Conciencia tec 47 by jose luis

INVESTIGACIÓN CONTROL DE POTENCIA DE ENLACES ASÍNCRONOS ENTRE SISTEMAS ELÉCTRICOS MEDIANTE EL USO DEL TRANSFORMADOR DE FRECUENCIA VARIABLE COMPROMISO ORGANIZACIONAL DE LOS PROFESORES DE UNA UNIVERSIDAD PÚBLICA LOS PROYECTOS FINANCIADOS CON REMESAS EN ZACATECAS Y LOS MODELOS DE EMPRENDIMIENTO ESTIMACIÓN DE ILUMINACIÓN EN UN FOTOBIORREACTOR PRODUCTOR DE BIOMASA A PARTIR DE MICROALGAS

UNA HERRAMIENTA DE AUTORÍA PARA UN AMBIENTE DE APRENDIZAJE 3D TUTOR INTELIGENTE PARA PROPUESTAS DE INVESTIGACIÓN HACIA UN SISTEMA GESTOR DE OBJETOS DE APRENDIZAJE REPORTE DE PROYECTO USO DE DEVC++® CON DELMIA QUEST® PARA OPTIMIZAR SIMULACIONES NORMAS PARA PUBLICAR EN CONCIENCIA TECNOLÓGICA

C OMITÉ E DITORIAL DIRECTORIO EDITORIAL M. E. Dora Luz Arriaga Soto Presidente Honorario

M. C. Gilberto Anduaga Márquez Presidente Ejecutivo

COMITÉ EDITORIAL • Dr. José Javier Valencia López

Universidad Autónoma Metropolitana – Cuajimalpa

• Dr. Dariusz Szwedowicz Wasik

Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico (CENIDET)

• Dr. Francisco Javier Álvarez Rodríguez Universidad Autónoma de Aguascalientes

DIRECTORIO LIC. EMILIO CHUAYFFET CHEMOR Secretaría de Educación Pública DR. FERNANDO SERRANO MIGALLÓN Subsecretaría de Educación Superior MTRO. JUAN MANUEL CANTÚ VÁZQUEZ Dirección General de Educación Superior Tecnológica M. E. DORA LUZ ARRIAGA SOTO Directora M. C. CARLOS RUVALCABA MÁRQUEZ Subdirector Académico M. C. PEDRO PABLO MARTÍNEZ PALACIOS Subdirector de Planeación y Vinculación M. C. ALEJANDRO SÁNCHEZ BARROSO Subdirector de Servicios Administrativos M. C. GILBERTO ANDUAGA MÁRQUEZ Jefe del Depto. de Desarrollo Académico

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ING. JORGE A. VILLORDO SAUCEDO LIC. ROSENDO MURILLO ORTEGA Miembros Honorarios y Fundadores

• M. E. Elizabeth Obregón Barbosa

LIC. ROSENDO MURILLO ORTEGA L.M.M.C. DANIEL CASTILLO CORRAL Colaboradores

Centro de Investigaciones en Óptica, A. C. Unidad Ags. Instituto Tecnológico de Aguascalientes

FORMACIÓN Y PRENSA: SERVIMPRESOS DEL CENTRO S.A. DE C. V.

COMITÉ DE ARBITRAJE EN ESTE NÚMERO • Dr. Lisandro Alvarado Peña Universidad del Zulia (LUZ)

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• Dra. Margarita Zorrilla Fierro

Universidad Autónoma de Aguascalientes

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• Dr. Isidro Lázaro Castillo

Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo

• Dr. Francisco Javier Álvarez Rodríguez Universidad Autónoma de Aguascalientes

• Dr. Marco Antonio Castro Liera

Año 18, No. 47, enero- junio 2014, es una publicación semestral de la Dirección General de Educación Superior Tecnológica de la Secretaría de Educación Pública editada a través del Instituto Tecnológico de Aguascalientes (ITA) por el Departamento de Desarrollo Académico, Av. Adolfo López Mateos No. 1801 Ote., Fracc. Bona Gens, C.P. 20256, Tel. 01(449) 9105002, www.ita.mx. Editor responsable: M. E. Dora Luz Arriaga Soto. Número de Certificado de Reserva de derecho al uso exclusivo otorgado por el Instituto Nacional del Derecho de Autor: 04-2014-041111190400- 102, ISSN 1405-5597, Números de licitud de título y licitud de contenido en trámite. Impresa por Servimpresos del Centro, S. A. de C.V., Hortelanos 505, Col. San Luis, C.P. 20250, Aguascalientes, Ags. Este número se terminó de imprimir el 30 de junio de 2014 con un tiraje de 500 ejemplares. Su objetivo principal es difundir el quehacer académico (investigación y docencia) del personal adscrito al Instituto Tecnológico de Aguascalientes así como del personal del Sistema Nacional de Educación Superior Tecnológica y otras instituciones nacionales y extranjeras. Enfatiza la publicación de artículos de investigación inéditos y arbitrados y en menor medida reportes de proyectos técnicos y notas de divulgación científica del campo de la ingeniería, la informática y la administración. Las ideas aquí vertidas no son necesariamente la opinión del ITA. Toda la publicación firmada es responsabilidad de los autores. Se permite la reproducción parcial y/o total citando autores y fuente.

Instituto Tecnológico de La Paz

• Dra. Zóchitl Araiza Garza

Universidad Autónoma de Coahuila

• Dra. Elvia Beltrán Ruiz

Instituto Tecnológico de Aguascalientes

• Dr. Francisco Javier Villalobos Piña Instituto Tecnológico de Aguascalientes

está indizada en: REDALYC (Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal) http://redalyc.uaemex.mx LATINDEX (Sistema Regional de Información en línea para Revistas Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal) http://www.latindex.org PERIÓDICA: (Índice de Revistas Latinoamericanas en Ciencias) http://www.dgbiblio.unam.mx DIALNET: (Portal bibliográfico de la Universidad de la Rioja) http://dialnet.unirioja.es DOAJ:(Directory of Open Acces Journal http://www.doaj.org

INDICE INVESTIGACIÓN CONTROL DE POTENCIA DE ENLACES ASÍNCRONOS ENTRE SISTEMAS ELÉCTRICOS MEDIANTE EL USO DEL TRANSFORMADOR DE FRECUENCIA VARIABLE Luis A. Contreras Aguilar, Guillermo Tapia Tinoco, Enrique A. Zamora Cárdenas. COMPROMISO ORGANIZACIONAL DE LOS PROFESORES DE UNA UNIVERSIDAD PÚBLICA Dra. Sonia Elizabeth Maldonado-Radillo, Dra. María Concepción Ramírez Barón, Dra. Blanca Rosa García Rivera, LC Angélica Chairez Venegas LOS PROYECTOS FINANCIADOS CON REMESAS EN ZACATECAS Y LOS MODELOS DE EMPRENDIMIENTO Dr. Rodolfo Ramírez Calvillo, M.D.M. Iliana Elizabeth Ramírez Berumen, C.P. Everardo Arnulfo Martínez González ESTIMACIÓN DE ILUMINACIÓN EN UN FOTOBIORREACTOR PRODUCTOR DE BIOMASA A PARTIR DE MICROALGAS M.C. Carlos Francisco González Hernández, M.C. Manuel de Jesús Sol Hernández, Dr. Miguel Ángel Franco Nava

UNA HERRAMIENTA DE AUTORÍA PARA UN AMBIENTE DE APRENDIZAJE 3D M. C. Venustiano Soancatl Aguilar, C. Luis David Huerta Hernández, Dra. Carmen Carlota Martínez Gil

TUTOR INTELIGENTE PARA PROPUESTAS DE INVESTIGACIÓN M.C. Jesús Miguel García Gorrostieta, M.C. Samuel González López, Dr. Aurelio López López

HACIA UN SISTEMA GESTOR DE OBJETOS DE APRENDIZAJE Josefina Guerrero García, Juan Manuel González Calleros

REPORTE DE PROYECTO USO DE DEVC++® CON DELMIA QUEST® PARA OPTIMIZAR SIMULACIONES Mtro. Ricardo Pérez Rodríguez, Dr. Jöns Sánchez Aguilar, Dr. Arturo Hernández Aguirre

NORMAS PARA PUBLICAR EN CONCIENCIA TECNOLÓGICA

La portada es una composición con uno de los murales que con motivo del cuadragésimo quinto aniversario de la creación del Instituto Tecnológico de Aguascalientes, se pintó en el edificio del Centro de Cómputo. (Diseño: Erick Palacio Ibarrola. Foto: Lic. Juan de Dios Rodríguez Pérez, Departamento de Comunicación y Difusión del ITA. Diseño de Servimpresos del Centro, S.A. de C. V.)

Conciencia Tecnológica No. 47, Enero-Junio 2014

Control de Potencia de Enlaces Asíncronos entre Sistemas Eléctricos Mediante el uso del Transformador de Frecuencia Variable Investigación

Luis A. Contreras Aguilar1, Guillermo Tapia Tinoco1 y Enrique A. Zamora Cárdenas2 Instituto Tecnológico Superior de Irapuato, Coordinación de Ingeniería Electromecánica, Carretera Irapuato-Silao Km. 12.5, C.P. 36821 Irapuato, Guanajuato, México. Tel.+52 (462) 60 67 900. 2 Universidad de Guanajuato, Ingeniería eléctrica, Carretera Salamanca-Valle de Santiago Km 3.5+1.8 Km Comunidad de Palo Blanco, C.P. 36885 Salamanca, Gto. Tel. +52 (464) 64 7 99 40

Resumen

las partes principales del VFT, un sistema eléctrico es conectado al devanado trifásico del estator mediante un transformador convencional, el cual regula la tensión entre el sistema eléctrico y el VFT, de igual manera otro sistema eléctrico es conectado al devanado trifásico del rotor mediante un sistema colector y un transformador convencional. Además, el VFT cuenta con un sistema de control el cual regula el flujo de potencia a través del dispositivo. La función principal del sistema de control es proporciona un torque mecánico sobre el eje del rotor, esto para controlar la dirección y magnitud de flujo de potencia a través del VFT. El control de flujo de potencia se logra mediante la acción de control en lazo cerrado de un motor de Corriente Directa (CD)que es acoplado directamente sobre el eje del rotor del VFT. Así mismo, el control ajusta la velocidad y el desfase del rotor con respecto al estator, el cual mantiene la transferencia de potencia igual al punto de referencia proporcionado por el operador. Si los sistemas que se enlazan se encuentran a diferente nivel de frecuencia, el rotor girara continuamente a la velocidad proporcional a esa diferencia de frecuencia entre los sistemas enlazados. Además, el VFT requiere de compensación reactiva, esto para suplir el consumo propio y dar soporte a la red de transmisión adyacente. Bancos de capacitores o cualquier compensador de VARs pueden ser utilizados con tal propósito. La Figura 1 muestra los principales componentes en una subestación de un VFT.

Este artículo propone un modelo del Transformador de Frecuencia Variable (por sus siglas en inglés, VFT) para el estudio de enlaces asíncronos entre sistemas eléctricos de potencia. El modelo propuesto puede ser utilizado para realizar estudios de estabilidad transitoria entre sistemas eléctricos de potencia. Adicionalmente, se muestra un ejemplo sencillo de la implementación práctica y el análisis ante diferentes condiciones de operación de un VFT de 100 MW de transferencia de potencia nominal. Palabras clave: Transformador de Frecuencia Variable, Enlaces Asíncronos y Control de Potencia. Abstract This paper proposes a model of the Variable Frequency Transformer (VFT) to study the asynchronous links between electric power systems. The model can be used to perform a transient stability analysis is such systems. Furthermore, it shows an example of the implementation and analysis under different operating conditions of a VFT unit with 100 MW nominal power transfer. Key words: Variable Frequency Transformer, Asynchronous Links and Power Flow Control. Introducción La necesidad de control de flujo de potencia, así como la expansión continua de los sistemas eléctricos, demanda que las nuevas tecnologías permitan utilizar los recursos existentes en la actualidad. Basado en ello, en la década pasada surgió un dispositivo denominado Transformador de Frecuencia Variable (por sus siglas en inglés, VFT), el cual permite interconectar dos sistemas eléctricos, los cuales pueden o no estar a niveles de tensión y de frecuencia diferentes. Este dispositivo que actualmente está siendo incorporado en los sistemas eléctricos, permite el control de flujo de potencia en ambas direcciones entre los sistemas enlazados. La tecnología del VFT consta de un transformador rotatorio, el cual es similar a una máquina de inducción de rotor devanado. Teniendo en cuenta el estator y rotor como 6

CONTROL DE POTENCIA DE ENLACES ASÍNCRONOS ENTRE SISTEMAS ELÉCTRICOS MEDIANTE EL USO DEL TRANSFORMADOR DE FRECUENCIA VARIABLE Luis A. Contreras Aguilar, Guillermo Tapia Tinoco y Enrique A. Zamora Cárdenas

Fundamentos teóricos En la literatura abierta, los primeros diseños para el control de flujo de potencia en enlaces asíncronos entre sistemas eléctricos mediante el uso de máquinas rotatorias se presenta en [1]. Con los avances tecnológicos en este campo de aplicación, se logró una primera aplicación real de un enlace asíncrono de este tipo, el cual es presentado en [2]. Este enlace interconecta el sistema eléctrico de New York, EUA y la Hydro-Québec, Canadá mediante el uso de un VFT. Las características de operación y control del VFT se describen en [3]. El comportamiento del VFT ante diferentes disturbios en eventos reales, tales como: fallas de fase a tierra, fallas trifásicas, aislamiento entre los sistemas y la contribución del VFT sobre la estabilidad de las redes eléctricas enlazadas, se muestran en [4]. La segunda aplicación real del VFT, se realizó entre los sistemas eléctricos de la compañía Electric Reliability Council of Texas, ERCOT y la Comisión Federal de Electricidad, CFE, México[5]. La última aplicación real de este tipo de enlaces fue utilizando múltiples unidades de VFT, en donde se enlazan los sistemas eléctricos de Pennsylvania Jersey Maryland (PJM) y New York Independent System Operator (NYISO) [6]. En más recientes aportaciones sobre el VFT [7], [8] y [9], se han enfocado al modelado del dispositivo en distintos softwares y con diferentes aplicaciones en el análisis. Aunque hasta hoy en día los antecedentes relacionados con el VFT son suficientes para comprender el funcionamiento de este dispositivo, es necesario describir nuevos modelos matemáticos que permitan realizar estudios específicos y analizar el desempeño del VFT ante diferentes condiciones de operación. De tal forma, que este trabajo se enfoca en el desarrollo de un modelo matemático del VFT para estudios de estabilidad transitoria. Los componentes principales de este modelo son: la máquina de inducción de rotor devanado (WRIM) o transformador rotatorio, transformadores de potencia, bancos de capacitores y el motor de CD con su sistema de control. Modelo matemático del WRIM.El modelo del WRIM es un modelo de sexto orden característico para estudios transitorios, y el cual es adaptado para funcionar como transformador rotatorio. Después de tratar al sistema de ecuaciones del WRIM en el marco de referencia síncrono dq, se obtiene un sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias en variables de estado que representa la dinámica del componente principal del VFT [10], (1) donde,

Modelo del sistema de control. El sistema de control consiste de un regulador de potencia que actúa en conjunto con un regulador de velocidad para ajustar el torque mecánico del motor de CD. La Figura 2 muestra el sistema de control implementado para actuar en conjunto con el WRIM, el cual provee regulación de potencia mediante el ajuste de la velocidad del rotor.

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controlador PI y proporciona un comando de torque (Tcmd) al motor de CD. Un limitador de torque asegura que el comando de torque se encuentre dentro del margen de capacidad física el motor de CD, tal y como se muestra en la Figura 2. En este trabajo, los límites establecidos para el comando de torque son de entre ±1.5por unidad (pu). Además, el comando de torque alimenta a un sistema de primer orden que representa la respuesta dinámica del motor de CD, el cual es utilizado para ajustar la posición del rotor [11]. Los reguladores de potencia, velocidad y el motor de CD pueden ser descritos mediante el siguiente sistema de ecuaciones diferenciales en variables de estado,

Componentes adicionales. Los transitorios asociados a los demás componentes que conforman el VFT se pueden despreciar, esto debido a que sus tiempos de decaimiento tienen corta duración (transitorios electromagnéticos) con respecto a los transitorios electromecánicos producidos por el WRIM [12] y de los cuales se asocian a estudios de estabilidad transitoria. Por lo tanto, al aplicar la ley de corrientes de Kirchhoff en los nodos de los voltajes del WRIM, las corrientes a través de los transformadores de potencia que enlazan el WRIM con los sistemas eléctricos pueden ser calculadas por medio del siguiente conjunto de ecuaciones algebraicas,

Así, los nuevos valores del voltaje en el WRIM son calculados como,

Materiales y métodos El caso de estudio analizado consiste de dos sistemas asíncronos conectados a través de un enlace con la tecnología VFT. En este caso se considera una sola unidad de VFT de 100 MW, tal y como se ilustra en la Figura 1. El sistema eléctrico conectado al lado del rotor tiene una frecuencia base de 59.95 Hz y el sistema eléctrico conectado al lado del estator tiene una frecuencia base de 60 Hz. Ambas redes eléctricas son representadas como fuentes ideales bus infinito, las cuales mantienen una diferencia del ángulo de fase de 5 grados, así como un voltaje nodal de magnitud 1 pu en cada sistema. Todos los parámetros del sistema utilizados para desarrollar las simulaciones digitales que se muestran en este trabajo se presentan en la Tabla 1. En esta tabla se muestran los parámetros del VFT sobre una base de 100 MVA y fueron obtenidos de [2]. Además, los valores de las ganancias de los controladores se obtuvieron mediante la sintonización por medio del método de Ziegler-Nicholsy basándose en la respuesta al escalón [13]. Tabla 1. Parámetros del VFT de 100 MVA. El sistema de ecuaciones diferencial-algebraico conformado por el modelo matemático del VFT que se describió anteriormente se implementó en el software MATLAB®. Además, se utilizó el método de integración explícito Runge-Kutta de 4° orden para solucionar el sistema de ecuaciones y se usó un paso de integración de 260 s. Resultados y discusión Respuesta al escalón. La regulación de potencia a través del VFT por medio de una respuesta al escalón es un método de control muy común, donde la transferencia de potencia crece a un valor establecido en un tiempo relativamente corto. Esta función es muy

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útil para probar el amortiguamiento de oscilaciones de potencia, intercambios de potencia de emergencia y otras aplicaciones donde se desea cambios rápidos en la transferencia de potencia. La Figura 3 (a) muestra la respuesta transitoria del VFT al escalón de potencia (PVFT), y en donde las condiciones iniciales para la respuesta al escalón de potencia son tomadas desde 0 MW, después el comando de potencia (Pcmd) se incrementa instantáneamente de 0 MW hasta 100 MW en el segundo 1. Dada la convención que se tomó, se transfiere potencia del sistema conectado en el estator al sistema conectado al rotor, después en el segundo 3 se aplica un comando de potencia en escalón desde 100 MW a -100 MW y finalmente de -100 MW a 0 MW en el segundo 7. La respuesta transitoria de la transferencia de potencia del VFT disminuye en aproximadamente 2 segundos para este caso de estudio. Aunque la respuesta transitoria es adecuada, esto podría mejorarse mediante la optimización de parámetros y del propio sistema de control, lo cual serviría como base para desarrollar futuras investigaciones en el área de control para esté dispositivo. La Figura 3 (b) muestra la posición del rotor del VFT (ángulo), donde se observa una respuesta muy similar a la transferencia de potencia entre los sistemas enlazados, de ahí la estrecha relación entre estas variables del dispositivo.

Rampa de regulación de potencia. La regulación de potencia por medio de una rampa es otro método común de control en las instalaciones de VFT. El intercambio de potencia se incrementa o decrece respecto a un comando de referencia dado con una razón de cambio preestablecida. La Figura4 muestra algunas variables del VFT durante el modo de control de potencia en rampa. Para este modo de operación, se toma el estado estable en 0 MW como condición inicial. Después, el comando de potencia se incrementa de 0 MW hasta 50 MW del segundo 5 al segundo 10, y se mantienen en 50 MW hasta el segundo15. Después, se incrementa el comando de potencia hasta 100 MW

durante otros 5 segundos, para después caer a -100 MW del segundo 40 al segundo 60. Finalmente, se aplica un incremento en la transferencia de potencia de -100 MW hasta 0 MW desde el segundo 65 hasta el segundo 70.

Las Figuras 4 (a) y (b) muestran el comando de potencia y la transferencia de potencia en el VFT, respectivamente. No es visible, pero se tienen un tiempo de decaimiento en la transferencia de potencia con respecto al comando de potencia de aproximadamente 0.4 segundos en este modo de operación. Las Figuras 4 (c) y (d) muestran la posición y velocidad del rotor del VFT, respectivamente. La posición del rotor se mantiene en una trayectoria similar que la del comando de potencia, mientras que la velocidad del rotor se ajusta a la diferencia de las frecuencias entre el estator y el rotor (-0.0314 rad/s) durante la transferencia constante de potencia. Además, durante la rampa de regulación de potencia se observa un cambio de velocidad proporcional a la razón de cambio del comando de potencia. Simulación de fallas. Los estudios de estabilidad transitoria se realizan para investigar la respuesta dinámica de los sistemas de potencia ante grandes disturbios. Para este caso de estudio, se evalúa el comportamiento dinámico del VFT al aplicar una falla trifásica en el sistema conectado al rotor a los 0.1segundos y la cual se libera a los 0.2 segundos. Antes de aplicar la falla, el estado estable de la transferencia de potencia en el VFT es de 100 MW, con dirección del sistema conectado en el estator hacia el sistema conectado en el rotor, y el consumo de

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potencia reactiva en el dispositivo es de 22.2 MVAR. Las Figuras 5 (a) y (b) muestran el transitorio ocurrido al aplicar la falla en esté enlace asíncrono. En ésta figura se muestra un patrón oscilatorio durante la falla para el caso de la potencia activa y se logra visualizar que se alcanza un valor pico mayor a 600 MW de potencia activa. La potencia reactiva consumida por el VFT se incrementa durante la falla a un valor promedio de aproximadamente 500 MVAR. En condiciones reales, este modo de operación es indeseable debido a la gran transferencia de potencia no controlada durante la falla. Sin embargo, la recuperación transitoria muestra un amortiguamiento rápido y natural de potencia debido al sistema de control y la gran inercia del transformador rotatorio.

Figura 5. Comportamiento transitorio durante una falla para (a) potencia real y (b) potencia reactiva. La Figura 6 muestra la posición y velocidad del rotor del enlace VFT, donde puede apreciarse una solución transitoria durante la falla y una convergencia lenta al estado estable después de la liberación de la falla.

y -0.0314 rad/s, respectivamente. Esto significa que la respuesta dinámica proporcionada por el modelo propuesto del VFT tiene un valor límite finito, y como consecuencia, puede indicar que es estable para la falla que se consideró en este caso de estudio. Conclusiones En este trabajo se propuso e implementó un modelo matemático del transformador de frecuencia variable. Los esquemas de control basados en respuesta al escalón y rampa de regulación de potencia proveen una forma directa de control de potencia a través del VFT. La respuesta dinámica ante esta forma de control muestra que el modelo es efectivo para controlar la potencia, aunque es importante mencionar que para trabajos futuros la parte de control podría ser mejorada y por consecuencia la respuestas dinámica del VFT. Con respecto a la repuesta transitoria muestra que durante la falla se tienen oscilaciones de hasta 600 MW en la transferencia de potencia, lo cual es indeseable en un enlace asíncrono, y esto demuestra en esencia que a través del VFT se pueden propagar las fallas. Por lo tanto, es muy importante la coordinación del sistema de protecciones que se incluya en los esquemas de las instalaciones de VFT. Además, se muestra que durante la falla el consumo de potencia reactiva se incrementa hasta cerca de 500 MVAR promedio. Finalmente, se muestra en las gráficas de las oscilaciones de velocidad y ángulo del rotor del VFT, que la gran inercia del VFT ayuda de manera natural al amortiguamiento de las oscilaciones, pero de una forma relativamente lenta. Con el fin de cuantificar de forma más general el desempeño del modelo, una propuesta es implementar el modelo en programas de estabilidad transitoria y/o aplicar técnicas modernas de estudios de sistemas de potencia sobre el modelo propuesto. Referencias

[1] Hughes, W. L., (1999), “Feasibility of exchanging large blocks of power between unsynchronized grids by purely electromechanical means”, IEEE Power Engineering Society Summer Meeting,(Edmonton, Alberta, Canada, 18-22 de Julio de 1999), p.1158-1162. Figura 6. Comportamiento transitorio durante una [2] Nabb, D. Mc., Nadeau, D.,Nantel, A.,Pratico, falla para (a) potencia real y (b) potencia reactiva. E., Larsen, E., Sybille, G. y Paré.D.,(2005), “Transient and Dynamic Modeling of the New Después de que desaparece el transitorio, la Langlois VFT Asynchronous Tie and Validation velocidad y posición del rotor regresan a sus soluciones with Commissioning Tests”, International de estado estable de pre-falla. Por lo tanto, la solución Conference on Power Systems Transients, en estado estable después de la liberación de la falla (Montreal, Canada, 19-23 de Enero de 2005), p. tanto para la posición y velocidad del rotor son de 4.6° 1-6. Conciencia Tecnológica No. 47, Enero-Junio 2014 10

[3] Piwko,R. J. y Larsen,E. V., (2006),”Variable frequency transformer-FACTS Technology for Asynchronous Power Transfer”,IEEEPower Engineering SocietyTransmission and Distribution Conference and Exhibition, (Dallas, Texas, EUA, 21-24 de Mayo de 2006), p. 14261428. [4] Nadeau, D., (2007), “A 100-MW Variable Frequency Transformer (VFT) on the HydroQuébec TransÉnergieNetwork-The Behavior during Disturbance”,IEEE Power Engineering Society General Meeting, (Tampa, Florida, EUA, 24-28 de Junio de 2007), p. 1-5. [5] Hassink,P., Beauregard,V., O’Keefe, R., Larsen, E. V. y Bodo, R., (2007), “Secondy Future Applications of Stability Enhancement in ERCOT with Asynchronous Interconnections”,IEEE Power Engineering Society General Meeting, (Tampa, Florida, EUA, 24-28 de Junio de 2007), p. 1-7. [6] Pratico, E. R., Wegner, C., Marken, P.E. yMarczewski, J.J., (2010), “First multi-channel VFT application - the Linden project”, IEEE Power Engineering SocietyTransmission and Distribution Conference and Exposition, (New Orleans, Louisiana, USA, 19-22 de Abril de 2010), p. 1-7. [7] El Din, A.H., Abdullah, M. A. y Ibrahim, M., (2010) “A Novel Model to Study the VFTPerformance When Controlling PowerTransfer between

Weak and Strong ACGrids Using MATLAB/ SIMULINK”, IEEE International Energy Conference and Exhibition, (Manama, 18-22 de Diciembre de 2010), p. 189-193. [8] Bakhsh, F. I.,Irshad, M. y Islam, S., (2010), “New Model Variable Frequency Transformer (NMVFT)-A Technology for V/f Control of Induction Motors”, International Conference on Advances in Electrical and Electronic, (Trivandrum, India, 21-22 de Diciembre de 2010),p. 30-35. [9] Abdel-Khalik, A., Elserougi, A., Massoud, A.y Ahmed, S., (2013),”Brushless DoublyFed Induction Machine as a VariableFrequency Transformer”, Journal of Energy and Power Engineering, p. 110-117. [10] Krause, P. C., Wasynczuk, O. ySudhoff,S. D. (1987),”Analysis of Electric Machinery”, New York: McGraw Hill. [11] Vukosavic,S. N., (2007), “Digital Control of Electrical Drives”, Springer Science, New York. [12] Kundur, K., (1994),”Power System Stability and Control”, McGraw-Hill. [13] Astrom, K, y Hagglund, T., (1995),”PID Controllers: Theory, Desing and Tuning”,Swedden: Instrument Society of America. Recibido: 3 de septiembre de 2013 Aceptado: 24 de enero de 2014

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Compromiso Organizacional de los Profesores de una Universidad Pública Investigación

Dra. Sonia Elizabeth Maldonado-Radillo, Dra. María Concepción Ramírez Barón, Dra. Blanca Rosa García Rivera, LC Angélica Chairez Venegas Universidad Autónoma de Baja California Carr. Transpeninsular Ensenada-Tijuana No. 3917, Fracc. Playitas, Ensenada B.C., México, CP 22860, Tel: (646) 175 0707, ext. 63180 sonia.maldonado@uabc.edu.mx Resumen

Introducción

Este trabajo presenta una investigación de tipo descriptivo-analítico sobre el diagnóstico del compromiso organizacional de los docentes. Su objetivo consiste en identificar si existen diferencias entre el compromiso organizacional de los profesores y algunas variables demográficas y laborales; para alcanzarlo se trabajó con una muestra de 58 docentes de una universidad pública. En la recolección de los datos se utilizó el cuestionario de Allen y Meyer, cuya confiabilidad fue determinada a través del alfa de Cronbach, obteniendo un índice de confiabilidad de 0.807. Los resultados obtenidos muestran un nivel medio de compromiso de los profesores con su organización y además, no se encontraron diferencias entre el compromiso organizacional y las variables género, categoría, estado civil, edad y antigüedad.

