Revista Ingenio 2010 by Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña

MISIÓN La Universidad Francisco de Paula Santander Seccional Ocaña, como Universidad Pública, tiene como misión, el compromiso de formar en el nivel superior, profesionales idóneos, mediante la generación y difusión del conocimiento en los ámbitos de la ciencia, la cultura y el arte, la técnica, la tecnología y las humanidades, con autonomía y vocación de servicio social. Atendiendo a su carácter de institución estatal, asume compromisos indelegables con la construcción de una sociedad justa y democrática.

VISIÓN La Universidad Francisco de Paula Santander Seccional Ocaña, como institución de educación superior, con criterios de cobertura, calidad y diversidad de sus servicios, busca con la acreditación institucional, consolidarse como la IES, más importante del nororiente del país, por su excelencia, eficiencia, pertinencia, competitividad, innovación, proyección e investigación.

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER OCAÑA Sede Adgodonal / PBX: 569 0088 info@ufpso.edu.co / www.ufpso.edu.co

DIRECTIVAS DE LA REVISTA: Director Magíster, EDGAR A. SANCHEZ ORTIZ. Subdirector Académico. Magíster, CARMEN LICETH GARCIA QUINTERO Subdirector Administrativo. Contadora Pública, OLGA ASTRID OSPINA BONETT Diseño Gráfico y Diagramación: Carlos Andrés Jácome Lobo Diseñador Gráfico

Cada artículo es responsabilidad de su autor y no refleja la posición de la revista ni de la UFPSO. Se autoriza la reproducción de los artículos siempre que se cite el autor y la revista Ingenio UFPSO. Agradecemos el envío de una copia de la reproducción a esta dirección.

Facultad de Ingenierías Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña (Vereda El Rhin) PBX 5690088 Ext. 210 / E-mail: facultadingenierias@ufpso.edu.co revistaingenio@ufpso.edu.co

Ocaña, 2010

Jefe de Planeación. Especialista, RAMÓN JOSÉ LOBO JÁCOME Jefe de Personal. Contadora Pública, NUBIA PATRICIA RAMÍREZ ASCANIO Secretario General Especialista, LUÍS AUGUSTO JÁCOME GÓMEZ Jefe de Control Interno Administradora de Empresas, CLAUDIA DEL PILAR QUINTERO PRADO Jefa Sistema Integrado de Gestión Especialista, MARICELA CASTILLA Jefe División de Investigación y Extensión Ingeniero, DEWAR RICO BAUTISTA Jefe Bienestar Universitario Contadora Publica, MARTHA MILENA PEÑARANDA Jefe División de Postgrado y Educación Continuada Magíster, JOSÉ GREGORIO ARÉVALO ASCANIO Facultad de Ciencias Agrarias y del Ambiente Magíster, IVÁN DE JESÚS RODRÍGUEZ CARRASCAL Facultad de Educación, Artes y Humanidades Magíster, MARCO ANTONIO MONTAÑO CHAPARRO Facultad de Ingenierías Magíster, TORCOROMA VELASQUEZ PEREZ Facultad de Ciencias Administrativas y Económicas Magíster, MARILCE PACHECO CARRASCAL

Agradecimientos a los

Pares Evaluadores MSC. DARÍO ENRIQUE SOTO DURÁN SYNAPSIS MSC.LUZ MARINA SANTOS GRUPO DE INVESTIGACIÓN CICOM UNIPLAMPLONA MSC.HAROLD RODRÍGUEZ ESP.HENRY CARRASCAL MSC. ISABEL GALINDO TOBÓN ESP.EDWIN VALENCIA MSC.OSCAR BAUTISTA RUA MSC. ADRIANA XIOMARA REYES GAMBOA GRUPO DE INVESTIGACIÓN GRINSOFT MEMBER ASOCIACIÓN DE PROFESORES DEL POLITECNICO COLOMBIANO JAIME ISAZA CADAVID DR. ALCIDES DE JESÚS MONTOYA CANOLA UNIVERSIDAD NACIONAL DE MEDELLÍN DR. JESÚS EVELIO ORTEGA AREVALO UNIPAMPLONA MSC. RICHARD MARQUEZ GRUPO DE INVESTIGACIÓN IEEE MEMBER, ASOCIACIÓN DE PROFESORES DE LA UNIVERSAIDAD DE LOS ANDES MSC. LUZ HELENA GARCÍA GÓMEZ GRUPO DE INVESTIGACIÓN EDUTEC UNAB DR.CARLOS ARTURO PARRA ORTEGA UNIPAMPLONA DR. OSCAR ANDRES CUANALO CAMPOS BENEMERITA UNIVERSIDAD DE PUEBLA, MEXICO

