proyecto.

V. TOTAL

Nylon en Barra 2 p

1.084.000,00

Tabla1. Relación Presupuesto Proyecto.

4. Conclusiones El prototipo puede ser implementado a nivel Unidad Táctica, ya que se demostró su utilidad y funcionabilidad como sistema de ubicación de tropas en tierra para los apoyos aéreos.

Al utilizar elementos de fácil consecución se logró minimizar los costos de producción, los cuales se pueden disminuir aún más al momento de producirse en serie.

La tecnología utilizada para el desarrollo del proyecto, puede ser empleada para aplicaciones de mayor alcance con un cambio mínimo en el diseño del circuito.

Proyectando el Ejército del futuro • 29

5. Referencias ALCALDE,P. (2005). Electrotecnia. Madrid: Paraninfo ALCALDE,P. (2010). Electrónica aplicada. Madrid: Paraninfo.

CERDA GUTIERREZ HUGO, Como elaborar proyectos. Primera edición Santa fe de Bogotá D.C.

KAUFMAN, Milton y Seidman Arthur H. Electrónica Moderna Práctica. Tercera Edición Santa Fe de Bogotá.

LEON,W. (1993) Digital And Analog Communications Systems. USA: Prentice Hall.

GALEANO, G (2009). Programación de sistemas embebidos en C. Bogotá: Alfaomega.

MANDADO, E y MANDADO, (2008). Sistemas Electrónicos Digitales 9ª Edición. Bogotá: Alfaomega.

GOMEZ, M (2007). Electrónica General. Bogotá: Alfaomega.

NAVARRO, R.(2004). Ingeniería de control, analógica y digital. México: McGraw Hill Interamericana.

GUALDA, J y MARTINEZ, S (2006). Electrónica de potencia. Componentes, topologías y equipos.

Madrid: Paraninfo.

VALDEZ, P y PALLAZ,R (2007). Microcontroladores, fundamentos y aplicaciones con PIC. Bogotá: Alfaomega.

30 • Dirección de Ciencia y Tecnología

Modelo de identificación de zonas minadas para el planeamiento de operaciones Militares y desminado humanitario * Teniente Carlos Andres Garcia Diaz –J8 CGFM **Phd Alexandra Pomares – Investigadora Universidad Javeriana

Resumen Este trabajo presenta un modelo de identificación de áreas peligrosas y vulnerables con presencia de minas antipersona. Para esta solución, el modelo integra diversas tecnologías como la minería de datos y los sistemas de información geográfica (SIG) que permiten enriquecer el proceso de planeamiento de operaciones Militares y desminado humanitario. La evaluación de la funcionalidad del modelo propuesto se realizó, tanto en el proceso de desarrollo, como el modelo final a través de la verificación de un caso de estudio que sirvió de marco para realizar validaciones teóricas y prácticas.

Palabras clave Minería de datos, sistemas de información geográfica, análisis espacial, minas antipersona, distribución temporal y espacial, procesamiento espacial.

Abstract This paper presents a model for identifying hazardous areas and vulnerable to the presence of landmines.

For this solution, the model integrates various technologies such as data mining and geographic information systems (GIS) to enrich the process of planning military operations and humanitarian demining. The

evaluation of the functionality of the proposed model was performed both in the development process, as the final model through the verification of a case study which provided a framework for theoretical and practical validations.

Keywords Data mining, Geographic information systems, spatial analysis, landmines, spatial and temporal distribution, spatial processing.

I. Introducción En el conflicto armado colombiano los grupos armados ilegales han adoptado como lineamiento estratégico durante los últimos 20 años un modo de lucha basado en la guerra de minas antipersona[1]. El objetivo principal de estas minas es proteger cultivos ilícitos, campamentos guerrilleros y retrasar el avance terrestre de las Fuerzas Militares. [2]. En vista de esta problemática, las Fuerzas Militares de Colombia en coordinación con el Programa Presidencial para la Acción Integral contra minas, realizan la planeación de operaciones de desminado humanitario conducentes a la eliminación de los peligros derivados de minas antipersona a fin de restituir las tierras a la comunidad para su utilización [3].

*Candidato a Magister en Ingenieria de Sistemas y Computacion de la Pontificia Universidad Javeriana. Oficial Investigador del Ejercito Nacional y Jefe del Area de Sistemas de información de la Jefatura de Control ,Comunicaciones y Sistemas (J8)-Comando General FFMM. Email: carlgar@cgfm,mil. co- c.garciad@javeriana.edu.co ** Doctora en Ingeniería de la Universidad de los Andes y Doctora en Informática de la Universidad de Grenoble, Francia. Profesora de la planta e Investigadora de la Pontificia Universidad Javeriana.

Proyectando el Ejército del futuro • 31

La planeación de operaciones de desminado humanitario incluye dos fases estudio técnico y no técnico. El estudio técnico se realiza directamente en el terreno e implica intervención física y uso de material técnico de desminado humanitario [4].

El estudio no técnico es la actividad que implica la recolección y análisis de información nueva o la Verificación de la ya existente, sobre áreas sospechosas de contener minas antipersona. Su propósito es confirmar si existe o no evidencias de minas antipersona, para identificar el tipo y dimensión dentro del área sospechosa y definir el perímetro de las áreas peligrosas, minadas o canceladas actuales sin intervención física [5].

Los estudios no técnicos aún presentan limitaciones en el uso de herramientas que puedan facilitar la planeación y aumenten la capacidad de tomar decisiones estratégicas [10].

El análisis alrededor de los trabajos orientados al problema de minas antipersona y desminado humanitario encontró que muchos están orientados a actuar sólo como repositorios de información de eventos con minas [11] [12]. Otros no consideran características propias del conflicto armado colombiano [13] [14]. Adicionalmente, ninguno presenta un proceso estándar que se enmarque dentro de una metodología para extraer conocimiento.

El objeto principal de este trabajo es proponer un modelo que facilita la identificación de áreas peligrosas y vulnerables con presencia de minas antipersona. Para esta solución, es necesario involucrar e integrar diversas tecnologías como la minería de datos y los SIG, que permitan enriquecer el proceso de planeamiento de una operación militar y los estudios no técnicos en desminado humanitario, aumentando su precisión con el fin de descartar o desvirtuar la sospecha de áreas minadas. El modelo propuesto provee otras alternativas al análisis geográfico y análisis espacial, automatizando flujos de trabajo geográficos y tareas de análisis espacial a través de geoprocesamiento.

de resolución de problemas en investigaciones de informática y ciencias de la computación. Esta metodología tiene como objetivo contribuir en la solución de problemas relevantes aún no resueltos en un ambiente del mundo real y su resolución de una manera novedosa.

La ciencia basada en el diseño es un paradigma de resolución de problemas en investigaciones de informática y ciencias de la computación. Esta metodología tiene como objetivo contribuir en la solución de problemas relevantes aún no resueltos en un ambiente del mundo real y, dado el caso, a su resolución de una manera novedosa. Este paradigma establece el desarrollo de un proceso de investigación basado en tres ciclos: relevancia, rigor y diseño de una solución. La relevancia establece un problema del mundo real sobre el cual se pueda aplicar la solución que se plantea diseñar, dando como insumo al diseño los requerimientos del problema. El rigor brinda el conocimiento existente, tomado en su mayoría de la literatura científica, aportando conocimiento existente o metodologías que puedan ser aprovechadas. El ciclo de diseño toma como insumo los resultados de las fases de rigor y relevancia, para generar nuevo conocimiento pertinente a un problema real. Asimismo involucra el desarrollo de un proceso iterativo de constante retroalimentación y mejoramiento. [20]. El esquema de este paradigma instanciado en este proyecto de investigación se describe en la figura 1.

II. Propuesta metodológica La metodología de este proyecto se fundamenta en la ciencia basada en el diseño. Este paradigma

32 • Dirección de Ciencia y Tecnología

Figura 1. Fases de la Ciencia del Diseño. Fuente: [21].

El diseño de un modelo de identificación de zonas sospechosas con presencia de minas antipersona, se divide en tres fases consecutivas: FASE 1: Análisis de la base del conocimiento (rigor), FASE 2: Análisis del entorno (relevancia), FASE 3: Diseño y validación del modelo.

III Resultados Se desarrollo de un artefacto que facilita la generación de conocimiento para apoyar un proceso de planeamiento operacional Militar. Mencionado artefacto

consiste en ofrecer una solución integral al problema de identificación de zonas con presencia de minas antipersona.

El modelo propuesto se ilustra en la figura 7, en la cual se muestra la interacción de los diferentes elementos (entradas, proceso y salida) y la comunicación con los componentes internos. El modelo se compone de varios módulos que proporcionan cada uno una funcionalidad específica, esto con el fin de identificar una zona como sospechosa de contener minas antipersona y así obtener el conocimiento oculto que existe en el conjunto de datos de entrada.

Figura 2. Modelo de identificación de zonas sospechosas de minas

3.1 Descripción del modelo Este modelo busca establecer el análisis de eventos con minas antipersona, combinando minería de datos espacial (SDM) y Sistemas de Información Geográfica (SIG), en un entorno enriquecido de datos y apoyando una estrategia que busca favorecer la obtención de información útil para orientar las actividades encaminadas a prevenir, detectar y responder a los problemas de planeación de operaciones militares y de desminado humanitario en Colombia.El modelo contiene elementos principales de un sistema: (a) entradas, (b) proceso y salida de resultados.

El componente de geoprocesamiento está constituido por la automatización de flujos

de trabajo, modelado y análisis espacial, está orientado a modelar y analizar información geográfica para generar resultados espaciales y alfanuméricos presentados en análisis geográficos y mapas dinámicos. El componente de minería de datos espaciales brinda la posibilidad de buscar correlaciones no evidentes y potencialmente útiles entre objetos geográficos.

La aplicación de la minería de datos conduce al descubrimiento de conocimiento implícito que puede ser evidencia de la información de los datos geográficos, deducción de patrones o categorizaciones, información convencional de las bases de datos, como en el caso de los objetos geográficos de manera asociativa: forma de estructuras, agrupaciones y diversos tipos de relaciones espaciales. Este componente

Proyectando el Ejército del futuro • 33

hace énfasis en la extracción de conocimiento relevante inherente a la naturaleza espacial de los datos.

3.2. Cálculo de riesgo de una zona minada Para realizar el cálculo de riesgo de minas antipersona en un punto geográfico en el análisis, se parte de un conjunto de datos que corresponde a los hechos de minas registrados en una base de datos transaccional.

Los hechos de mina relevantes para el cálculo, están clasificados de la siguiente manera: • Activación artefacto explosivo • Activación zona minada • Incautación de explosivos • Incautación de minas antipersona • Neutralización de artefacto explosivo La ocurrencia de estos hechos de mina está relacionada, entre otros tipos de conductas por parte de las organizaciones terroristas, a la ubicación de los artefactos en lugares estratégicos y elementos propios del paisaje que se han denominado variables de análisis. Las variables de análisis que se han determinado tienen relación con los hechos de mina que son: • Infraestructura crítica: Oleoductos, Poliductos, Gasoductos y torres eléctricas.