En la actualidad, los altibajos del entorno económico, la globalización, la competitividad y los cambios tecnológicos influyen en la diversificación de la Educación Superior. Este fenómeno ha provocado una preocupación sobre la calidad de los procesos y resultados en la formación de los futuros profesionistas que demanda el sector laboral, lo que ha obligado a las universidades, sean públicas o privadas, a identificar y desarrollar estrategias que les permitan obtener ventajas competitivas [1]. En este sentido, el compromiso de los profesores es un factor crítico para la mejora del proceso enseñanzaaprendizaje y, por consecuencia, para incrementar la calidad de la educación Se considera que el compromiso de los profesores es un concepto multidimensional, distinguiéndose tres dimensiones dependiendo del contexto analizado: (1) compromiso con los estudiantes, (2) compromiso con la profesión (docencia) y, (3) compromiso con la organización (lugar de trabajo); éste último el más estudiado [2]. El compromiso con la organización es comúnmente llamado organizacional y se refiere a la identificación que el profesor tiene con los valores de la escuela (universidad), sentido de comunidad, deseo de continuar o permanecer en el ámbito. Este compromiso es el acuerdo con los objetivos y valores de la organización, visto a través de la tendencia que tiene el profesor en invertir un tiempo adicional en ser partícipe del desarrollo de las actividades de la institución y con su deseo de permanecer en ella [2]. La relevancia del compromiso radica en el hecho de que es un indicador de actitudes laborales y ha sido vinculado a ciertos resultados organizacionales tales como el desempeño, el ausentismo, la rotación de personal, entre otros [3]. Aun cuando existe abundante literatura sobre el compromiso organizacional dentro de la investigación aplicada al contexto empresarial ([4]; [5]; [6]; [7]; [8]) que analiza diversos aspectos de éste, lo cierto es que en el ámbito educativo las investigaciones sobre el particular son incipientes ([9]; [10]; [11]; [12]).

Palabras clave: Compromiso organizacional, profesores universitarios, universidades públicas Abstract This study is an analytical-descriptive nonexperimental research designed to diagnose the organizational commitment in professors of University level. The purpose of this research was to identify if there are significant differences between the level of organizational commitment in academic employee and determine if some demographic-laborals variables affect it. To collect data, Meyer & Allen’s Organizational Commitment Questionnaire (OCQ) was used to measure organizational commitment. Participants in the research included 58 professors who worked for public university; the global rating of the questionnaire had a Cronbach’s alpha of 0.807. The main results allowed us to affirm that professors have a medium level of commitment to organization and professor organizational commitment show no differences with the variables gender, class, marital status, age and seniority. Key words: Organizational commitment, universitaries professors, public universities 12

COMPROMISO ORGANIZACIONAL DE LOS PROFESORES DE UNA UNIVERSIDAD PÚBLICA Dra. Sonia Elizabeth Maldonado-Radillo, Dra. María Concepción Ramírez Barón, Dra. Blanca Rosa García Rivera, LC Angélica Chairez Venegas

Ante este panorama en este trabajo se plantea, la siguiente hipótesis: H1: Las características demográficas de los profesores influyen en su compromiso con la universidad en donde laboran. Para validar esta hipótesis se llevó a cabo un estudio analítico cuyo objetivo consiste en contrastar la existencia de diferencias significativas entre las características demográficas del profesor y su compromiso con la institución; así mismo identificar cuál es el nivel de compromiso de los profesores con la universidad pública para la cual laboran. El conocimiento de la influencia de esas variables sobre el compromiso es un punto importante en el sentido de que ofrece elementos útiles para fomentar actitudes favorables en los profesores. El estudio se limita conceptualmente al compromiso organizacional, desde una perspectiva integradora, es decir, se aborda como un constructo multidimensional por lo que incluye los compromisos: afectivo, normativo y de continuidad. La población estudiada corresponde a los profesores que laboran en una universidad pública localizada en el noroeste de México; empleando una muestra por juicio de 58 participantes a los cuales les fue aplicado el cuestionario propuesto por Allen y Meyer [13] validado por Frutos y colaboradores [28]. Fundamentos teóricos La conceptualización del compromiso organizacional ha transitado por varias etapas y en ese transitar se han reportado múltiples acepciones al término. Entre los estudiosos del tema hay cierta dificultad en alcanzar una definición unánime [14]; sin embargo, actualmente en la literatura se encuentran reportados algunos trabajos [9],[3] en donde se realiza una buena revisión de las acepciones del concepto del compromiso organizacional, entre ellas destacan las de algunos autores importantes [15]; [16]; [17]; [18]; [19]; [20]. El primer referente sobre el estudio del compromiso bajo el enfoque del comportamiento organizacional se ubica en el trabajo de Porter y sus colaboradores [21] quienes definen el comportamiento organizacional como la fuerza relativa a la identificación de un individuo con una determinada organización. En esta definición el concepto se concibe como un constructo unidimensional, aunque conceptualmente puede caracterizarse por tres factores: a) una fuerte convicción y aceptación de los objetivos y valores de la organización, b) el deseo de ejercer un esfuerzo considerable en representación de la organización y, c) un fuerte deseo por mantener su pertenencia a la organización. La definición más conocida y ampliamente difundida corresponde a los autores Allen y Meyer

[13] quienes entienden el compromiso organizacional como un “estado psicológico que caracteriza la relación entre una persona y una organización” [9]. Estos autores explican que el compromiso organizacional comprende tres facetas que permiten a los individuos vincularse a las organizaciones: la afectiva relacionada con el grado de identificación desarrollado por los trabajadores; la de continuidad, que refiere la necesidad de los empleados de continuar en el puesto; y la normativa, se trata de una obligación percibida para permanecer en la institución [8]. Desde la óptica de Meyer y Allen, el compromiso organizacional es una relación que se define por el deseo, la necesidad y la obligación de permanecer en la institución. El modelo de estos autores se constituye por tres dimensiones denominadas, respectivamente, como compromiso afectivo (CA), compromiso de continuidad (CC) y compromiso normativo (CN) [6]. El compromiso afectivo es un lazo emocional que puede definirse como el vínculo afectivo existente entre un empleado y la organización para la cual labora, se caracteriza por la identificación e implicación del individuo con la organización, así como el sentimiento de placer de formar parte de ella [22]. Por su parte, el compromiso de continuidad, se refiere a la necesidad de permanecer en la organización y puede ser definido como la conciencia del empleado respecto a la inversión en tiempo y esfuerzo que se perderían en caso de dejar la organización para encontrar otro empleo [9]. En tanto que, el compromiso normativo es el grado en que un individuo se siente obligado moralmente a pertenecer a su organización bajo un sentimiento de correspondencia [7] definiéndose como un vínculo con la organización debido a la obligación que siente el individuo dado que piensa que es lo correcto y lo que debe hacer [23]. Recientemente, se han publicado otras definiciones para el compromiso organizacional conservando el sentido del vínculo y la afectividad como elemento fundamental: [24], [14] y [5]. En todos los casos, el compromiso supone un vínculo que conlleva a un comportamiento en un sentido específico de actuación o una actitud positiva hacia la organización. De igual manera como existe una gran diversidad de definiciones, en la literatura se encuentran una amplia gama de instrumentos de medición e igual amplitud de variables. En la evolución de las escalas de medición existen dos etapas: una antes de los 90s, en donde predominan los estudios de compromiso actitudinal e intencionado y, una posterior caracterizada por las aportaciones de Allen y Meyer [22]. En la primera etapa uno de los cuestionarios más utilizados fue el desarrollado por Porter y sus

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colegas, cuyo fin era medir el compromiso como constructo unidimensional. En la segunda etapa, se introducen nuevas escalas de medición derivadas de la definición tridimensional del CO [12]. Tras introducir conceptualmente la dimensión afectiva, normativa y de continuidad se propone una escala de medición para cada una de las dimensiones que en suma permitiera medir el constructo en su conjunto [13]. En el campo educativo, el compromiso organizacional, como constructo teórico y como variable empírica ha sido poco estudiado, sobre todo en el área administrativa; no obstante, pueden rescatarse algunas investigaciones recientes en el contexto de la educación superior, por ejemplo los estudios de [10]; [9]; [11]; [25] entre otros. Para este estudio se decidió utilizar ese modelo clásico de Compromiso Organizacional de Allen y Meyer [13] y como sujeto de estudio a los profesores de una universidad pública; entendiendo que son profesores los que desempeñan labores docentes, impartiendo la enseñanza bajo el control académico de las facultades, escuelas e institutos de la universidad. En razón al tiempo de labores que destinen los profesores a su trabajo serán de tiempo completo o medio tiempo. Es de tiempo completo cuando deba dedicar a sus actividades académicas cuarenta horas a la semana; y de medio tiempo, si sólo dedica a ello veinte horas semanales [25]. Materiales y métodos

Para la recolección de los datos se utilizó la versión validada por Frutos [28] del Cuestionario sobre Atributos de la Organización (CATO) propuesto por Allen y Meyer [13]. Este instrumento se integra por 21 ítems cuya categoría de respuestas fue en escalamiento numérico de seis valores, donde (1) corresponde a definitivamente en desacuerdo y (6) a definitivamente de acuerdo. La aplicación del instrumento se realizó en el transcurso del primer semestre 2013, la confiabilidad del instrumento se corroboró a través del α de Cronbach el cual fue de 0.807, dato que podría considerarse con un nivel bueno, para su aplicación [29]. En el análisis de los datos se utilizó el paquete Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) para frecuencias, estadísticos descriptivos, la confiabilidad (α de Cronbach); otras técnicas utilizadas fueron análisis de la varianza ANOVA y la prueba t de Student para muestras independientes. La ANOVA se utilizó como una aproximación para establecer las desigualdades entre grupos, es decir, si existen diferencias significativas entre ellos. Para realizar la identificación del Compromiso Organizacional se empleó una escala construida (Tabla 2) a partir del número de ítems de cada cuestionario, en donde cada pregunta tiene seis alternativas y considerando que solo existe una alternativa de respuesta para cada ítem.

Con la finalidad de alcanzar el objetivo propuesto se realizó un estudio transversal con diseño no experimental, caracterizado como descriptivo porque pretende especificar las características de los fenómenos estudiados [26]. El universo de estudio se constituye por docentes de una universidad pública (multicampus) del estado de Baja California perteneciente a la región noroeste de la República Mexicana. El criterio clasificatorio de la muestra fue censal [27]; esto es, recoger la información de todos los profesores de tiempo completo y medio tiempo de la Facultad de Ciencias Administrativas y Sociales del campus Ensenada; no obstante la tasa de respuestas fue del 85.3%. La ficha técnica de este estudio se describe en la Tabla 1. Según el género, los profesores de la FCAyS son mayoritariamente mujeres (58.6%) y solamente el 41.4% son hombres. Éstos son predominantemente maduros pues más del 56.9% rebasa los 46 años. En este rango de edad, hay 20 mujeres y 13 hombres. En su mayoría (93.1%) son profesores de tiempo completo. El 53.5% tiene una antigüedad mayor a 11 años. Sus condiciones de empleo son buenas, ya que 36 (62.06%) tienen definitividad; de éstos 23 son mujeres y 13 hombres. Conciencia Tecnológica No. 47, Enero-Junio 2014 14

Como previo a la identificación se determinaron los indicadores estadísticos; la Tabla 4 describe para cada género y para el total de la muestra, el número de casos, la media, la desviación típica. Aun cuando el indicador de tendencia central de ambos subgrupos es semejante (µM=81.52 y µF=79.67) se percibe que los profesores de género masculino tienen un mayor compromiso con su organización, no obstante que los datos se muestran más dispersos.

Resultados y discusión Compromiso Organizacional La media del grupo se ubica en 80.36 valor superior a su mediana (Tabla 3) lo cual refleja que el compromiso de los docentes con su organización, a través de las tres variables (afectivo, normativo y de continuidad), tiene un sesgo positivo con todo y la dispersión de los datos; considerando los supuestos del baremo (Tabla 2) donde el compromiso medio esta entre 43 y 84 puntos y dado que la media es 80.36 puede afirmarse que este grupo de profesores el estado psicológico que caracteriza la relación entre los docentes y la universidad es medio lo cual manifiesta un buen ambiente. Además se encontró un compromiso mínimo de 49.0 también dentro del rango medio y un máximo de 111.0 lo que representa un compromiso elevado.

Compromiso Organizacional y género Para la identificación de la influencia del género sobre el compromiso organizacional, la información recabada fue sometida a la prueba ANOVA para datos independientes. La prueba de Levene (F=.713) y el valor p (.402) permiten afirmar que las variables son homogéneas; con base en ello, se analizó la prueba de las medias cuya valor t = -.512 (gl=55) y un p = .611 conducen a asegurar que no existen diferencias significativas entre los géneros; esto significa que el hecho de que los profesores sean hombres o mujeres no influye en su compromiso con la institución.

Compromiso Organizacional y categoría del Profesor (Tiempo completo o medio tiempo) Con el propósito de identificar la influencia de la categoría del profesor sobre el compromiso organizacional, la información recabada fue sometida a la prueba ANOVA para datos independientes. La prueba de Levene (F =2.084) y el valor p (.154) dan por cierto que las variables son homogéneas; con base en ello, se analizó la prueba de las medias cuya valor t = -.562 (gl=55) y un p = .577 permiten afirmar que no existen diferencias significativas entre el tipo de categoría de los profesores (tiempo completo o medio tiempo); esto significa que la categoría de éstos no influye en su compromiso con la institución. También en este caso, antes de la identificación se determinaron los indicadores estadísticos; la Tabla 5 muestra para cada campus y para el total de la muestra, el número de casos, la media, la desviación típica. En el indicador de tendencia central de los profesores de medio tiempo y tiempo completo (µMT=84.66 y µTC=80.22) se muestra claramente que los profesores de medio tiempo asumen un mayor compromiso con la organización que los profesores de tiempo completo, incluso el primer caso (profesores de medio tiempo) la opinión del subgrupo es igual evidenciada por la poca dispersión de los datos (d.e. = 4.93). Aun mostrando estos datos un sesgo positivo, si se compara con la mediana, lo cierto es que de acuerdo a los supuestos del baremo ambos subgrupos se encuentran dentro del rango medio de compromiso organizacional.

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Como fue comentado en los párrafos que anteceden, aun cuando estadísticamente no existen diferencias entre la categoría laboral y el compromiso, las medias sugieren que los profesores de medio tiempo tienen un nivel de compromiso mayor respecto a los de tiempo completo, situación semejante a lo encontrado por Álvarez [4] quien sostiene: el trabajar a jornada parcial no se encuentra relacionado de manera significativa con el grado de compromiso organizacional de los profesores. Para identificar si las variables demográficas (estado civil, edad y antigüedad), a un nivel de significancia de 0.05, influyen en el nivel de compromiso organizacional de los docentes se aplicó ANOVA para un factor; los resultados se muestran en la Tabla 6

Compromiso Organizacional y el estado civil Respecto a la identificación de la influencia del estado civil sobre el compromiso organizacional, el resultado de la ANOVA para un factor indica que el valor F (.758) tiene un valor p asociado de .557 el cual es mayor a .05 por tanto no es significativo; de ahí, es posible afirmar que no existen diferencias significativas; esto es, el estado civil del profesor no conduce a niveles estadísticamente diferentes de compromiso con la universidad. El estado civil de los profesores no tiene influencia sobre su compromiso con la institución. Ni estar casado, soltero, divorciado o ser conviviente refleja una relación significativa con el compromiso que los profesores tienen con la universidad.

En este caso también fueron determinados los indicadores estadísticos; la Tabla 7 describe para los diferentes grupos de edad y para el total de la muestra, el número de casos, la media, la desviación típica. Ahí puede evidenciar que las medias guardan entre si una relación diferente; encontrado que los profesores cuya relación marital es de conviviente (µ=88.00) presentan un compromiso dentro del rango elevado si se compara con los supuestos del baremo de intensidad (Tabla 2), situación diferente al resto de los otros subgrupos en los cuales se aprecia que se ubican con un compromiso medio. De estos subgrupos, los profesores divorciados son quienes comparativamente asumen un menor compromiso aunque dentro del mismo rango medio (µ=75.00) Compromiso Organizacional y edad Respecto a la identificación de la influencia de la edad de los profesores sobre el compromiso organizacional, en la Tabla 6 se presentan los resultado de la ANOVA para un factor; en ésta se aprecia que el valor F (.847) tiene un valor p asociado de .474 el cual es mayor a .05 por tanto es significativo; de ahí, sea posible afirmar que no existen diferencias significativas; esto es, la edad del docente no conduce a niveles estadísticamente diferentes de compromiso con la universidad. La edad de los profesores no ejerce influencia sobre su compromiso con la institución. Para esta variable también fueron determinados los indicadores estadísticos; en ellos se evidencia que las medias guardan entre sí una relación más o menos equivalente; comparativamente el promedio más alto (µ=83.66) le corresponde al grupo del de entre los 46 y 55 años mientras que, el más bajo (µ=76.58) al grupo de los docentes más jóvenes en la institución (entre 25 y 35 años). Compromiso Organizacional y antigüedad Con relación a la identificación de la influencia de la antigüedad del docente sobre el compromiso organizacional, los resultados de la ANOVA para un factor muestran que el valor F (.961) tiene un valor p

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asociado de .436 el cual es mayor a .05 por tanto no es significativo; con esto es posible asegurar que no existen diferencias significativas entre la antigüedad del docente y el compromiso; esto es, la antigüedad de los profesores no tiene influencia sobre su compromiso con la institución. Antes de identificar la influencia de la antigüedad, se determinaron los indicadores estadísticos; el indicador de tendencia central nos muestra que considerando el supuesto del baremo (Tabla 2) en todos los subgrupos existe un compromiso medio. Los resultados indican que comparativamente el promedio más alto (µ=84.56) le corresponde a los profesores con antigüedad entre 21 y 25 años mientras que, el más bajo (µ=76.72) al grupo de los profesores con antigüedad entre los 2 y 10 años. Aún cuando cabe esperar que a mayor antigüedad dentro de la universidad mayor será su nivel de compromiso puesto que habrá sido posible su involucramiento con la comunidad, los resultados revelan que la antigüedad no es una variable diferenciadora del compromiso organizacional; en otras palabras, el compromiso organizacional es igual. Conclusiones Con base en los resultados obtenidos se identificó dentro de un nivel medio el compromiso de los docentes que laboran en una universidad pública estudiada, situación semejante a la detectada por Hernández y Guerrero [12] en docentes de la carrera de enfermería. En relación a las variables demográficas, ninguna de las variables demográficas se identifica como diferenciadora porque no ejercen influencia sobre el compromiso que manifiesta tener los docentes con la organización. El género de los profesores no se detecta como una variable que permita establecer diferencias respecto al compromiso, aunque se nota una tendencia de los hombres a estar más comprometidos que las mujeres. Esta variable contrasta con lo encontrado en el estudio de Loli [9] en donde también el género es una variable no diferenciadora; sin embargo ahí las mujeres son los docentes más comprometidos con su organización. La edad tampoco es una variable que permita establecer diferencias respecto al compromiso organizacional aun cuando existen particularidades de cada grupo de edad; sin embargo, el grupo de profesores de entre 46 y 55 años muestra una tendencia a un mayor compromiso, quizá por su trayectoria dentro de la organización. Finalmente, la antigüedad se une a los dos anteriores como variable que no permite establecer diferencias en cuanto al compromiso; no obstante es mayor el compromiso de los profesores con una antigüedad entre

los 21 y 25 años lo que está en coincidencia con los resultados obtenidos para las edades. Los resultados obtenidos en esta investigación pueden contribuir al diseño de estrategias encaminadas a fomentar actitudes y comportamientos favorables de los recursos humanos. No obstante, deberán tomarse con reserva por las características de la muestra estudiada, ya que no se tiene la seguridad de que cada unidad muestral integre a la población total en el proceso de selección de la muestra, por lo cual no es factible hacer inferencias sobre el compromiso en función de las variables demográficas. Esta particularidad puede tomarse como una limitante; sin embargo, la información obtenida resulta útil para el establecimiento de un marco de referencia para investigaciones posteriores, en este sentido, sería recomendable ampliar el diseño muestral para lograr una representatividad más importante. Una vía de estudio futuro consiste en incorporar la perspectiva longitudinal en el análisis del concepto investigado, como criterio para evaluar la trayectoria de los profesores. En futuras investigaciones también resultará de especial interés abordar variables como la definitividad que sin duda repercute en el compromiso del profesor; de igual manera se debería indagar el compromiso del profesor con aspectos como la medición de su satisfacción laboral. Referencias [1] López, S.A. (2009). Alumnos y profesores en perspectiva. Investigación educativa en (y desde) la Universidad Pedagógica de Durango. En, BARRAZA (Comp.), El compromiso organizacional de los docentes de la escuela de Psicología y Terapia de la Comunicación Humana de la UJED Universidad Pedagógica de Durango. (pp. 134-162). Universidad Pedagógica de Durango (México) [2] Bolívar, A. (2010). La lógica del compromiso del profesorado y la responsabilidad del centro escolar. Una revisión actual, Revista Iberoamericana sobre Calidad, Eficacia y Cambio en Educación, volumen #8, No.2, p. 10-33 [3] Juaneda, E. y González, L. (2007). “Definición, antecedentes y consecuencias del compromiso organizativo” en Conocimiento, innovación y emprendedores: Camino al futuro/coord. Juan C. Ayala Calvo, (México) [4] Álvarez, G. (2008) Determinantes del compromiso organizacional. ¿Están los trabajadores a tiempo parcial menos comprometidos que los trabajadores a tiempo completo?, Cuadernos de Estudios Empresariales, volumen #18, p. 73-88

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Los Proyectos Financiados con Remesas en Zacatecas y los Modelos de Emprendimiento Dr. Rodolfo Ramírez Calvillo1, M.D.M. Iliana Elizabeth Ramírez Berumen2, C.P. Everardo Arnulfo Martínez González3 1,3

Docente e Investigador del Instituto Tecnológico de Aguascalientes, Departamento de Ciencias Económico Administrativas, Ave. A. López Mateos 1801 Ote., Fracc. Bona gens, Aguascalientes, Ags. C.P. 20256 2 Docente de asignatura e Investigadora del Instituto Tecnológico de Aguascalientes E-mail: ellobok@hotmail.com, ilianaerberumen@hotmail.com, everardoarnulfo@hotmail.com

Resumen

and are five procedures; the highlight was followed by 22 leaders.

La cultura emprendedora es tema de estudio relevante porque considera al emprendedor, entendido como el empresario que impulsa el desarrollo económico al crear o mejorar unidades productivas favoreciendo la generación de riqueza al aprovechar las diversas oportunidades. El comportamiento emprendedor puede explicarse a través de modelos que han sido planteados por diversos autores. El objetivo de la presente investigación fue identificar el modelo de emprendimiento seguido por 62 líderes de proyectos productivos financiados con remesas en el estado de Zacatecas. El presente estudio tuvo un enfoque mixto, descriptivo y transversal. Los resultados indican que el 69% de los participantes puede ser identificado como emprendedor ya que solo el 31% heredó la empresa. Los participantes siguieron procedimientos muy diversos para realizar el emprendimiento y se distinguen cinco procedimientos, el más destacado fue seguido por 22 líderes.

Key words: entrepreneurial, productive project, a model of entrepreneurship. Introducción La cultura emprendedora como objeto de estudio ha sido considerada desde el siglo pasado por diversos autores y por algunas organizaciones europeas entre las que destacan, las investigaciones realizadas por el Monitor Global de Iniciativa Empresarial (IEM) y cuyos resultados concluyen con los emprendimientos que generan crecimiento económico. Se han definido las características de los emprendedores y al emprendedor, reconociendo al empresario como el único factor productivo [1]. Los modelos de emprendimiento han destacado al emprendedor como el elemento importante en su desarrollo. El Modelo Global describe la creación de empresa como resultado de factores que se presentan en una economía. Los modelos de Shane y Venkataraman, el de Cobin y Slevin, el de Alan Gibb, así como el de Hofstede permiten apreciar que existen diferentes formas de creación de empresas [2]. El objetivo del presente estudio fue identificar el modelo de emprendimiento que han seguido los 62 líderes de los proyectos productivos financiados con remesas.