Contenido DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SOFTWARE EN EL ÁREA DE FÍSICA PARA LA EVALUACIÓN POR COMPETENCIAS EN LA FACULTAD DE INGENIERIAS DE LA UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER OCAÑA Pág 8 ESTABILIDAD DE TALUDES EN CORREDORES VIALES Pág 14 MODELOS PEDAGÓGICOS: CONSTRUCCIÓN INSTITUCIONAL Pág 21 BANCO DE PRUEBAS DE UN TURBOJET A PARTIR DE UN TURBOCARGADOR Pág 24 REDES Y TECNOLOGÍAS DE BANDA ANCHA MODELOS DE RED Pág 31 NOCIONES Y DESAFÍOS QUE INVOLUCRA EL DESARROLLO WEB Pág 40 RECURSO EÓLICO EN COLOMBIA Pág 45

Revista

Presentación de la revista “En Ciencia lo que no se escribe NO EXISTE” Elkin Patarroyo INGENIO tiene la finalidad de servir como cauce para acercar, y en lo posible conectar, diversas disciplinas científicas, así como para divulgar y debatir los diversos temas que sean comunes o se puedan analizar desde distintas disciplinas o campos del saber; se desea destacar de la revista su claro y marcado carácter participativo. INGENIO llegará hasta donde se propongan sus lectores, ya que el desarrollo de sus contenidos y sus secciones depende fundamentalmente del nivel de participación de los mismos, quienes, con la colaboración del comité editorial, autores, evaluadores, directivas de la UFPSO, han de ser los verdaderos protagonistas de esta publicación. Con INGENIO se desea, en definitiva, fomentar la creatividad, buscando nuevas ideas y elementos de reflexión o desarrollo dentro del terreno multidisciplinar, así como fomentar la reflexión y el debate en torno a las nuevas ideas que vayan surgiendo. Lo invitamos a que haga parte de esta publicación, tanto en su calidad de lector, como en su calidad de autor y evaluador. Msc. Dewar Rico Editor Revista INGENIO

Editorial En la universidad Francisco de Paula Santander Ocaña se viene desarrollando un proceso de fortalecimiento investigativo en sus respectivos departamentos académicos y es grato ver que la sensibilización brindada a los docentes está reflejándose en la creación de nuevos grupos de investigación y la generación de productos de divulgación en las diferentes disciplinas. En esta entrega, se presentan artículos sobre procesos de mejora para la labor docente, como modelos pedagógicos y desarrollo de aplicativos para la evaluación de competencias para la facultad de ingeniería. De igual modo se presentan resultados de investigación en la línea de estabilidad de taludes, un banco de pruebas, redes y desafíos que involucra el desarrollo web. Esperamos seguir sirviendo de medio de divulgación científico para que los investigadores tengan un espacio efectivo donde publicar sus trabajos y desde aquí generar un espacio de relatorías para compartir con la comunidad académica sus investigaciones. Msc. Torcoroma Velásquez Pérez Directora Revista INGENIO

Revista

/ Año 2 / Nº 1 / 2.009 / ISSN 2011-642X

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SOFTWARE EN EL ÁREA DE FÍSICA PARA LA EVALUACIÓN POR COMPETENCIAS EN LA FACULTAD DE INGENIERIAS DE LA UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER OCAÑA Malka Irina Cabellos , Sandra Milena Pérez 1. Facultad Educación, Artes y Humanidades. Jefe de Departamento Matemáticas y Física. Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña. Sede Algodonal, Vereda el Rhin. Ocaña. micabellosm@ufpso.edu.co 2. Docente Facultad de Ingenierías. Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña. Sede Algodonal, Vereda el Rhin. Ocaña. smperezd@yahoo.com

Resumen

Abstract

Un software de formulación de preguntas en el área de Física, facilita el proceso de formación en competencias cognitivas. A través de esta herramienta los programas académicos de la facultad de ingeniería de la Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña, regularán sus procesos de enseñanza - aprendizaje en lo referente al área de física, lo cual garantizará el buen desempeño por parte de los estudiantes, en lo relacionado a los conocimientos aplicados a las diferentes ramas de la ingeniería. El Diseño e Implementación de esta herramienta, está fundamentada en la metodología de Alvaro Panqueva, metodología ISE_OO, metodología de Guiones, Bases epistemológicas de la pedagogía, aspectos de los procesos de análisis y diseño de ingeniería de software, y aspectos técnicos de modelamiento de datos y diagrama de estructuras. Dicha metodología abarca las fases de análisis, diseño, implementación y pruebas.

A software of formulation of questions in the area of Physics, facilitates the process of formation in mental competitions. Through this tool the academic programs of the faculty of engineering of the University Francisco de Paula Santander Ocaña, will regulate their processes of education - learning with respect to the physics area, which will guarantee the good performance on the part of the students, with respect to the knowledge of the physics applied to the different branches from engineering. Diseño and Implementación of this tool, are based on the methodology of Alvaro Panqueva, methodology ISE_OO, methodology of Scripts, epistemological Bases of the pedagogy, aspects of the processes of analysis and design of software engineering, and technical aspects of modelamiento of data and diagram of structures. This methodology includes the phases of analysis, design, implementation and tests.

Palabras Claves:

Keywords:

competencias cognitivas, software educativo, evaluación, nuevas tecnologías.

mental competitions, educative software, evaluation, new technologies.