• Ubicación de la tropa • Fuentes y cuerpos de agua • Vías • Centros Poblados • Cultivos Ilícitos

espacial se evidencia que no todos los hechos de minas pueden estar relacionados mediante el determinante de la proximidad con una variable del entorno, por esta razón para efectos de un cálculo de riesgo, un registro histórico de los riesgos de mina es considerado como una variable más para dicho cálculo.

Para el análisis del riesgo se calculará un índice de ocurrencia de un evento que contenga minas antipersonales en un área seleccionada de 1 Km de radio, teniendo como datos de entrada la información histórica de los hechos ocurridos en un área circular concéntrica a la anterior de radio igual a 5 Km. 3.2.1 Análisis probabilístico El análisis probabilístico tiene como punto de partida dos series de datos, por un lado, la primera serie es la suma de los hechos ocurridos en un área de 5 Km de radio correspondientes a todas y cada una de las variables de estudio, que será denominada H5 y se puede determinar así:

Donde Vi5 Corresponde a la variable i en un área de 5 Km de radio, área que a su vez contiene n variables.

Por otro lado, la segunda serie de datos es la suma de los hechos ocurridos en un área de 1 Km de radio correspondiente a todas y cada una de las variables de estudio, que será denominada H1 y se puede determinar así:

• Erradicaciones • Caletas Un análisis preliminar lleva a seleccionar de la muestra de hechos de mina, a aquellos que geográficamente están relacionados con la variable de análisis. Este análisis espacial de proximidad permite determinar cuáles de los hechos de mina en una zona determinada, pueden relacionarse geográficamente con un elemento del paisaje. Luego de la operación

34 • Dirección de Ciencia y Tecnología

Donde Vi1 Corresponde a la variable i en un área de 1 Km de radio, área que a su vez contiene m variables.

En este sentido, se tiene que para este caso se relacionaron los valores de ambas sumatorias para obtener un porcentaje de incidencia denominado I, que se planteó teniendo

en cuenta el proceso probabilístico del teorema de Bayes.

Continuación se presenta el algoritmo propuesto para el cálculo de riesgo aplicando técnicas de SIG, análisis espacial avanzado y geoprocesamiento como se muestra a continuación.

3.2.2 Formulación propuesta El análisis matemático de la situación indica que la expresión buscada es una función no lineal, que debe presentar asíntota en la variable independiente como en la dependiente. La variable independiente son los hechos presentados en el área de 1 Km de radio y la variable dependiente es el nivel de riesgo asociado a esta área y a esos hechos.

En la que cada uno de los términos presentes en la expresión se define así:

R

es el porcentaje de riesgo presente en el área seleccionada de 1 Km de radio, como ya se dijo.

H1

son los valores de la sumatoria de los hechos correspondientes a cada una de las m variables presentes en el área de 1 Km como se mencionó anteriormente.

H5 son los valores de la sumatoria de los hechos

correspondientes a cada una de las n variables

presentes en el área de 5 Km como se men cionó anteriormente.

D es la relación de las densidades de los hechos

por unidad de área de la región grande con res pecto al área pequeña

Siendo D5 y D1 las densidades de hechos por unidad de área para cada una de las zonas.

Figura 3. Algoritmo cálculo de riesgo de un punto geográfico con hechos y variables

IV. Implementación del modelo En esta sección se presenta la implementación del modelo propuesto, a través del desarrollo de un prototipo. El objetivo de este prototipo consiste en identificar zonas con presencia de minas antipersona a través de diferentes funcionalidades. El prototipo proporciona una base para la evaluación final del modelo y resulta importante debido a que permite observar los cambios y evolución que se generan en la aplicación.

Ver figuras 4, 5 y 6.

Por último A1 y A5 son las aéreas de zonas circulares de radio 1 Km y 5 Km respectivamente, donde el área de cualquier círculo se determina como:

V. Validación del modelo El paradigma de Ciencia basada en el diseño permite utilizar métodos empíricos para la evaluación de los resultados, en tal sentido se validó el modelo, tanto en el proceso de desarrollo como el modelo final, a

Proyectando el Ejército del futuro • 35

5.1 Métricas Analizadas Para evaluar la funcionalidad del modelo, se calculó precisión y exhaustividad presentes en la minería de datos. La precisión (P) hace referencia a la fracción de los datos estimados que corresponde a aquellos que realmente sucedieron, y se puede calcular el cociente entre los datos estimados que realmente sucedieron sobre el total de datos estimados. Se define la precisión como: Figura 4. Interfaz gráfica del prototipo

Por otro lado, la exhaustividad (E) es la fracción de los datos reales que corresponde a aquellos que fueron previamente estimados, y se puede calcular como el cociente entre los datos estimados que realmente sucedieron sobre el total de datos reales. Se define la exhaustividad como:

Figura 5. Interfaz gráfica funcionalidad análisis de clúster

La Figura N° 17 presenta la exactitud para cada uno de los dos modelos presentados, estableciendo que el mejor es el propuesto para determinar el riesgo de hallar eventos que contengan minas antipersona.

Figura 6. Interfaz gráfica funcionalidad calculó de riesgo

través de un caso de estudio aplicado al planeamiento de desminado humanitario en el municipio de San Carlos en el departamento de Antioquia, que sirvió de marco para realizar validaciones teóricas y prácticas.

Para demostrar la validez del modelo se tomó como base el estudio técnico y no técnico del proceso de desminado humanitario realizado en el municipio de San Carlos (Antioquia), en los años 2009 y 2010.

Adicionalmente se realizaron una serie de pruebas de funcionalidad y usabilidad.

36 • Dirección de Ciencia y Tecnología

Figura 7. Comparación de exactitud

La Figura N° 18 muestra la precisión para cada uno de los dos modelos presentados, estableciendo que el mejor es el propuesto para determinar el riesgo de hallar eventos que contengan minas antipersonales (los valores están en porcentaje).

5.2 Resultados y discusión

Figura 8. Comparación de precisión

Para validar el mapa de riesgo generado por nuestro modelo y comprobar que tan cercano esta con respecto a lo se presenta en el mapa de desminado real, a continuación se muestra cuales son los resultados presentados por el modelo propuesto.

La Figura N° 19 presenta la validación del modelo propuesto y la funcionalidad del mismo calculando el riesgo en una zona de la vereda La Hondita del municipio de San Carlos en el departamento de Antioquia.

Se aprecia que el riesgo hallado en esta región es del 64.63 y es considerado como alto.

Los resultados presentados en este trabajo indican que los eventos con minas antipersonas no son hechos aleatorios. Muchas agrupaciones son significativas, tanto espaciales como temporales. Así mismo, a partir de estos análisis de patrones espaciales y las tendencias de comportamiento encontrados se pudo determinar cuál es el comportamiento de los eventos de minas antipersona. Esto permite optimizar el proceso de toma de decisiones para el desarrollo de operaciones de desminado humanitario, de la fuerza pública y de planes gubernamentales relacionados con víctimas de minas antipersona y artefactos explosivos.

IV. Conclusiones Este trabajo de investigación propone un modelo que permite la contextualización espacial para identificar tendencias y patrones de comportamiento en eventos con minas antipersona. Así mismo, identificar posibles zonas de afectación, no solo para realizar operaciones militares y de desminado humanitario, sino para evidenciar puntos críticos de afectación que permitan realizar operaciones de prevención de siembra de minas antipersona. Para el análisis de dicha información, se utilizó la minería de datos espacio-temporal y los SIG, herramientas fundamentales, ya que permiten la identificación de patrones los cuales pueden ser usados en la generación y proyección de posibles objetos espaciales.

Agradecimientos

Figura 9. Cálculo de riesgo vereda La Hondita

Así mismo, se calcula el riesgo para las veredas SAN BLAS, PABELLONES, CHOCO, SANTA RITA, SARDINITA, MIRANDITA, EL VERGEL, obteniendo un riesgo alto para cada de zonas analizadas. Para las veredas San Miguel y San José el riesgo obtenido fue bajo.

Este trabajo fue desarrollado en el marco de la tesis de “MODELO DE IDENTIFICACIÓN DE ZONAS SOSPECHOSAS DE MINAS ANTIPERSONA PARA APOYAR EL PROCESO DE DESMINADO HUMANITARIO EN COLOMBIA“. Grupo de Investigacion ISTAR.- Maestría en Ingeniería de Sistemas y computación de la Pontificia Universidad Javeriana (Bogotá, Colombia) en coordinación con el Centro de investigación para la neutralización de minas y explosivos (CINAME) de la Escuela de Ingenieros Militares del Ejército Nacional, a través del Grupo de Investigación en explosivos. Mencionado proyecto se encuentra matriculado y avalado por la Dirección de ciencia y tecnología del Ejercito Nacional.

Proyectando el Ejército del futuro • 37

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[6] C. Molina, POA – “Procedimiento operativo aprobado estudios no técnicos,” Batallón de Desminado No.1, Ejercito Nacional de Colombia 2011.

[7] Sieber, A.Needs for new tools in humanitarian demining Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2000. Proceedings. IGARSS 2000. IEEE 2000 International, 2000, 4, 1628 -1630 vol.4 [8] Knezic, S. & Mladineo, N.GIS-based DSS for priority setting in humanitarian mine-action.

International Journal of Geographical Information Science, 2006, 20, 565-588.

[9] M.K. Habib,”Humanitarian demining: Difficulties, needs and the prospect of technology,” Mechatronics and Automation, 2008. ICMA 2008. IEEE International Conference on, 2008, pp 213 – 218.

[10] F. Aguillón, [“Entrevista con el señor Capitán Marwin Aguillón Bravo,” Jefe de operaciones de desminado humanitario,” Batallón de desminado humanitario, Ejercito Nacional de Colombia, Bogotá, Mayo 2011.

38 • Dirección de Ciencia y Tecnología

[11] Pavicic, S.; Biljecki, Z. & Rapaic, M. Mine information system for the humanitarian demining.

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[12] Geneva International Centre for Humanitarian Deminig, CIDHG, recurso online disponible en: http://www.gichd.org/ consultado el 06 de octubre de 2011.

[13] Riese, Stephen R.; Brown, Donald E. & Haimes, Yacov Y. Estimating the Probability of Landmine Contamination. Military Operations Research, Volume 11, Number 3, 2006 , pp.

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[14] Hyland, J. & Smith, C. Nonparametric spatial analysis for mine line detection OCEANS 2009, MTS/IEEE Biloxi - Marine Technology for Our Future: Global and Local Challenges, 2009, 1 -10.

[15] Herzog, J. ] Mapping Mine Hazard Estimating the Global Threat by Explosive Remnants of War. Thesis (M.S.) Departament of Geography University of Zurich, 2010.

[16] A.C. Alegria, H. Sahli, E. Zimanyi, “Application of density analysis for landmine risk mapping, Dept. Spatial Data Mining and Geographical” Knowledge Services (ICSDM), 2011 IEEE International Conference on , 2011,pp 223 – 228.