Palabras clave: Emprendedor, proyecto produc-tivo, modelo de emprendimiento. Abstract The entrepreneurial culture is the subject of significant study because it considers the entrepreneur, understood as the employer that promotes economic development by creating or improving production units favoring the generation of wealth by taking advantage of various opportunities. Entrepreneurial behavior can be explained by models that have been raised by several authors. The aim of this research was to identify the model of entrepreneurship followed by 62 leading productive projects funded with remittances in the state of Zacatecas. The present study had a mixed approach, descriptive and transversal. The results indicate that 69% of participants can be identified as an entrepreneur since only 31% inherited the company. Participants followed very different procedures for entrepreneurship

Fundamentación teórica A. Teoría del emprendedor La palabra entrepeneur estaba asociada a una acción que implica aventura, incertidumbre, riesgo, y quiere decir ¡hacer! [3]. Al hacer la revisión bibliográfica, la capacidad emprendedora se asocia con la creación de empresas, ya que se trata de manera indistinta la capacidad empresarial y la emprendedora. Entrepeneurship se toma como “el espíritu empresarial” o el “ethos de empresa”, es decir, la 19

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capacidad, la habilidad y la competencia de los emprendedores para crear o mejorar las unidades productivas [4]. En los negocios familiares que han conservado la propiedad y las directrices que debe llevar la empresa, se debe desarrollar una mentalidad emprendedora y seguir métodos emprendedores para garantizar la generación de riqueza, año tras año, es decir, debe de actualizarse y renovarse continuamente aprovechando las oportunidades [5]. Penrose citado por Pistrui, define la conducta emprendedora como predisposición psicológica de las personas a asignar recursos para intentar obtener un beneficio. El espíritu emprendedor favorece el crecimiento y motiva a investigar oportunidades. Esta decisión emprendedora de buscar oportunidades es el antecedente para la decisión económica de aprovechar la oportunidad [5]. Para Pistrui los factores determinantes relacionados con la existencia y el descubrimiento de oportunidades son dos. El primer factor es de carácter externo y se define por la masa de conocimientos de libre disposición que se convierten en oportunidades en el entorno donde se encuentra el emprendedor. El segundo factor es de tipo interno y se relaciona con la percepción del emprendedor sobre sus habilidades y conocimientos para crear una empresa. Distingue entre intrapreneurship y entrepreneurship, el primero emprende en una organización y está supeditado a una estructura y su foco de acción es hacia el interior de una organización. El segundo es independiente y arriesga su propio capital, y se encuentra en el ambiente externo. En los resultados de los estudios del Monitor Global de Incitativa Empresarial (IEM) concluyen que la iniciativa empresarial genera crecimiento económico y se distinguen dos tipos de emprendedores [5]: Emprendedores por oportunidad (buscan y aprovechan la oportunidad de negocio). Emprendedores por necesidad (tienen necesidad económica apremiante). En esos estudios identifican las siguientes características de los emprendedores; miedo al fracaso, capital humano, capital social, educación, sexo y edad [6]. Para comprender al emprendedor en su justa dimensión es conveniente mencionar los aportes de algunos de los neoclásicos a la teoría del emprende-dor. Los primeros estudios sobre el emprendedor se sitúan históricamente a finales del siglo XIX y a principios del siglo XX. Richard Cantillón identifica el término entrepeneur como un agente que compra medios de producción a precios que son inciertos en el momento en que los

compromete a sus costos [7]. Destaca que una de las funciones del emprendedor es iniciar la empresa en un ambiente complejo y las actividades como la adquisición, la elaboración de productos, la atención al cliente y la venta son realizadas asumiendo su riesgo. Para Cantillón son dos tipos de personas las que se involucran en el trabajo que se realiza en las empresas; los empleados que hacen un trabajo a cambio de un salario y los empresarios que no tienen un salario y no saben cuándo ni cuánto venderán, debido al riesgo que asumen, es por ello, que en algunas ocasiones obtienen beneficios mayores pues son ellos los que hacen que el mercado funcione [4]. Jean Baptiste Say sugiere que el emprendedor es el agente que combina a los otros en un organismo productivo [7]. John Stuart Mill, en su teoría del Beneficio aclara que se deben remunerar tres cosas con la ganancia bruta: abstinencia, riesgo y esfuerzo y el interés es la recompensa de la abstinencia [8]. Mill afirmó: el empresario debe tener una remuneración por su tiempo y su trabajo, ya que la dirección de las actividades recaen en su persona y es quien suministra los recursos para que éstas se realicen y es el más interesado en el resultado, por lo que su función debe ser eficiente y precisa, requiere de una habilidad extraordinaria. Destacó la importancia del emprendimiento para el crecimiento económico [8]. Los neoclásicos dicen que el empresario es aquel que cumple con la función de coordinar, organizar y supervisar un negocio, es la persona que adquiere los diversos factores productivos (tierra, trabajo y capital) y los combina en el proceso económico para vender un producto que genere ingreso para remunerar los distintos factores y obtener un beneficio. Para Mangoldt, quien ofreció una teoría de la ganancia del emprendedor la define como la renta de la capacidad emprendedora o el talento especial que utiliza éste en la adecuada combinación de factores. Para él, el emprendimiento y la innovación son un factor importante en la empresa, por lo cual se asocia al emprendedor con una persona que innova constantemente [9]. John Bates Clark afirma que en la producción intervienen 4 factores. 1. Capital (en forma monetaria y bienes capitales). 2. Medios de producción y tierra. 3. Actividad del empresario. 4. Trabajo de los obreros [10]. Sostiene que los diferentes factores obtendrán una parte del ingreso total correspondiente a su contribución a ese ingreso, es decir, el trabajo recibirá lo que el trabajo ha creado, los capitalistas lo que el capital ha creado, los emprendedores, lo que su función coordinadora hubiera creado. Clark describió al emprendedor como el coordinador de la actividad económica, negó que los beneficios

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fueran por el rendimiento debido al hecho de asumir riesgos, al contrario, dijo era el beneficio en forma de salario pagado al emprendedor por sus actividades [4]. Alfred Marshall explica que los factores de la producción son cuatro; tierra, trabajo, capital y empresa. Indicó que el cuarto factor de producción es la organización. El empresario para él, era un capitalista y las ganancias un ingreso sobre el capital. Coincidió con Mill en que los entrepreneurs poseen numerosas habilidades. Sin embargo, reconoció que una persona puede aprender y adquirir dichas habilidades. Marshall, quien indicó que la organización identificada como el cuarto factor de la producción, dependía del nivel de aptitud que tenían los hombres para realizarla [8]. Estableció que los emprendedores son líderes por naturaleza y están dispuestos a actuar bajo las condiciones de incertidumbre que causan la ausencia de información [9]. Dice Frank Knight, el empresario es el único factor productivo, puesto que la tierra, el trabajo y el capital son solo medios de producción, habla del juicio que el emprendedor tiene para los negocios y el espíritu empresarial representa ese juicio para analizar los eventos más inciertos, como comenzar una nueva empresa, definir un nuevo mercado, quien llevará esas acciones a cabo, decisiones en las que hay incertidumbre, ya que se da la posibilidad de equivocarse. Por ello Knight ve en el empresario a la persona que toma a su cargo los riesgos y es por eso que existe el beneficio para el empresario y resulta de la diferencia que hay después de haber descontado todos los pagos contractuales [1]. Afirma que una organización libremente competitiva tiende a recompensar a todos los participantes conforme los resultados de su cooperación se presen-ten y además los beneficios de la empresa corresponden totalmente a quien aporte el capital. Establece la distinción entre riesgo e incertidumbre, definiendo el primero como la aleatoriedad con probabilidades conocidas y el segundo, aleatoriedad con probabilidades desconocidas. El productor asume la responsabilidad de pronosticar las necesidades del consumidor y al mismo tiempo una gran parte de la dirección y regulación técnica de la producción recaen en ese nuevo funcionario económico, el emprendedor [1]. Knight asume que cuando un emprendedor decide iniciar una operación claramente arriesgada (incertidumbre) lo hace porque cree que como saldo final obtendrá una oportunidad atractiva. De esta manera la introducción de la incertidumbre ante el futuro constituye la base de la teoría de Knight sobre el emprendedor, quien es el agente encargado de

transformar una situación de incertidumbre en una situación de riesgo [1]. Es por ello, que el emprendedor afronta la incertidumbre, determina los posibles escenarios futuros y valora la probabilidad de que sucedan [11]. El empresario debe aportar algún capital y difícil-mente, puede verse libre de todo riesgo y responsabilidad. Bajo el sistema de empresa, los hombres de negocios dirigen la actividad económica y es indiscutible que las actividades del empresario determinan un ahorro para la sociedad al aumentar la eficiencia de la producción económica, por lo que el emprendedor desarrolla un papel bastante significativo en la economía [1]. La organización de la empresa, los beneficios y el emprendedor, están estrechamente relacionados, estos surgen como un resultado y una causa respectiva-mente de la experimentación productiva [12]. Las características que asigna Knight al emprendedor son: Identificado como una persona inteligente que asume riesgos e incertidumbre. Poseedor de energía indomable. Optimismo, autoconfianza y mucha fe. Creatividad e imaginación. Tenacidad y persistencia. Efectividad para el logro de beneficios. El dinero es su mayor motivación. Conocimiento de sí mismo y del sector. Agente de cambio e innovación [1]. Según Knight los emprendedores no se hacen, sino que nacen. Sostiene que la habilidad para los negocios es heredada [1]. Y el éxito del emprendedor depende de tres elementos, capacidad, esfuerzo y suerte. Señala además que quienes conforman un grupo económico pueden conseguir más colaborando, que compitiendo y valora positivamente la inversión en inventos e investigaciones científicas [13]. Estableció que los emprendedores siguen un proceso de cuatro pasos para crear una empresa. 1. Estimación de la demanda futura que se quiere satisfacer. 2. Estimación de los resultados futuros, de las acciones que intenta satisfacer esa demanda. 3. Evaluación de la exactitud, de las estimaciones y probabilidad de alcanzarlas. 4. Selección del plan que se considera tiene mayor probabilidad de éxito. El empresario es visto por Knight como a la persona que no teme asumir riesgos, tiene un papel esencialmente dinámico que busca su beneficio en un mercado cambiante y que los beneficios dependen especialmente de ese mercado y de su habilidad emprendedora. Menciona que el espíritu empresarial es un juicio para analizar los eventos más inciertos como: comenzar una nueva empresa, definir un nuevo mercado, y quien lo lleva a cabo [1]. Joseph Shumpeter manifestó que el emprendedor es un ente generador de crecimiento económico. Desde

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1934 y hasta la fecha se reconoce que el desarrollo de las economías se debe en gran parte a los emprendedores y los nuevos negocios que se instalan tienen como principal recurso la figura del emprendedor [14]. Para Schumpeter resulta esencial la destrucción creadora, señalando que los emprendedores elaboran nuevas combinaciones de medios de producción para crear productos, penetrar mercados, alcanzar fuentes de suministro o diseñar modelos de organización que traen como resultado la destrucción creativa del anterior orden económico y traen consigo cambio y crecimiento económico [15]. El emprendedor es ubicado por Joseph Schumpeter en el centro del escenario en sus propuestas micro, como trascendental en el desarrollo económico. Estructura un claro análisis económico desde lo micro a lo meso y también lo hace desde lo meso a lo macro [16]. Sólo en una economía en vías de desarrollo hace aparecer la figura del empresario, cuya función es realizar nuevas combinaciones de factores de la producción. Empezaba a caracterizar al empresario como una persona con talento especial y la necesidad de logro como uno de los principales valores del emprendedor. Se le atribuye a Schumpeter el concepto moderno de lo que actualmente se conoce como emprendedor, dado que él intuye que hay una impresión de sentido común y que existe algo que se llama capacidad para los negocios que incluye una aptitud para la administración y para la decisión rápida. El empresario era quien utilizaba los inventos introduciéndolos en la economía y no quien hacía el descubrimiento técnico o invento. Para los neoclásicos que abordaron desde una perspectiva individual el papel del emprendedor, la función dentro del proceso productivo y la obtención de beneficio no llegaron, sin embargo, a un acuerdo sobre esos aspectos de la teoría empresarial. Ya que, por ejemplo, Thünen afirma que el beneficio proviene del riesgo y del ingenio del emprendedor y Mangoldt afirma que proviene de la renta, de la capacidad emprendedora y de la distribución asimétrica del conocimiento y para Clark, el beneficio es el salario del emprendedor, por su visión y habilidades directivas, en tanto, que para Marshall es una retribución que depende de la escasez de la aptitud de los hombres para organizar nuevas empresas. Para Knight el beneficio es una recompensa por asumir la incertidumbre y finalmente para Schumpeter los beneficios tienden a cero al igual que los intereses [10]. Se denomina emprendedor a aquella persona que identifica una oportunidad y organiza los recursos necesarios para ponerla en marcha. A pesar de ser un agente de cambio, el emprendedor no ha tenido un desarrollo único y uniforme en el contexto económico, ya que el medio en que se ha

desenvuelto es distinto e influye mediante condiciones muy particulares. Por eso en cada caso se puede seguir un comportamiento sui generis al realizar el emprendimiento, existiendo modelos que ilustran distintas maneras de realizar dicho emprendimiento. De acuerdo con Vázquez (2007), el 67 % del valor de las remesas se destina a la manutención de la familia, 13 % a la compra de bienes raíces como una casa o un terreno para la familia, 13 % al ahorro, 2 % a la creación o financiamiento de algún negocio, y el resto a otro tipo de gastos [17]. B. Modelos de emprendimiento Algunos autores en el desarrollo de sus teorías incluyen al emprendedor como elemento importante en su fundamento teórico, como ya se vio, entre ellos está Say, que en 1803 plantea que las ganancias individuales del emprendedor forman capital; Schumpeter en 1934, afirma que el emprendedor es un innovador y desarrollador de nuevas tecnologías, McClellad en 1961, propone que el emprendedor es un enérgico y además moderado asumidor de riesgos; Drucker en 1964, plantea que el emprendedor maximiza las oportunidades; Shapero en 1975, afirma en sus teorías que el emprendedor toma la iniciativa y organiza mecanismos sociales y económicos aceptando el riesgo de posibles pérdidas [18]. Desde la epistemología, el emprendimiento ha sido tratado por Brazeal y Herberth en 1999, Bygrave 1989 y 1991, quienes enumeran diferentes perspectivas que aportan a la consolidación del emprendimiento como teoría, buscando su fundamentación científica. En esa búsqueda, la relación del emprendimiento desde el punto de vista metodológico con las diferentes ciencias, es posible encontrar relación entre algunas ciencias aplicadas y el emprendimiento, como se observa en el caso de la economía y la gestión. Otro ejemplo, es una relación indirecta con las matemáticas, la psicología, la sociología y la biología [18]. Con base en la relación anterior, existen varios modelos de análisis del emprendimiento, ya que desde cada perspectiva se obtendrá uno en particular, por ejemplo, la relación directa del emprendimiento con la economía puede ser muy clara desde la microeconomía con la teoría de la oferta y la demanda, la teoría del consumidor y la de producción, aunque también se relaciona el emprendimiento con la macroeconomía debido a que tiene influencia en el ámbito internacional [18]. Los modelos de la actividad emprendedora que se incluyen son: El modelo global que describe cómo la creación de una empresa es el resultado de una serie de factores que se presentan en una economía.

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El modelo de Shane y Venkataraman que identifica tres etapas para lograr un emprendimiento; la existencia de oportunidades, el descubrimiento de oportunidades y la explotación de una oportunidad en la que la esperanza de obtener beneficios permite la asunción de riesgos [10]. Modelo de Brazeal y Herbert que señala que en el medio ambiente suceden transformaciones que hacen que exista la motivación a la innovación y al cambio y con ello suceda el evento empresarial que utiliza la creatividad para aprovechar dirección que toma dicha trasformación en el medio ambiente [10]. El modelo de Covin y Slevin que propone emprendimientos en empresas ya participantes en el mercado, analizando como la empresa interactúa con su entorno adaptándose a las variables que enfrenta como respuesta a los impactos recibidos. El modelo de Alan Gibb propone el proceso de creación de una empresa que se resume en tres fases; el desarrollo de la idea, la organización para la constitución de una empresa y la estabilización. Finalmente el modelo de las dimensiones culturales propuesta por Hofstede, considera la distancia del poder, el individualismo (la masculinidad y la feminidad), la incertidumbre y la orientación empren-dedora como componentes de la cultura nacional [2]. La actividad emprendedora depende de la motivación que se rige por el respeto hacia la iniciativa personal y se relaciona con la existencia de oportunidades pero aunada a la habilidad para crear una empresa (Figura 1).

cometen errores generando escasez o exceso de recursos. Las oportunidades se descubren mediante un proceso sistemático de búsqueda e investigación y por el reconocimiento de situaciones no premeditadas. La explotación depende de los siguientes factores: Naturaleza del individuo. Ciclo de vida del producto, de los recursos. Toma de riesgos. Esperanza de obtener beneficios [10].

Figura 2. Modelo de Shane y Venkataraman Elaborada por el autor (2012) a partir de la propuesta de Shane (2000) En el medio ambiente suceden cambios que pueden ser en distintas direcciones, ya sean positivas o negativas, como el dinamismo del mercado o la hostilidad. En ambos casos se motiva a la innovación, se quiere permanecer en el mercado, se da de manera tecnológica o cambiando simplemente, adaptando de forma psicológica para que se siga participando en el mercado [18]. Se requiere de la creatividad del emprendedor para que una vez decidido se formalice el cambio y suceda el evento empresarial, como en la secuencia que nos muestra la Figura 3.

Figura 1. Modelo global Elaborada por el autor (2012) a partir de la propuesta de Roure (2007) La creación de empresa es el resultado de una serie de factores que se presentan en una economía. Entre esos factores se conjugan los personales y los materiales, como motor de crecimiento económico [19]. Tal como se aprecia en la Figura 2, la existencia de oportunidades se da de varias formas, unas vienen por la aparición de nueva información, otras surgen de las diferencias en la información, los que participan

Figura 3. Modelo de Brazeal y Herbert Elaborada por el autor (2012) con información de González (2008)

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La empresa interactúa en su entorno al analizar las variables externas. Las estratégicas y las internas que intervienen en sus procesos de emprendimiento [18]. El nivel de interacción está definido por el tipo de empresa, por su misión, visión o su entorno (este modelo no se puede aplicar a emprendedores independientes y se limita a emprendimientos en las empresas que ya se encuentran funcionando, en las que también se puede emprender, tal como se muestra en la Figura 4).

Figura 4. Modelo de Covin y Slevin Elaborada por el autor (2012) con información de González (2008) El modelo descrito en la Figura 5, propone un proceso de creación de una empresa en tres fases, que son: a) El desarrollo de la idea: Adquisición de la motivación e idea del negocio y validación de la idea. b) La organización para la constitución de una empresa: Definición de la escala de operación e identificación de los recursos necesarios y la negociación del ingreso al mercado. c) La estabilización: Nacimiento (creación). Supervivencia [20].

Figura 5. Modelo de Alan Gibb Elaborada por el autor (2012) con información de Greve (1995) En la Figura 6, el modelo propone las dimensiones culturales, tales como cultura nacional, en las que destaca la personalidad individual (heredada y aprendida), de las que se desprenden las dimensiones: a) distancia del poder, que puede ser individual y colectiva; b)

masculinidad-femineidad, en donde predomina la alta masculinidad; c) incertidumbre, donde se propone un control de la misma y d) orientación emprendedora, donde se acepta la asunción de riesgos.

Figura 6. Modelo de Hofstede Elaborada por el autor (2012) con información de Hofstede (1980) La cultura colectiva (aprendida), en donde se describe la naturaleza humana universal, considerada heredada [2]. Al analizar la empresa desde la teoría de sistemas se constata que es un sistema abierto y adaptativo, lo que significa que su entorno tiene influencia y la empresa, capacidad para adaptarse. El emprendedor es un agente de cambio que debe estar pendiente de las transformaciones en su entorno para adaptarse [18]. El papel de la actividad empresarial y su importancia económica fue considerada por Say en el siglo XVIII, cuando esta actividad se relaciona con la figura del empresario, quien tenía que asumir los riesgos, asignar recursos y promover el desarrollo económico, Shumpeter da refuerzo a la importancia del empresario como agente capaz de introducir la innovación (sustitución de antiguos métodos por nuevos procedimientos), identificándolo como el motor del crecimiento económico, por lo tanto, mantiene la idea de que contar con empresarios innovadores representa la ausencia del estancamiento de una nación. Los modelos descritos ilustran que el procedimiento seguido por cada uno de los emprendedores puede tener variaciones, pero que finalmente buscan el que sea emprendido un negocio que permita al actor beneficiarse de tal actividad y que los beneficios sean suficientes para permanecer en el mercado y continuar

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en él reinvirtiendo las utilidades obtenidas durante la existencia del negocio. Materiales y métodos La presente investigación tuvo como objetivo, identificar el modelo de emprendimiento seguido por los participantes, fue descriptiva y transversal. El enfoque que se utilizó fue el de métodos mixtos. La información cualitativa se obtuvo en primer lugar al revisar los documentos que se incluyen en los expedientes de los proyectos. Un cuestionario y una entrevista que se aplicaron a los líderes de los proyectos productivos financiados con remesas, por tanto, la estrategia de indagación más conveniente fue la exploratoria. Creswell afirma que esta manera de recabar información se caracteriza por una fase inicial de obtención y análisis de datos cualitativos y otra fase posterior de obtención y análisis de datos cuantitativos [21]. Es importante destacar que los instrumentos de obtención de información o de recolección de datos fueron el medio a través de los cuales el investigador se relacionó con los participantes para recabar los datos necesarios. Para obtener la información documental se solicitó el apoyo a la Secretaría de Desarrollo Social, Delegación Zacatecas, que facilitó los expedientes de los años 2002 a 2007 financiados con el Programa 3x1 para identificar los proyectos productivos y realizar la investigación de campo. El instrumento para la recolección de información cuantitativa fue un cuestionario que se aplicó en el momento en que se visitó a los participantes. Después de tener los datos de la revisión documental se aplicó una entrevista semiestructurada a los responsables de los programas gubernamentales que apoyan proyectos productivos en los que participaron migrantes zacatecanos. Entrevista en profundidad. Se utilizó la entrevista en profundidad para obtener información sobre los proyectos productivos apoyados con programas gubernamentales en los que participan migrantes en el estado de Zacatecas. Esta entrevista fue aplicada a los líderes de los proyectos productivos apoyados con estos programas. De la información recabada en la revisión documental se desprendieron unas cédulas de información básica en las que se incluyeron los datos de 62 proyectos productivos financiados con remesas y el Programa 3X1 Para Migrantes, de ellos se seleccionó al líder, quien fue el sujeto de investigación.

Resultados Las principales ventajas fueron que se identificaron los procedimientos seguidos por los líderes de los proyectos y con ellos, se logró elaborar el modelo propuesto en la Figura 8. La entrevista que se realizó al aplicar la encuesta fue dirigida de acuerdo con el guión respectivo, permitió obtener información para complementar el estudio y corroborar algunos datos. En el momento de la entrevista se fue requisitando la parte cuantitativa, y por medio de la grabadora se recogió la información de la parte cualitativa. La tabla 1 muestra los resultados relativos a los motivos que influyeron la decisión de iniciar un proyecto productivo. Los participantes podían elegir más de una respuesta, y se puede observar que el motivo más influyente fue el complementar los ingresos, seguido por el deseo de formalizar el dominio de un oficio. Es interesante anotar que en la opción Otros, dos casos responden que heredaron el proyecto y otros dos casos respondieron que querían regresar a su país.

Tabla 1. Decisión de inicio del proyecto productivo Elaborada por el autor (2012) con datos de la encuesta Las respuestas a la opción “Otro” fueron “lo heredé”, con dos menciones, y “quería regresar a mi país”, también con dos. La tabla 2 muestra los resultados referentes a la forma de financiamiento. También podían seleccionar más de una opción y por eso se obtienen cantidades superiores a los 62 líderes de los proyectos productivos que fueron considerados. 77% dijeron que se financiaron con el programa 3x1 y 38 mencionaron que utilizaron recursos propios.

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que hacen su actividad motivados por la tradición y el conocimiento de las actividades que se deben realizar en la ganadería y la agricultura, tal y como lo venían realizando sus padres y sus abuelos.

Tabla 2. Forma de financiamiento Elaborada por el autor (2012) con datos de la encuesta

Procedimiento del segundo grupo Algunos de los líderes de los proyectos productivos siguieron el proceso de creación de una empresa propuesto por Alan Gibb, que consta de tres fases: el desarrollo de la idea, la organización para la constitución de una empresa y la estabilización. Este procedimiento fue seguido en nueve casos, en los que distinguió la motivación y la adquisición de la idea de negocio, se identificó cuál sería el tamaño para su operación, así como los recursos que fueron utilizados, se hicieron las negociaciones para ingresar en el mercado y la empresa nació. Procedimiento del tercer grupo Cinco casos indicaron que el gobierno entregó ayuda a migrantes que fueron repatriados y para permitirles llegar con dignidad a sus familias, les apoyó para la adquisición de borregas. Se engordan, se venden, se compran. Ellos adquieren tierra para producir ganado mayor (inicia el procedimiento descrito arriba para los ganaderos).

Figura 7. Origen de la empresa Elaborada por el autor (2012) Una vez identificados los proyectos de nueva creación se estuvo en condiciones de detectar el proceso que dio origen al emprendimiento, los pasos que han seguido por los líderes de los proyectos productivos apoyados por el Programa 3x1 Para Migrantes en el periodo 20022007 en Zacatecas. La información proporcionada mediante las entrevistas aplicadas ha sido analizada cualitativamente, lo que ha permitido corroborar algunos de los datos generados en la encuesta y que finalmente ya en contexto, el análisis completo ofrece una perspectiva global del proceso de emprendimiento seguido por los líderes de los proyectos productivos en los Municipios Zacatecanos estudiados. Mediante el análisis cualitativo, se elaboró una tabla con las diferentes respuestas, se encontraron coincidencias con las que se conformaron cinco grupos afines entre ellos y en los párrafos siguientes se detallan las afinidades en cada uno de estos Procedimiento del primero y más numeroso de los grupos: La información obtenida arrojó que 22 de los líderes de los proyectos productivos siguieron el procedimiento que se describe a continuación y que no concuerda con ninguno de los modelos propuestos. Coincidieron en

Procedimiento del cuarto grupo Cuatro casos mencionaron que se empareja el terreno para escoger el lugar para sembrar, se marcan los puntos, se siembra, se riega, se fertiliza dos veces al año, se cosecha en el verano, se vende a las bodegas en Fresnillo, Zac., a veces vienen de otras partes a comprar. En algunas de las entrevistas realizadas se obtuvieron como respuestas; “Se compró la propiedad y poco a poco se sembraron los árboles de la huerta y la hortaliza para comer en la casa”. “Negocio no es, pero sacamos para comer”. “Se planificó el terreno para hacer el plantío de los frutales. Se seleccionaron los puntos, se sembraron los arbolitos y se cuida con fertilizante y se poda para que la hierba no le gane y pueda crecer. Cuando está maduro se corta y se manda a las bodegas para su venta”. Procedimiento del quinto grupo Con tres menciones, y sus respuestas fueron, se asociaron para conformar una Sociedad de Producción Rural. Aportación de la producción individual. Se transforma. Se vende. De la información obtenida se destaca el que 22 de los líderes de los proyectos productivos siguieron el procedimiento que se describe a continuación y que no concuerda con ninguno de los modelos propuestos,

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puesto que coincidieron en que hacen su actividad motivados por la tradición. Señalaron que trabajaron en los Estados Unidos, mandaron dinero para comprar tierra, posteriormente regresaron y se pusieron a trabajar. Ahora los hijos están allá y les mandan para ayudarse y procuran hacer ahorro que les permita regresar y contar con algo.