1. Introducción La presencia crítica y la participación plena de los estamentos universitarios permiten a las instituciones de educación superior que se consolide el interés por la evaluación como práctica integrada a un proceso permanente de mejoramiento. En correspondencia, se hace una propuesta pedagógica centrada en el educando, que evalua por competencias cognitivas en el área de física, a los estudiantes de la facultad de ingenierías de la Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña, desplegando una enseñanza distinta donde ellos tienen uso de razón y oportunidad de movilizar su pensamiento y de responsabilizarse de analizar y pensar todos los temas de clase, de darle sentido a los conceptos desde sus experiencias previas, de reflexionar sobre las preguntas propuestas y formular conjeturas e hipótesis de solución para ser discutidas y experimentadas de tal manera, que el individuo no aprende sino lo que él mismo elabora y piensa. En este sentido la herramienta permite resaltar y trabajar las competencias cognitivas, su desarrollo y exteriorización como “capacidades” que se potencializan, configuran mediante procesos exitosos de interacción pedagógica, como: la abstracción, el pensamiento sistemático, la interpretación, argumentación y el análisis propositivo.

Durante el análisis educativo se hace necesario definir pautas para el desarrollo del software educativo, las cuales permiten mostrar lo que se va a realizar, estableciendo un horizonte sobre el cual se pretende obtener buenos resultados. Se debe tener un valioso enfoque dando prioridad a los usuarios (docentes y estudiantes) y el computador. El análisis educativo consta además de las siguientes actividades: • • • • •

Identificar las características de la población Establecer el objetivo del software Determinar el tipo de software Identificación del modelo de software La estructuración de los contenidos

Figura No. 1 Pasos a seguir en la fase de análisis.

2. Metodologia para el Desarrollo de Software La metodología que se aplicará para el Diseño e Implementación de esta herramienta, está fundamentada en la metodología de Alvaro Panqueva, metodología ISE_OO, metodología de Guiones, Bases epistemológicas de la pedagogía, aspectos de los procesos de análisis y diseño de ingeniería de software, y aspectos técnicos de modelamiento de datos y diagrama de estructuras. Dicha metodología abarca las fases de análisis, diseño, implementación y pruebas. La fase de análisis se ha dividido en dos subfaces: el análisis educativo y el análisis funcional.

Como lo indica la figura 1, en primera instancia se estudiará el proceso de evaluación que se lleva a cabo en la educación superior. Teniendo claro dicho proceso se analiza cada una de las competencias cognitivas y se relacionan con el proceso de evaluación para obtener una nueva forma de evaluar teniendo en cuenta las competencias antes mencionadas. En tercera medida se analiza cada una de las áreas que serán objeto de estudio en el software (en este caso las áreas de la física) para clasificar los temas que serán evaluados. Finalmente, se analiza la estructura del software que se propone, las herramientas a utilizar en el desarrollo y los métodos que se emplearán.

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En la etapa de análisis funcional se hace una descripción del funcionamiento de la aplicación para lo cual se hace una especificación de cada una de las siguientes actividades: • • • •

Requerimientos del sistema Descripción de la aplicación Modos de uso de la aplicación Identificación de necesidades no funcionales

Durante la fase de diseño se definen los aspectos que permiten al usuario desplazarse y navegar a través del software. En esta etapa se aplican distintas técnicas y principios con el fin de definir con detalle el software educativo que desarrolla para así llevarlo a la construcción del mismo. Para la etapa de diseño se desarrollan las siguientes actividades: • • • • • •

Diseño instruccional Diseño comunicacional Diseño de medios Diseño computacional Diseño técnico Diseño didáctico

Es de vital importancia, resaltar en esta fase que este tipo de mecanismos permiten fomentar la evaluación por competencias como sistema integrador en el aula para identificar problemas que afectan la formación en el área de física y buscar alternativas que permitan el mejoramiento del proceso en el sujeto. Propende por el fortalecimiento de las competencias en el área de física para cada uno de los estudiantes que forman parte del ciclo complementario de la facultad de ingeniería. La ausencia de dichos mecanismos, aplaza procesos contemplados por el PEI, tales como desarrollar todo tipo de competencias en escenarios interculturales, que nos lleven a humanizar al hombre y a la educación en medio de y a través de la tecnología, las TIC y la sociedad globalizante, y que fomente el arraigo e identidad cultural. Al construir preguntas estructuradas en el marco de las competencias cognitivas en física se