[17] P. Chapman, J. Clinton “CRISP-DM 1.0”, ftp://ftp.software.ibm.com/software/analytics/ spss/documentation/modeler/14.2/fr/CRISPDM.pdf, 2000.23 [18] ESRI, 2008.ArcGIS – CompleteIntegrated System Environmental Systems ResearchInstitute, Inc, Redlands, California.

[19] Departmento de Antioquia Energy [Online].

Available: http://www.antioquia.gov.co/ index.php/es/inicio [Accessed: 02-febrero-2012].

[20] A. Hevner, “A Three Cycle View of Design Science Research”, Information Systems and Decision Sciences, University of South Florida, USA, Scandinavian Journal of Information Systems, 2007, 19(2):87-92.

[21] W.A Scott , ”Agile Modeling”, 2005 http:// www.agilemodeling.com.

Identificación de grupos en alto riesgo de deserción académica en instituciones de educación superior a través de métodos de clasificación; Escuela Colombiana de Carreras Industriales, un estudio de caso Ing. Luz Stella García Monsalve lucesgarmon@hotmail.com

Resumen Históricamente el estudio de la deserción en Educación Superior se ha enfocado en métodos de clasificación de minería de datos, modelos de riesgo proporcional, modelos de desgaste del estudiante y modelos de duración para encontrar las razones por las que los estudiantes desertan de la vida académica [1]. Para esta investigación se tomó como población de trabajo los estudiantes matriculados entre los períodos 2009-I y 2013-I de la Escuela Colombiana de Carreras Industriales y se encontraron resultados que muestran índices de deserción académica acorde a las variables seleccionadas, haciendo posible que la Institución tome medidas y aplique estrategias tendientes a reducir la deserción estudiantil.

Palabras clave Minería de Datos, Métodos de Clasificación, Procesamiento del Lenguaje Natural, Deserción Estudiantil.

Abstract Historically the study of attrition in higher education has focused on methods of data mining classification, proportional hazards models, models of student attrition and duration models to find the reasons why students drop out of academic life [1]. For this investigation was taken as working population students

enrolled between the periods 2009-I and 2013-I of the Colombian School of Industrial Careers and found results showing academic dropout rates according to selected variables, making it possible for the institution take action and implement strategies to reduce dropout.

Keywords Data Mining, Classification Methods, Natural Language Processing, Student Dropout.

1. Introducción La educación en Colombia es considerada como un derecho fundamental de todas las personas interesadas en tener una formación permanente, personal, cultural y social para ofrecer la posibilidad de desarrollar las potencialidades del ser humano de una manera integral y permitir el desempeño profesional acorde a los conocimientos y habilidades adquiridas durante el proceso de aprendizaje en el paso por la educación superior.

[2] Desafortunadamente, en los últimos 10 años uno de los principales problemas que enfrenta el sistema de educación Colombiano es la deserción académica, por lo que el Ministerio de Educación Nacional apoyado en las instituciones de educa-

Ingeniero de Sistemas, Docente ECCI, Maestría en Ciencias de la Información y las Comunicaciones Universidad Distrital Francisco José de Caldas 1

Proyectando el Ejército del futuro • 39

ción superior busca estrategias que permitan que los jóvenes que inician una carrera universitaria logren terminarla sin interrupciones. [3].

Dado que la minería de datos es una técnica que permite extractar patrones y comportamientos de grandes volúmenes de información, se utilizarán técnicas propias de esta área y específicamente, las relacionadas con la clasificación automática, para identificar los grupos en riesgo de deserción académica en las instituciones de educación nacional.

Este proyecto clasifica e identifica los grupos en alto riesgo de deserción académica incluyendo variables tales como: sexo, estado civil, estrato, nivel de estudio de los padres, ciclo en el que está matriculado, escuela secundaria de procedencia, situación habitacional de los estudiantes y situación laboral de los estudiantes.

2. Conceptos de minería de datos 2.1 Minería de Datos Es una tecnología de la Inteligencia Artificial que permite extraer conocimiento útil de grandes volúmenes de información almacenada en bases de datos, con base en la identificación de patrones y tendencias en la información, para ello se usa la aplicación automatizada de algoritmos que predicen el valor de los atributos desconocidos a través de atributos conocidos.[4].

El grupo de datos usado para clasificar se describe con base en un conjunto de variables o atributos. Uno de los atributos describe la clase que es llamada clase atributo o clase variable, mientras que los demás atributos son frecuentemente llamados independientes o atributos de predicción y los datos usados para aprender el modelo de clasificación es llamado el conjunto de datos de entrenamiento. [4].

3. Estado del arte 3.1. Análisis del riesgo en la deserción de estudiantes en Entidades de Educación Superior La Universidad del Rosario en su facultad de Economía enfrenta este problema analizando factores individuales, académicos y socioeconómicos, mediante un modelo de riesgo proporcional de tiempo discreto y que se aplica a variables que cambian de estado a través del tiempo. [6]. Acorde a estos estudios, la deserción fue abordada inicialmente por los autores Spady (1970) [7], Tinto (1975) [8] y Bean (1980)[9], desde una perspectiva individual o modelo psicológico, haciendo énfasis en los rasgos de la personalidad del individuo.

“El Procesamiento del Lenguaje Natural (PLN) es una sub-disciplina de la inteligencia artificial y rama de la ingeniería lingüística computacional; el PLN se ocupa de la formulación e investigación de mecanismos eficaces computacionalmente para la comunicación entre personas o entre personas y máquinas por medio de lenguajes naturales”2.

La Universidad Nacional de La Plata (Argentina), con una muestra de 4676 estudiantes de la Facultad de Ciencias Económicas realizó un estudio encaminado a caracterizar su población considerando como variables: la cantidad de materias aprobadas por año, la nota promedio, edad, sexo, estado civil, ciclos, provincia, ciudad de Origen, escuela secundaria de procedencia, situación habitacional de los estudiantes, educación de los padres, situación laboral de los estudiantes y estudiantes con beca. Se encontró que la retención estudiantil es directamente proporcional al grado de preparación de los padres. [10]

Desde los años 60 la generación y comprensión automática del lenguaje natural ha cobrado mayor importancia debido a que se ha enfocado en estudiar los problemas que resultan de la generación y procesamiento del lenguaje natural. [5].

Según Giovagnoli (2002), en las universidades públicas argentinas, a pesar de ser gratuita la educación superior, se presentan cifras de deserción altas, en la mayoría por causa del rendimiento académico y la preparación o grado de educación de los padres. [11].

2.1.1. Procesamiento del Lenguaje Natural

2

2.1.2. Métodos De Clasificación

Rusell S. Inteligencia Artificial: Un enfoque moderno. Prentice Hall, 1996.

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Al aplicar el modelo de riesgo proporcional de tiempo discreto (Prentice y Gloeckler, 1978), en la facultad de economía de la Universidad Nacional del Rosario, se muestra en los resultados que los estudiantes de sexo masculino, los estudiantes provenientes de otras regiones y los vinculados al mercado laboral presentan un mayor riesgo de deserción a la vida académica. [6].

En el año 2004 la Universidad Politécnica de Valencia (España) hizo una investigación para analizar datos relacionados con retención, deserción estudiantil, éxito y fracaso académico de la Universidad. Con los grandes volúmenes de información acumulada usaron técnicas de minería de datos tales como clasificación automática y reglas de decisión. Aplicaron algoritmos homogéneos para proveer subconjuntos de datos que pueden ser descritos cualitativamente, específicamente el C4.5 que genera un conjunto de reglas de decisión para ser interpretadas, encontrando contenidos globales y conocimiento de contenidos específicos. En dicho estudio inicialmente hicieron operaciones de filtrado y búsqueda de datos erróneos, solucionaron problemas de datos heterogéneos procedentes de distintas fuentes y adaptaron variables para el pre-procesamiento y recuperación en el proceso de análisis. [12].

En las facultades de ingeniería las matemáticas son fundamentales, se deben tomar acciones claras para lograr que los estudiantes avancen en los procesos lógicos y procesos matemáticos. En todas las universidades gran parte de la deserción se da en el primer año, algunas instituciones tienen la deserción distribuida en varios períodos.

[13].

Investigadores de la Universidad Vikram University en la India usaron datos de estudiantes de primer año para determinar qué factores pueden afectar el rendimiento y graduación en los cursos, en el estudio aplicaron métodos de clasificación basados en procesos de generación de reglas con árboles de decisión. [14].

La minería de datos permite analizar los datos desde diferentes perspectivas y resumir los resultados como información útil. Debido al rápido avance en el campo de la tecnología de la información, la cantidad de información almacenada

en bases de datos educativas está aumentando rápidamente, dichas bases de datos contienen información valiosa. Las técnicas más sobresalientes de minería de datos son agrupación y predicción, el agrupamiento ofrece análisis exhaustivo de las características de los estudiantes, mientras que la función de predicción estima la probabilidad para una variedad de resultados, tales como la transferencia, persistencia, retención y éxito en las clases. Este estudio hace uso del análisis de árboles de decisión para analizar la deserción escolar en cualquier institución educativa. [15].

3.2. Análisis del riesgo de no pago en entidades crediticias Una de las técnicas utilizadas por las instituciones financieras para predecir el no pago por parte de un cliente hace parte de la Minería de Datos. Por ejemplo se pueden aplicar métodos de clasificación para predecir el riesgo de no pago. En este documento aclaran que la predicción de riesgos de una clase particular es diferente a la predicción de la experiencia para riesgos individuales.

Se debe considerar que cada persona, cada negocio y cada propiedad son únicos. En este documento también se llama la atención sobre las diferencias en las características de riego, por lo que es útil tenerlas en cuenta. [16].

Otra técnica utilizada es el modelo logit ordenado [17], el cual a través del análisis estadístico mide la probabilidad de default (defecto), diferenciando las categorías de riesgo asociadas a los créditos corporativos, a través de variables explicativas como: características financieras de los clientes, el crecimiento económico, la inflación y el desempleo, entre otras.

También se utilizó el modelo logit para calcular la probabilidad de incumplimiento en los créditos adquiridos por empresas, donde la variable dependiente se dio por el vencimiento de los créditos y le análisis de la probabilidad se realizó tomando como variables la solidez económica, la duración de los créditos, la liquides de la empresa y el tipo de garantía ofrecido; allí se encontró que las dinámicas macroeconómicas tiene gran influencia en el riesgo de incumplimiento financiero por parte de las empresas. [17]

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4. Procedimiento El desarrollo del proyecto se realizó en el siguiente orden:

cada una de las Instituciones de Educación Superior para observar los índices de deserción que se tienen en cada semestre.

Fig. 2. Ventana del sistema SPADIES.

4.2. Organizar archivos de la ECCI de los periodos 2009-I al 2013-I. De un total de 16 archivos con extensión csv, se hizo una depuración y limpieza de datos para llevarlos a las tablas creadas en la base de datos de MySQL.

Fig. 1. Muestra el orden de los procesos que se siguieron en el desarrollo del proyecto.

4.1. Revisión de la Información del Sistema SPADIES El Sistema SPADIES (Sistema de Prevención y Análisis de Deserción en las Instituciones de Educación Superior), del Ministerio de Educación, muestra información sobre los estudiantes y sus hogares, este sistema está sincronizado con l con

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Fig. 3. Archivos proporcionados por la ECCI para el estudio.