Figura 8. Procedimiento seguido por 22 de los 62 líderes de proyectos productivos Elaborada por el autor con datos de trabajo de campo (2012) Los pasos seguidos son: Adquisición de tierra; algunos la compraron, otros se hicieron de un título, algunos la rentaron. Siembra para obtener forraje. Compra de animales. Se meten los animales al potrero. Proceso de producción de leche y queso. Venta de leche o queso, (venta de animales viejos). Se adquieren animales para reponer y mantener el hato o crecer. Conclusiones Una vez finalizado el estudio y de acuerdo con los hallazgos encontrados, toda vez que se realizó el análisis a la información recabada, se pudo determinar cuál es la situación real en cuanto al modelo de emprendimiento seguido por los líderes de los proyectos productivos financiados con remesas en los 18 de los 56 municipios zacatecanos en que fueron apoyados. a) La gente buscó complementar sus ingresos y los proyectos productivos financiados con remesas y el programa 3X1 para migrantes fueron el detonante para emprender un negocio que les ha permitido salir adelante con sus familias al contar con una fuente de ingresos obtenidos en el empleo que ellos generaron.

b) La tradición ha permeado y un oficio aprendido y llevado a cabo de generación en generación fue un motivo destacado para que se diera el emprendimiento al formalizar una actividad productiva hecha tiempo atrás por sus abuelos primero y por sus padres después. c) El financiamiento ha resultado ser un aliciente de relevancia, pero no indispensable ya que la mayoría de los participantes aportó sus propios recursos para realizar el emprendimiento. d) Sólo la tercera parte de los entrevistados heredó la empresa familiar y ha continuado operándola, sin embargo, los dos tercios restantes si tuvieron la iniciativa de realizar el emprendimiento. e) El modelo de emprendimiento seguido fue muy variado entre los líderes entrevistados; al identificar las semejanzas se detectaron cinco modelos diferentes. Uno en particular fue seguido en veintidós casos el cual se muestra en la Figura 8. Ello permite visualizar que la vocación ancestral permanece entre los líderes de los proyectos productivos al igual que en las generaciones pasadas y no coincide con ninguno de los señalados en páginas anteriores. Referencias [1] Kirzner, I. (2006). Entrepreneurial discovery and the competitive market process: An Austrian approach. In The Journal of Economics Literature. (v. 35). [2] Hofstede, G. (1980). Cultures´s consecuences: International differences in Work-Related Values, Sage. [3] Cohen, R. (1995). La docencia en la educación empresarial. En Memorias del Primer Simposio Nacional sobre Educación Empresarial. Santiago de Cali: ICESI. [4] Tarapuez, E. (2007). Algunos aportes de los neoclásicos a la teoría del emprendedor Cuad Adm. Bogota (Colombia). Julio-diciembre. [5] Castro, J., et al., (2002). Global Entrepreneurship Monitor (GEM). Informe ejecutivo España 2001. Madrid: Instituto de Empresa. [6] Contin (2007). Características distintivas de los emprendedores. Revista de Empresa Nº20 Abril – Junio. [7] Knight, F. (1947). Riesgo, incertidumbre y beneficio. Madrid: Aguilar [8] Mill, J. S. (1951). Principios de economía política; con algunas de sus aplicaciones a la filosofía social. México: Fondo de Cultura Económica.

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Estimación de Iluminación en un Fotobiorreactor Productor de Biomasa a Partir de Microalgas Investigación

M.C. Carlos Francisco González Hernández, M.C. Manuel de Jesús Sol Hernández, Dr. Miguel Ángel Franco Nava. Departamento de Metal-Mecánica y Química-Bioquímica. Calle Corsario I No. 203, Colonia Urías. C.P. 82070, Tel: 01(669) 9838400, Extensión 115, cgonzalez@itmazatlan.edu.mx Resumen

reproduction of microalgae and generates the conditions for a better metabolic process within the microalgae, those who need in average 2500 lx.

En el presente trabajo se realizó el análisis de iluminación artificial para un fotobiorreactor productor de biomasa a partir de microalgas, el cual fue diseñado previamente con fines en aplicación para la producción de biocombustibles. En el análisis, se utilizó como herramienta la técnica de contornos o también conocida como método de superficie de respuesta, para lo cual se establecieron 132 puntos de intensidad luminosa distribuidos de forma simétrica a diferentes alturas del contenedor. Se realizaron dos bioensayos uno con la iluminación en la parte inferior del recipiente usando Diodos Emisores de Luz (LED’s, por sus siglas en inglés) y el otro adicionando 3 lámparas fluorescentes más, situadas periféricamente a la mitad de la altura total del fotobiorreactor. Los resultados de las mediciones muestran una mejoría en el sistema de iluminación que favorece la reproducción continua de las microalgas, cuando se utilizó la combinación de luz emitida por LED’s y por lámparas fluorescentes. Esta combinación de sistemas de iluminación generó las condiciones para poder realizar las funciones metabólicas de las microalgas, quienes necesitan en promedio 2500 lx de forma homogénea.

Key words: Efficiency, lighting, photobioreactor, biomass, microalgae Introducción Los fotobiorreactores se pueden definir como dispositivos diseñados en material transparente para el cultivo de microorganismos fotosintéticos acuáticos, que consta de un receptor solar (sistema tubular a dos niveles optimizado) y un sistema de impulsión (burbujeo de aire en un desgasificador plano), y que es operable tanto en continuo como en discontinuo, permitiendo la inyección de dióxido de carbono, el control del pH y de la concentración de oxígeno disuelto en el cultivo [1]-[5]. Así mismo, debe tener la cantidad suficiente de luz que permita realizar una función adecuada en el crecimiento y reproducción de los microorganismos. El estudio que se reporta, tuvo como objetivo determinar los niveles de iluminación en el interior de un fotobiorreactor diseñado para la obtención de biomasa a partir de microalgas, el cual utilizó dos sistemas de iluminación diferentes.

Palabras clave: Eficiencia, iluminación, fotobiorreactor, biomasa, microalgas.

Fundamentos teóricos Diseño de Fotobiorreactores

Abstract An analysis of artificial lighting was performed on a photobioreactor for microalgaes biomass production. The biomass from the bioreactor will be employed for the production of biofuels and their evaluation is reported in other scientific paper. The contours analysis was used in order to known the distribution of luminous intensity using 132 measuring points, which were symmetrically distributed at different heights of the container. Measurements were performed with two lighting configurations, by means of LED’s from the bottom of the container and by adding of three fluorescent lamps at the periphery located at middle height of the photobioreactor. Results show a best performance of LED’s based lighting system with fluorescent lamps, this configuration favors a constant

Las primeras propuestas en el diseño y construcción de fotobiorreactores fue en la década los 50’s, en donde se propuso utilizar luz solar y agua marina para permitir el funcionamiento de los diseños realizados. En aquellos años, los objetivos principales de las propuestas eran la obtención de cultivos de microalgas marinas, para ser utilizadas como un complemento de alimento humano [6]-[8]. En la década de los 60-70’s, en diversos países se investigó sobre el cultivo de microalgas en forma masiva con la utilización de fotobiorreactores para acelerar su producción, por lo que se diseñaron los primeros fotobiorreactores tubulares utilizando como materia prima materiales transparentes (plástico) [3], [5], [6], [7]. En la década de los 90‘s los fotobiorreactores 29

ESTIMACIÓN DE ILUMINACIÓN EN UN FOTOBIORREACTOR PRODUCTOR DE BIOMASA A PARTIR DE MICROALGAS M.C. Carlos Francisco González Hernández, M.C. Manuel de Jesús Sol Hernández, Dr. Miguel Ángel Franco Nava.

que más se utilizaban por ser de bajo costo eran los de carrusel, con una producción de masa seca de 0.7 g por litro [2]. En el año 2000 [9], se estimó la productividad teórica en 100 toneladas anuales por hectárea de cultivo de microalgas. Este mismo año Grobblelaar et. al. [10,] definieron los diseños básicos para la producción de microorganismos fotoautótrofos como sistemas abiertos, debido a que estos cultivos están expuestos a la atmósfera y los sistemas cerrados como fotobiorreactores en los que el cultivo tienen poca o ningún contacto con la atmósfera. Morales et al. [11], proponen el uso de fotobiorreactores en cultivos de microalgas eucariotas y cianobacterias para la producción en grandes cantidades de compuestos químicos, combustibles, tratamiento de aguas residuales, alimento para consumo humano o animal; entre otros posibles usos. Los diseños que más han recibido mayor atención son los tubulares y de placas planas, los cuales son construidos en acrílico y vidrio [2]. Otro material utilizado para la construcción de estos artefactos es a partir de bolsas de polietileno [12], las cuales tienen la ventaja de generar una tasa neta de energía mayor que la del vidrio y el acrílico, pero con la desventaja de que se tienen que cambiar cada tres años debido al opacamiento de las mismas. Algunos otros tipos básicos son el tipo carrusel, plano, con iluminación interna, tipo serpentín y el tipo tubular horizontal con sistema de agitación por aire “Airlift” [9]. Fotosíntesis de Microalgas Todos los organismos requieren de una fuente de energía para su crecimiento. Los organismos fotótrofos son los que utilizan la luz como fuente de energía. La luz a radiación visible, es la radiación electromagnética en el rango de 400 a 700 nm, la cual es sensible al ojo humano, razón por la cual, es usada por las algas y plantas para la fotosíntesis. La radiación visible también es llamada radiación fotosintética activa (PAR por sus siglas en inglés) [13]. La fotosíntesis es el proceso en el cual los fotótrofos capturan y convierten la energía de fotones (cantidad de energía electromagnética) a energía utilizada bioquímicamente y es a través de la fotosíntesis que los fotótrofos obtienen la energía y poder reductor necesario para incorporar CO2 y la fabricación de moléculas orgánicas que se requieren para el crecimiento [13]. Cerca de la mitad de la fotosíntesis en la tierra es llevada a cabo por microorganismos y existen tres tipos principales: el púrpura fotosintético y bacteria verde, las cianobacterias (también llamadas por la botánica como alga azul-verde) y las microalgas. Las bacterias fotosintéticas y cianobacterias son procariotas, es decir, son células sin un núcleo celular definido, mientras que las microalgas tienen una organización celular

tipo eucariota, la cual se refiere, a todas las células con un núcleo celular delimitado dentro de una capa lipídica. Las bacterias fotosintéticas difieren de las cianobacterias y las microalgas por sus pigmentos y el proceso fotosintético. la habilidad del rendimiento de la fotosíntesis depende de la presencia de los pigmentos absorbedores de luz, llamadas clorofilas. Estos pigmentos absorben la luz principalmente en la región azul-violeta y rojo del espectro y absorben débilmente en la región verde, es la razón por la cual los fotótrofos son de tonalidad verde [13]. Las microalgas para realizar la fotosíntesis utilizan la energía solar para metabolizar el dióxido de carbono (CO2) a metanal (CH2O) liberando oxígeno molecular (O2). Las moléculas de CH2O constituyen los bloque responsables de la formación de moléculas de glucosa en las microalgas. Este proceso se describe en la ecuación 1 [14], CO2 + H2O + fotón

CH2 O + O2

(1)

en donde, el CO2 metaboliza a compuestos orgánicos como azúcares utilizando la luz solar, esto se puede representar con la reacción general [14] 6CO2 + 6H2O

C2H12 O6 + 6O2

(2)

Análisis de superficie En el presente trabajo se realizó el estudio en la distribución de iluminación en el interior del fotobiorreactor mediante la técnica de análisis de superficie, la cual, es una técnica matemática y estadística utilizada para el modelado y análisis de problemas en donde la respuesta de interés es influenciada por diferentes variables y su objetivo es optimizar esa respuesta [15]. Cuando se trata de un rango de mediciones continuas de valores, entonces, se utiliza el método de superficies de respuesta para desarrollar, mejorar y optimizar la variable de respuesta. En general, la forma más simple de representar la función es: y = f (x1 , x2 ) + e

(3)

donde, x1 y x2, son las variables independientes, e es el residuo y representa algún error de medición sobre la respuesta, así como otro tipo de variaciones no contempladas en f . En orden de desarrollar una aproximación adecuada de f, usualmente se inicia con un polinomio de bajo orden en alguna pequeña región. Si la respuesta puede definirse mediante una función lineal de variables independientes, entonces la función de aproximación es un modelo de primer orden, también conocido como modelo de regresión múltiple [15]. Un modelo de primer orden con dos variables independientes se puede expresar de la siguiente forma:

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(4)

o, equivalente, en forma matricial; (5) donde, y es la variable de respuesta, β son los parámetros desconocidos y e es el error aleatorio. Si la matriz X es de rango completo, entonces el estimador de β obtenido por el método de mínimos cuadrados es: (6) y la matriz de varianza-covarianza de b está dada por: (7) Entonces el modelo de primer orden ajustado es: (8) Si existe una curvatura en la superficie de respuesta, entonces, un polinomio de mayor grado será utilizado. Por su parte, la función de aproximación con dos variables es llamada modelo de segundo orden y se representa: (7)

Figura 1. Imagen en CAD del fotobiorreactor diseñado para la producción de biomasa a partir de microalgas Así mismo, el recipiente cuenta con una demanda en consumo de energía W/día necesaria para su funcionamiento, esto se muestra en la Tabla 1, para el sistema de iluminación, el inversor y el sistema de agitación de aire (Airlift). Sánchez et. al. [16]., así como Correa [17]., concluyen que las lámparas con emisión de onda blanca o en combinación blanca-azul son más efectivas que cualquier otra onda de luz.

De manera análoga como se hizo en el modelo de primer grado se obtiene el modelo ajustado de la forma siguiente [15]: (9) Materiales y métodos Con el objeto de analizar las variables que determinan la producción de biomasa y en particular evaluar la eficiencia del sistema de iluminación, se diseñó en CAD (computer-aided design por sus siglas en ingles) y construyó un fotobiorreactor (FBR). El FBR fue construido en acrílico, con una geometría cilíndrica sesgada por la base con un ángulo de inclinación 10º y una capacidad de operación de 100 L (Figura 1). Sus dimensiones son de 650 mm de diámetro interno, espesor de la lámina de acrílico 8 mm, altura máxima 448 mm, altura mínima 330.6 mm. Cuenta con un tubo de desagüe con un diámetro de 61.41 mm (situado en la parte inferior del cilindro) y otro de derrame (en la parte lateral del cilindro) de 100.86 mm de diámetro. La base es de acero inoxidable y cuenta con una lámina circular también de acero inoxidable que aloja en una distancia equidistante 10 diodos emisores de luz (LED´s por sus siglas en ingles) tipo campana de 21 LED´s cada una y una potencia de 1.3 watts.

Diseño experimental Como primera instancia, se determinó la distribución de los puntos de medición de la iluminación en el fotobiorreactor, considerando la altura y volumen del líquido que contiene las microalgas y que debe ser atravesado por la luz para llegar a todo el recipiente. En la Figura 2, se muestra una representación del diseño para las alturas con la finalidad de determinar la medición de la luz, así como también el volumen de acuerdo a la distancia recorrida para cada altura.

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Figura 2. Alturas para la medición de luz y volúmenes del fotobiorreactor. Se utilizó la especie de microalga clorófita Nannochloris sp con una densidad de 403 x 103 cel/ ml, en agua de mar con una salinidad de 33 ppm y se realizaron dos etapas en esta fase. La clorofila, principal pigmento de las microalgas verdes, tiene un rango de bandas de absorción de 450-475 nm y de 630-675 nm para la clorofila a y clorofila b, respectivamente. En la primera etapa, se utilizaron 10 LED´s a 1.3 W, con una distribución equidistantemente localizada en la base metálica del fotobiorreactor, como se muestra en la Figura 3 en donde se presenta la vista superior del la base metálica y la distribución de los LED´s. Los LED´s de luz blanca son diodos azules, que emiten luz a una longitud de onda de aproximadamente 460 nm, recubiertos con una capa de un derivado de fósforo. El fósforo absorbe la luz azul y la re-emite a distintas longitudes de onda entre los 400 y 750 nm en el espectro visible, generando luz blanca. Están basados en semiconductores de InGaN (Nitruro de Indio y Galio), difíciles y raros, y por tanto caros. El ángulo de apertura de los LED’s utilizados en este trabajo fue de 20º. Este ángulo no es el de apertura máxima, sino que se refiere al doble de la apertura en la cual la intensidad luminosa ha disminuido la mitad respecto a la máxima central [18].

frío. El voltaje (V) es para 110-127V, cuenta con dos bulbos de vidrio en forma de U conteniendo vapor de mercurio a baja presión con pequeñas cantidades de un gas inerte, como el argón. La mayoría de la luz es emitida en la región visible del espectro (400–700 nm), y es por lo tanto muy cercana al espectro de la luz de día [19], con lo que se esperaba mejorar la fotosíntesis. El flujo luminoso corresponde a 810 lm y 54 lm/W. Las lámparas fueron situadas periféricamente a la mitad de la altura total del fotobiorreactor, como lo muestra la Figura 4.

Figura 4. Vista superior del fotobiorreactor con 10 LED‘s más 3 lámparas fluorescentes. Para la medición de la intensidad lumínica se utilizó un medidor digital provisto de un filtro para corrección de color y factor cosenoidal. El medidor tiene una frecuencia de muestreo interna de dos veces por segundo para datos digitales. La medición de luz en el fotobiorreactor en ambos bioensayos se realizó con un plantilla a medio círculo de poliuretano color blanco, 19.4 mm de espesor, y un diámetro de 649 mm. A esta plantilla se le hicieron 21 orificios de 50.8 mm de diámetro a una distancia de centro a centro de los orificios de 70 mm. En la Figura 5, se muestra una representación de la plantilla para la medición de luz. La colecta de datos se realizó manualmente registrando las lecturas del equipo en cada orificio de la plantilla para cada una de las alturas del líquido que contiene las microalgas (Figura 2).

Figura 3.Vista superior del fotobiorreactor con la base metálica y los focos led. En la segunda fase, además de conservar la LED´s descritos anteriormente, se realizó una modificación, adicionando tres Lámparas Fluorescentes Compactas (LFC) de 15 W cada una, y una temperatura de color de 6500 K que corresponde a la luz de color blanco

Figura 5. Plantilla para medición de luz (solo se muestra la mitad). Conciencia Tecnológica No. 47, Enero-Junio 2014 32

La luz que emiten los LED´s utilizados es una luz blanca ligeramente azulada. La cual se considera en el rango de emisión de los 6500 K, que es una forma de medir la tonalidad de la luz en grados Kelvin (K). Es decir cuando se produce luz blanca con LED se hace mediante un método similar al que se utiliza para la fluorescencia, en donde se parte de una emisión ultravioleta o azul y se convierte ésta en visible a través del uso de fósforo y dependiendo del fósforo que se utilice se podrá obtener temperaturas de color desde muy cálidas hasta muy frías, proporcionando también distintas capacidades de reproducir colores en ese rango. Como referencia se puede indicar que la luz del día es de 5800 K, razón por la cual se optó por esta fuente de luz, ya que es muy parecida a la luz del día, pero un poco más azulada [19]. Por último se hace mención, que los datos obtenidos en los bioensayos se procesaron mediante un programa para la medición mediante la técnica de análisis de contornos mencionada con anterioridad. Resultados y discusión Las Figuras 6 y 7, muestran los diferentes niveles de iluminación de los dos ensayos elaborados usando la técnica de análisis de contorno para representar la dispersión de luz en el fotobiorreactor. La Figura 6 presenta el sistema con los 10 LED´s, en donde se obtuvo un promedio de 1497 Lx a una altura de 8.96 cm y un promedio de 81.30 Lx a una altura de 35.87 cm. En la Figura 7, se observan los resultados haciendo las mediciones con tres lámparas fluorescentes de 15 W cada uno agregadas al recipiente. En este caso, el promedio más alto de iluminación se observó a una altura de 8.96 cm con 2254 lx, y el menor a una altura de 35.87 cm con 211 lx. Estos resultados reflejan que el uso de lámparas fluorescentes adicionales al sistema de iluminación LED, incrementa significativamente en 50%, la iluminación en el interior del fotobiorreactor en la posición más próxima al fondo del recipiente. Mientras que en la parte superior se incrementó 2.6 veces respecto al uso exclusivo de lámparas LED. Cuando se comparan estos resultados con los reportados por Geider y Osborne [20] como valores óptimos para realizar fotosíntesis por Nannochloris atomus, se encontró que solamente en la superficie del fotobiorreactor se obtienen los 7500 Lx que requiere para su máximo desarrollo la microalga. Sin embargo, el diseño y distribución lumínica del fotobiorreactor supera la penetración de la luz que en la mayoría de los diseños sólo alcanza valores del 10% a 30% del volumen total de los fotobiorreactores, donde la zona fótica (iluminada) alcanza apenas los primeros 2 cm de profundidad [21], [22], [23].

Figura 6. Luminosidad de biorreactor con LED‘s en la base medido a diferentes alturas.

Figura 7. Luminosidad del fotobiorreactor, con LED‘s más 3 lámparas fluorescentes medido a diferentes alturas.

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En el presente estudio, con el sistema de iluminación más débil (LED’s) se alcanzó una disminución del 18% de la intensidad lumínica a una distancia de 8.6 cm del fondo del recipiente, lo que representa una ganancia en capacidad lumínica respecto a diseños tradicionales de fotobiorreactores. Además, si se considera que a 35.87 cm de distancia del fondo, todavía se registraron intensidades lumínicas del orden del 3% de la luz incidente al exterior del recipiente, se puede decir que el diseño del fotobiorreactor propuesto es más eficiente en la distribución lumínica. Considerando que las microalgas requieren una iluminación homogénea de por lo menos 7500 lx [24]. La concentración de iluminación en el sistema no fue completamente homogénea pero sí superior cuando se le compara con los diseños tradicionales donde sólo la superficie superior está expuesta a la luz. Así mismo, los niveles de iluminación en este estudio son bajos, respecto a la demanda de la microalga, lo que podría afectar en los proceso de reproducción de la misma. Sin embargo, cuando se le compara con diseños tradicionales de volúmenes similares, se puede decir que el material, dimensiones y dispositivos de iluminación utilizados, proporcionan mejores condiciones de iluminación que las reportadas en otros estudios. La Gráfica 1 muestra un comparativo que representa la tendencia para cada bioensayo, en donde se observa una mayor eficiencia de penetración de la luz en el experimento que utilizó los LED‘s junto con lámparas fluorescentes. Sin embargo, a medida que se incrementa la altura el comportamiento es semejante en ambos ensayos, esto es, a medida que aumenta la altura disminuye la luminosidad. Esta situación es completamente normal y atiende a la ley de LambertBeer que establece en términos de Transmitancia (la luz que pasa a través de un medio translucido), que la intensidad de un haz de luz incidente declina significativamente a medida que pasa a través del medio absorbente de acuerdo con la siguiente expresión [25]. T =10

_ ε •c •d

(9)

donde: T, es la Transmitancia; ε, es el coeficiente molar de extinción; c, es la concentración molar del absorbente y d, es el recorrido o distancia a la que se mide la luz transmitida [25]. Ésta ley también indica que existen tres fenómenos responsables en disminuir la cantidad de luz después que ésta pasa a través de algún medio que lo absorba; la cantidad de materia que absorbe en el medio, la distancia que la luz tiene que viajar a través de la muestra y la probabilidad de que el fotón de cierta longitud de onda sea absorbido por el material (Coeficiente de absorción o de extinción molar del material) [25].

Gráfica 1. Comparación del promedio de intensidad luminosa contra altura para LED‘s y LED‘s agregando lámparas fluorescentes. Conclusión Los resultados obtenidos en el análisis indican que el sistema de iluminación diseñado solamente con LED’s fue menos eficaz que el que incorporó lámparas fluorescentes, ya que la concentración más alta de luz en el centro del fotobiorreactor fue de 4.5 X103 lx a una altura de 8.96 cm, representando el 1.87 % de la cobertura total del tanque. Sin embargo, a 35.87 cm se presentó una luminosidad puntual de 104 lx en la misma posición y con una cobertura del 35.2% esto indica que en la misma posición de los LED’s se observa una disminución de la intensidad luminosa a medida que se incrementa la distancia por las sombras de las microalgas, pero se incrementa el porcentaje de cobertura por el ángulo de dispersión. Esto es importante considerarlo en el diseño de fotobiorreactores, ya que afecta directamente en el metabolismo de las microalgas quienes requieren como mínimo 2500 lx para realizar sus funciones metabólicas. El uso de luz combinada en dirección horizontal y vertical incrementa en un 50% la intensidad luminosa en la base del fotobiorreactor, mientras que en la parte superior se obtiene un incremento del 160%. Siendo un factor importante a resaltar, la ubicación del sistema, debido a que se pueden evitar sombras y favorecer la desviación de gran parte de la luz que incide en el recipiente. La aportación más importante de este estudio fue la validación de la metodología propuesta para la evaluación de la capacidad de iluminación en fotobiorreactores, la cual emplea herramientas simples para cuantificar, representar gráficamente e incluso elaborar modelos matemáticos que permitan evaluar cuantitativamente y comparar dicha capacidad en diferentes tipos de diseños de fotobiorreactores. Referencias [1] Molina, E., Fernández, F., Acién, G. y Chisti, Y., (2001). Tubular photobioreactor design for algal cultures. Journal of Biotechnology, 92, 113-131. [2] Gemma Vicente, Mercedes Martínez, José Aracil. (2004). Integrated biodiesel production:

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Una Herramienta de Autoría para un Ambiente de Aprendizaje 3D Investigación

M. C. Venustiano Soancatl Aguilar1, M. C. Luis David Huerta Hernández1 y Dra. Carmen Carlota Martínez Gil2 Universidad del Istmo, Lic., en Informática, Carr. ChihuitanIxtepec S/N, Ciudad Ixtepec, Oax., México C.P. 70110. Tel. 01 (971) 712 70 50 ext. 214, venus@bianni.unistmo.edu.mx, luisdh2@bianni.unistmo.edu.mx 2 Universidad de la Cañada, Lic., en Informática, Carretera Teotitlán - San Antonio Nanahuatipán Km 1.7 s/n. Teotitlán de Flores Magón, Oax. México, C.P. 68540. Tel.01 (236) 372 07 12 ext. 305, cmartinez@unca.edu.mx

Resumen Las herramientas de autoría son cada vez más comunes en la enducación debido a que agilizan y facilitan la creación de contenido educativo. Típicamente se enfocan en prácticas de entrenamiento estándar y el contenido es comúnmente desplegado en dos dimensiones. En muchos casos el uso de esas herramientas requiere ciertas habilidades de diseño y programación. Todo ello dificulta su aprovechamiento por parte de los educadores que mayoritariamente no cuentan con esas habilidades. Por esta razón, en este trabajo presentamos el diseño y desarrollo de una herramienta de autoría de fácil uso que permite la creación de contenido educativo y su almacenamiento en una base de datos. Dicha herramienta es probada con un ambiente de aprendizaje basado en juegos y simulado en tres dimensiones. Palabras clave: Herramientas de autoría, ambientes de aprendizaje, courseware. Abstract Authoring tools are becoming increasingly common, they make it easier and faster to create educational content. Normally, they are based on standard training practices, and the content usually is displayed in twodimensions. Often using these kinds of tools require design and programming skills. It makes difficult for educators to take advantage from these tools because most of them do not posses such skills. For this reason, in this work we present the design and development of an easy to use authoring tool which allows the storage and development of educational content in a database. Such authoring tool is tested using a simulated 3D learning environment based on the game-based learning approach. Keywords: Authoring tools, learning environments, courseware. Introducción Una herramienta de autoría es un ambiente de desarrollo para individuos sin habilidades de programación, que tiene elementos pre-programados para el desarrollo de software multimedia interactivo.