busca aplicar y abarcar una mayor globalización conceptual que permita mejorar la calidad en cuanto se refiere a problemas contextualizados del entorno educativo y de esta forma favorecer en alto grado el desarrollo del individuo como miembro activo de la sociedad. En este sentido, en cuanto a los propósitos a desarrollar con la herramienta de evaluación, se espera que el estudiante se acerque más al propio que hacer científico, como: observar, conocer, analizar, discernir, interpretar y concluir acerca de las teorías, leyes, principios que la subyacen. En la formulación de los cuestionarios se debe cumplir con ciertas características: • Validez: al desarrollar este tipo de herramientas de evaluación debe considerarse el qué y cómo evaluar, de tal manera que se sustente adecuadamente los resultados de la evaluación. • Confiabilidad: Hace referencia al grado en que las preguntas de una prueba son consistentes y miden con presición el objeto de evaluación. • Objetividad: Se refiere a los procedimientos organizdos que soportan los diferentes procesos de construcción, validación, aplicación y calificación de la prueba La evaluación por competencias en física, desarrolla posturas críticas desde la óptica de la Física en situaciones de la vida cotidiana, al preguntarse y argumentar el por qué de las fenómenos naturales aplicados en las distintas ramas de la ingeniería; especialmente alrededor de la evaluación, didáctica y contextualización de la física, teniendo en cuenta que las competencias giran en torno a capacidades o aptitudes, actitudes o acciones y saberes. En este sentido, la evaluación por competencias en el área de física, busca que los estudiantes de ingeniería desarrollen habilidades para comprender y aprender de qué manera el uso de modelos físicos permite describir los complejos fenómenos de la naturaleza que incorporan leyes físicas y que permiten predecir su comportamiento. Además, modelizar el comportamiento cinemático y dinámico de sistemas mecánicos, de física

moderna, ondulatorios, electromagnéticos y termodinámicos teniendo en cuenta la integración analítica o numérica de las ecuaciones diferenciales correspondientes, para así desarrollar la capacidad de análisis en la resolución de problemas y el razonamiento crítico, comprendiendo los principios básicos que rigen los diferentes fenómenos y aplicarlos en problemas ingenieriles. Educar para el desarrollo de las competencias es permitir la construcción de conocimientos, la participación activa y responsable de los alumnos, la creación colectiva de saberes, significados y realidades, y de un ser humano que se desarrolla como tal a través del encuentro con el otro y con la cultura. De la idea de una evaluación para observar debe pasarse a la idea de una evaluación para conocer y saber hacer en contexto, es decir, las acciones de tipo interpretativo, argumentativo y propositivo que el estudiante pone en juego en cada uno de los contextos disciplinares; lo cual supone que la evaluación se soporte en el conocimiento de la institución, de sus antecedentes próximos y remotos, de la proyección a corto, mediano y largo plazo de su proyecto educativo. A continuación se explican las diferentes acciones que son tenidas en cuenta en la evaluación por competencias: Acciones de tipo interpretativo: Se funda en la reconstrucción local y global de un texto, una proposición, un problema, una gráfica, un mapa o un esquema. Estas acciones involucran procesos del pensamiento tales como: • Observación y atención • Habilidad lógico-matemática y verbal • Recuerdo (memoria) • Comprensión, que hace referencia a la traducción, definición y a los conceptos. • Interpretación de signos y símbolos. • Procesos de aplicación • Clasificación, codificación y decodificación. Acciones de tipo Argumentativo: Involucra procesos del pensamiento relacionados

con la codificación, análisis y síntesis; además permite la elaboración y formulación de preguntas, así de esta manera el estudiante comprende y usa proposiciones teniendo en cuenta el uso del vocabulario y la elección de métodos. Estas acciones involucran procesos del pensamiento tales como: • Dar razón de una afirmación • Explicación de los por qué de una proposición • Articulación de conceptos y teorías con el ánimo de justificar una afirmación. • Demostración matemática • Conexión de reconstrucciones parciales de un texto que fundamenten la reconstrucción global. • La organización de premisas para sustentar una conclusión. • El establecimiento de relaciones causa – efecto. Acciones de tipo Propositivo: Debe involucrar las acciones de tipo interpretativo y argumentativo, implicando procesos de pensamiento como argumento discursivo, pensamiento hipotético, expresión y uso de instrumentos con una conducta centrada en la búsqueda de la solución de problemas. Es así como para este tipo de acciones entre otros, se hace necesario: • Generación de hipótesis • Resolución de problemas • Construcción de mundos posibles en el ámbito literario • Confrontación de las perspectivas presentadas en un texto. Acciones de tipo interpretativo en física: Se relaciona con las acciones para identificar y comprender los elementos y variables que definen un problema o que están implicadas en un fenómeno o proceso; en ingeniería se relaciona con las acciones encaminadas a encontrar el sentido de un problema, una gráfica, un plano, una ecuación, un fenómeno, entre otras situaciones referidas al objeto de estudio de la ingeniería. Acciones de tipo argumentativo en física: Establece las relaciones entre variables, el análisis de estas, así como también la explicación y el dar Revista