4.3 Usar la herramienta MySQL para almacenar datos.

La herramienta MySQL es un sistema de gestión de bases de datos relacional y multiusuario que

permitió crear las tablas alumnos, materias, notas y matriculados.

datos, clustering, clasificación, regresión, visualización y selección. Para este proyecto se usó esta herramienta para cargar la base de datos hecha en MySQL y generar procesos de minería de datos con las variables más representativas en el proceso de clasificación.

Fig. 4. Tablas hechas en MySQL.

Una vez creadas las tablas, se cargaron 21.818 registros en alumnos, 307.899 registros en notas, 76.367 registros en matriculados y 5.904 registros en materias. Con esta información se hicieron las consultas, tomando como referencia cada una de las variables requeridas en el proceso.

Fig. 6. Ventana de Weka con las 30 variables de la tabla alumnos.

A continuación se puede observar en la ventana un ejemplo con la variable sexo, en la que Weka clasifico de manera correcta el 93.33% de las instancias, dejando ver como resultado que de una muestra de 30 estudiantes 2 son mujeres y 28 son hombres.

Fig. 5. Diagrama Relacional de la Base de Datos del Proyecto.

4.4. Usar la herramienta WEKA para analizar los datos.

Con Weka es posible realizar tareas propias de minería de datos como: preprocesamiento de

Fig. 7. Ventana de Weka con ejemplo de los datos clasificados por Sexo.

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Gráficamente esta clasificación se puede observar como lo muestra la figura siguiente.

A continuación se puede observar la ventana que muestra los datos de los períodos 2009-I y 2010-I.

Fig. 10. Ventana del proyecto en ejecución.

5. RESULTADOS Fig. 8. Ventana de Weka con ejemplo del gráfico que clasifica por Sexo.

4.5 Desarrollar la herramienta del proyecto en NetBeans.

Para el proyecto se desarrolló una herramienta en Java que tiene un total de 10 clases y permite verificar la deserción ocurrida en la ECCI entre los períodos 2009-I y 2013_I.

En la Figura 10 se puede observar que entre el 2009-I y 2010-I se presentó una deserción del 18% de los estudiantes en la ECCI. Los resultados que se presentan según las variables de clasificación: Estado Civil, Género, Estrato, Nivel de estudios de los padres y ciclo propedéutico se mostrarán a continuación: La variable estado civil muestra que es mayor la deserción de los estudiantes solteros que de los casados.

Gráfico 1. Muestra el porcentaje de deserción por Estado civil.

Fig. 9. Ventana de NetBeans con las clases desarrolladas para el proyecto.

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La variable sexo muestra que es mayor la deserción en los estudiantes de género masculino que en los de género femenino.

Gráfico 2. Muestra el porcentaje de deserción por Sexo.

La variable estrato muestra que existe más deserción en los estratos 2 y 3, esto también se debe a que hay mayor número de estudiantes de estos 2 estratos en la ECCI.

Gráfico 5. Muestra el porcentaje de deserción por Nivel de Estudios del padre.

La ECCI ofrece ciclos que ayudan a que el estudiante poco a poco avance en sus estudios hasta ser profesional, podemos observar gráficamente que existe mayor deserción en el ciclo tecnológico que en el ciclo de Profesional.

Gráfico 3. Muestra el porcentaje de deserción por Estrato.

La investigación también muestra que entre menos nivel de estudio tienen los padres es mayor la deserción.

Gráfico 6. Muestra el porcentaje de deserción por Nivel de Estudios por semestre.

6. Conclusiones • Este proyecto permite clasificar los datos académicos registrados en la ECCI entre los períodos 2009-I y 2013-I, y mostrar índices de deserción.

• Se identificó que el índice de deserción en la Escuela Colombiana de Carreras industriales, es mayor en el ciclo tecnológico que en el ciclo profesional.

Gráfico 4. Muestra el porcentaje de deserción por Nivel de Estudios de la Madre.

• El estudio muestra que la deserción anual en la ECCI está entre el 10% y el 20%.

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7. Aportes y Futuros Trabajos • La herramienta soporta grandes volúmenes de datos y combinado con procesos de minería de datos es útil en el área de Inteligencia Artificial.

• Cualquier Institución Educativa puede adaptar sus datos que serán clasificados de manera automática.

• Tomar las bases de datos del ICFES y adaptarlas al proyecto, para analizar y clasificar estudiantes que estén en riesgo de deserción.

8. Referencias [1] GIOVAGNOLI Paula Inés. Determinantes de la deserción y graduación universitaria: Una aplicación utilizando modelos de duración. 2002.

[2] Ministerio de Educación Nacional, Ley 30 de Diciembre 28. 1992.

[3] Ministerio de Educación Nacional. Deserción estudiantil en la Educación Superior Colombiana. 2009.

[4] Lezcano, Ramón, D., Minería de datos, Universidad del Nordeste, Asignatura Informática, 2002, p. 4.

[5] Vallez, Mari y Pedraza-Jiménez, Rafael. El Procesamiento del Lenguaje Natural en la Recuperación de Información Textual y áreas afines.

[6] Lopera, Carolina. Determinantes de la deserción universitaria en la Facultad de Economía Universidad del Rosario.2007.

[7] Spady, W.. Dropouts from Higher Education: An Interdisciplinary Review and Synthesis .

(1970).

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[8] Tinto, V.. Dropouts from Higher Education: A Theoretical Synthesis of the Recent Literature.

A Review of Educational Research. 1975 [9] Bean, J.. Dropouts and Turnover: The Synthesis and Test of a Casual Model of Student Attrition. Research in Higher Education. 1980.

[10] Porto Alberto, Di Gresia Luciano. Características y Rendimiento de Estudiantes Universitarios. El caso de la Facultad de Ciencias Económicas de la Universidad Nacional de La Plata”.2000.

[11] Giovagnoli Paula Inés. Determinantes de la deserción y graduación universitaria: Una aplicación utilizando modelos de duración. 2002.

[12] Salazar A., Gosalbez J., Bosch I., Miralles R., Vergara L.. A case study of knowledge discovery on academic achievement, student desertion and student retention. IEEE. 2004.

[13] Guzmán Carolina, Durán Diana, Franco Jorge, Ministerio de Educación Nacional. Metodología de seguimiento, diagnóstico y elementos para su prevención. 2010.

[14] Kamal Bunkar, Rajesh Bunkar, Umesh Kumar Singh Bhupendra Pandya. Data Mining: Prediction for Performance Improvement of Graduate Students using Classification. 2012.

[15] Quadri, Kalyanka. Quadri M. N., Kalyanka N.V. Drop Out Feature of Student Data for Academic Performance Using Decision Tree Techniques. 2010.

[16] PENG Yi, Kou Gang. A Comparative Study of Classification Methods in Financial Risk Detection. 2008.

[17] González Angela. Determinantes del riesgo de crédito comercial en Colombia. 2007.

Proyecto: Transmisión y recepción señal ECG por comunicación IP Autores: William Camilo Forero Martínez, Eddy Camilo Muñoz Uribe, Nicolás Eduardo Moreno García, José Arturo Lagos Sandoval 1

Resumen Este proyecto tiene como propósito mostrar el diseño, implementación y funcionamiento de un sistema de telemedicina básico, que consiste en enviar y recibir una señal de ECG registrado en tiempo real; usando para ello el protocolo TCP/IP y Labview, se presentarán el hardware y el software diseñados, así como también los elementos teóricos de soporte y los resultados obtenidos con proyecto.

Palabras Claves ECG, Tele cardiología, Protocolo TCP/IP.

1. Introducción La telemedicina es sin lugar a dudas un campo de inmensa proyección, y por supuesto de increíble ayuda para la vida humana. Con ella se busca a nivel macro usar las telecomunicaciones y los dispositivos electrónicos para hacer de la salud una revolución, de tal manera que se logre cambiar la concepción tradicional de la medicina en el sentido que el paciente no será quien busque al servicio, sino que el servicio lo busque a él.

Este proyecto muestra el trabajo elaborado para transmitir un electrocardiograma básico de un computador a otro, a través de red LAN sobre protocolo TCP/IP. Como una posible aplicación, este proyecto permitiría que un profesional de la salud monitoree el comportamiento cardiológico de un paciente que no se encuentre en la misma dependencia o en el mismo lugar que el médico.

Se presentaran entonces las teorías fundamentales para llevar a cabo el proyecto, los materiales y 1

equipos usados, el diseño circuital o hardware, el software programado y finalmente los resultados y conclusiones a las que dio lugar el desarrollo del trabajo.

Objetivo general Construir un dispositivo de adquisición de un ECG en tiempo real que contenga un software específico para el envío y recepción de éste sobre un red LAN a través de protocolo TCP/IP

Objetivos específicos: • •

Diseñar e implementar un circuito analógico de adquisición ECG. Elaborar un software para enviar y recibir la señal ECG adquirida a través de TCP/IP.

2. Plateamiento del problema Uno de los retos de la medicina en la actualidad, es brindar herramientas necesarias para la atención y prestación de los servicios de salud, tanto en áreas rurales como urbanas, garantizando plena cobertura y calidad de vida del paciente, sin que se ponga en riesgo su integridad.

Otro de los retos importantes en esta área es el estudio de señales de tipo biológico retos del ser humano, para entender el comportamiento funcional y metabólico de los seres vivos, con el propósito de brindar un diagnóstico temprano de enfermedades de tipo coronario.

Para este caso, la medicina utiliza los sistemas de comunicaciones para lograr asistencia remota a aquellos lugares con difícil acceso, limitación geográfica o de transporte, para la movilización de equipos médicos y de personal especializado.

Universidad Santo Tomás, Bogotá, Ingeniería electrónica, Estudiantes 10 semestre e Ingeniero Asesor.

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De esta manera, el problema de estudio es la transmisión y recepción de la señal ECG del ser humano por comunicación IP, con el fin de lograr monitorear y analizar en detalle los cambios en el comportamiento de la señal ECG del paciente desde un lugar remoto, que en el caso particular se realiza en los laboratorios de electrónica de la Universidad Santo Tomás, para futuros de telediagnóstico o teleconsulta.

3. Marco teórico En el desarrollo de la prestación de servicios médicos a distancia, se involucran elementos esenciales que permiten llevar a cabo dicho proceso, sin embargo, la comunicación que se establece para la transmisión y recepción de los mismos, es determinante en la veracidad y credibilidad de la información; para ello es necesario establecer canales y protocolos que suministren la capacidad suficiente para el transporte de dicha información. A continuación se exponen algunos de los conceptos aplicados y funcionales dentro del proyecto

IP nos permite llevar a cabo el transporte de una señal ECG.

Aproximación al modelo de arquitectura de los protocolos TCP/IP: El modelo de arquitectura de estos protocolos es más simple que el modelo OSI, como resultado de la agrupación de diversas capas en una sola o bien por no usar alguna de las capas propuestas en dicho modelo de referencia.