De acuerdo con Locatis [1], el término “herramienta de autoría” se refiere a productos de software con utilidades para componer, editar, ensamblar y administrar objetos multimedia. Mientras que el término “sistema de autoría” se refiere a un subconjunto de estos productos permitiendo el desarrollo multimedia sin tener que programar. Estas herramientas son clasificadas de simples a avanzadas. La herramienta es simple cuando cuenta con asistentes y con utilidades para arrastrar y soltar. Las herramientas avanzadas requieren competencia técnica y capacidades de programación para crear el material de un curso [2]. Algunas herramientas de aurotía son no especializadas tales como: PowerPoint y Flash, FrontPage y Dreamweaver. Por ejemplo, Wagner [3] usa PowerPoint como herramienta de autoría para crear un escenario de entrenamiento atlético. Algunos ejemplos de herramientas de autoría especializadas son Presenter, Egage, QuizMaker, CourseLab y GLO Maker. Prensky [4] propone introducir nuevos tipos de módulos de entrenamiento que probablemente aumentarán el interés de los educandos en formas que las actuales herramientas de autoría no. Por ejemplo, permitir a los educandos orientarse por sí mismos navegando alrededor de una representación exacta 3D para encontrar claves y resolver problemas. Se le denomina “courseware” al material educativo que se presenta de modo interactivo y que facilita y controla el ambiente de aprendizaje individualizado para estudiantes. Puede usarse para proporcionar material educativo tanto a un estudiante como a un grupo. Un courseware puede ser dividido en métodos instruccionales como “repetición y práctica”, tutoriales y solución de problemas que suplementan o enriquecen los ambientes de aprendizaje. El éxito del courseware está determinado por tres grandes factores: el contenido y calidad pedagógica del material de aprendizaje, la calidad motivacional de los materiales y del respaldo que se tenga del profesorado en la situación de aprendizaje global [5]. Repetición y práctica es un enfoque controlado por autor. El objetivo de este enfoque es asumir la responsabilidad principal para desarrollar la habilidad de los estudiantes en el uso de un concepto dado. Esto involucra guiar a los estudiantes a través de una serie

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UNA HERRAMIENTA DE AUTORÍA PARA UN AMBIENTE DE APRENDIZAJE 3D M. C. Venustiano Soancatl Aguilar, M. C. Luis David Huerta Hernández, Dra. Carmen Carlota Martínez Gil

de ejemplos donde ellos puedan practicar o repetir el material aprendido. La suposición con este enfoque es que material ya se les ha presentado a los estudiantes y entonces el propósito ahora es ganar y desarrollar familiaridad con las ideas. Debido a que el propósito de este enfoque es incrementar la efectividad del aprendizaje mediante repetición basado en la teoría estímulo-respuesta del comportamiento, la frecuencia de repetición deberá tener un impacto directo en los logros alcanzados. Algunas investigaciones sugieren que las lecciones basadas en repetición y práctica puede ser un medio efectivo para enseñar a estudiantes con varios estilos de aprendizaje [6, 7]. Tal como en muchos enfoques, un courseware tiene algunas ventajas y desventajas. Una ventaja es la capacidad para individualizar el proceso educativo pues el contenido multimedia involucra a los estudiantes activamente en el proceso de aprendizaje. Es imposible para los estudiantes estar de un modo pasivo en un escenario, por consiguiente la actividad y su involucramiento facilita el aprendizaje. Un courseware ofrece retroalimentación rápida de tal manera que los estudiantes están al tanto de su progreso mediante retroalimentación inmediata y presentación de resúmenes de sus logros. El refuerzo del aprendizaje es inmediato y sistematizado. Las instrucciones mientras se desarrolla el courseware puede ser preparado sistemáticamente, secuenciado, probado y revisado. Existe la posibilidad de crear estrategias de enseñanza genérica a un nivel pedagógico que pueden ser usados con diferentes contenidos educativos para presentar entidades pedagógicas abstractas. Por ejemplo, “proporcionar un tip” o “enseñar prerrequisitos” [10]. Una ventaja adicional es que un courseware libera al maestro para otros trabajos importantes como la asistencia individualizada a estudiantes y por consiguiente incrementa la productividad educacional. Las mayores limitaciones para difundir el uso de courseware y herramientas de autoría son: 1. Falta de conocimiento entre los educadores sobre el uso efectivo de la computadora como una herramienta educativa. 2. Cantidad insuficiente de courseware de alta calidad, que está cercanamente relacionado al uso ineficiente de herramientas de autoría. 3. Problemas asociados con la cantidad de tiempo necesario para desarrollar materiales y la dificultad de encontrar programadores y diseñadores educativos experimentados y calificados. Algunas de las principales características que una herramienta de autoría son: 1) una interface amigable, simple y fácil de usar. El usuario simplemente tiene que seleccionar un botón para cargar el objeto multimedia en una plantilla y usar editores separados de objetos multimedia para importar dichos objetos. 2) una base de datos que sea capaz de almacenar, borrar,

recuperar, actualizar y ordenar registros. Esto facilita la mejora del contenido que ya ha sido preparado con anterioridad para un uso específico. A continuación se describe una herramienta de autoría que puede ser usado para desarrollar fácilmente courseware por maestros expertos en algún dominio sin la necesidad de poseer habilidades de programación. El courseware desarrollado podría tomar el enfoque de repetición y práctica. Además, la herramienta también puede ser usada con el enfoque de resolución de problemas, tal como se describe en [8]. Adicionalmente, el contenido es presentado en un ambiente de aprendizaje 3D para hacerlo más atractivo para los estudiantes. Diseño del Sistema Los tres componentes principales del sistema son: una base de datos, un Manejador de Retos (MR) y un Ambiente de Aprendizaje 3D. La base de datos es compartida entre el MR y el ambiente de aprendizaje como se muestra en la Figura 1. El MR fue diseñado como una herramienta de autoría principalmente para ser usado por maestros y expertos. El ambiente 3D fue diseñado para estudiantes de nivel medio o medio superior. La base de datos permite el control de acerca de los retos que pueden ser cuestionarios y pruebas de opción múltiple o problemas guiados paso a paso.

Figura 1. Esquema conceptual del sistema de autoría. Base de Datos Existen tres principales entidades en el diseño de la base de datos: retos, objetos y usuarios. Un reto está compuesto por una frase principal (planteamiento de un problema o actividad para el educando), una figura (dibujo, diagrama, modelo 3D) relacionada con el reto, un tiempo límite para superar el reto, un tip o recomendación, puntos que ganará el usuario al superar el reto, un nivel de dificultad y los pasos que guían al estudiante para superar el reto. Un paso está compuesto por una pregunta de opción múltiple y si es necesario contiene también una recomendación textual.

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Un tip puede ser representado por texto, fórmula o imagen. De esta manera, los retos pueden ser preguntas o problemas de cualquier dominio del conocimiento como matemáticas, historia o lenguas extranjeras. Los retos pueden ser diseñados por maestros o expertos en algún determinado tema y ligados a un objeto del ambiente 3D. La Figura 5 muestra la estructura general de un reto. Los objetos son elementos fijos en el ambiente 3D y pueden ser imágenes o modelos 3D. Hay 60 objetos en el ambiente que no pueden ser cambiados ni modificados. Una descripción está asociada a cada objeto, así como una posición en el ambiente 3D. Para estimular la interacción entre el usuario y el ambiente virtual, las imágenes 2D son matemáticos y filósofos famosos, imágenes de zonas arqueológicas y estructuras arquitectónicas notables como el Palenque, Machu Pichu, el Big Ben y la torre Eiffel. Para navegar en el ambiente virtual el estudiante debe tener una cuenta registrada con nombre de usuario y contraseña. Para cada usuario la base de datos almacena su nombre, edad y sexo. La base de datos también almacena información estadística de los usuarios como el número de sesiones en el sistema, tiempo de uso de sistema, cantidad de retos superados, número de errores cometidos, número de intentos para superar un reto y su puntuación global. Ambiente de Aprendizaje 3D El ambiente de aprendizaje fue diseñado especialmente para estudiantes que juegan videojuegos basándose en el enfoque de Aprendizaje Basado en Juegos (ABJ) [6]. Este ambiente 3D fue diseñado inspirándose en un museo y el tema seleccionado en este trabajo fue geometría. Al sistema se le denominó “Museo Virtual de Geometría” (MVG) y tiene cinco salas como se muestra en la Figura 2. El MVG carga los retos almacenados en la base de datos. Cada reto es asociado a un objeto en el MVG. Cada objeto puede ser asociado con múltiples retos. Los objetos son imágenes en las paredes del museo o modelos 3D como sólidos platónicos. La Figura 3 muestra un escenario del MVG con los elementos siguientes: en la parte superior aparece el nombre de usuario “Jugador: 1”, puntaje obtenido “Record: 449”, Retos superados “0”, el reto. En la parte media se muestra el escenario 3D que incluye los objetos en las paredes, un cronómetro que muestra el tiempo restante para superar el reto “3:28” y cuatro posibles respuestas de una pregunta (paso) dentro de esferas flotantes y en movimiento. En la parte inferior se muestra el paso (pregunta) que se debe responder y la cantidad de pasos para superar el reto.

Figura 2. Plano arquitectónico del MVG. Los usuarios pueden navegar dentro del escenario tal como en un juego de disparo de primera persona, pero en lugar de armas basadas en proyectiles, los usuarios tienen un apuntador láser para interactuar con el ambiente apuntando a los objetos y seleccionando las respuestas correctas. Cada vez que el usuario apunta con el láser a un objeto, una descripción breve del objeto aparece en la parte superior de la pantalla donde se describen los retos. Un click sobre un objeto desencadena un reto desplegando su enunciado en la parte superior, segundos después, el primer paso se despliega en la parte inferior, junto con el tiempo y las opciones de respuesta. Cuando el usuario selecciona una respuesta correcta, el sistema despliega un mensaje de felicitación, emite un sonido y despliega el siguiente paso con sus opciones de respuesta. Sin embargo, si la selección es incorrecta se despliega un mensaje de “inténtalo de nuevo”. Además el mensaje puede incluir una recomendación para seleccionar la respuesta correcta. Para motivar al usuario a pensar su respuesta, por cada respuesta incorrecta como penalización se retrocede cierto número de pasos en función de la cantidad de pasos y del número de paso en el que se encuentre. Además de que se refresca la memoria del estudiante sobre el proceso que ha llevado para superar el reto. Este proceso se repite hasta que el último paso es respondido correctamente. Cuando esto sucede, se incrementa la puntuación del usuario y puede iniciar un nuevo reto. El sistema lleva un registro de cada reto superado o no y de cada error cometido por el usuario para referencia del maestro. De esta manera la efectividad de los retos puede ser analizada y ajustada.

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Figura 3. Un escenario del MVG. Administrador de Retos El Administrador de Retos (AR) permite a los maestros y expertos de la materia diseñar contenido instruccional para ser incluido y desplegado en el MVG. El proceso para diseñar e integrar contenido es muy simple. Dado que el MVG cuenta con cinco salas, el primer paso es definir cinco temas principales para incluir un tema por cada sala, la Figura 2 muestra un ejemplo con los posibles temas de las salas. Para cada tema principal, es posible agregar tantos subtemas y sub-subtemas como los expertos del dominio requieran. La Figura 4 muestra un esquema con los temas y subtemas.

simple. Para agregar un reto es necesario escoger uno de los temas principales guardados en el segundo paso, entonces el AR selecciona solo los objetos en la sala correspondiente a ese tema. Después se debe asociar el reto a algun objeto de la sala. Una vez que un objeto es seleccionado y asociado, es posible agregar un reto para ser desplegado en el MVG. La Figura 6 muestra una pantalla del AR que esta dividida en tres secciones verticales. La sección de la izquierda permite al experto agregar o seleccionar alguno de los cinco temas principales y sus subtemas. Al seleccionar un tema es possible asociar un objeto del MVG a un reto. La sección de en medio permite la edición de un enunciado principal al reto, una imagen 2D o figura asociada al reto, una recomendación y los puntos por supercar dicho reto. También permite actualizar y eliminar un reto o moverse a través de los retos ligados a los objetos. Para eliminar un reto de la base de datos y del MVG, no se debe tener ningún paso asociado al reto. La sección de la derecha permite la adición de los pasos del reto (preguntas de opción múltiple) y una recomendación puede ser agregada si es necesario. Las opciones pueden ser texto o imágenes y para cada reto se pueden agregar cualquier número de pasos. Es recomendable no agregar demasiados pasos puesto que puede ser tedioso para los estudiantes. Es posible actualizar y borrar pasos. El AR fue desarrollado usando el lenguaje de programación C# y SQL Server Compact Edition como administrador de base de datos.

Figura 4 . Estructura temática para el Manejador de Retos. El segundo paso es guardar el nombre del tema principal en la base de datos usando el AR. Como se mencionó anteriormente, cada tema principal corresponde a una sala en el MVG. Cada sala tiene al menos 10 objetos sobre las paredes. El tercer paso es diseñar los retos para cada tema y subtema, el cual puede ser pruebas o problemas incluyendo preguntas Figura 5. Estructura general de un reto en el MR. de opción múltiple. Las opciones pueden ser texto o Requerimientos de los Retos imágenes. Los retos pueden ser hechos usando un simple editor de texto o procesador de palabras. La El diseño de retos para el MVG tiene algunos Figura 5 muestra la estructura de un reto. El cuarto paso requerimientos y limitantes, por ejemplo con las es agregar los retos en el MVG usando el AR. Debido a preguntas de opción múltiple, la primer opción debe que el AR ha sido diseñado para ser usado por usuarios ser la respuesta correcta. Esto hace más fácil para los sin habilidades de programación, agregar el contenido maestros y expertos del dominio validar y revisar la instruccional (retos) al MVG es un proceso muy Conciencia Tecnológica No. 47, Enero-Junio 2014 39

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respuesta correcta, considerando que las opciones en el MVG aparecen en un orden aleatorio los estudiantes no conocerán la respuesta correcta. El máximo número de palabras para las instrucciones del reto es de 40 o el máximo número de caracteres es de 200. El máximo número de palabras por cada paso es de 30 o el máximo número de caracteres es de 125. El número máximo de caracteres para el texto de las opciones es de 15. Estas restricciones de longitud de texto permiten al MVG desplegar el texto de una manera clara, de otra manera el texto puede volverse ilegible. La proporción entre el ancho y alto de una imagen en el MVG debe ser de 1.33 por propósitos estéticos.

Figura 6. Pantalla general del Manejador de Retos. Ejemplos Un posible reto a ser incluido en el MVG es el siguiente: calcular el volumen del edificio (Figura 7). Considera que el lado de cada cuadro es de 5 metros.

2. El área de la base es: (a) 225 m2 (c) 325 m2

(b) 125 m2 (d) 225 m3

3. La altura del edificio es: (a) 25 m (b) 15 m (c) 25 m2 (d) 45 m 4. El área de la base multiplicada por la altura es denotado por: (a) 225 × 25 (b) 225 × 15 (c) 225 × 35 (d) 215 × 25 5. Resolviendo el problema, el volumen del edificio es: (a) 5,625 m3 (b) 5,625 m2 (c) 5,625 m4 (d) 5 625 m Aunque el ejemplo anterior es muy simple, guía al estudiante paso a paso a través del proceso de la resolución del reto. La complejidad y granularidad de los retos dependerá de los objetivos del experto. También se pueden usar diferentes enfoques en el diseño de los retos, por ejemplo, el método de Polya para resolver problemas, aprendizaje por preguntas, aprendizaje por acción, aprendizaje por errors, repetición y práctica y otros. El siguiente ejemplo muestra un reto diseñado para personas que se encuentran aprendiendo español. Reto: Responda a las siguientes preguntas acerca de Chichén Itzá, que es una de las principales zonas arqueológicas en la península de Yucatán.

1. Ésta es una fotografía de: (a) una pirámide (b) una casa (c) un monumento Figura 7. Edificio. 1. La fórmula para calcular el volumen de un prisma es:

2. La base de la construcción en la foto es un: (a) Cuadrado (b) Círculo (c) Triángulo (d) Rectángulo

(a) V = L × A × H (c) V = L 3

3. ¿Cuántos lados tiene la pirámide? (a) Cuatro (b) Tres (c) Cuarenta

(b) V = L × A (d) V = A × H

TIP: Recuerda, el volumen de un prisma es el área de la base por la altura.

4. ¿Qué hay en el cielo? (a) Nubes (b) Lluvia

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Generador de Reportes La base de datos del MVG almacena información de las sesiones de los estudiantes, algunos de estos datos son: nombre del estudiante, nombre de usuario, contraseña, grado, edad, la fecha y hora tanto de ingreso y salida del MVG. Cada reto mostrado en el MVG consta de un límite de tiempo para ser resuelto, instrucciones, recomendaciones, dificultad del reto, número de pasos para llegar a la solución y los puntos que el usuario obtiene para resolver el reto. Estos datos permitirán analizar el desempeño de los estudiantes mediante su edad, el tiempo de uso del MVG, el número de intentos para resolver un reto, el porcentaje de avance de retos por cada tema, entre otros. La herramienta encargada de desplegar la información generada por los estudiantes dentro del MVG es llamada Generador de Reportes (GR). El GR permite a los profesores revisar el desempeño de los estudiantes y tomar las acciones correctivas que sean necesarias. El GR genera diversos reportes para dar seguimiento a los estudiantes de manera individual y grupal, estos son: reporte de usuario, reporte de grupo, reporte de eficiencia por temas y reporte de eficiencia por estudiantes. Reporte de usuario: para generar este reporte se debe proporcionar el id o nombre de usuario del estudiante. Este reporte contiene el nombre, grado, grupo, promedio de minutos en el MVG, número de problemas resueltos y no resueltos por tema, y porcentaje de progreso y éxito. Con este informe se puede detectar qué temas necesita reforzar el estudiante en particular. El esquema del reporte es mostrado en la Figura 8.

tomar acciones preventivas como proveer atención adicional, motivación y didácticas complementarias. Reporte de grupo: similar al reporte anterior, a diferencia que la información corresponde a un conjunto de estudiantes pertenecientes a un grupo de clases especificado. Le permite al profesor detectar en qué temas el grupo necesita mejorar y hacer comparativas entre grupos. El promedio de minutos empleado por cada grupo podría ser usado para analizar si el tiempo invertido en el MVG es un factor determinante. Este reporte permite detectar qué temas están siendo difíciles de comprender para los grupos, y cuales son comunes entre ellos. Este reporte ha sido requerido para compartir experiencias y técnicas de enseñanza, las cuales han sido usadas en grupos donde el desempeño del grupo ha sido el mejor. Reporte de eficiencia por tema: Contiene los temas ordenados por el porcentaje de éxito de los estudiantes en el MVG. Este reporte permite a los profesores, verificar qué temas generalmente son los más complicados para los estudiantes, y de esta manera, reforzar sus técnicas y actividades didácticas de enseñanza en tales temas.

Figura 9. Reporte de eficiencia ordenado por tema. Reporte de eficiencia por estudiante: Fue creado originalmente para lista n mejores estudiantes, basado en los puntos ganados en el MVG. Alternativamente, es posible invertir el orden de la consulta y obtener los n estudiantes con los más bajos desempeños y así, tomar las medidas preventivas y correctivas oportunamente. En este reporte debe indicarse los n estudiantes que se deseen visualizar. Figura 8. Reporte de usuario. Dado que el reporte del GR incluye el tiempo promedio de uso del MVG, así como el porcentaje de avance y éxito en cada tema, el profesor puede detectar quienes no están estudiando en el MVG, pudiendo

Conclusiones y Trabajo Futuro En este trabajo se ha presentado una herramienta de autoría que permite la creación de courseware de una forma facil y simple, de tal manera que los expertos en algun determinado dominio no necesitan conocimientos ni habilidades de programación. El contenido del

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courseware se despliega en un ambiente dinámico de aprendizaje 3D, basado en el enfoque de aprendizaje basado en juegos, donde los estudiantes pueden aprender y reforzar sus conocimienos. La retroalimentación inmediata permite al estudiante conocer su desempeño mientras practica. Adicionalmente, el diseño de la herramienta de autoría permite utilizar varios enfoques didácticos como el método de Polya y enfoque de repetición y práctica. En el futuro cercano se tiene contemplado la realización de pruebas de uso con alumnos y profesores de escuelas secundarias para conocer la efectividad y eficiencia del MVG, AR y GR, así como también, conocer su opinión general sobre la herramienta de autoría. En un futuro más distante se piensa incluir técnicas de inteligencia artificial para incrementar la flexibilidad y rapidez en el ajuste de ejercicios de acuerdo a las respuestas y habilidades del usuario. Al ajustar el nivel de dificultad se podrá prevenir el uso de preguntas que son demasiado fáciles o demasiado difíciles para el estudiante. Dicho ajuste también puede aumentar el interés del usuario al evitar el aburrimiento. Otras posibles mejoras de la herramienta son la capacidad de reproducción de video, inclusión de recomendaciones auditivas y el funcionamiento en red. Agradecimientos. Agradecemos a FOMIXVERACRUZ y UNISTMO por financiar este trabajo el cual es parte del proyecto 95656. Referencias [1] Locatis C. y AI-Nuaim H. (1999) “Interactive technology and authoring tools: A historicalreview and analysis”. Educational Technology Research and Development, vol. 47 No. 3, pp. 63-75. [2] Khademi M., Haghshenas, M. y Kabir H. (2011) “A review on authoring tool2”. Proceedings of the 5th International Conference on Distance Learning and Education, vol. 12. IACSIT Press, Singapore. [3] Wagner R. (2010) “Using computer-based scenario authoring tools in athletic training”. Athletic Training Education Journal, vol. No. 1, pp. 40-44.

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Tutor Inteligente para Propuestas de Investigación Investigación

M.C. Jesús Miguel García Gorrostieta1, M.C. Samuel González López2, Dr. Aurelio López López2 1 Universidad de la Sierra. Carret. Moctezuma-Cumpas Km. 2.5, C.P. 84560 Moctezuma, Sonora, Tel. 01 (634) 3429600, jmgarcia@unisierra.edu.mx. 2 Instituto Nacional de Astrofisica, Óptica y Electrónica, Luis Erro 1, Santa María Tonatzintla, , C.P. 72840, San Andrés Cholula, Puebla, Tel. 01 (222) 2663100, {sgonzalez, allopez}@inaoep.mx

Resumen

variety and sophistication. We present the results of a pilot study with students which used the system, and the analysis of a questionnaire used to perform an empirical evaluation, that showed that students found that this tool was useful to improve their writings.

Estudiantes de Nivel Licenciatura llevan a cabo proyectos de final de curso en los cuales se solicita la estructuración de un trabajo de investigación. Con el fin de mejorar la calidad de dicha tarea y guiar en el desarrollo de este tipo de trabajo, se implementó un Sistema Tutor para ayudar a los estudiantes. En este artículo se presenta un Tutor Inteligente basado en la web para proporcionar asesoramiento a los estudiantes en la estructuración de borradores de proyectos de investigación. Proponemos un modelo del estudiante basado en una red para seguir el progreso de cada estudiante en el desarrollo del proyecto, así como una retroalimentación personalizada en cada evaluación. El tutor incluye un módulo para evaluar la riqueza léxica, que se realiza en términos de densidad léxica, diversidad léxica y sofisticación. Se presentan los resultados de un estudio piloto con estudiantes que usaron el sistema, además de un análisis del cuestionario con el cual se realizó la evaluación empírica, en la cual se muestra que los estudiantes encontraban a la herramienta útil para mejorar sus escritos.

Key words: E-learning, Natural Language Processing, Intelligent Tutoring System, Lexical Richness. Introducción El realizar trabajos de investigación bien estructurados es una labor compleja que requiere del apoyo del profesor. Para dicha tarea, tecnologías tales como los sistemas de tutoría pueden ser la solución. Un sistema de tutoría inteligente (ITS) es un sistema que ofrece una instrucción y retroalimentación personalizada a los estudiantes sin la participación del profesor. Avances en los ITS incluyen el uso de las tecnologías del lenguaje natural para realizar la evaluación automática de la escritura y proporcionar retroalimentación, tal como se presenta en el artículo de Crossley et al [1]. Writing Pal (WPal) es un ITS que ofrece estrategias y prácticas basadas en juegos para desarrollar las habilidades del proceso de escritura. También existen agentes inteligentes virtuales capaces de responder a las preguntas del estudiante en relación a un tema académico [2]. También se tienen ITS basados en el diálogo, como el llamado Guru propuesto en [3], el cual tiene un agente tutor animado que incita a la participación del estudiante en una conversación colaborativa que hace referencia a un espacio de trabajo de hipermedia, presentando y animando imágenes significativas para la conversación. Otro ITS basado en el diálogo es AUTO Tutor el cual utiliza diálogos como su principal actividad de aprendizaje [4]. Todos estos ITS utilizan el lenguaje natural para interactuar con el alumno de manera similar al ITS presentado en el presente trabajo.