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razón sustentada del contexto relacionado con los tópicos de la física aplicada a la ingeniería. Se busca que el estudiante desarrolle habilidades para argumentar de forma clara los conocimientos adquiridos en el área de física y razonar para la resolución de problemas a partir de los conceptos teóricos. Acciones de tipo propositivo en física: Hace referencia al planteamiento de hipótesis y a la posibilidad de proponer distintas alternativas de solución a problemas relacionados con el área de física aplicados a la ingeniería. La figura 2, muestra ejemplo de preguntas enmarcadas en las competencias interpretativas, propósitivas y argumentativas, elaboradas en los cuestionarios que forma parte de la herramienta. Durante la fase de implementación se realizarán los procesos de desarrollo los cuales integrarán el conjunto de los elementos que conforman la aplicación. Dentro de la plataforma Moddle, se encuentra la opción UVIRTUAL por medio de la cual docentes y estudiantes ingresarán a la aplicación ya que se encuentra como curso virtual. Seguidamente el interesado tendrá acceso a la información sobre dicho software donde podrá ver las ténicas que los docentes tendrán en cuenta para la formulación de

los cuestionarios y donde podrán acceder también a los cuestionarios para realizar las pruebas (Figura 3).

Figura No. 3 Esquema del proceso de implementación.

En la fase de pruebas, se realizará el proceso pertinente para determinar si la aplicación cumple con los objetivos planeados y los requerimientos funcionales y no funcionales.

3. Resultados y

B 4 . z 2.2 Figura No. 2 Ejemplo de preguntas elaboradas.

5 D. O 63. C 4. 03 x 2

La implementación del software de evaluación con la aplicación de cuestionarios estructurados en las competencias cognitivas, permite a los estudiantes desarrollar sus capacidades interpretativas, argumentativas y propositivas para la resolución de problemas, facilitando así el proceso de formación en dichas competencias. Los estudiantes del área de física de la facultad de ingenie rías de la UFPSO, participantes en el estudio reconocieron en un 82.9% interés frente al software como herramienta útil para la evaluación de los

conocimientos vistos en clase en el área de física. Se vió la necesidad de emplear la herramienta de la UVIRTUAL, que permite construir cuestionarios a través de la plataforma Moddle, la cuál tendrá acceso a una aplicación en donde se describirán las técnicas a utilizar para la formulación de preguntas enmarcadas en las competencias cognitivas en el área de Física. La aplicación muestra las técnicas que el docente debe tener en cuenta a la hora de formular cuestionarios basados en las competencias cognitivas.

la herramienta permite a la facultad de ingenierías de la UFPSO resaltar y trabajar las competencias cognitivas, su desarrollo y exteriorización como “capacidades” que se potencializan, configuran mediante procesos exitosos de interacción pedagógica, como: la abstracción, el pensamiento sistemático, la interpretación, argumentación y el análisis propositivo, acciones estas que se verán reflejadas en las prácticas pedagógicas desarrolladas en los diferentes planes de estudio.

En relación a la participación de los docentes del área de física de la facultad de ingenierías de la UFPSO, como actores de la evaluación en el aula, mostraron interés en un 88.9% por asumir el compromiso en cuanto al uso de la herramienta en sus prácticas pedagógicas, permitiendo así regular los procesos de evaluación desarrollados, para adoptar mecanismos que permitan fomentar la evaluación por competencias como sistema integrador en el aula para identificar problemas que afectan la formación en el área de física y buscar alternativas que permitan el mejoramiento del proceso en el sujeto.

ARIAS. Fidias. “El Proyecto de investigación”. Editorial Episteme. 5ta edición. Caracas. Venezuela 2006.

El uso de herramientas tecnológicas orientadas a la evaluación, permite a la institución obtener resultados que apoyen la toma de decisiones en cuanto a la estructuración de los procesos y métodos desarrollados en la valoración y reflexión crítica sobre lo estudiado en el aula. Además enriquecen los procesos de evaluación, imprimiendo objetividad y adaptabilidad. Teniendo en cuenta el Proyecto Educativo Institucional (PEI) de la Universidad Francisco De Paula Santander, se opta por el “modelo pedagógico constructivista” social que privilegia desde un enfoque sistémico: la formación teórica – práctico en sus alumnos; el aprendizaje basado en problemas; el estudiante centro del aprendizaje y constructor de su propio conocimiento; el ejercicio de la investigación como eje de formación; el aprendizaje y el conocimiento como una construcción fundamentalmente social; optando por la organización de los contenidos en los planes de estudio de tres ejes de formación: humanista, disciplina y científico – investigativa. En este sentido