Así, por ejemplo, la capa de presentación desaparece pues las funciones a definir en ellas se incluyen en las propias aplicaciones. Lo mismo sucede con la capa de sesión, cuyas funciones son incorporadas a la capa de transporte en los protocolos TCP/IP. Finalmente la capa de enlace de datos no suele usarse en dicho paquete de protocolos.

De esta forma nos quedamos con una modelo en cuatro capas, tal y como se ve en la siguiente figura:

TCP/IP Para el transporte de la información se determinó usar TCP/IP, que es un conjunto de protocolos importantes del protocolo TCP y del protocolo IP en algunos aspectos. TCP/IP representa todas las reglas de comunicación para internet y se basa en la noción de dirección IP, es decir, en la idea de brindar una dirección ip a cada equipo de la red para poder enrutar paquetes de datos. Debido a que el conjunto de protocolos TCP/IP originalmente se creó con fines militares, está diseñado para cumplir con una cierta cantidad de criterios, entre ellos: Dividir mensajes en paquetes, usar un sistema de direcciones, enrutar datos por la red, detectar errores en las transmisiones de datos.

El conocimiento del conjunto de protocolos TCP/ IP no es esencial para un simple usuario, de la misma manera que un espectador no necesita saber cómo funciona su red audiovisual o de televisión. Sin embargo, para las personas que desean administrar o brindar soporte técnico a una red TCP/IP, su conocimiento es fundamental. En esta ocasión es importante tener un conocimiento básico de la manera en que el protocolo TCP/

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Figura No 1. Comparación entre el modelo TCP/IP y modelo OSI

Flujo básico de las rutinas para comunicación TCP/IP en LabView Se puede decir que hay dos flujos básicos para la realización de una rutina que soporte comunicación TCP/IP en labview, el establecimiento de la comunicación y el intercambio de datos. A continuación se dará una breve explicacion de esto.

Establecimiento de la comunicación La estación pasiva espera el tiempo establecido aque otra estación inicie una comunicación por elpuerto programado, la estación activa llama a laestación pasiva y solicita la conexión por unpuerto especifico, si la estación pasiva detecta que una conexión se está solicitando a través delpuerto establecido se establece la comunicación y tanto la estación activa como pasiva queda encapacidad para enviar y recibir datos.

Envío de datos o escritura Cualquiera de las dos estaciones envía un número de datos determinado, si la estación receptora no recibe todos los datos y sin errores se reporta un error en la estación emisora, en la

Recepción de datos o lectura Durante una operación de lectura cualquiera de las dos estaciones que han establecido una conexión espera por datos, y dependiendo del modo programado puede actuar de cuatro maneras diferentes como fue explicado anteriormente.

Electrocardiógrafo Aparato registrador de las corrientes eléctricas que acompañan a las contracciones cardiacas. Estas corrientes, muy débiles, se hacen apreciables mediante un galvanómetro de cuerda muy sensible o un sistema de amplificación electrónica. es un aparato electrónico que capta y amplía la actividad eléctrica del corazón a través de electrodos colocados en las extremidades y en las posiciones precordiales del paciente o usuario.

rámetros de información del estímulo eléctrico del corazón. Dicho estímulo, es originado por el nodo sinusal llegando hasta los ventrículos a través del SEC(Sistema específico de conducción). Éste, está compuesto por el nodo sinusal, las vías de conducción internodal e interauricular, el nodo auricoventricular(AV), el haz de His, las dos ramas del haz de His junto a sus divisiones y sus respectivas células de Purkinje. En el momento en el que el estímulo llega a dichas células es cuando se produce el acoplamiento de excitación-contracción.

Adquisición señales bioeléctricas El principal objetivo, es conseguir un sistema con muy poco ruido, para la adquisición de la señal electrocardiográfica. La presencia de ruido en el registro de este tipo de señales, es prácticamente inevitable. Ya sea por causas ajenas, o propias del sistema. El conocimiento acerca del ruido, y las causas que lo propician, ayudarán al procesado y eliminación de éste. En primer lugar, citamos el concepto de ruido, que se define como una señal ajena a la señal de estudio, provocando errores en el sistema de medida. El termino interferencia, también es utilizado en este documento, para referirse a las señales externas a nuestro sistema, que pueden seguir una evolución temporal en el tiempo y espacio.

Señal del corazón Esta señal nos servirá para ver si la señal que estamos obteniendo si se parece a la de la grafica 1.

La función de los electrodos es capturar la señal electrocardiográfica generada por la actividad del músculo cardiaco del paciente y se pueden colocar en cualquiera de las derivaciones que existen (Mencionadas anteriormente).

El Electrocardiógrafo provee las pulsaciones por minuto a toda clase de pacientes, ya sea que tengan bradicardia, taquicardia o un pulso normal.

Electrocardiografía Es el campo de la medicina encargada del estudio del registro de la actividad eléctrica cardiaca.

Se muestra como una línea delgada que presenta distintas inflexiones, que corresponden a pa-

Figura No. 2. Señal de ECG.

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Enfermedades:

B. Elementos y Materiales

1. Apnea: 2. Arritmia: 3. Arritmia Supra ventricular: 4. CongestiveHeart: 5. Ectopia Ventricular: 6. Epilepcia parcial: 7. Fibrilacion arterial intracardiaca: 8. Tachyrrithmia ventricular

• Dos amplificadores de instrumentación AD620.

• Un amplificador operacional LM741.

• Resistencias.

• Condensadores.

• Potenciómetros.

• Tarjeta de Adquisición de National Instruments.

• Fuente Dual.

• Osciloscopio Digital.

• Multímetro.

• Dos electrodos.

4. METODOLOGÍA A. Equipo usado (utilizado) Para la elaboración de este proyecto fue necesario el uso del software LabView, el cual, gracias a la implementación y ejecución de una serie de algoritmos, permite la adquisición de la señal ECG del paciente, mediante la tarjeta de adquisición de National Instruments, que cuenta con Una sola interfaz de programación para la entrada de programación analógica, salida analógica, E / S digitales, contadores y en cientos de dispositivos de hardware DAQ multifunción.

5. Detalles técnicos Etapa de suministro de energía:

Para el dispositivo se requiere de alimentación dual (+ 10V DC), que comprende los amplificadores de instrumentación y el amplificador operacional, juntos con los demás elementos del sistema.

Fig. 3. Logotipo o símbolo del Software LabView

Etapa de adquisición de la señal: Se utilizan los electrodos autoadhesivos disponibles en el mercado, los cuales son adheridos a la piel del paciente y conectados posteriormente al equipo mediante un cable. Este tipo de electrodos fueron escogidos porque ofrecen seguridad al paciente en cuanto son higiénicos, no invasivos e ideales para tomar los bajos voltajes de las señales del corazón.

Fig 4. Tarjeta de adquisición NIUSB6008 de LabVIEW

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Fig 5. Electrodos Autoadhesivos

Además dado que la piel humana en su capa exterior es un mal conductor eléctrico, dichos electrodos vienen provistos de un gel que facilitara la interface entre la piel y la superficie de contacto eléctrico.

Estos electrodos deben ubicarse en la muñeca por el costado interno, según muestra la siguiente figura:

Estableciendo las frecuencias de corte, se calculan los elementos resistivos para el filtro pasa alto (C1 y R2) y el filtro pasa bajo (R1 y C2), asumiendo los valores de condensadores de 1µF: Filtro Pasa Alto (fc = 0.5Hz):

Filtro Pasa Bajo (fc = 10Hz):

Etapa de amplificación 2 (Ganancia=220):

Fig 6. Derivación Plano Frontal

Etapa de amplificación y filtrado de la señal: Procesamiento de la señal ECG:

Se realiza la adquisición diferencial de la señal electrocardiográfica presente en el paciente (electrodos) por medio de una etapa de amplificación, por medio del amplificador AD620, calculando las ganancias adecuadas para obtener una señal adecuada: Etapa de amplificación 1 (Ganancia=1000): Figura 7. ECG obtenido del circuito analógico diseñado.

Se diseñó un filtro pasabanda de 0.5Hz a 10Hz.

Una vez es adquirida la señal por el circuito diseñado, tal cual se muestra en la figura 1, se utiliza la tarjeta de adquisición de datos de National Instruments DAQmx para a través de ésta digitalizar el ECG. Para ello se hace uso del módulo DAQ de adquisición de Labview, el cual posee un asistente para la creación de un Vi de captura de datos con características específicas.

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nicar. En el instrumento encargado de transmitir el ECG se hace uso de los bloques mostrados en la figura 7, aclarando por supuesto que con antelación existe una estructura while encargada de verificar que los dos ordenadores a comunicar establezcan una comunicación inicial a través del protocolo TCP/IP del módulo Internet Tools que posee LabView. Sin embargo, el sistema de comunicación se explicará en la siguiente sección en detalle.

Figura 8. Construcción VI de adquisición de datos.

Entre los parámetros de interés, este asistente fue configurado para tomar 5000 muestras por segundo a una frecuencia de muestreo de 5KHz, además de configurar la tarjeta para adquirir datos de manera continua. Finalmente, a través de un indicador Graph se verifica que la señal se visualice correctamente, es decir, que la forma de onda visualizada en el osciloscopio este acorde a la que se presenta en los paneles frontales de los instrumentos virtuales creados, tanto para transmisión como para recepción.

Así pues, para el instrumento virtual de transmisión sólo se debe ingresar la dirección IP a la cual se quiere enviar la información, para este caso en particular, la señal ECG. Una vez la dirección IP destino esté escrita, el aplicativo se puede ejecutar. No obstante, el instrumento de recepción solo se encarga de visualizar el ECG tomado en otro punto, por lo que no recibe ningún parámetro de entrada y solo necesita ser ejecutado. De esta manera, los Vis creados finalmente resultan así:

Por último, vale la pena decir que se decidió realizar un filtro digital butterworth de orden 5, pasa bajos, con frecuencia de corte en 40Hz dado que dicho rango comprende la información importante del complejo QRS del electrocardiograma.

Figura 10. Panel Frontal Instrumento Virtual de Transmisión ECG.

Figura 9. VI usado para el filtro digital.

Presentación del software: El software diseñado consiste de dos instrumentos virtuales creados independientemente para transmitir o recibir, por supuesto si se requiere una comunicación bidireccional, basta con ejecutar ambos VIs en los dos computadores a comu-

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Figura 11 Panel Frontal Instrumento Virtual de recepción.

Sistema de comunicaciones: Para la transmisión de datos, se hace uso del módulo TCP/IP de LabView como se mencionó anteriormente, para realizar l secuencia que dicho protocolo requiere: Saludo, Conexión, Desconexión. De esta manera, la primera etapa se realiza a través del diagrama en bloques mostrado en la figura 10 con el cual se establece una comunicación inicial y se verifica entonces que existen las condiciones necesarias para el envío de información, de no ser así, finalizaran ambos Instrumentos Virtuales y por tanto no se realizara una comunicación exitosa.

De manera similar, en el instrumento virtual de recepción se leen los caracteres recibidos y se hace un cast inverso, es decir de tipo de dato texto a datos numéricos. La sección del programa diseñado para esta función se ilustra en la figura 14.