Palabras clave: E-learning, Procesamiento del Lenguaje Natural, Sistemas de Tutoría Inteligente, Riqueza Léxica. Abstract College students elaborate end-of-course project proposals which have the structure of a research paper. In order to improve the quality of the project and guide them through the development of this type of work, a Tutor System was implemented to help the students. In this paper we present a web-based Intelligent Tutor System to provide advice to students in the drafting of research project proposals. We propose a student model based on a network to track the progress of each student in the development of the project and provide a personalized feedback on each assessment. The tutor includes a module for assessing the lexical richness, which is done in terms of lexical density, lexical

En la Universidad de la Sierra se realizan proyectos de fin de curso para los cuales se les solicita a los estudiantes estructurarlos con los elementos de un 43

TUTOR INTELIGENTE PARA PROPUESTAS DE INVESTIGACIÓN M.C. Jesús Miguel García Gorrostieta, M.C. Samuel González López, Dr. Aurelio López López

trabajo de investigación. Con el fin de mejorar la calidad de los trabajos y guiar a los a estudiantes en el desarrollo de dichos trabajos se utilizó un sistema tutor inteligente para apoyar a los estudiantes. En este artículo se presenta un Tutor Inteligente basado en la web para proporcionar asesoramiento a los estudiantes en la estructuración de borradores de proyectos de investigación. Proponemos un modelo del estudiante basado en una red para seguir el progreso de cada estudiante en el desarrollo del proyecto, así como una retroalimentación personalizada en cada evaluación. El tutor incluye un módulo para evaluar la riqueza léxica, que se realiza en términos de densidad léxica, diversidad léxica y sofisticación. Hay ciertos métodos para evaluar el uso del vocabulario de un documento. Uno de ellos es medir la sofisticación, utilizando un listado de las 3000 palabras más usadas del español [5]. Para el español, algunos estudios utilizan la lista proporcionada por la RAE (Real Academia Española) de 1000, 5000 y 15000 palabras más frecuentes. Otros trabajos utilizan Yule’s K para medir la riqueza en los textos [6], este tipo de medida se centra en la repetición de las palabras y es considerado una medida de la diversidad léxica. El proceso de redacción de proyectos de investigación por lo general, no es una tarea fácil para los estudiantes. Por lo tanto, el sistema propuesto tiene la intención de apoyar la labor del profesor, así como la de guiar a los estudiantes a través de dicho proceso. También aplicamos una evaluación empírica con los estudiantes para verificar la eficacia del sistema propuesto y se presentan sus resultados.

De manera similar, a la hora de realizar los ejercicios con el analizador léxico, el nodo correspondiente en la red se actualiza y el MPE estima el progreso del estudiante para el nodo padre utilizando los pesos asignados a la densidad léxica, la diversidad y sofisticación en el Analizador Léxico.

Fundamentación Teórica El tutor inteligente presenta el material referente a los diferentes elementos del proyecto, tales como el planteamiento del problema, hipótesis, objetivos y justificación en el Módulo de Dominio. Para cada elemento, se aplica un cuestionario para verificar la lectura de materiales y se realizan ejercicios prácticos usando el Analizador Léxico para lograr un nivel aceptable en la densidad, diversidad y sofisticación en los textos del estudiante. Los resultados del cuestionario y del análisis léxico se envían al módulo de Progreso del Estudiante para actualizar el estado del conocimiento del alumno en una red. La figura 1 muestra el modelo de tutor inteligente. El Módulo de Progreso del Estudiante (MPE) registra el progreso del estudiante en una red como la que se ilustra en la figura 2. Cuando el estudiante termina el cuestionario, el valor del nodo del elemento cuestionario se actualiza y el MPE calcula el progreso del estudiante para el nodo padre utilizando los pesos asignados a cada pregunta del cuestionario [7].

La figura 2 presenta los pesos asignados a cada nodo a partir de la experiencia como instructores. Por ejemplo, en el nodo de cuestionario del objetivo, se asigna un peso del 40% de avance del nodo padre, en dicho cuestionario se incluyen 5 preguntas para verificar que el estudiante ha leído el material. Una vez que el estudiante ha contestado correctamente a las preguntas, esto le permite pasar a utilizar el analizador léxico para realizar tres ejercicios que tienen un peso combinado de 60% del nodo padre, que se distribuye de la siguiente manera: 20% para la densidad léxica, 20% para la diversidad léxica, y, finalmente, el 20% para la sofisticación. En la Figura 3 se muestra el modelo de analizador léxico, el análisis léxico se centra en la evaluación de tres medidas: la densidad léxica, la diversidad léxica y sofisticación, que en conjunto evalúan la riqueza léxica. La primera medida, la densidad léxica tiene como objetivo reflejar la proporción de palabras de contenido en el texto completo. Esta medida se calcula dividiendo los tipos léxicos únicos o palabras de contenido (Tlex) por el total de palabras del texto evaluado (N), es decir, el número de palabras antes de quitar las palabras vacías [8].

Fig. 1. Modelo del Sistema Tutor Inteligente

Fig. 2. Red usada en el Módulo de Progreso del Estudiante

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TUTOR INTELIGENTE PARA PROPUESTAS DE INVESTIGACIÓN M.C. Jesús Miguel García Gorrostieta, M.C. Samuel González López, Dr. Aurelio López López

La diversidad léxica busca medir la capacidad del alumno para escribir sus ideas con un vocabulario variado. Esta característica se calcula dividiendo los tipos léxicos únicos (Tlex) por el total de tipos léxicos (NLEX). Tlex se refiere los términos únicos de contenido, mientras que NLEX representa términos totales del contenido, ignorando las palabras vacías. La tercera medida es la sofisticación, que pretende indicar el conocimiento de conceptos técnicos y es la proporción de palabras “sofisticadas” empleadas. Esta medida se calcula como el porcentaje de las palabras no incluidas en la lista de 1000 palabras comunes, proporcionadas por la Real Academia Española1. Todas las medidas toman valores entre 0 y 1, donde 1 indica un alto valor léxico, y valores cercanos a cero significa un valor bajo del léxico en la sección evaluada.

de código abierto FreeLing3 para el análisis de las palabras y posteriormente realizar el análisis de densidad, diversidad y sofisticación del texto. La figura 4 muestra la interfaz gráfica del sistema en el cual se observa el enlace INICIO en el menú principal para acceder a los elementos del proyecto, en el interior nos encontramos con enlaces para acceder al planteamiento del problema, hipótesis, objetivos y justificación. Para cada elemento, hay tres secciones: materiales, cuestionario y evaluación práctica. En esta figura, también podemos observar la sección AVANCE en el lado inferior izquierdo, donde se presenta los porcentajes de progresos en el concepto con el 70% y el 21% del curso completo. Como podemos observar, para entrar en la evaluación práctica, el estudiante primero debe completar con éxito un cuestionario de conocimientos básicos del concepto.

Fig. 3. Modelo del Analizador Léxico El pre-procesamiento del texto involucra el filtrado y eliminación de palabras vacías de una lista proporcionada por el módulo de NLTK-Snowball2. Las palabras vacías son las preposiciones, conjunciones, artículos y pronombres. Después de este paso, sólo palabras de contenido se mantienen, lo que permite el cálculo de las tres medidas. Por último, los resultados producidos por el Analizador Léxico se envían al módulo de progreso del estudiante, para que el tutor inteligente procese los resultados obtenidos por el usuario. Se definió una escala para los resultados del analizador léxico con los valores de Alta, Media y Baja riqueza léxica establecidos sobre la base de nuestro trabajo previo [9] [10], donde se analizaron las propuestas de investigación y tesis a distintos niveles. Materiales y Métodos El sistema tutor inteligente fue desarrollado con PHP y MySQL con el paquete XAMPP para tener un acceso a la web, el analizador léxico es desarrollado en Python debido a la facilidad de acceso de dicho lenguaje a las herramientas de procesamiento del lenguaje natural. El analizador utiliza la herramienta 1 2

http://corpus.rae.es/lfrecuencias.html http://nltk.org/

Fig. 4. Analizador Léxico para Diversidad La sección de la evaluación práctica está presente en la figura 4, donde el alumno escribe el planteamiento del problema a analizar, primeramente el análisis de densidad mide el equilibrio entre las palabras de contenido y las palabas vacías; si el texto tiene demasiadas palabras vacías se tendrá una densidad léxica baja. A continuación, el análisis de diversidad, en el cual se mide la repetición de palabras de contenido, como se observa en la Figura 4 se repiten las palabras “servicios” y “unidades” etiquetadas de color rojo. Este caso se tiene un nivel medio de diversidad léxica y con una retroalimentación al estudiante que le plantea: “Aún existe repetición de palabras de contenido, modifica tu texto evitando usar varias veces la misma palabra, procura usar sinónimos de dicha palabra” con un 62.16 % de diversidad, que es gráficamente ilustrado por la barra de progreso en la parte inferior de la figura. 3

http://nlp.lsi.upc.edu/freeling/

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En la figura 5 se presenta el análisis léxico para la densidad donde se observa en color rojo las palabras vacías y se indica que se tiene una densidad BAJA debido a que se tienen más palabras vacías que palabras de contenido con un 50.98% de densidad léxica, se envía al alumno la siguiente recomendación: “Se sugiere revisar el texto, ya que existen pocas palabras de contenido, procura reducir los términos en subrayado rojo”.

Una vez completado los tres análisis léxicos, el estudiante puede pasar al siguiente elemento del proyecto y el profesor puede revisar un planteamiento del problema más refinado. La herramienta utilizada para verificar el nivel de aceptación de los usuarios, fue un cuestionario con los niveles de 1 = Totalmente en desacuerdo (TD), 2 = En desacuerdo (D), 3 = Neutral (N), 4 = De acuerdo (A), 5 = Muy de acuerdo (MA) basados en el modelo TAM (Technology Acceptance Model) [11]. La utilidad del Sistema 1. ¿El sistema mejora la eficacia de mi aprendizaje? 2. ¿El sistema mejora el rendimiento de mi aprendizaje? 3. ¿En general, creo que el sistema es una ventaja para mi aprendizaje? Facilidad de Usar el Sistema 1. ¿Aprender a usar el sistema es fácil para mí? 2. ¿El proceso de usar el sistema es claro y entendible? 3. ¿En general, creo que el sistema es fácil de usar?

Fig. 5 Análisis léxico de densidad Al finalizar el ejercicio de densidad léxica, el alumno puede acceder al ejercicio de la sofisticación que mide el grado en que el estudiante usa palabras poco comunes, como son el caso de las palabras técnicas del dominio de la informática.

Fig. 6 Análisis Léxico de Sofisticación En la figura 6 se observa el analizador léxico de sofisticación en el cual se marcan de color rojo las palabras que se consideran sofisticadas. En la imagen se puede observar el resultado del analizador léxico indicando una sofisticación BAJA con un 51.28%, con la recomendación de que “Se sugiere incluir términos técnicos del área de Tecnologías de Información, Revisa artículos relacionados a tu tema de investigación”.

Adaptabilidad del Sistema 1. ¿El contenido proporcionado es adecuado para mi nivel actual de conocimiento? 2. ¿El apartado de porcentaje de avance del tema mejora tu motivación para terminar el tema y la unidad? 3. ¿Los ejemplos proporcionados en el material facilitaron la redacción de los elementos del proyecto? 4. ¿El material proporcionado en el sistema es completo y claro para permitirme realizar la redacción de los elementos del proyecto? 5. ¿El cuestionario me permitió evaluar instantáneamente mi comprensión sobre el tema y avanzar en el mismo? 6. ¿La retroalimentación del cuestionario (pistas) me ayudaron a identificar las áreas problemáticas? 7. ¿La retroalimentación del cuestionario (pistas) me ayudó a resolver las preguntas de manera eficaz? 8. ¿La retroalimentación (pistas) del analizador léxico de los elementos del proyecto me ayudó a mejorar mi redacción? 9. ¿La retroalimentación del analizador léxico de los elementos del proyecto (texto en rojo) me ayudó a identificar las palabras que se pueden mejorar? 10. ¿La retroalimentación del analizador léxico de los elementos del proyecto me ayudó a escribir dichos elementos?

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La intención de utilizar el Sistema 1. ¿Tengo la intención de utilizar el sistema en el futuro como un método alternativo de aprendizaje aparte del material de clase? 2. ¿Tengo la intención de utilizar el Sistema en el futuro como un método alternativo de aprendizaje en caso de tener algún problema de comprensión del tema enseñado en clase? Como se puede observar en la encuesta se cubren los cuatro aspectos del modelo TAM [11] con respecto a la utilidad del sistema, facilidad de usar el sistema, adaptabilidad del sistema y la intención de uso del sistema. Dicha encuesta se aplicó una vez que el alumno logró completar los apartados del planteamiento del problema, hipótesis, objetivos y justificación con los tres análisis léxicos en niveles aceptables. Resultados y Discusión Se aplicó una evaluación empírica para verificar la efectividad y aceptación del sistema en la Universidad de la Sierra de una Carrera afín a las Ciencias de la Computación. Se conformaron dos grupos de 14 estudiantes, a ambos grupos se les pidió el mismo producto, es decir se les solicito redactar el anteproyecto de su trabajo final, el cual consistía en planteamiento del problema, hipótesis, justificación y objetivos. Al primer grupo denominado grupo de control únicamente se les entregó material impreso referente a la elaboración del anteproyecto y se les incentivó a consultar con el profesor las dudas referentes al trabajo. Por otro lado, el segundo grupo denominado grupo Experimental se les solicitó utilizar el sistema tutor inteligente y se les explicó la forma de usarlo. La duración del experimento fue de una semana. Al terminar el experimento se analizaron los resultados, observándose que el grupo de control no consultó al profesor para revisar su trabajo antes de la entrega final. Al no estar obligados a realizar una revisión previa los alumnos la omitieron y solamente entregaron el trabajo al llegar la fecha de entrega. Por otro parte el grupo Experimental al utilizar el tutor inteligente consultaron más el material y al maestro para mejorar su redacción y obtener un mayor puntaje en el sistema para concluir con los todos los elementos del proyecto. Como se puede observar en la figura 7 en la cual se presenta los valores promedio del análisis léxico para densidad, diversidad y sofisticación para el planteamiento del problema del grupo experimental y el grupo de control, se puede ver que el grupo experimental obtuvo mayor puntaje.

Fig. 7 Análisis Léxico - Planteamiento del Problema Los rangos establecidos para ofrecer una retroalimentación textual en el planteamiento del problema son para un valor “bajo” menor o igual a 52%, para un valor “medio” mayor de 52% y menor de 59%, para un valor “alto” mayor o igual a 59%. De acuerdo a estos valores se observa que el grupo de control que obtuvo en promedio 53% corresponde a un valor “medio” y el grupo experimental con un 59% el cual corresponde a un valor “alto” de la densidad léxica del planteamiento del problema.

Fig. 8 Resultados de Encuesta de Satisfacción Además, para la encuesta de satisfacción basada en el modelo TAM, los alumnos la contestaron en base a una escala de 5 puntos desde 1 como “Muy en desacuerdo” hasta ‘5’ como ‘muy de acuerdo’. Se observa en la figura 8 los resultados promedios por aspecto de la encuesta de satisfacción, en la cual se observa que la impresión del alumno es “de acuerdo” para todos los aspectos, con lo cual se infiere que el sistema le parece de utilidad, fácil de usar, adaptado a su nivel y tiene la intención de seguirlo usando. En la figura 9 se pueden observar los promedios de los resultados de la encuesta de satisfacción por alumno, en la cual se aprecia que solo 2 alumnos consideraron

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como la opción 3 en promedio, la cual es una respuesta neutra, el resto estuvo “de acuerdo” en considerar al sistema de utilidad, fácil de usar, adaptable y con la intención de seguirlo usando.

Fig. 9 Encuesta de satisfacción alumnos Conclusiones El uso del sistema tutor inteligente en el desarrollo de proyecto de investigación de estudiantes tiene como objetivo apoyar a los maestros en la revisión y seguimiento de los mismos, proporcionando el material necesario para el alumno en todo momento, registrando el avance del proyecto y analizando diversos aspectos del léxico de sus aportaciones, lo cual puede ser particularmente útil en las primeras etapas de la elaboración del proyecto. Como podemos, ver el uso del ITS mejoró los tres aspectos léxico: la densidad, la diversidad y sofisticación, en el grupo experimental y de acuerdo a la encuesta de satisfacción se tiene una buena aceptación de la herramienta entre los estudiantes. Se planea seguir extendiendo el sistema tutor inteligente con análisis adicionales, tales como revisar coherencia o aspectos particulares de las secciones centrales de la propuesta de investigación, como son los objetivos o las conclusiones. En el trabajo futuro, tenemos la intención de poner en práctica el ITS con el uso de objetos de aprendizaje SCORM y apoyados por un LMS de código abierto para mejorar la portabilidad de los recursos digitales y mejorar la asimilación del contenido en los estudiantes. Con lo cual que se espera mejorar la estructuración de los proyectos de investigación de los estudiantes. Referencias [1]. Crossley, S. A., Varne, L. K., Roscoe, R. D. & McNamara, D. S. (2013), Using Automated Indices of Cohesion to Evaluate an Intelligent Tutoring System and an Automated Writing Evaluation System. In Procs. 16th International Conference, AIED 2013, Memphis, TN, USA. Springer, pp 269-278.

[2]. Rospide, C.G. & Puente, C. (2012), Virtual Agent Oriented to e-learning Processes, In Procs. 2012 International Conference on Artificial Intelligence. Las Vegas, Nevada. [3]. Olney, A., D’Mello, S. K., Person, N. K., Cade, W. L., Hays, P., Williams, C., Lehman, B. & Graesser, A. C. (2012), Guru: A Computer Tutor That Models Expert Human Tutors., in Stefano A. Cerri; William J. Clancey; Giorgos Papadourakis & Kitty Panourgia, ed., ‘ITS’ , Springer, pp. 256-261. [4]. Graesser, A.C., D’Mello, S.K., Craig, S.D., Witherspoon, A., Sullins, J., McDaniel, B. & Gholson, B. (2008), The Relationship between Affective States and Dialog Patterns during Interactions with Autotutor, J. Interactive Learning Research, vol. 19, no. 2, pp. 293-312. [5]. Schwarm, S. & Ostendorf, M. (2005), Reading level assessment using support vector machines and statistical language models. In Procs. of the 43rd Annual Meeting on Association for Computational Linguistics (ACL ’05), pp. 523-530,. [6]. Miranda, A. and Calle, J. (2005), Yule’s Characteristic K Revisited. Language Resources and Evaluation, 39, 4, pp. 287-294. [7]. Sucar, L.E. & Noguez, J. (2008), Student Modeling, in O. Pourret, P. Naim, B. Marcot (Eds.), Bayesian belief networks: a practical guide to applications, Wiley, pp.173-186. [8]. Roberto, J., Martí, M. & Salamó, M. (2012), Análisis de la riqueza léxica en el contexto de la clasificación de atributos demográficos latentes. Procesamiento de Lenguaje Natural, No. 48, pp. 97-104. [9]. González López, S. & López-López, A. (2012), Supporting the review of student proposal drafts in information technologies. In Procs. of the 13th annual conference on Information technology education (SIGITE ’12). ACM, New York, NY, USA, 215-220. [10]. González López S. & López López A. (2014), Mining Domain Knowledge for Coherence Assessment of Students Proposal Drafts, In Educational Data Mining: Applications and Trends, A. Peña-Ayala (ed.), Studies in Computational Intelligence, Vol. 524, Springer 2014, pp. 229-255. [11]. Tobing, V., Hamzah, M., Sura S. & Amin H. (2008), Assessing the Acceptability of Adaptive E-Learning System. In Procs. Fifth International Conference on eLearning for Knowledge-Based Society, December 11-12, 2008, Bangkok, Thailand, 10p. Recibido: 12 de diciembre de 2013 Aceptado: 14 de marzo de 2014

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Hacia un Sistema Gestor de Objetos de Aprendizaje Josefina Guerrero García, Juan Manuel González Calleros Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Facultad de Ciencias de la Computación Av. San Claudio y 14 Sur, Ciudad Universitaria, Puebla, México Tel. (222) 2295500 Ext. 7241 + 178 {jguerrero, juan.gonzalez}@cs.buap.mx Resumen

Key words: e-Learning, learning objects, learning object management system, UsiXML

El uso de las Tecnología de la Información y la Comunicación (TIC) ha venido impulsando un gran esfuerzo en el desarrollo de plataformas que soporten la educación a distancia de manera eficiente. La gestión de los contenidos de la educación electrónica (e-Learning) está generando cambios en diversos sentidos. Entre estos cambios, los contenidos educativos se están construyendo como objetos de aprendizaje (OA) y se están recopilando en contenedores, conocidos como Repositorios de Objetos de Aprendizaje (ROA), que los organizan y los hacen accesibles para diferentes aplicaciones y perfiles de usuarios.La creación de OA se basa en la utilización de los avances tecnológicos en varias áreas de la pedagogía y de la computación para diseñar, producir, utilizar, almacenar, buscar y reutilizar los contenidos que expresan la forma más actualizada de los medios técnicos auxiliares para la educación. En este trabajo de investigación se presenta una metodología para el diseño, desarrollo e implantación de una aplicación Web que permita gestionar la creación y publicación de objetos de aprendizajes.

Introducción En la sociedad actual se necesita una nueva manera de aprendizaje que sea más flexible, personalizada, eficaz y que además de esto sea de calidad. Es por eso que la educación a distancia ha ido creciendo y evolucionando para ser capaz de afrontar todos los retos que ésta representa. La definición de educación a distancia, encontrada dentro de la literatura, menciona que es cualquier forma de estudio que no se encuentra bajo la supervisión de tutores, sin embargo, cuenta con la orientación, planificación e instrucción de una institución educativa. En este tipo de educación existe un componente de aprendizaje autónomo por lo que depende en gran parte el diseño del material pues al ser a distancia se sustituye la interacción entre el estudiante y el profesor. Ha existido una evolución en lo que es la educación a distancia y a partir de este momento, se han tomado dos orientaciones diferentes que son complementarias[1]: • Evolución tecnológica, en esta modalidad se incorporó de manera gradual todos los medios de comunicación que han logrado que la sociedad avance, como por ejemplo, el teléfono para la tutoría, el audio con lecciones y el video para demostraciones junto con otras tecnologías que son menos comunes como el lector de código de barras para corregir cuestionarios. • Evolución metodológica, antes los contenidos de la educación a distancia eran elaborados tomando en cuenta la necesidad de minimizar las consultas del alumno, en la actualidad la enseñanza programada tiene una secuencia formativa lineal y sencilla que dirige el ritmo de estudio y regula, además, el tiempo y el esfuerzo de cada alumno. Dentro de la educación a distancia podemos encontrar diferentes maneras de transmitir conocimientos y habilidades, claro ejemplo de esto son las aulas virtuales, las redes sociales y la educación en línea que permiten llegar a diferentes sectores de la población. Estos sistemas permiten el acceso a la información para

Palabras clave: e-Learning, Objetos de aprendizaje, Gestor de objetos de aprendizaje, UsiXML. Abstract The use of Information Technology and Communication has been pushing a great effort in the development of platforms that support distance education efficiently. The management of the contents of electronic education or e-Learning is generating changes in various senses. Among these changes, the educational content are being built as learning objects and are being collected in containers, known as Repositories, that organize and make accessible for different applications and user profiles . Learning objects are created based on the use of technological advances in several areas of pedagogy and computer to design, produce, use , store, and reuse content expressing the most current form of technical aids for education. In this research a methodology for the design, development and implementation of a Web application that can manage the creation and publication of learning objects is presented. 49

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aquellas personas que tienen dificultad para tomar una clase presencial por diversos motivos, como: situación laboral, problemas económicos y familiares, distancia de las escuelas y universidades. Además, la educación a distancia hace uso de la Tecnología de la Información y la Comunicación (TIC) para así formar comunidades de estudio en donde los estudiantes puedan interactuar para que se discutan sobre diversos temas y a su vez poder adquirir conocimientos y utilizar herramientas novedosas de trabajo.En esta nueva visión de educación los profesores dejan de ser protagonistas y se convierten en facilitadores del proceso educativo y ofrecen la oportunidad al estudiante de tener la responsabilidad de su propia formación. Sin embargo, la educación a distancia dificulta la transmisión y la conservación de ciertos contenidos de actitudes para mejorar la socialización, por lo general el cambio a un sistema de este tipo exige que los alumnos se adapten al uso de materiales didácticos específicos y a las aulas virtuales, además de aprender a comunicarse con sus profesores y otros estudiantes a través de lo que son los medios de comunicación y a ser capaces de organizar su tiempo de estudio y al mismo tiempo cumplir con otro tipo de obligaciones, entre otras. La gestión de contenidos en los entornos e-Learning está generando cambios en diversos sentidos. Entre estos cambios, los contenidos educativos se están construyendo como objetos de aprendizaje (OA) y se están recopilando en contenedores, conocidos como Repositorios de Objetos de Aprendizaje (ROA), que los organizan y los hacen accesibles para diferentes aplicaciones y perfiles de usuarios. Según la IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) define un objeto de aprendizaje como “Cualquier entidad digital o no digital que puede ser utilizada, reutilizada y referenciada durante el aprendizaje apoyado con tecnología”.La creación de OA se basa en la utilización de los avances tecnológicos en varias áreas de la pedagogía y de la computación para diseñar, producir, utilizar, almacenar, buscar y reutilizar los contenidos que expresan la forma más actualizada de los medios técnicos auxiliares para la educación. Ejemplos de Objetos de Aprendizaje incluyen una lección, un simple archivo JPEG, contenidos multimedia, un video, simulaciones, cuadros digitales, animaciones…”[2]. Los entornos e-Learning involucran diferentes participantes con distintos intereses y objetivos, sistemas informáticos con funciones diversas y tecnologías heterogéneas, así como contenidos con características, objetivos y formatos de todo tipo. Un reto para el sector está siendo lo que técnicamente se conoce como

interoperabilidad, esto es, entornos o sistemas de diferentes desarrolladores, para distintas aplicaciones y contenidos diversos que trabajan juntos en sistemas distribuidos de aprendizaje. Los principales problemas relacionados con la interoperabilidad y reutilización de contenidos se solucionan sólo parcialmente mediante el uso de estándares. Una actividad natural en el campo de los OA está siendo el concentrarlos o recopilarlos en contenedores ROA que los organicen y los mantengan disponibles para diferentes usos; estos contenedores están formando redes para que, además de facilitar la reutilización, los recursos se vuelvan ubicuos, es decir, que quién busca información o contenidos educativos no se preocupe por la fuente y menos aún por su ubicación física. Esto se logra fundamentalmente a través de la comunicación de las aplicaciones interoperables y del intercambio de catálogos compatibles u homogéneos. Existen entornos Web que proporcionan contenidos académicos, que alojan objetos de aprendizaje de diferentes temáticas, en diversas disciplinas y niveles de educación. Entre los repositorios o bancos de OA más conocidos se listan los siguientes: • MERLOT (Mutimedia Educational Resourcefor Learning and Online Teaching) es una comunidad en línea, libre y abierta de recursos diseñados para la educación superior. Presenta la información en forma de catálogo en línea de objetos de aprendizaje de diversas áreas de estudio, con el objetivo de mejorar la calidad de la enseñanza y el aprendizaje proporcionando contenidos que pueden ser fácilmente incorporados en los cursos (http://www.merlot.org). • CONNEXIONS es un entorno para la colaboración en desarrollo, participación libre, y rápidamente la publicación de contenido académico en la Web. Contiene materiales educativos para todos, para los niños los materiales están organizados en pequeños módulos que se conectan fácilmente en grandes colecciones o cursos. Todo el contenido es libre de utilizar y reutilizar bajo la Creative Commons (http://cnx.org/). • JOptics dirigido al aprendizaje de la Óptica- Física a nivel universitario, sin embargo parte de estos materiales puede ser utilizada por estudiantes y profesores de bachillerato tanto como un material de refuerzo en un curso presencial ordinario o como herramienta básica de trabajo en un curso semi-presencial a través de Internet(http://www. ub.es/javaoptics/index-es.html). Algunos repositorios o bancos desarrollados en Latinoamérica son los siguientes.