4. Referencias

AUSUBEL. D. Algunos aspectos psicológicos de la estructura del conocimiento. 1973. ________ Psicología educativa: Un punto de vista cognositivo. 1976. BRIONES. Guillermo. “Metodología de la Investigación en las Ciencias Sociales y en el Derecho. CAÑÓN RODRIGUEZ. Julio. Retrato Hablado de la Evaluación Externa. ACOFI – ASIBEI. Bogotá. 2004. ________“La evaluación en la Educación Superior: Algunas Amenazas y Debilidades”, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional, Bogotá. FALIERES E. Nancy. y ANTOLIN. Marcela. “Cómo mejorar el aprendizaje en el aula y poder evaluarlo”. GALLARDO. Yolanda. y MORENO GARZON. Adonay. “Recolección de la información”. Módulo 3. Serie Aprender a Investigar. ICFES. Santa Fe de Bogotá. 1999. HOUSE. E.R. Evaluación, ética y poder. Ediciones Morata. Madrid. 1997. INSTITUTO COLOMBIANO PARA EL FOMENTO DE LA EDUCACION SUPERIOR – ICFES. Bogotá. 2006. LETELIER M. y MARTINEZ. E. Evaluación y Acreditación Universitaria: Metodologías y Experiencias. UNESCO. OUI y Universidad de Santiago de Chile - USACH. Caracas: Editorial Nueva Sociedad. 1997. Ley General de Educación MORIN. E.“Sobre la reforma de la Universidad en: La Universidad en el cambio de siglo”. Compiladores: PORTA. J. y JADONOSA. M. Madrid: Alianza. 1998. P.p. 19 -29. RODRÍGUEZ S. C. GUTIÉRREZ P. J. Debilidades de la evaluación de la calidad en la universidad española. Causas, consecuencias y propuestas de mejora. En Revista Electrónica de Investigación Educativa. Vol. 5. No. 1. 2003. VIGOTSKY L. G. Pensamiento y lenguaje. Buenos aires: Pléyade. 1977. SALINAS SALAZAR. Marta L. La evaluación de los aprendizajes en la Universidad. Facultad de Educación. Universidad de Antioquia. SANCHEZ, J. Construyendo y Aprendiendo con el Computador. 1999 SANTOS GUERRA. M. A. La evaluación: Un proceso de diálogo, comprensión y mejora. Ediciones Aljibe. Málaga. 1995. SARMIENTO CASTRO. Alberto. Evaluar un nuevo criterio para mejorar. 2008. UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA. Competencias y Proyecto Pedagógico. 2000. ________ Hacia una cultura de Evaluación para el Siglo XXI. Editor Daniel Bogoya Maldonado. Santa Fe de Bogotá. UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA. Facultad de Educación. Revista Educación y Pedagogía. Vol. XVI. Diciembre 2004. http://www.serprofessoruniversitario.pro.br/ler.php?modulo=2&texto=39 http://www.unmsm.edu.pe/psicologia/documentos/documentos2007/libro% 20eap/08LibroEAPChav.pdf http://sisbib.unmsm.edu.pe/BibVirtualData/publicaciones/educacion/n 2_2004/03. pdf http://www.psicopedagogia.com http://menweb.mineducacion.gov.co:8080/saber/interpretar_ciudadanas.php. Pruebas Saber. http://www.funlam.edu.co/poiesis/Edicion010/poiesis10.ruiz.html. Resultados y Cultura.

Competencias,

Revista

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ESTABILIDAD DE TALUDES EN CORREDORES VIALES ROMEL JESUS GALLARDO Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña Sede la granja vía al algodonal E-mail: rjgallardoa@ufpso.edu.co

Resumen

Abstract

En la construcción y mantenimiento de vías, se busca que los usuarios transiten por ellas con el mayor grado de seguridad posible. En esta lógica, un aspecto que cobra relevancia es el grado de estabilidad que tienen los diferentes taludes de la vía y es en función de dicho aspecto que se abordó la problemática presentada por uno de estos en la vía que comunica las poblaciones de Samoré (Norte de Santander) y Cubará (Boyacá); sector vial que corresponde al eje de comunicación Cúcuta – Arauca. La problemática presentada por el talud en años anteriores se enmarcó básicamente en el desprendimiento de bloques de roca que ocasionaban taponamientos de la vía, generaban peligro a los usuarios y obstrucción al cauce del río Cubugón. Esto propició un alto riesgo de accidentes y afectó al comercio de la región. La ejecución de este proyecto buscó identificar los factores condicionantes y detonantes que influenciaron directamente la estabilidad del terreno, para que de esta forma se plantearan e implementaran las alternativas de solución a corto y largo plazo, las cuales llevaron a disminuir el nivel de riesgo a los usuarios.

In the construction and maintenance of roads, is that users pass through them with the highest level of security possible. Accordingly, an aspect that is important is the degree of stability that have different slopes of the track and is based on this aspect is addressed the problem presented by one of these on the road that connects the towns of Samoré (North Santander) and Cubara (Boyacá); road sector that corresponds to the axis of communication Cúcuta - Arauca. The problems presented by the slope in the past is framed largely in detached blocks of rock which caused blockage of the track, generating a hazard to users and disruption Cubugón riverbed. This instability led to a high risk of accidents to persons and affected trade. This project aimed to identify the triggers and factors that directly influenced the stability of the ground, so this will raise and implement alternative solutions to short and long term, which led to decrease the level of risk to users.