Figura 14. Lógica para recibir información vía protocolo TCP/IP.

Figura 12. Estructura para abrir y establecer conexión IP.

Una vez se ha realizado el saludo, la conexión se realiza a través del bloque Escribir para el instrumento Virtual de Transmisión, y de Leer para el instrumento Virtual de recepción. Cabe resaltar, la importancia de conocer que la comunicación IP sólo es posible a través del envío de caracteres lo cual se logra haciendo un cast, es decir, una conversión de tipos de datos.

Finalmente, cuando la conexión fallo o simplemente se terminó a voluntad propia del usuario, es necesario realizar la desconexión, que de manera simple se lleva a cabo a través del siguiente VI.

Figura 15. Bloque para finalizar la conexión TCP/IP.

6. Resultados obtenidos

Figura 13. Lógica para enviar información vía protocolo TCP/IP.

La figura 16 representa la señal ECG de prueba, que representa el comportamiento de la actividad eléctrica del corazón, comprendida por los periodos de activación de las aurículas, los periodos de inactividad eléctrica, activación de los ventrículos y la repolarización ventricular. Esta representación es una de las mejores aproximaciones para el estudio y análisis en la detección de enfermedades coronarias.

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Finalmente, aunque la señal recibida por el equipo de recepción presenta ciertas distorsiones a lo largo de la traza de la señal, esta aproximación resultaría útil para el estudio de otro tipo de señales de origen biológico, sin que tener que movilizar una gran cantidad de dispositivos médicos.

Figura 16. Señal ECG del paciente

Sin embargo, la señal ECG obtenida del paciente presenta cierto tipo de distorsiones en la traza de la señal, aún cuando se identifique claramente el complejo QRS. Para este proceso, se hizo necesario el diseño de un filtro digital butterworth mucho más estricto de orden 5, pasa bajos, con frecuencia de corte en 40Hz, para eliminar este tipo de perturbaciones.

Uno de los aspectos importantes a tener en cuenta al momento de transmisión y recepción de la señal ECG es que el puerto de comunicaciones debe ser el mismo para ambos sentidos, es decir, para el caso de comunicación IP, un puerto de enlace de 2056, junto con la dirección IP de destino que se desee enviar.

Otra de las características a destacar es que el envío de la señal ECG permite ver, tanto en la transmisión como en la recepción (ver figura 16 y 17), cualquier tipo de alteración o perturbación en tiempo real, lo que garantiza para el especialista conocer en detalle los fenómenos asociados al sistema cardíaco y diagnosticar cierto tipo de patologías presentes en el paciente. Este fenómeno varía dependiendo del número de muestras que el usuario desee tomar para realizar su análisis.

Figura 17. Señal ECG recibida del paciente

7. Conclusiones • Teniendo en cuenta que la señal saliente de los electrodos contiene suficiente ruido y que esto afecta considerablemente en la lectura de la señal que queremos, se implementaron filtros y herramientas digitales que permiten visualizar de manera detallada y precisa el complejo QRS de la señal ECG del paciente.

• Se destaca el problema que conlleva la amplitud de tan pequeña señal bioeléctrica. Los potenciales bioeléctricos del ser humano son magnitudes que varían con el tiempo, estos valores de dicha medida pueden variar entre distintos individuos por diversos factores. Por ejemplo, en un ECG la magnitud de un paciente, puede variar entre 0,5mV - 4 mV, nivel estimado para el ECG. • Para la obtención de mayores características en la señal ECG, que sirvan como base para la realización de diagnósticos y evaluaciones del movimiento cardiaco del paciente, se hace necesario una gran cantidad de muestras, que para el caso en particular fueron de 5000 a una frecuencia de 5KHz.

Figura 16. Señal ECG transmitida del paciente

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• El sistema de comunicaciones por medio del protocolo TCP/IP permite la transmisión y envío de cualquier tipo de señales, para el caso de origen biológico, en tiempo real sobre una red LAN, a

través de direccionamiento IP, sin que se tenga que realizar algún tipo de conexión alambrada que introduzca perturbaciones en la señal ECG a enviar.

• Para el envío de información por comunicación IP se realiza a través de una cadena de caracteres, a los cuales se le debe hacer una conversión de los datos ya sea de texto a numéricos o viceversa, que permita la visualización de los mismos.

• Se sugiere para realizar la adquisición de la señal ECG, utilizar cables de baja longitud (cable blindado), con el fin de que no se induzca ruido en la ECG a capturar, al igual que una correcta ubicación de los electrodos en el paciente.

Referencias [1] Tomado el día 22 de mayo de 2011, de la página web: http://coco.ccu.uniovi.es/immed/ compresion/descripcion/spiht/wavelets/wavelets.htm [2] Tomado el día 22 de mayo de 2011, de la página web:catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/ documentos/.../capitulo2.pdf

[3] González D., Ferrer-Roca O., Mobiles for asistant living with images and signals, System on Chip (SoC) For Telemedicine Images, CATAI, Ed. Tenerife 2012, pp. 64-69, ISBN: 978-84615-6080-6.

[4] Tomado el día 22 de mayo de 2011, de la página Telemedicina y Telemática Médica en Colombia: eHealth.

[5] Grupo de Bioingeniería y Telemedicina, Universidad Politécnica de Madrid.

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Global 2do. Congreso Virtual iberoamericano de InformáticaMédica, Nov. 4 – Nov 30, 2002 en Internet.

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[9] SoutoM.,Malagary K., et al, Digital Radiology of the chest. State of the art, European Radiology 1994; 4: 281-292

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Programa “Soldado del futuro colombiano” El bienestar del Soldado como premisa de la Investigación Científica en el Ejército Dr. Jorge Reynolds Pombo Director Científico del Programa Ingeniero Carlos Enrique Ortíz Rangel Asesor Tecnológico del Programa

Resumen Los soldados o combatientes de nuestras Fuerzas Militares están sometidos permanentemente a todo tipo de presiones en los ambientes de combate real o ejercicio que les corresponde actuar, que de por si representan alto grado de dificultad en los ambientes operacionales donde la vida se compromete en todo momento. El programa Soldado del Futuro Colombiano pretende, desde la Ciencia y la Tecnología, minimizar algunas variables que se pueden controlar para propiciar mejoras en el bienestar de la persona, y las condiciones en que le corresponde operar.

Desde botas adecuadas para facilitar el movimiento, pasando por el estudio de vectores de algunas de las enfermedades tropicales propias del terreno, y así como la identificación de nuevas formas para medir el grado de eficiencia en combate, este programa único en su género, se presenta como la respuesta a muchos de los problemas que el combatiente tiene en su devenir profesional, y el mando en la debida toma de decisiones.

Palabras claves Soldados o combatientes, bienestar, ciencia y tecnología aplicada.

Abstract ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­The soldiers and combatants of our Military Forces are permanently exposed to all sorts of pressures in real or exercise combat environments, that require

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them to act upon. These pressures come with a high grade of difficulty in operational environments where life is jeopardized at all times. The program “The Soldier of the Future in Colombia” pretends to minimize some of the variables that are controllable from the perspective of science and technology, so that improvements of the wellbeing of the person and of the circumstances in which he needs to act can be achieved. This includes for example adequate boots to ease movement, the study of vectors of several tropical diseases which are common in the environment, as well as the detection of new ways of measuring the level of efficiency in combat. This program is unique in its kind and is presented as a response to many problems that combatants encounter in their professional practice, as well as to their superiors in their responsible decision making.

Keywords Soldiers or combatants, wellbeing, applied science and technology.

1. Introducción Muchas naciones alrededor del mundo están trabajando desde sus ejércitos en la incorporación de tecnologías de punta al soldado que hace parte de sus filas regulares o profesionales, incorporando todo tipo de dispositivos, armas, municiones y sensores para mejorar la productividad de los mismos en las diferentes operaciones que les corresponde atender como parte de sus escenarios de guerra o aseguramiento de la paz.

Al revisar el estado del arte de los desarrollos en ese sentido desde Internet, podemos ver como las investigaciones se centran en tecnologías emergentes y de punta, como la posibilidad de trajes más miméticos, uniformes inteligentes que atienden las infecciones causadas por heridas en combate, proyectiles que modifican su trayectoria en vuelo hasta alcanzar el objetivo, un rayo láser capaz de “freír” un misil en vuelo, y hasta cascos tan inteligentes que permiten leer el pensamiento del enemigo. Definitivamente la ciencia ficción es la mejor forma en que podemos imaginarnos ese futuro donde hombres, casi máquinas, serán los encargados de enfrentar las guerras que supondrá la tecnología en los nuevos contextos geopolíticos que enfrenten las naciones y sus ejércitos en todo el mundo.

En nuestro País es poco lo que se ha hecho sobre este tema, pero de manera no integral se han venido llevando a cabo proyectos como la bota anti-minas, que protege a los combatientes de la explosión de dichos artefactos, o desde la Industria Militar accesorios para mejorar el armamento y su seguridad. Este programa que hemos denominado “Soldado del Futuro Colombiano” es la primera iniciativa en desarrollar diferentes acciones unificadas desde la Dirección de Ciencia y Tecnología del Ejército Nacional (DICTE) en ese sentido, donde a diferencia de todos los programas actualmente existentes en el mundo, este se basa primordialmente en atender el bienestar del soldado o combatiente primario.

El objetivo primordial del programa es entonces el de analizar, investigar, diseñar, desarrollar e innovar todo tipo de tecnologías que principalmente estén dirigidas al bienestar del Soldado y su equipamiento, mejorando su moral y capacidad para el combate, con el propósito fundamental de lograr factores diferenciales a favor frente a sus enemigos reales y potenciales que le entreguen ventajas y fortalezas en beneficio de salvaguardar su vida, y asegurar con éxito el cumplimiento de las misiones asignadas.

2.- Líneas de investigación Después de varias reuniones llevadas a cabo al interior de la DICTE para identificar los alcances del programa, se determinó que inicialmente serán tres líneas de investigación las que se adelantarán para esta primera fase del programa, que recibió dicha denominación porque a diferencia de un proyecto, este programa se encuentra direccionado de manera transversal dentro del Sistema de Ciencia y Tecnología del Ejército Nacional para que permanezca activo y funcionando en el tiempo, dando con ello la posibilidad de poder ir incorporando progresiva y paulatinamente nuevas líneas o proyectos de investigación en la medida que se requiera o necesite.

Figura No.1 Soldado del Futuro Español.

Las líneas de investigación en desarrollo actualmente son las siguientes:

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2.1.- Medición del grado de eficiencia en combate

Figura No.2: Línea de Investigación No. 1 del Programa

Tiene como objetivo principal identificar los parámetros fisiológicos y psicológicos del soldado o combatiente, para estudiar las diferentes variables que serán medidas por sensores electrónicos, e identificar con ello patrones de comportamiento y salud que le permitan al mando identificar el estado actual del combatiente y su grado de alistamiento y disponibilidad para las diferentes operaciones tácticas que normalmente desempeña. El componente fisiológico medirá los parámetros físicos que registren sensores electrocardiográficos (corazón), electroencefalográficos (cerebro), de temperatura y electromiografía (muscular) por medio de instrumentos adquiridos y/o fabricados para estos propósitos especialmente.