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LACLO (Comunidad Latinoamericana de Objetos de Aprendizaje) es una comunidad abierta, integrada por personas e instituciones interesadas en la investigación, desarrollo y aplicación de las tecnologías relacionas con OA en el sector educativo Latinoamericano (http://www.laclo. org). • UNAM Galería de Objetos Educativos (http:// ccobagaleria.cuaed.unam.mx). • ITSON Instituto Tecnológico de Sonora, México. (http://biblioteca.itson.mx/oa). • Banco de Objetos de Aprendizaje y de Información, Universidad de Antioquía. Colombia. (http:// aprendeenlinea.udea.edu.co/ova/) • Contenidos Educativos Digitales para la Educación Superior, Universidad de Córdoba, Colombia. (http://www.aves.edu.co/ovaunicor/) • Educar Chile ofrece una amplia variedad de recursos, que van desde modelos de planificación, metodologías de aula, material didáctico hasta sistemas de evaluación. (www.educarchile.cl) El objetivo de este trabajo de investigación es proponer una metodología para desarrollar un gestor de objetos de aprendizaje en un entorno Web que permita almacenar y gestionar recursos digitales con el fin de proveer contenidos educativos con ayuda de las tecnologías de la información. Este trabajo presenta, a continuación, una propuesta de diseño de objeto de aprendizaje, posteriormente se presenta la metodología y los modelos conceptuales de desarrollo del gestor de objetos de aprendizaje, los resultados obtenidos después de una validación interna dentro de la Facultad de Ciencias de la Computación; finalmente se presentan las conclusiones y trabajo a futuro. •

Propuesta de Modelo de Objeto de Aprendizaje

último el metadato se define como la información acerca de la información, es decir, describe al OA, por ejemplo: nombre, autor, descripción. Ésta información es de ayuda para poder identificarlo al momento de alguna búsqueda dentro de un repositorio. Para complementar la forma en la que un OA se constituye, se decide enriquecer los conceptos que éste contiene con aquellos catalogados como pilares de la educación [4]: •

Saber hacer: Se busca la integración del conocimiento transmitido de manera que sea de utilidad en el ámbito profesional. Requiere evaluar el contexto o la situación actual en el que el alumno se desenvuelve.

•

Saber conocer: Consiste en adquirir no sólo conocimientos teóricos, si no en comprender, conocer y descubrir el entorno.

•

Saber ser: Pretende desarrollar habilidades en el estudiante de manera que se puedan poner en práctica en la vida cotidiana, se desarrollan además actitudes, competencias y valores que serán la base para el siguiente pilar.

•

Saber convivir: Al integrar el conocimiento con la convivencia se debe de tomar en cuenta el desarrollo en el aspecto social, es decir, hacer comprender al estudiante las diferencias y semejanzas entre los seres humanos, haciendo que sea consciente de la interdependencia de los mismos. Cuando se trabaja en conjunto, se reducen las diferencias entre individuos, permitiendo así, tener objetivos comunes y que serán de beneficio para la sociedad en general.

La estructura propuesta del OA (Figura 1) contiene información detallada de un tema en específico y permite relacionarse con otras estructuras iguales, tiene como atributos un id, que es un número que sirve de identificador, un nombre, el cual es el título y tema del objeto, una fecha en la cual se creó el objeto, una descripción que contiene información sobre lo que el alumno podrá aprender a partir de este objeto y por último un objetivo en el cual se describe la finalidad de la creación de ese objeto.

Dentro de la literatura existen modelos de diseño de OA[3] cuya estructura considera el objetivo de aprendizaje, éste deberá ser hecho en cuestión a lo que el alumno deberá aprender o qué será capaz de hacer al final de su interacción con el OA. El contenido informativo que se desee presentar debe de estar Un OA debe de contener un área, que es un conjunto organizado de tal manera que el estudiante ponga toda de conocimientos específicos relacionados a un campo su atención y haga que su aprendizaje sea mejor, éstos del saber humano,sus atributos son id que es un número contenidos se presentan en forma de vídeos, textos, que sirve de identificador y un nombre, el cual es el imágenes, etc. Las actividades de aprendizaje son un título y tema que lo distinguirá de las demás áreas conjunto de tareas que el estudiante realizará por etapas existentes,una categoría, es un subconjunto de temas y tiene como objetivo promover y facilitar el proceso pertenecientes a un área de conocimiento determinada, de aprendizaje de cada estudiante. La finalidad de la sus atributos son id que de la misma manera será un evaluación es implementar actividades que evalúen los número que lo identifique y un nombre que será el título conocimientos adquiridos y cumplan con los objetivos que lo distinguirá de las demás categorías existentes. de aprendizaje que anteriormente se describieron. Por Conciencia Tecnológica No. 47, Enero-Junio 2014 51

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Todo OA debe de tener un contenido¸ que es la información que el objeto deberá presentar de manera explícita para poder transmitir un tema en específico. Tiene como atributos un id¸ que servirá como identificador entre todos los objetos, un nombre que es el título de un archivo y por último el tipo de aprendizaje que es la manera en la que el alumno aprenderá y será capaz de comprender los conocimientos que se transmiten, estos tipos de aprendizaje pueden ser basado en casos, científico, basado en proyectos o problemas, de manera individual o colaborativa. Estos contenidos pueden ser de diferentes tipos ya sea video, enlace, texto, documento, animación o audio. A su vez, un OA tiene un autor, es el creador de cada uno de los objetos que estén dentro del sistema, tiene como atributos un id que será el número que lo distinguirá de los demás autores y que además facilite la búsqueda de un OA, un nombre que corresponde al autor asociado al OA y por último un password que le permitirá el acceso al sistema para poder subir y consultar contenidos. El OA a su vez se compone de un saber que son los conocimientos adquiridos a lo largo de la educación, estos saberes son el saber ser que se refiere a todas las habilidades que se desarrollan en el estudiante de manera que las puedan poner en práctica en su vida cotidiana, el saber hacer busca la integración del conocimiento transmitido de manera que le sea útil en el ámbito profesional y el saber conocer consiste en adquirir no sólo conocimientos teóricos, si no en comprender, conocer y descubrir el entorno.

Figura 1. Estructura de un objeto de aprendizaje

Metodología de Desarrollo de un Sistema Gestor de Objetos de Aprendizaje La arquitecturadirigida por modelos (MDA por sus siglas en inglés) tiene como objetivo separar el diseño de la arquitectura y de las tecnologías de construcción, facilitando que el diseño y la arquitectura puedan ser alterados independientemente.Este paradigma contempla cuatro componentes básicos para el desarrollo de sistemas interactivos: modelos, lenguaje, software y enfoque [5]. Siguiendo esta propuesta, la metodología que se propone para desarrollar un sistema gestor de objetos de aprendizaje involucra los siguientes componentes: Modelos. Un conjunto de modelos que describen las diferentes facetas que componen una interfaz de usuario, como son: modelo de tareas, modelo de datos, perfil de usuario, presentación gráfica, comportamiento. A continuación se muestra un diagrama (Figura 2) que visualiza las clases que formaran a un OA, así como las relaciones existentes entre ellas. La clase ObjetoDeApendizajees el componente principal del sistema, la mayoría de entidades están relacionadas con esta clase. La clase Autor tendrá como atributos un nombre que contendrá el nombre del usuario que se encuentre registrado en el sistema, un nombre de usuario (login) y contraseña (password) que le servirá para iniciar sesión dentro de la aplicación y el rol que se le asocia al usuario, ya sea de administrador, autor (generador de conocimiento) o usuario final (estudiante). Área y Categoría serán las entidades que almacenarán las áreas temáticas y sus subcategorías, ambas tendrán un nombre de acuerdo a las temáticas que representan. La clase PalabraClave serán aquellas palabras que se asocian al contenido del OA y que son relevantes. La clase Actividad representará el contenido, es decir los recursos digitales asociados a cada saber del OA. Tendrán un atributo principal que permitirá identificarlo de los demás, en este caso denominado idContenido, así mismo tendrá un nombre que lo identifique, el objetivo de la actividad, el atributo descripción que servirá para escribir una breve reseña del recurso, tendrá asociado un tipo de recurso, es decir medio electrónico (video, imagen, audio, etc.) y el origen del mismo (atributo origen) que indicará si el recurso está almacenado localmente, si es un código embebido o bien es una referencia a otro sitio Web. Además de tener un Identificador Uniforme de Recursos(URI) que nos permitirá guardar la ubicación lógica donde se encuentra almacenado el contenido digital, ya sea dentro del mismo repositorio o fuera de él. Así mismo debe pertenecer a un tipo de saber (Saber), en nuestro caso todo objeto de aprendizaje será la unidad mínima de contenido didáctico, por lo tanto viendo a

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un OA desde un enfoque socio-constructivista estará formado por tres saberes: ser, hacer y conocer. Cada saber estará compuesto de actividades y cada actividad puede, o no, tener una o varias evaluaciones. También cada actividad podrá tener una, o más, estrategia(s) de aprendizaje (Estrategia Aprendizaje).Además se permitirá que se le asocie una o más evaluaciones. La

clase Evaluación estará constituida por los mismos atributos que la clase Actividad, solo que en vez de asociarle una estrategia de aprendizaje se le asociará una estrategia de evaluación (Estrategia Evaluacion), las evaluaciones podrán ser de dos tipos, ya sea de una actividad o general del objeto de aprendizaje, esta característica se indicará en el atributo tipo.

Figura 2. Diagrama de clases que modela la estructura lógica de un OA en el sistema A continuación se describen las tablas que forman parte de diseño lógico de la base de datos (Figura 3). La tabla Objetos_aprendizaje es la tabla principal del sistema, ya que dentro de ella se almacenarán todos los datos que se asocian a la creación de un objeto de aprendizaje, como son las actividades y sus evaluaciones, palabras clave, un id que lo identifique de los demás OA que existan en el repositorio, su título, descripción, objetivo, fecha de creación, categoría temática y área de conocimiento a la que pertenece, además de contener información asociada al generador de conocimiento (autor) que lo diseño y los tipos de inteligencia que se pretenden desarrollar con el contenido educativo, estos tipos serán acumulados en la tabla Inteligencias donde cada tipo de inteligencia se guardará en el atributo nombre de esta tabla, así mismo cada inteligencia tendrá un identificador denominado id_inteligencia. Lenguaje. Un lenguaje de especificación de interfaz de usuario representa los diferentes modelos de una forma que la computadora pueda procesar; dicho lenguaje a su vez permite a los diseñadores y desarrolladores intercambiar, comunicar y compartir fragmentos de la especificación que permitirán a las

diferentes herramientas de software operar sobre estas especificaciones. Para este propósito se usará UsiXML (http://www.usixml.org) que es un lenguaje que soporta el paradigma enfocado a modelos. Su selección está fundamentada en una revisión de la literatura existente [6] aunque los resultados no se limitan al uso de este lenguaje ya que cualquier otro pudiera ser usado. Software. La metodología debe estar soportada por herramientas de software y su interoperabilidad debe estar asegurada al menos de forma teórica. En este caso se utilizó PHP, JavaScript, jQuery y AJAX, HTML, CSS, MySQL. Enfoque (approach). Un enfoque se refiere al paradigma utilizado para poner en orden los pasos a seguir en la metodología para desarrollar las interfaces de usuario. El proceso de diseño comienza con un modelo de tarea que se desarrolla a través de un enfoque gradual para al final derivar la interfaz de usuario. El enfoque usado tiene como base el Marco de Referencia Camaleón [7]. Este marco de referencia, a su vez, consta de cuatro fases de desarrollo: Tareas y Conceptos (T&C), Interfaz de usuario abstracta (AUI), Interfaz de usuario concreta (CUI), Interfaz de usuario fina (FUI). Como se muestra en la Figura 4, el administrador es el único que pueda

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dar de alta alumnos dentro del sistema y para lograr esto se necesita que él introduzca los datos personales del alumno como lo son su nombre completo y la fecha de nacimiento, aquí el administrador tendrá que

seleccionar el día, mes y año en el que el alumno nació y por último deberá escribir el nombre de usuario y una vez que se tengan estos datos se procede a validarlos y después le da acceso al sistema.

Aplicando las correspondientes reglas de transformación, en la Figura 5 se muestra la interfaz abstracta para dar de alta un alumno dentro del sistema. Para la parte de administración, el administrador (Figura 6) tendrá que logearse para poder acceder al sistema y poder realizar las diferentes actividades, contendrá los

campos de login y password y se validaran los datos al darle clic al botón Aceptar, de ser incorrecto se le denegará el acceso, tiene la opción de recordar siempre la contraseña para que no exista problema al olvidar la misma.

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Figura 7. Tipos de usuario que soporta el Sistema Gestor de OA Figura 5. Interfaz abstracta para dar de alta un alumno

Aplicación Web Es este apartado, presentamos la parte de la implementación final de nuestra aplicación Web, empleando las tecnologías que se mencionaron anteriormente. En la Figura 8 se muestra la implementación de la página principal (home) del Gestor de Objetos de Aprendizaje.

Figura 6. Interfaz concreta de Login de administrador Dentro del gestor de OA estarán involucrados tres tipos de usuarios (Figura 7): 1. Administradores: Usuarios que pueden administrar los contenidos educativos, a los estudiantes y generadores del conocimiento registrados. El administrador debe garantizar que el entorno donde se desarrolla la actividad formativa no tenga problemas tecnológicos. Debe ser conocedor de la plataforma para poder dar repuesta a cualquier problema que se presente. Se puede diferenciar entre la administración académica y la administración técnica.Una buena administración técnica debe trabajar constantemente en la búsqueda de nuevas soluciones y actualizaciones del sistema con el fin de mejorarlo y hacerlos más fácil de usar para todos los participantes. 2. Generadores de conocimiento: Cualquier usuario (profesor, diseñadores instruccionales) registrado en el sistema que puede crear OA. 3. Estudiantes: Aquellos usuarios que adquieran conocimientos a partir de los OA, recopilados en el sistema.

Figura 8. Página principal del gestor de OA Desde la página principal del gestor, los usuarios podrán realizar cuatro operaciones: (1) ver objetos de aprendizaje recientemente publicados, (2) buscar OA, creados y almacenados dentro del gestor, (3) registrarse dentro del gestor para poder crear, utilizar o pre visualizar los objetos de aprendizaje que existan en el gestor, e (4) iniciar sesión. Al visualizar el portal del gestor se mostrarán los últimos cuatro OA publicados o bien en la parte superior de los OA publicados, en el titulo se muestra un enlace Web “ver más OAs”, al presionarlo, te manda a un formulario con una interfaz que permita realizar búsquedas más personalizadas (Figura 9), donde cualquier usuario, podrá realizar búsquedas por tres criterios:seleccionando Área de conocimiento y Categoría temática, buscar por datos del autor (nombre o apellidos) o palabra clave, filtrar OA por el tipo de inteligencia que desarrolla o está enfocado su contenido didáctico.

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Resultados Una vez terminada la implementación de la herramienta Web, se alojó a un servidor Web comercial para probar su correcto funcionamiento, se invitó a varios profesores de la Facultad de Ciencias de la Computación (BUAP) para que se registraran y probaran el sistema.En este tipo de pruebas de usuario, se optó por las pruebas de usuario betas, donde una versión del software se pone a disposición de los usuarios en su ambiente de trabajo, permitiéndoles usar el mismo para detectar problemas en el uso del sistema.Algunos usuarios encontraron algunos detalles en el funcionamiento de la aplicación. Por ejemplo: si el usuario lanzaba una búsqueda en su panel de administración de OAs el sistema no generaba ninguna respuesta; este error se debió a que el query lanzado a la base de datos no tenía la estructura adecuada, por lo tanto se tuvo que modificar su estructura, otro detalle que pudieron apreciar fue que algunos textos se desalineaban o se salían de su área destinada para su visualización. Para solucionar este problema se tuvo que editar los archivos CSS de la aplicación Web ya que a través de los estilos CSS se controla la presentación de los elementos dentro de una página Web.Una vez implementado el OA, se

puede visualizar como lo muestra la Figura 10; en este ejemplo el OA es una introducción a la Ingeniería de Software haciendo uso de un video para que el alumno comprenda los retos y mitos sobre el tema. En el caso del diseño de un OA (Figura 11), tomemos como ejemplo el objeto de aprendizaje para el uso del ciclo for y el ciclo while para el área de programación. Dentro de esta área uno de los principales temas que se le enseñan al alumno es el uso del ciclo iterativo que es la base para temas avanzados como búsquedas y simulaciones. Se diseña un objeto de aprendizaje con la finalidad de apoyar la enseñanza de estos ciclos.

Figura 10. Visualización de un OA dentro del Gestor

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Figura 11. Estructura del OA para el aprendizaje del ciclo for y while Conclusiones y trabajo a futuro Dada la gran demanda que existe hoy en día por realizar una educación a distancia con calidad, hemos propuesto en este documento una metodología de diseño de un gestor de objetos de aprendizaje que abarca desde la concepción misma de crear un OA considerando el enfoque de educación socio-constructivista y los pilares de la educación hasta la implementación del sistema gestor en una plataforma Web. Aún se está trabajando en la elaboración de OA de diferentes áreas que enriquezcan el contenido del gestor de objetos de aprendizaje. Se realizó un análisis de los requisitos funcionales y no funcionales, que intervienen en el proceso de desarrollo, para poder desarrollar una herramienta que permita gestionar correctamente la creación y edición de objetos de aprendizaje. Gracias a las cualidades que poseen las aplicaciones Web se garantizan características como la disponibilidad del sistema, es decir la capacidad de acceder desde

cualquier lugar donde se cuente con una conexión de Internet. Como trabajo futuro hemos considerado la socialización del conocimiento y así integrar la parte de las redes sociales. El uso de las redes sociales en la educación permite un acercamiento a la vida privada del estudiante y la del docente ya que ambos pueden mostrar objetos de su interés junto con el trabajo escolar. Las redes sociales, además de plataformas de comunicación, son repositorios de conocimiento accesibles y que constantemente se van actualizando. La incorporación de las redes en las instituciones exige un cambio en la cultura organizacional de los centros y en los enfoques pedagógicos. El acceso de los alumnos a las redes en las instituciones debería integrarse con los objetivos y métodos didácticos de cada curso pues sirve para usar la tecnología para aprender mejor y de manera más rápida, pero también analizar y criticar el modo en el que la adopción de tecnología transforma la cultura.

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Referencias [1] Casamayor,G.et al. (2010). La formación online. Una mirada integral sobre el e-learning, b-learning. GRAÓ, España. [2] Ossandón Núñez Y. (2005). Objetos de aprendizaje: Un recurso para el e-Learning, Universidad de Tapanca, Arica Chile. [3] Muñoz, J., Álvarez, F. (2007). Tecnología de Objetos de Aprendizaje. Universidad Autónoma de Aguascalientes, México. [4] Delors, Jacques (1994). “Los cuatro pilares de la educación”, en La Educación Encierra un Tesoro. México: El Correo de la UNESCO, pp. 91-103. [5] Vanderdonckt, J. (2008). Model-Driven Engineering of User Interfaces: Promises, Successes, and Failures, Proc. of 5th Annual Romanian Conf. on Human-Computer Interaction (ROCHI’2008), Iasi (Romania), 18-19 September 2008, S. Buraga, I. Juvina (Eds.), Matrix ROM, Bucarest, 2008, pp. 1-10. ISSN 1843-4460

[6] Guerrero García, J., González Calleros, J.M., Vanderdonckt, J., Muñoz Arteaga, J. (2009). A Theoretical Survey of User Interface Description Languages: Preliminary Results, Proc. of Joint 4th Latin American Conference on HumanComputer Interaction-7th Latin American Web Congress LAWeb/ CLIHC’2009 (Merida, November 9-11, 2009), E. Chavez, E. Furtado, A. Moran (Eds.), IEEE Computer Society Press, Los Alamitos, 2009, pp. 36-43. [7] Calvary, G., Coutaz, J., Thevenin, D., Limbourg, Q., Bouillon, L., Vanderdonckt, J. (2003). A Unifying Reference Framework for Multi-Target User Interfaces. Interacting with Computers, Vol. 15, No. 3 (June 2003) 289–308. Recibido: 12 de diciembre de 2013 Aceptado: 14 de marzo de 2014

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Uso de DevC++® con Delmia Quest® para Optimizar Simulaciones Reporte de Proyecto

Mtro. Ricardo Pérez Rodríguez1, Dr. S. Jöns Sánchez Aguilar2,3, Dr. Arturo Hernández Aguirre4. Posgrado Interinstitucional en Ciencia y Tecnología, PICYT. Centro de Innovación Aplicada en Tecnologías Competitivas, CIATEC A.C. Omega 201, Fracc. Industrial Delta, León, Gto. México. e-mail: rperez.picyt@ciatec.mx. 1

Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, CONACYT.

Dirección General de Educación Superior Tecnológica, DGEST.

Centro de Investigación en Matemáticas, CIMAT, A.C.

Resumen

Abstract

En este artículo se presentan los elementos básicos e imprescindibles utilizados para lograr comunicación entre cualquier algoritmo de optimización que se programe en el entorno de programación DevC++® y que sea utilizado para optimizar modelos de simulación en Delmia Quest® versión R19 o superiores. El objetivo de este artículo es facilitar el aprendizaje para comunicar ambas plataformas con el fin de sistematizar y automatizar la evaluación de las soluciones desde un punto de vista práctico. El aporte central de este artículo es el desarrollo y validación de un tutorial para demostrar el proceso de intercomunicación entre Delmia Quest® y DevC++®. La idea global se refiere a construir un procedimiento que enlaza las instrucciones del algoritmo de optimización programado en DevC++® la cuales son ejecutadas por el lenguaje de simulación Delmia Quest®, el cual devuelve algún parámetro con la información pertinente de nuevo al algoritmo de optimización. El procedimiento se repite iterativamente de acuerdo a las especificaciones del algoritmo de optimización. Con el presente tutorial, los usuarios podrán iniciar rápidamente la programación de sus propias rutinas de comunicación inclusive en otros lenguajes de programación como Java® ahorrado recursos en costosos cursos de capacitación. Finalmente, 10 estudiantes de ingeniería probaron la efectividad del documento, al menos 50% de ellos consumieron entre 12 y 17 minutos para terminar exitosamente la programación del tutorial propuesto, donde tradicionalmente como factor barrera se pueden requerir horas e inclusive días ya que no existe bibliografía accesible y clara en el idioma español.

This paper shows some elements used to achieve communication between any optimization algorithm programmed in DevC++® to optimize any simulation model built on Delmia Quest® platform. The aim of this article is to facilitate the learning process to communicate both platforms, i.e., the goal is to systematize the evaluation of solutions from a practical approach. The contribution of this paper is the development and validation of a tutorial to demonstrate the process of communication between Delmia Quest® and DevC++®. The global idea refers to build a procedure that uses the instructions of the optimization algorithm programmed in DevC++® and these are executed by the simulation language Delmia Quest®, which returns a relevant output parameter to the algorithm optimization. The procedure is repeated iteratively according to the specifications of the optimization algorithm. With this tutorial, the users can quickly program their own procedures of communication even in other programming languages such as Java® without squandering resources on expensive training courses. Finally, 10 engineering students tested the effectiveness of the document, at least 50% of them consumed between 12 and 17 minutes to successfully complete the proposed programming tutorial where traditionally as barrier factor may require hours and even days because there is no bibliography accessible and clear in Spanish language. Key words: algorithms, simulation models, simulation optimization, DevC++®, Delmia Quest®.

Palabras clave: algoritmos, modelos de simulación, optimización de simulaciones, DevC++®, Delmia Quest®.

USO DE DEVC++® CON DELMIA QUEST® PARA OPTIMIZAR SIMULACIONES Mtro. Ricardo Pérez Rodríguez, Dr. S. Jöns, Dr. Arturo Hernández Aguirre.

Introducción La simulación de eventos discretos es una herramienta probada para evaluar sistemas complejos de manufactura, tales como, producción de componentes de autopartes, ensamble de autos, fabricación de productos metalmecánicos, producción de compuestos químicos, entre otros, reduciendo el riesgo de una planeación limitada y prediciendo con suficiente anticipación impactos no solo en la programación de los trabajos sino en la producción misma [1]. Generalmente los procesos industriales tienen un alto contenido de trabajo en cada producto a elaborar, por lo que dichos procesos poseen una gran cantidad de variables a considerar al modelarlos; además, se presentan sucesos o eventos inesperados, y la variabilidad e interdependencias entre subprocesos son altas. Lo anterior justifica que resultaría fructífero modelar dichos procesos usando simulación de eventos discretos [2]. La utilización de modelos de simulación para resolver problemas y tomar decisiones ha ido en aumento. Los usuarios y quienes los construyen toman decisiones con base en los resultados que arroja el modelo según Sargent [3]. A menudo se realizan experimentos de prueba y error, o bien se depende mucho de la experiencia del personal involucrado en los procesos y fenómenos de estudio. Existen un gran número de simuladores disponibles en el mercado, como ProModel®, Arena®, Simul8®, Delmia Quest® entre otros. Sin embargo, es importante resaltar las ventajas de utilizar Delmia Quest® con respecto a otras plataformas existentes en el mercado nacional mencionadas anteriormente. Estas son: • Rapidez para integrar o eliminar diversos elementos y componentes en el modelo. • Facilidad para modificar las dimensiones y características de los elementos o componentes en el modelo. • Integración visual 3D capaz de importar y exportar entidades de variadas fuentes o para otra aplicación. • Flexibilidad para utilizar elementos que permiten realizar la transferencia y el manejo de materiales de manera práctica y realista. • Accesible y asequible a cualquier institución educativa a través de licencias académicas que ofrece el proveedor a nivel nacional para realizar actividades de docencia e investigación. Además, los estudiantes interesados pueden acceder por medio del patrocinio de la institución educativa a la que pertenecen, obteniendo así los mismos beneficios que la institución. • Posibilidad de interactuar con otras aplicaciones o lenguajes a través de interfaces construidas por el propio usuario de manera práctica.