Palabras clave:

Keywords:

Caídos de Roca, Roca sedimentaria, anclaje, estabilización, seguridad

Fallen rock, sedimentary stabilization, security

rock,

anchoring,

1. Introducción Los cortes que se realizan en las laderas durante la construcción de una vía dan origen a una superficie con relieve inclinado denominada“talud” (Suarez, 2009), estas superficies se ven expuestas a diversas condiciones climáticas y ambientales; que propician cambios en los materiales que conforman los taludes. Estos cambios son debidos a la meteorización, la cual se constituye en un fenómeno típico de las regiones tropicales, en las cuales la alta radiación solar, la humedad y las lluvias actúan sobre las rocas expuestas deteriorando sus propiedades físicas, fracturándolas y transformándolas física y químicamente en otros materiales (Suelos y rocas susceptibles a fenómenos, 2009) (proceso de formación del suelo). Lo anterior trae como resultado que se generen procesos de inestabilidad que provocan “el movimiento pendiente abajo de suelos, rocas y vegetación bajo la influencia de la gravedad” (Alcatarra, 2001). Los materiales se mueven generalmente a lo largo de superficies de falla [1], a través de diferentes mecanismos de falla: Caídas (“Falls”), Vuelco (“Topple”), deslizamiento (“Slides”), escurrimiento (“Spread”) y flujo (“Flow”) (Estabilidad de Taludes, 2009). Los Mecanismos de falla se ven influenciados por dos tipos de factores principales (Cuanalo y Florez, 2009): los factores condicionantes relacionados con las características propias del talud (o ladera) como son el relieve o morfología, la estructura geológica (tipo de roca, grado de meteorización, fracturamiento y propiedades), las características hidrogeológicas (espesor de suelo, grado de saturación y nivel freático), el tipo y propiedades de los suelos de cobertura superficial y la vegetación (tipo, follaje, área cubierta y profundidad de la raíz); estos factores facilitan o magnifican el efecto de los factores desencadenantes (o detonantes) que como su nombre lo indica desencadenan los movimientos en un talud o ladera y comprenden fenómenos naturales (lluvias, sismos, vulcanismo, erosión y socavación por corrientes de agua) o acciones desarrolladas por el hombre (factores antrópicos como cortes o excavaciones, sobrecargas por construcciones, explotación de fuentes de material, deforestación, cambio de uso

del suelo, descargas de agua y rellenos colocados a volteo). De los factores desencadenantes uno que reviste mayor importancia son las lluvias, dado que contribuyen a aumentar la acción de los factores condicionantes (Rafaelli, 2003). Respecto a este factor en varios países como Brasil y Colombia se hacen estudios que permitan correlacionar lluvia e inestabilidad del terreno, buscando establecer el umbral de precipitación para la ocurrencia de un determinado tipo de movimiento de masas térreas (suelos, rocas o combinación de estos). El estudio de los factores anteriores es parte integral en la evaluación de la estabilidad de un talud, para así determinar las medidas ya sea de prevención, control, remediación y/o estabilización o que reduzcan los niveles de amenaza y riesgo que se pueden presentar. Esto cobra particular interés en los sistemas viales donde la inestabilidad de taludes, originada por procesos antrópicos y causas naturales, se convierte en uno de los problemas que más los afectan; ocasionando numerosas victimas, lesionados y pérdidas económicas (Gomez - Anguiano, 2009). Algunas de las medidas que se utilizan para disminuir las amenazas y riesgos, relacionadas a inestabilidades del terreno, comienzan por la prevención realizando el manejo de la vulnerabilidad y el control de las causas generadoras de los movimientos del terreno. Dado que esta no es suficiente para eliminar totalmente los problemas es necesario establecer medidas de control o estabilización en los sitios susceptibles a fallas o con inestabilidad activa (Suarez, 2009). La estabilización se puede llevar a cabo mediante elusión de la amenaza, control de aguas superficiales y subterráneas, conformación del talud o ladera, recubrimiento de la superficie, estructuras de contención, estructuras de control (bermas en el talud, trincheras, barreras y cubiertas de protección (Arreygue, 2009), mejoramiento del suelo y las tecnologías de bioingeniería. La inestabilidad del talud “Padilla” es un ejemplo de inestabilidad generada a partir de condiciones morfológicas, geológicas, hidrogeológicas y de meteorización cuya acción ha sido aumentada por la intervención del hombre y las lluvias. En este trabajo se relacionan los aspectos más relevantes

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del talud, la descripción del mecanismo de falla y las medidas que a la fecha se han adoptado para su estabilización.

Localización El talud “Padilla” se localiza en la “Loma de Padilla” la cual forma parte de la cordillera oriental, que transcurre por los departamentos de Boyacá y Norte de Santander. Esta loma se encuentra ubicada en el límite de estos dos departamentos, al sur oriente del Norte de Santander. A sus pies corre el río Cubugón, quien más adelante conjuntamente con los ríos Cobaría y Margua forman el río Arauca. El talud “Padilla” esta situado entre la población de Samoré (Norte de Santander) y Cubará (Boyacá) en la vía Pamplona – Saravena (carretera de la soberanía) que hace parte del eje vial Cúcuta – Arauca. Permite realizar la gran mayoría del comercio y transporte de personas entre los departamentos de Norte de Santander y Arauca, constituyéndose en un elemento central y principal de comunicación entre estos departamentos y el

Figura 2. Localización sector Loma de Padilla

En la Figura 2 se muestra la localización de la Loma de Padilla en el sector vial Samoré – Cubará (INGEOMINAS, 2009).