El componente psicológico estudiará los niveles para medición de la ansiedad y estrés de los sujetos en estudio antes, durante y después de los ejercicios y/o situaciones operacionales reales, identificando patrones de conducta que influencian la eficiencia en esos contextos operativos. Dichos factores psicológicos se compararán y modelarán matemáticamente con los parámetros fisiológicos medidos en tiempo real, para evidenciar los estados actuales y medir los resultados que faciliten poder identificar un patrón observable o “semáforo”, que le indique al mando el grado de eficiencia y disponibilidad operacional de cada uno de los individuos observados para el cumplimiento de determinados tipo de misión.

2.2.- Bota militar inteligente

Figura No.3: Línea de Investigación No. 2 del Programa

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Esta línea tiene como propósito estudiar, diseñar y elaborar un prototipo de bota militar inteligente que permita proteger al soldado de infecciones, y le ayude a sobrellevar el combate con materiales de punta que repelan la humedad, la suciedad y los malos olores ofreciendo confort y bienestar en su uso. Igualmente la bota llevará en su parte interna dispositivos tecnológicos que le permitan al soldado cargar una batería o un condensador, para disponer de energía eléctrica que permita cargar otros dispositivos que lleve consigo en ese momento como sensores de explosivos entre otros varios.

Para la fabricación de la bota se desarrollaron ya los estudios preliminares necesarios, y se definieron los parámetros que tendrá la misma para su elaboración en serie con las tecnologías identificadas como viables en la fase inicial de pruebas. La ergonomía, seguridad y tecnologías usadas le permitirán al combatiente tener mayor comodidad en su uso. Igualmente está previsto la creación de un “ecosistema” controlado al interior de la bota que le asegure la mínima humedad dentro de la misma, así como el uso de materiales de última tecnología en la plantilla que genere componentes antimicóticos que evitarán el crecimiento de hongos e infecciones al interior de la bota. Paralelamente se desarrollarán estudios para identificar las tecnologías requeridas para la generación de energía desde donde se estarán considerando varias de las consideradas como disruptivas,

que aseguren la viabilidad en su desarrollo y bajos costos de implementación.

2.3.- Repelente electrónico de vectores Esta línea tiene como principal objetico estudiar especialmente los vectores animales (insectos) del mal de Chagas y la Leishmaniasis para establecer la manera en que se pueda hacer un control electrónico de su acceso al perímetro del soldado durante su desplazamiento, salvaguardando su integridad física de picaduras e infecciones por esos conductos.

La idea es estudiar al insecto especialmente por entomólogos, y determinar desde su fisiología cual es la mejor manera de mantenerlos a distancia neutralizándolos por diferentes métodos, dentro de los que podrían estar el uso de la radiofrecuencia, el ultrasonido o el electromagnetismo entre otros. En la primera parte de la investigación los entomólogos identificarán, desde la biología del animal, sus partes sensibles y que serán posteriormente objeto de las pruebas con las tecnologías disponibles para detener o dispersar al vector animal. En la segunda parte se harán las pruebas con los vectores en cautiverio para la identificación de la tecnología adecuada para lo propio. Actualmente existen en el comercio dispositivos que dicen repeler insectos por ultrasonido, pero está visto que estas tecnologías solo logran su propósito por tiempos muy cortos que no impiden que el vector ataque a su víctima.

Figura No.4: Línea de Investigación No. 3 del Programa

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3.- Uso de tecnologías disruptivas Se conoce como tecnologías disruptivas aquellas que producen una ruptura “brusca” en un medio, y normalmente dicho término es usado de manera general para representar un cambio muy importante, radical o determinante en algún área, en este caso específico la tecnología. Estamos hablando específicamente para este programa de la Nanotecnología y el uso del Grafeno. Dentro de la investigación en curso se tendrán en cuenta tecnologías también consideradas como “emergentes” y de punta que permitan encontrar nuevas e ingeniosas formas de atender los problemas planteados para cada una de las líneas de investigación propuestas.

Para el caso de la nanotecnología se contempla el uso de plantillas desarrolladas especialmente con esa tecnología, que a esa pequeña escala, logran efectos curativos en el interior de la bota durante su uso. Dichas plantillas están disponibles en el mercado de consumo especializado a precios muy asequibles, por lo que ya se encuentran incorporadas en el prototipo que se tiene listo para el inicio de las pruebas de campo en el Ejército.

Figura No.5: Nanotecnología en Medicina

Por otra parte el Grafeno es un material recientemente desarrollado, y con un potencial de uso

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inimaginable. Este asombroso material es sustancialmente más pequeño que un cabello humano, puede ser 300 veces más resistente que el acero, más duro que un diamante, y 1,000 veces más conductor que el silicio.

Figura No.6: Composición del Grafeno

Con el Grafeno y la Nanotecnología juntas se podrán encontrar nuevas y económicas formas de elaborar textiles inteligentes que permitan generar energía con solo doblarse, o materiales super hidrofóbicos que repelan el polvo, los malos olores y la humedad, facilitando así la creación de una nueva familia de sensores que permitan también la identificación temprana de los gases que libera una mina enterrada en el terreno por donde el combatiente se desplaza entre otros múltiples usos. Este tipo de tecnologías disruptivas son una promesa de valor muy importante para el programa, en la medida que se usen debidamente en la resolución de los problemas planteados inicialmente, y con el acompañamiento y supervisión de centros de desarrollo internacionales, a los cuales se tiene acceso desde las instancias que la Dirección Científica del programa tiene planteadas para el desarrollo del mismo.

Todos estas iniciativas se encuentran planteadas y en ejecución dentro del triángulo “empresa, academia, estado”, contando actualmente con el concurso de varias universidades y compañías privadas que se encuentran ya trabajando mancomunadamente con el Ejército Nacional en el

logro de los objetivos perseguidos para esta primera fase del programa.

4.-Conclusiones Más que proponer soluciones viables que mejoren el bienestar de nuestros soldados en los campos de combate o entrenamiento, este programa ha permitido a la Fuerza, y su sistema de Ciencia y Tecnología, la oportunidad primera de alinear intereses en investigación, desarrollo e innovación de manera transversal desde algunos de sus centros de investigación más importantes, que sin ninguna duda permitirán abordar los procesos planteados desde equipos inter y multidisciplinarios unidos en el desarrollo de nuevas técnicas para la elaboración de sensores y dispositivos en particular, que facilite a futuro la generación de nuevos productos y servicios en general, lo que ya se evidencia en los desarrollos que actualmente se adelantan.

Igualmente el Pensamiento Científico ya hace parte del imaginario colectivo del equipo que participa activamente en la búsqueda de soluciones a los problemas originalmente planteados, lo que es ya de por si una importante ganancia en la medida que se identifique adecuadamente la información disponible, se canalicen los conocimientos adquiridos de los problemas por resolver, y se proteja debidamente la propiedad intelectual de los resultados que se vayan obteniendo.

Bibliografía [1] El soldado del futuro será más ligero y estará conectado a Internet http://elpais.com/diario/2010/05/26/espana/1274824814_850215. html (2010)

[2] Introducción a la Nanotecnología

http://www.reverte.com/catalogo/ficha/img/ pdfs/9788429179712.pdf (2007)

[3] ¿Qué es el Grafeno y cuáles son sus posibilidades? http://www.slideshare.net/dan-adr-nes/el-grafeno-pdf (2009)

[4]

Rusia aprueba equipos para el ‘soldado del futuro’ (2013).

http://sp.rian.ru/Defensa/20130604/157230555. html

[5]

Telepatía y una fuerza sobrehumana, superpoderes de soldados del futuro http://actualidad. rt.com/actualidad/view/93469-reino-unido-superpoderes-soldado-futuro (2013).

Crédito figuras Número 1. http://www.gmv.es/b2_gmv/media/ blogs/blog_gmv/comfut.jpg Número 2, 3 y 4. Tomado collage diapositivas “Programa Soldado del Futuro Colombiano” Número 5. http://www.ciudadesdelfuturo.es/ wp-content/uploads/nano-4.jpg Número 6. http://www.postgradoeinvestigacion. uadec.mx/imagenes/CC24/grafeno.jpg

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Realidad aumentada y educación Herramienta idónea para experiencias significativas en el aula de clases Ingeniero Naval Carlos Enrique Ortíz Rangel carlos.ortiz@tecnomovilidad.com Asesor Tecnológico DICTE

Resumen La Realidad Aumentada representa actualmente una nueva forma de visualización que combina, de manera funcional, la virtualidad con la realidad misma, generando posibilidades nuevas para la interpretación de información antes no disponible, que abre nuevas formas para aprender y reconocer los datos, procesarlos en información y convertirlos fácilmente en conocimiento. Las diferentes formas para llevar a cabo experiencias en Realidad Aumentada se encuentran listas desde diferentes plataformas informáticas y de telecomunicaciones, que facilitan adelantar proyectos en este sentido de manera rápida y económica. Los procesos de Investigación, Desarrollo e Innovación que adelanta el Ejército Nacional, por intermedio de la Dirección de CyT y sus Centros de Investigación, pueden asistirse de esta nueva tecnología para propósitos divulgativos, educativos y de capacitación entre muchos otros.

Palabras claves Realidad Aumentada, Virtual, Visualizacion Tridimensional ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­Abstract Augmented Reality represents a new way of visualization that combines the virtual world with the real world, in a functional manner. This generates possibilities for the interpretation of information that were not available before, as well as new ways of learning, facing data, processing it into information and convert it easily in knowledge. The various ways to carry out experiences of Augmented Reality are available

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through different data processing and telecommunications platforms, which facilitate the development of this type of projects in a fast and economic way. The processes of Investigation, Development and Innovation that take place in the National Army, by means of the Direction of S&T and its Investigation Centres, can rely on these new technologies for the purposes of spreading and educating, amongst many others.

Keywords Augmented Reality, Virtual, Three Dimensional Visualisation

1. Introducción Pocas tecnologías han pasado tan rápidamente de ser emergentes a tecnologías de punta, y la Realidad Aumentada (RA) es ya una de ellas. Con unos pocos años en el medio, ha demostrado suficientemente con sus múltiples aplicaciones todo el potencial de que es capaz, y particularmente la educación, ha sido uno de los sectores donde ha tenido muy buen recibo.

Por definición la RA puede considerarse como la combinación funcional entre la realidad que percibimos por medio de nuestros sentidos, y la virtualidad que se genera por medios digitales.

Al combinarse estas dos pueden entregar información privilegiada del entorno que nos rodea, desde donde la visión al mundo es contextualizada, presentándonos de esa manera una inédita manera de representación de las cosas que nos rodean, y la manera en que podemos interactuar con ellas.

2. Marco institucional y pedagógico 2.1- Marco institucional El Estado, desde el Ministerio de Telecomunicaciones, tiene en curso el Plan “Vive Digital Colombia 2010-2014”, (Figura No.3) donde están claramente identificadas las áreas que conforman el ecosistema digital en el país.