La optimización de simulaciones está basada en ver al modelo de simulación como una “caja negra” que evalúa la función a optimizar. Bajo este enfoque el algoritmo de optimización utilizado escoge un conjunto de valores para los parámetros de entrada en el modelo de simulación (por ejemplo factores o variables de decisión) y utiliza la respuesta generada obtenida en el modelo para tomar decisiones sobre la selección del siguiente conjunto de valores para los parámetros de entrada a probar. Los líderes actuales en lenguajes de simulación comerciales proporcionan herramientas de optimización a sus usuarios dentro del simulador. Hoy en día casi todos los lenguajes de simulación comerciales contienen un módulo de optimización que realiza algún tipo de búsqueda de los mejores valores para los parámetros de entrada y no solamente la estimación estadística tradicional. Sin embargo dichos lenguajes de simulación comercial requieren una considerable cantidad de habilidades técnicas por parte del usuario, en ocasiones requieren un tiempo computacional excesivo y solamente ofrecen un método de optimización. Por lo que en esta investigación se utiliza Delmia Quest®, pues permite reducir errores en la implementación, tiempo en la construcción del modelo significativamente y flexibilidad de comunicación con diferentes lenguajes de programación a fin de evaluar el desempeño de diferentes métodos de optimización en la solución. Un inconveniente que tiene la plataforma Delmia Quest®, son los altos costos de capacitación para su aprendizaje que todo usuario puede requerir. La capacitación tiene un alcance elemental y no siempre responde a las necesidades de modelado para casos particulares. Además, las referencias bibliográficas actuales se encuentran escritas en el idioma inglés, lo que podría dificultar la rápida difusión del uso de la plataforma. Por estas razones el presente documento será un catalizador para acelerar el aprendizaje de los métodos más ampliamente utilizados y probados para lograr comunicación entre algoritmos de optimización programados en DevC++® o alguna variante de lenguaje C y C++ y modelos de simulación de eventos discretos en áreas tales como manufactura, logística, tráfico, entre otras. El aporte central de este artículo es el desarrollo y validación de un tutorial para demostrar el proceso de intercomunicación entre Delmia Quest® y DevC++®. En el tutorial se describen los mecanismos más simples, básicos e imprescindibles utilizados para ayudar a desarrollar dichas comunicaciones a fin de obtener optimización de simulaciones. En este artículo se muestra cómo comunicar e interactuar instrucciones de algún algoritmo de optimización programado en DevC++® y modelos de

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simulación de eventos discretos construidos en Delmia Quest®, el cual es un lenguaje de simulación que permite este tipo de escenarios [4]. Este tutorial no está relacionado con fundamentos de simulación. Definiciones importantes sobre modelos y diversos tipos de ellos pueden encontrarse en Bisschop [5]. Además, la bibliografía recomendada sobre simulación de eventos discretos sería: Harrell [6], García et al. [7] y Banks et al. [8]. Asimismo, existe una referencia introductoria para el software Delmia Quest® en Barnes [9]. Se recomienda que los lectores estén familiarizados con estos lenguajes (DevC++® y Delmia Quest®) para aprovechar al máximo este tutorial. Comunicación DevC++® y Delmia Quest® Teniendo un modelo de simulación construido en Delmia Quest® es posible realizar optimización de simulaciones y comunicarlo con algún algoritmo de optimización definido para ello que haya sido programado en lenguaje C, C++ o Java®. La Figura 1 detalla el proceso global de comunicación que se detalla posteriormente.

La letra ‘b’ indicada en la línea anterior condiciona al simulador que será aperturado en modo por lotes y el número 1 implica que algún archivo contendrá las instrucciones de ejecución para el simulador. Cuando se realiza esta modificación, la posibilidad de abrir a Delmia Quest® en modo por lotes se logra de manera tal que este espera a ser llamado por el sistema operativo y no por el usuario directamente. Paso 2. Construir un archivo puente. La interacción entre el algoritmo de optimización y el modelo de simulación puede realizarse cuando este último ejecuta una serie de comandos definidos por el lenguaje de control por lotes BCL (por sus siglas en inglés Batch Control Language) que tiene provisto Delmia Quest®. Los comandos a ejecutar por el modelo de simulación deben ser escritos en un archivo con extensión TXT. Los comandos que deben ser programados en el algoritmo de optimización para lograr la integración con el modelo de simulación al menos son: -Comando de apertura del modelo y un ejemplo READ MODEL ‘c:/deneb/QUESTLIB/MODELS/mi_primer_modelo.mdl’

-Comando de ejecución (corrida) de simulación y un ejemplo RUN 100000

-Comando de cierre del modelo CLEAR ALL

-Comando de cierre del simulador EXIT

Nota: este último comando cierra la aplicación del simulador abierto previamente en modo por lotes y devuelve la ejecución en tiempo real al lenguaje DevC++® para continuar el proceso. Paso 1. Construir una copia del archivo ejecutable. Primeramente se debe construir una copia del archivo ejecutable del simulador Delmia Quest® con extensión .BAT que servirá para realizar su ejecución cuando este sea llamado por el algoritmo de optimización. Una vez hecho esto se debe modificar la línea de comandos relacionada a la forma en que será abierto el simulador. La modificación puede consultarse en la referencia [10]. A continuación se describe el cambio a realizar en la línea de comandos. Encontrar la siguiente línea en el archivo start/max %DENEB_PRODUCT%.exe %1 %2 %3 %4 %5 %6 %7 %8 %9

Modificar dicha línea por la siguiente quest -b < %1

Paso 3. Programar instrucciones de operación. La interacción entre el algoritmo de optimización y el modelo de simulación debe ser prevista desde el lenguaje de programación DevC++®. Cuando se tiene definido el conjunto de valores de los parámetros de entrada para el modelo de simulación, estos deben ser guardados en archivos con extensión TXT. Los elementos involucrados con dichos parámetros de entrada en el modelo de simulación tales como locaciones, máquinas, buffers, operadores, partes, entidades, fuentes y sumideros deben ser asociados en su proceso lógico con los archivos con extensión TXT mencionados. A modo de ejemplo, la siguientes líneas en DevC++® pueden ser programadas para almacenar la secuencia de producción de partes que serán creadas en el modelo

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USO DE DEVC++® CON DELMIA QUEST® PARA OPTIMIZAR SIMULACIONES Mtro. Ricardo Pérez Rodríguez, Dr. S. Jöns, Dr. Arturo Hernández Aguirre.

de simulación por una fuente constructora de partes. Así las partes se construyen en base a la secuencia definida por el algoritmo de optimización. La secuencia de partes funge como un parámetro de entrada para el modelo de simulación.

El Gráfico 1 muestra el tiempo en minutos que requirió cada estudiante para implementar exitosamente dicho tutorial.

FILE *schptr; schptr = fopen(“c:/deneb/QUESTLIB/SCHEDULES/mi_secuencia.txt”, “w”) fprintf(schptr, “%s%s%s\n”, “ORDEN “,”MATERIAL “,”CANTIDAD “); fprintf(schptr, “%d%s%s%s%d\n”,1,” “,”Material A “,” “,50); fprintf(schptr, “%d%s%s%s%d\n”,2,” “,”Material B “,” “,30); fprintf(schptr, “%d%s%s%s%d\n”,3,” “,”Material C “,” “,10); …. …. fclose(schptr);

Paso 4. Ceder la ejecución al simulador. El mejor momento de ceder por parte del algoritmo de optimización la ejecución al simulador en tiempo real es cuando este último debe entregar la respuesta que se requiere para tomar decisiones por el algoritmo de optimización. Para poder realizar esto, a continuación la siguiente línea cede la ejecución del algoritmo al simulador en tiempo real por medio de una ventana de comandos, la cual se direccionará al archivo puente mencionado en el paso 2 de este tutorial. system(“c:\\deneb\\quest\\mi_copia_quest.bat C:\\deneb\\QUESTlib\\ BCLMACROS\\mi_archivo_puente.txt”);

Paso 5. Obtener la variable de respuesta. Una vez que la ejecución del simulador ha sido realizada. Este debe guardar el valor de la variable de respuesta esperado en algún archivo con extensión TXT. Las siguientes líneas ofrecen un ejemplo de almacenar la cantidad de partes que han salido de un elemento en el modelo al momento de finalizar la corrida de simulación. OPEN FILE ‘c:/deneb/QUESTLIB/SCHEDULES/mi_archivo_respuesta.txt’ FOR OUTPUT AS 1

El Gráfico 2 muestra que los estudiantes consumieron un promedio de 14 minutos con una desviación estándar de 3.36 minutos. Asimismo, se interpreta que al menos el 50% de los estudiantes se tardaron entre 12 y 17 minutos en reconstruir exitosamente los pasos descritos en este documento.

Resultados y Discusión

Por lo anterior, se observa una diferencia significativa que este tutorial ayuda a disminuir el tiempo requerido de los estudiantes para aprender a comunicar algoritmos de optimización programados en DevC++® con modelos básicos de simulación en la plataforma Delmia Quest® por que tradicionalmente se pueden requerir horas e inclusive días para dicha capacitación, ya que no existe bibliografía accesible y clara en español.

El tutorial previamente descrito fue puesto a prueba y analizado por 10 estudiantes del posgrado PICYT en la sede del CIATEC.

Por último los resultados de este tutorial mantienen consistencia con los obtenidos en Pérez et al. [11], reduciendo el tiempo requerido en la curva de aprendizaje de este simulador.

WRITE(#1,PART_OUT_COUNT(any, celem),cr) CLOSE #1

Los pasos anteriores deben ser integrados y estructurados en el algoritmo de optimización a fin de que pueda ser ejecutado el modelo de simulación tantas veces se necesite y así obtener las respuestas necesarias.

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Conclusiones

Referencias

Consideramos que la simulación de eventos discretos es útil para resolver problemas en sistemas donde existen interdependencias y variabilidad dentro del mismo sistema. Sin embargo, pese a estas evidencias de éxito aún se hallan algunas barreras para que su uso sea habitual. Entre las barreras más comunes están: • Escaso material documental especializado para usuarios potenciales de habla hispana. • Altos costos de entrenamiento lo que se hace difícil el acceso a capacitación actualizada. • Inversión de tiempo considerable para el entendimiento de nuevas plataformas. • Nula difusión de nuevas plataformas de simulación en el entorno industrial. • Profesionistas sin entrenamiento en herramientas de optimización. El presente artículo es una propuesta para disminuir algunos de los factores barrera tales como el escaso material documental especializado escrito en el idioma español, tiempo excesivo en la comprensión de nuevas plataformas y los altos costos de capacitación que ofrecen los distribuidores autorizados. Los autores del presente trabajo consideran que con la difusión de este tipo de tutoriales la simulación de eventos discretos debiera ser utilizada en la industria mexicana de formas más común. Finalmente, los proponentes del tutorial están convencidos que con este tipo de documentos, se puede difundir la mecánica de construcción y comunicación de modelos de simulación en la plataforma novedosa Delmia Quest®, reduciendo el tiempo de aprendizaje de los usuarios de este software. En un futuro no muy lejano el entrenamiento en técnicas de optimización y simulación a profesionistas en el ámbito industrial debe ser considerado una prioridad y una necesidad inevitable para garantizar mejores soluciones para cualquier proceso industrial.

[1] Taylor, SJE., Robinson, S., (2006), “So where the next? A survey of the future for discrete-event simulation”, Journal of Simulation 0, pp. 1-6. [2] Pérez, R., Sánchez, J., Gómez, J., Ochoa, C., (2010), “Best Practices for modeling the manufacture of steel doors using Quest®”, IIE-IERC Annual Conference & Expo 2010 (Cancún, México., 5-9 Junio, 2010), pp. 140. [3] Sargent, R.G., (1996), “Verification and Validation of Simulation Models”, Proceedings of 1996 Winter Simulation Conference, (Coronado, California, USA., 8-11 Diciembre, 1996), pp. 55-64. [4] Dagpunar, J.S., (2007), Simulation and Monte Carlo, John Wiley & Sons, Ltd. (England). [5] Bisschop, J., (2007), AIMMS Optimization Modeling, Paragon Decision Technology B.V. (USA). [6] Harrell, C.R., (1995), Simulation using ProModel®, McGraw-Hill (EUA). [7] García, E., García, R., Cárdenas, L., (2006), Simulación y Análisis de Sistemas con ProModel®, Pearson Educación (México). [8] Banks, J., Carson II, J.S., Nelson, B.L., Nicol, D. M., (2001), Discrete-Event System Simulation, Tercera edición, Prentice-Hall (USA). [9] Barnes, M.R. (1997), “An Introduction to Quest”, S. Andradóttir, K.J. Healy, D.H. Withers, and B.L. Nelson (Eds.) Proceedings of the 1997 Winter Simulation Conference, (Atlanta, Georgia, USA., 7-10 Diciembre, 1997), pp. 619624. [10] Delmia Quest® User Manual 5_17, (2006), Delmia Corporation, Auburn Hills, MI. [11] Pérez, R., Jöns, S., Hernández, A., Young, D., (2011), “Tutorial de Simulación Básica utilizando Quest®”, Conciencia Tecnológica 41, pp. 28-34.

Agradecimientos Los autores agradecen las sugerencias y el apoyo incondicional de Jonathan Fournier y a Martin Barnes. Del mismo modo, un reconocimiento a todas las personas que revisaron en numerosas ocasiones este tutorial.

Recibido: 26 de agosto de 2013 Aceptado: 24 de enero de 2014

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AGUASCALIENTES REVISTA CONCIENCIA TECNOLÓGICA NORMAS PARA PUBLICAR Los escritos que se presenten al Comité Editorial de CONCIENCIA TECNOLÓGICA serán sometidos a una revisión que puede constar de una o varias etapas. Por lo anterior es necesario que su presentación siga una serie de normas que faciliten la edición y eviten el retraso de la publicación. 1. Tipo de publicación En esta revista se enfatiza la publicación de artículos de investigación inéditos y originales relacionados sobre todo con las Ingenierías y Tecnologías, Ciencias Computacionales y Ciencias de la Administración. Pero también se otorga un espacio equilibrado a materiales de otro tipo tales como reportes de proyectos y notas de divulgación científica. Se enfatiza la publicación de artículos en español pero de haberlos, se aceptarán trabajos en inglés. CONCIENCIA TECNOLÓGICA espera que los trabajos que se propongan para su publicación sean inéditos y que no se estén postulando simultáneamente en otras revistas u órganos editoriales. Los trabajos deberán ser autosuficientes, apareciendo todos los elementos necesarios para su comprensión, sin esperar del lector conocimientos sumamente especializados. El lenguaje debe ser claro y didáctico de modo que el contenido resulte accesible para un público con estudios mínimos de licenciatura. No deberá contener faltas de ortografía y debe estar redactado adecuadamente. Enseguida se describen los tipos de publicación que se reciben: A.

Investigación: Es el trabajo que informa de los resultados y/o avances de una investigación desarrollada por un autor o varios.

Reporte de proyecto: El resumen del trabajo realizado para diferentes propósitos. Ejemplos, (CREATIVIDAD, EMPRENDEDORES, RESIDENCIAS PROFESIONALES, entre otros).

Nota de divulgación: Es un escrito breve donde el autor informa y describe de la forma más completa posible y actualizada un tema de interés general y actual.

Traducción del artículo: Es el escrito traducido al español de un artículo de interés general donde el traductor al final de éste hace una aportación sobre la importancia o trascendencia de que los usuarios de la revista tengan conocimiento del mismo.

Análisis crítico: Es un escrito breve donde el autor hace un análisis crítico de forma respetuosa y constructiva sobre algún artículo publicado en revistas de divulgación del conocimiento.

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2. Entrega de las contribuciones El escrito debe entregarse en original y tres copias de excelente calidad en papel tamaño carta, acompañado de la solicitud correspondiente, en un sobre de material resistente ya sea al representante de su Departamento en el Comité Editorial de la revista o entregarlo directamente en: Departamento de Desarrollo Académico del Instituto Tecnológico de Aguascalientes Av. López Mateos 1801 Ote. Fracc. Bona Gens, Aguascalientes, Ags. C.P. 20256 Tel: 01 (449) 9105002, Fax: 01(449) 9700423, También se puede enviar vía electrónica a: contec@mail.ita.mx y/o a Elizabeth Obregón Barbosa al correo : elisaomx@yahoo.com.mx Se recomienda al autor que siempre conserve una copia del disco y de la impresión enviada. 3. Título del trabajo y datos de autores El título debe indicar claramente el contenido del trabajo y ser breve, de ser posible con un máximo de 6 palabras, en negrillas y tamaño 14. El tipo de artículo y los demás datos deben ir en letra tamaño 10 en una columna centrada, con renglones llenos y con espaciamiento sencillo. Colocar los datos en este orden: Título + tipo de artículo + línea en blanco+ Nombre completo del autor o autores con el grado académico, institución y departamento de adscripción con dirección, teléfono, fax y e-mail, país + línea en blanco. Ejemplo:

La Energía Solar Investigación Científica

Ing. Roberto Ramírez Díaz Instituto Tecnológico de Aguascalientes, Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica Av. A. López Mateos 1801 Ote. Fracc. Bona Gens, Aguascalientes, Ags., México. C.P. 20256, Tel: 01(449) 9105002, Fax: 01(449) 9700423 4. Estructura del escrito En el caso de una carta o una crítica, estas pueden escribirse sin definir secciones, con extensión máxima de 2 páginas respectivamente, sin numerar. Una nota de divulgación científica no trivial puede tener una extensión de 3 páginas no numeradas. Los anteriores escritos deben ser obra de un solo autor. En el caso de una crítica a un artículo publicado en idioma inglés, se debe anexar copia del escrito original y la traducción del mismo. En todos los casos se debe especificar el tipo de escrito en la solicitud correspondiente. Por artículo de investigación técnico- científica se entenderá el producto de una investigación propia. Su extensión máxima será de 10 cuartillas, incluyendo cuadros y gráficas. La estructura recomendada es la siguiente: • • • • •

Resumen: Este apartado describe de modo breve y conciso, en no más de 200 palabras el tema y/o problema de investigación, los objetivos, metodología, resultados y conclusiones. Enseguida del resumen se anexa el apartado palabras clave, incluyendo un máximo de 5 palabras claves o frases cortas. Abstract. También deberá incluir un resumen en inglés que se colocará en seguida del resumenl, cuidando que coincidan los contenidos de ambos apartados. Enseguida del Abstract se anexan las palabras clave en inglés (key words). Introducción: Se presentan los antecedentes del trabajo y sus objetivos y se resume el contenido de los siguientes apartados, especificando qué se hizo, por qué se hizo, cuando y dónde se realizó. Fundamentos teóricos: En este apartado se especifican los elementos teóricos, enfoques, citas y referencias utilizadas para sustentar el trabajo. Materiales y métodos: Se describen los procedimientos, métodos, equipo y otros recursos usados en el desarrollo de la investigación. Conviene especificar los procedimientos utilizados para las distintas fases de la investigación, entre ellas la obtención de información y análisis de los datos. Conciencia Tecnológica No. 47, Enero-Junio 2014 65

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Resultados y discusión: Se describen los resultados del trabajo de la manera más sencilla posible, presentando los datos organizados en forma de cuadros, gráficas, tablas, figuras, cuando sea el caso. La discusión implica interpretar estos resultados con relación a estudios previos, así como mencionar las ventajas, aspectos relevantes y aportaciones del estudio de una manera objetiva. Conclusiones: En este apartado se precisan brevemente los resultados. En caso de existir hipótesis se menciona si se verificaron, se plantean perspectivas del estudio así como la aplicación de resultados. Referencias: Deberán listarse solamente las referencias incluidas en el texto. Estas se regirán de acuerdo a las normas internacionales, se colocarán al final del texto y estarán ordenadas según su aparición en el mismo. El número de la referencia se anotará inmediatamente después de que se cite, poniendo el número entre corchetes. A continuación se muestra ejemplos de referencias: [1] Libro, [2] capítulo de libro, [3] publicación periódica, [4] congreso, [5] patente, [6] documento de Internet y [7] comunicación personal. [1] Albella, J.M., (1996), Fundamentos de Electrónica Física y Microelectrónica, Addison Iberoamericana (USA). [2] Horrocks, J., (1996), “Teorías de la Adolescencia” en Psicología de la Adolescencia, Trillas (México), p. 33-53. [3] Cholen, S., (1990), Rev. Discusiones, volumen #, No. 52, p. 3-7. [4] Abrego, M.S., y Cabello, T.S., (1985), “Recubrimiento de Aleaciones de Aluminio”,V.A. Rosales (Ed.), Primera Conferencia Internacional Sobre Ingeniería de Superficies (Monterrey, N.L., (23-30 de Junio de 1985), p.12-15. [5] Eaten, D.L., (1995), “Pourous Glass Support Material”, U.S. Patent No. 390442. [6] Bérard, E.V. “ A comparison of Object- Oriented Methodologies”, http://www.toa.com, visitado el 14 de febrero del 2000 [7] González Felipe (Entrevistado); Magdalena Arias (Entrevistador); Políticas públicas (tema de la entrevista), 8 de enero del 2001; Aguascalientes, Ags.

5. Presentación del escrito (aspectos formales) El texto se redactará e imprimirá en una hoja tamaño carta (21.59 x 27.94 cm) por un solo lado, se usará letra Times New Roman tamaño 10, usando mayúsculas y minúsculas, con sangrías de 5 espacios y con márgenes de 2.5 cm en todos los lados. Las páginas no deben ir numeradas. El texto debe ir a dos columnas con 1.0 cm. de separación y renglones a espaciado sencillo. Con el fin de optimizar el espacio, se deberá escribir el texto en cuartillas completas, evitando que queden textos cortos en una sola cuartilla. Los encabezados de los distintos apartados deben ir en mayúsculas y minúsculas, en negrillas, centrados, sin numerar y dejando un espacio sencillo entre el encabezado y el texto. En lo posible evitar párrafos demasiado largos. Los párrafos no llevarán espacio entre ellos. De usarse abreviaturas, estas deberán explicarse solamente la primera vez que aparezcan en el texto. En el caso de nombres científicos, utilizar las normas internacionales y destacarlos con letra itálica. Cuando se utilicen términos técnicos o palabras significativas solamente para el campo científico en cuestión, aclarar su significado enseguida y de una manera sencilla. La inclusión de gráficas, cuadros, tablas, ilustraciones y figuras se realizará solamente en aquellos casos en los que su presentación sea estrictamente necesaria para la comprensión del texto y deberán colocarse lo más cercano al lugar donde se mencionen. Evitar ponerlas como anexos. En caso de que las figuras contengan textos y símbolos, procurar que sean legibles. Todas las figuras y tablas deben numerarse progresivamente y llevar un título colocado en la parte inferior de las mismas. Las ilustraciones deberán estar en blanco y negro y de preferencia no incluir fondos obscuros a las tablas para una mejor impresión. El tamaño sugerido es un octavo de cuartilla y pueden colocarse a una columna. Deberá usar un editor de fórmulas y ecuaciones cuando sea el caso, aclarando su significado de la forma más didáctica posible. Es conveniente presentarlas en el tamaño y espacios que se desea aparezca en la versión final. Se recomienda italizar las variables tanto en las ecuaciones como en el texto. Todas las formulas y ecuaciones deberán ir numeradas progresivamente. Conciencia Tecnológica No. 47, Enero-Junio 2014 66

6. Criterios de publicación La publicación de artículos en CONCIENCIA TECNOLÓGICA se hará considerando los siguientes criterios, en el orden en que se especifican: a. Aceptación definitiva al momento de cierre de la edición. b. Tipo de publicación, considerando primero aquellos que sean artículos de investigación técnico- científica, luego artículos de divulgación científica y finalmente otro tipo de materiales. c. En el caso de los artículos de investigación técnico- científica se dará prioridad a aquellos que correspondan a investigaciones terminadas Si no es el caso anterior, se considerará entonces el grado de avance de la investigación. d. Artículos que formen parte de un proyecto de posgrado (tesis de doctorado y maestría). e. Finalmente, ante igualdad de condiciones, para el caso de artículos de investigación técnico- científica se enfatizará la publicación de trabajos derivados de proyectos apoyados por instancias como DGEST, COSNET, CONACYT, entre otros. 6.1 Del proceso de dictamen Todos los trabajos propuestos para publicación se someten a un proceso de arbitraje bajo la modalidad doble ciego (anonimato tanto de autores como revisores). Este proceso incluye lo siguiente: Al recibir los trabajos se hace una evaluación preliminar por parte del equipo editor para determinar si cumple con los requisitos temáticos y formales indicados en las normas para publicar. En caso positivo, se envía el trabajo a dictamen a dos o tres revisores científicos del área disciplinar a la que pertenece el trabajo, investigadores de reconocido prestigio de distintas instituciones del país y del extranjero, especializados en el tema específico del trabajo presentado. Dichos revisores son seleccionados por el equipo editor y el comité editorial de la revista. Los revisores, apoyados en una lista de verificación que resume las normas de publicación, emiten un dictamen en una plantilla destinada a ello, dictamen que puede ser: a). Publicarse tal como está, b). Correcciones menores indicadas, c). Modificaciones mayores indicadas, d). Se puede publicar después de una revisión profunda ó e). Rechazo definitivo por razones dadas. Cuando se tiene el dictamen de todos los revisores, se envía un oficio a los autores informando del estatus del trabajo con la justificación pertinente. En el caso de aceptación con modificaciones menores o mayores, se especifican las mejoras planteadas para su atención por los autores. Cuando se tengan resultados discrepantes en el dictamen se enviará el trabajo a un tercer evaluador cuyo dictamen será definitivo. Dicho dictamen será inapelable en todos los casos. Cuando el trabajo ha sido aceptado de manera definitiva, se informa a los autores el número en el que será incluido. 6.2 De la cesión de derechos autorales Los autores de las colaboraciones que son aceptadas se comprometen a otorgar la exclusividad de publicación a CONCIENCIA TECNOLÓGICA durante el tiempo del proceso general de arbitraje, edición y publicación, pudiendo dicha revista publicar sus trabajos en formatos físicos y/o electrónicos, incluido Internet. 7. Aspectos generales El autor es el único responsable ante esta revista y ante el lector de la veracidad y honestidad del contenido de su trabajo. Por ello se recomienda dar siempre los créditos correspondientes al trabajo de otros. De incurrirse en plagio intelectual o daño de cualquier índole, CONCIENCIA TECNOLÓGICA no asumirá ninguna responsabilidad al respecto. En el caso que alguna publicación incurra plagio parcial o total el autor será sancionado de acuerdo a lo que decida el Comité Editorial.

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