Figura No.1 Logo RA

Este concepto es mejor mostrarlo visualmente que explicarlo con palabras, por lo que en la gráfica No.2 que acompaña esta página pueden encontrar un marcador (cuadro negro con las letras TM), y una dirección web anexa, desde donde podrán ver una definición visual de la RA por medio de un video. Tan solo digiten esa dirección, aparecerá una página de color negro con el programa Adobe Flash Player (que tiene todo PC pre-instalado), se prenderá su cámara web al aceptar su uso, y lo que deben hacer es poner frente a su cámara el cuadrado negro sin tapar ninguna sus puntas. La magia de la RA estará frente a sus ojos.

Figura No.2 Definición RA (www.tecnomovilidad.com/1.swf)

Para este caso estamos invocando la RA directamente desde Internet, lo que es tan solo una de las formas para llevar a cabo este tipo de experiencias, ya que se puede ejecutar desde dispositivos móviles tipo tableta o smartphone, gafas especializadas o computadores que no requieran acceso a Internet. Desde mi punto de vista es una de las tecnologías donde la imaginación para su uso y aplicación es el límite. Hablemos entonces de educación, y como la RA puede ser usada y convenientemente aplicada en las aulas de clases.

Figura No.3 Vive Digital

Desde este proyecto se promueve el uso las Tecnologías de la Telecomunicación y la Información (TIC’s) en procesos pedagógicos y educativos, promoviendo directamente el uso y desarrollo de contenidos y aplicaciones digitales en mejora de los procesos que conciernen a docentes y educandos, donde se impulsa toda iniciativa que apunte a ese particular.

Igualmente el Ministerio de Educación Nacional promueve la Innovación Educativa desde varios programas que consoliden las competencias en el uso y apropiación pedagógicas de las TIC’s. La idea es generar espacios de apropiación pedagógica que le permitan al alumno alcanzar las destrezas necesarias para mejorar su rendimiento académico, y hacer verdaderos ciudadanos digitales identificados con la modernidad en la que viven.

2.2- Marco pedagógico

Figura No.4 Escuelas del pensamiento pedagógico en educación

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Todos hemos tenido un profesor o instructor en el aula de clase; pues bien ese concepto, según las nuevas teorías del aprendizaje, hace rato migro a los facilitadores, y últimamente a la figura del mentor, quien en lugar de enseñar desde su experticia a los novatos, ahora solo debe dirigirlos en el adecuado uso de los recursos disponibles para que naveguen en pos de los datos y la información que debe ser convertida convenientemente en conocimiento y sabiduría. Aparecen entonces nuevas corrientes pedagógicas como el Conectivismo y el Navegacionismo que reemplazan al cognoscitivismo y construccionismo (Figura No.3) mejorando ostensiblemente la educación por estos medios, y facilitando que las TIC’s entren a jugar un papel más que importante en estos procesos.

Es claro que con la proliferación de todo tipo de tecnologías contemporáneas, el “ecosistema” que se crea alrededor de la educación está totalmente alineado como nunca antes con estos conceptos pedagógicos. De nosotros, sus usuarios finales, depende conocer todas las herramientas disponibles, y como usarlas debidamente en los contextos educativos a los que pertenecemos.

3. Herramientas y aplicaciones de la RA 3.1- Aplicaciones varias En el área militar existen aplicaciones importantes de RA en estado de investigación y desarrollo, que ya muestran algunos productos y servicios por venir. (Figura No.6)

Tanto el Conectivismo como el Navegacionismo, (Figura No.5), presentan condiciones ideales para las TIC’s en apoyo de los procesos educativos, donde la Realidad Aumentada, en unión de los teléfonos inteligentes modernos como herramientas del aprendizaje, son medios idóneos para la enseñanza y auxiliares auténticos para una correcta pedagogía.

Figura No.6 Usos de la RA en el medio Militar

Figura No.5 Definición Conectivismo y Navegacionismo.

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En la revista de Ciencia y Tecnología del Ejercito No. 4 de 2012 (Paginas 18-25) está un artículo de mi autoría que muestra los diferentes usos militares y otras demostraciones de RA. Básicamente el soldado pueden interpretar de manera “inteligente” el escenario en que les corresponde operar por medio de la RA, que se convierte así en apoyo para la toma de sus decisiones.

Desde gráficas, textos, audio, videos, pasando por objetos 3D y animaciones tridimensionales, la RA permite la magia de la multimedia total. En la gráfica No. 7 podrán llevar a cabo otra experiencia con un objeto 3D (nuestro globo terráqueo), y evidenciar el potencial de visualización que se puede desarrollar.

en consecuencia, dificultades para la comprensión debida de los conceptos básicos y mínimos de su proceso de aprendizaje sea cual fuese el nivel.

Figura No.7 Modelo 3D ( www.tecnomovilidad.com/2.swf)

3.2- Algunas herramientas disponibles En la actualidad existen ya muchas herramienta disponibles para llevar a casa la experiencia de la RA, muchas de ellas sin costo ninguno ni necesitad de conectividad a Internet. Les comparto una de ellas llamada Aumentaty (http://www.aumentaty.com/), producto salido de investigadores españoles que han decidido apropiar esta magnífica herramienta en apoyo de los procesos educativos de todo el mundo. Tan solo entren a la página web anotada, regístrense, y descarguen dos programas. El primero les permitirá editar sus propias experiencias desde su PC, y el segundo poder “encapsularlas” en un programa más ligero para su visualización individual. ¿Quieren ver cómo trabaja? Remítanse a la Figura No.8, lleven a cabo la experiencia como ya lo hicieron, y tendrán una explícita y clara demostración de cómo se usa esta poderosa herramienta de software para RA.

Figura No.8 Aumentaty (www.tecnomovilidad.com/aumentaty.swf)

4.-Realidad aumentada y desordenes del aprendizaje Pero esto no solo se trata de ver las cosas desde otra perspectiva tecnológica diferente. La RA tiene un componente muy importante que atiende algunos de los desordenes más típicos del proceso de aprendizaje, y donde los alumnos tiene múltiples complicaciones para aprender fácilmente, y

Figura No.9 Aprendiendo

Desde la sicopedagogía aparecen nombres de muchos desordenes que actualmente, y desde hace tiempo atrás, hacen presencia en el sector educativo, y son cotidianos en las aulas de clase. Nos referiremos a dos en particular que la RA facilita mejorar: los problemas de Motricidad fina y la Atención dispersa.

El primer desorden anotado tiene varias manifestaciones dentro de las cuales se puede manejar para su mejora la coordinación viso-motriz. El hecho de que el estudiante tenga que coordinar muy bien el marcador frente a la cámara web para el logro de las diferentes vistas posibles de un objeto 3D, o una animación, ya es un ejercicio eficaz y conveniente para lograr que la motricidad mejore en ese sentido.

La atención dispersa es por su parte la que muestra mejores resultados con el uso de la RA. Personalmente he llevado a cabo varias pruebas presenciales con niños que tienen atención alterada al lado de otros “normales” y/o muy dedicados, que han demostrado como los primeros han entrado fácilmente en los talleres propuestos de RA después de las explicaciones iniciales dadas. Cuando un niño disperso ve que otro niño hace cosas en RA que no puede elaborar por su pobre atención, sencillamente lo hace mejor y más rápidamente que en otras pruebas relacionadas con las pruebas viso-motrices. En algún momento de esos ejercicios tenia a tres niños completamente normales, concentrados y respondiendo las preguntas que se les hacían sobre los objetos tridimensionales y las cosas que había que descubrir en ellos.

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Estas pruebas llevadas a cabo con psicólogas y psicopedagogas en ambientes de aprendizaje controlados, son la más clara manifestación del uso y aplicación para este tipo de herramientas en las aulas de clase, y muestran además, como a partir del aprendizaje de la RA en talleres para docentes y educandos, estos se apropian de la tecnología para darle los usos más diversos posibles que se puedan imaginar, y que han terminado sorprendiendo a propios y extraños del tema.

Así las cosas, la RA se convierte entonces en una excelente herramienta para el llamado “Aprendizaje significativo”, que es aquel donde el estudiante relaciona información nueva de su entorno con aquella que ya posee, reafirmando y/o reconstruyendo su realidad por medio de este proceso, todo ello relacionado mucho con las más recientes escuelas del pensamiento pedagógico, y alineadas con las mejores prácticas desde la psicopedagogía en el aula de clase para la atención de problemas comunes del aprendizaje.

5.-Conclusiones En este caso las conclusiones saltan literalmente a la vista. La Realidad Aumentada es una herramienta en franco desarrollo, y debe ser de conocimiento y uso por parte de la comunidad educativa y todos sus actores pedagógicos. Sus amplias y generosas aplicaciones son la más clara manifestación de sus posibilidades, por lo que no hay disculpa importante para que nos perdamos de su incidencia en nosotros, nuestros hijos y/o familiares en edad de aprendizaje.

Si quieren ver un poco más sobre el tema tan solo remítanse a www.youtube.com, y digiten en Ingles “Augmented Reality”, y sorpréndase con los miles de usos ya disponibles para esta tecnología, y donde la educación debe privilegiar la pedagogía y el aprendizaje por estos nuevos medios tecnológicos.

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Bibliografia [1] Azuma, 2001: R.T. Azuma “Augmented Reality: Approaches and Technical

Challenges”, Fundamentals of Wearable Computers and Augmented Reality, W. Barfield, Th. Caudell (eds.), Mahwah, New Jersey, 2001, pp 27-63.

[2] ARiSE Project. Augmented Reality in School Environments (2013). http://www.ariseproject.org/ [3] CONNECT Project. http://www.connect-project.net/ (2010) [4] CREATE Project: Constructivist Mixed Reality for Design, Education, and Cultural Heritage. http://www.cs.ucl.ac.uk/research/vr/Projects/ Create/ (2010) [5] Magic Book y otros proyectos. The Human Interface Technology Laboratory New Zealand (HIT Lab NZ), University of Canterbury, Christchurch, New (2009) [6] MIT Handheld Augmented Reality Simulations http://education.mit.edu/ar/ Zealand. http://www.hitlabnz.org (2003) [7] Portal de la Realidad Aumentada. http://www. aumentaty.com/ (2013)

Créditos figuras Número 1. http://www.configurarequipos.com/ actualidad-informatica/2263/ar-plus-el-logo-de-realidad-aumentada Número 2, 4, 5, 7 y 8. Modificada por coredactor Número 3. Plan Vive Digital 2010-2013 Gobierno Nacional Número 6. http://dvice.com/assets_c/2011/04/ Vuzix-Blade-Tac-Eye-thumb-550xauto-60453.jpg Número 9. http://trasfonounisucre.blogspot. com/2010/05/los-trastornos-del-aprendizaje.html

Revista

Ciencia y Tecnología del Ejército PUBLICACIÓN DE LA DIRECCIÓN DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA “EJÉRCITO NACIONAL” COLOMBIA

Revista Ciencia y Tecnología del Ejército / Colombia / Volúmen 4 / Número 1 / Enero - Junio de 2013

ISSN No. 2145-4191 Volúmen 4 / Número 1 / Enero - Junio de 2013