Aspectos Geológicos La zona donde se localiza la Loma de Padilla pertenece al periodo terciario formación guayabo, correspondiendo de acuerdo a la plancha 5-07 [11] la leyenda geológica Ngc, como se ve en la Figura 3, caracterizada por la alternancia de capas de rocas sedimentarias de arenisca cuarzosa de grano fino, lodolitas, capas delgadas de carbón impuro y arcillolitas en un estado de meteorización avanzado con un buzamiento de 35° contrario a la pendiente del talud y un rumbo N21°E.

Figura 1. Toma aérea talud Padilla

resto del país. Por esta vía también se encuentra el oleoducto Caño Limón – Coveñas, de Ecopetrol. En la Figura 1 se aprecia una toma aérea del talud Padilla y parte de la Loma de Padilla.

Figura 3. Geología Loma de Padilla

En la Figura 4 se puede apreciar la estratigrafía en forma general.

Mecanismo de falla

Figura 4. Estratigrafía Loma de Padilla

En la Figura 5 se aprecian los diferentes estratos que componen la litología del talud Padilla. Figura 6. Voladizos en el talud Padilla

La Loma de Padilla esta afectada por la llamada Falla al Este de Samoré, la cual pasa al occidente del talud Padilla.

El talud Padilla tiene alturas que varían entre los 47 m y los 95 m. Posee una zona inestable con una altura media de 63 m, la cual tiene una inclinación casi vertical y en la cual se presentaba porciones del talud en voladizo (aleros o negativos) tal como se observa en la Figura 6. La carretera donde se encuentra el talud fue construida a mediados de los años 40 y este inicio el proceso de inestabilidad a finales de los años 80. Esta inestabilidad se caracterizaba por desprendimientos de bloques de roca o caídos de roca, que consisten en remociones masivas y activas de fragmentos y escombros rocosos pendiente abajo [12], los cuales tenían movimientos extremadamente rápidos superiores

Figura 5. Litología talud Padilla

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a 3 m/s debido a su inclinación casi vertical. En el escarpe superior (cabeza o corona) se encontraron grandes grietas de tensión de 30 y 40 cm (este desplazamiento ocurre generalmente antes de la falla). El mecanismo de falla se desencadeno principalmente por la acción de las lluvias, acción a la cual se sumó la intervención del estrato de arcillolita en la base del talud con la excavación para instalar una tubería. Las capas de arcillolita y las delgadas capas de carbón, intercaladas con las capas de arenisca fueron humedecidas progresivamente por la lluvia (esta agua que permanecía por más tiempo en el relleno de la excavación, acrecentó el procesos natural de meteorización de la arcillolita descomponiéndose en suelos blandos y compresibles), al presentarse los periodos de verano, el secado conllevó a un proceso de contracción y correspondiente fisuramiento y pérdida de resistencia del material. De esta manera las lluvias a través de un proceso de erosión diferencial (en el que la roca más blanda o menos resistente se erosiona más fácil que la roca más resistente) propiciaron la formación de cárcavas en el pie del talud, quedando sin soporte el estrato siguiente de arenisca que por su estado de fracturamiento y perdida de resistencia al cortante por infiltración de agua, generó los primeros caídos de bloques de roca. La situación se repitió hacia arriba y se llegó al estado mostrado en la Figura 6.

Medidas correctivas Con el fin de disminuir el nivel de amenaza y riesgo que presentaba el talud, se plantearon medidas a corto y largo plazo. Las medidas a corto plazo consistieron en realizar pequeñas voladuras que ayudaron al material, que se encontraba formando aleros o negativos, a deslizarse, controlando de esta manera el peligro de accidentes graves en la carretera. Estos deslizamientos pequeños y locales se depositaron sobre un terraplén que se conformó al pie del talud, de tal forma que amortiguó la caída de los materiales, sin causar daños a la banca y al oleoducto. Las voladuras se realizaron de forma gradual evitando el bloqueo de manera definitiva

del transporte por la vía y el represamiento del río Cubugón. Las medidas a largo plazo que se plantearon consistieron en crear una zona de estabilidad total del cerro Padilla dándole una pendiente positiva de 35° con respecto al eje vertical, lo cual implicaba mover un gran volumen de material y el uso de una gran cantidad de explosivos, maquinaria y personal técnico. Una segunda medida que se planteó fué construcción de pantallas ancladas a lo largo de las capas inferiores de arcillolitas meteorizadas cubriendo de esta forma las cárcavas

Figura 7. Pantallas ancladas a lo largo de las capas de arcillolitas inferiores

formadas y protegiendo este estrato de los efectos del clima, esta medida se aprecia en la Figura 7. La tercera medida fue la de la construcción de cunetas recolectoras de aguas lluvias en el talud. La cuarta medida fue la impermeabilización de la zona de excavación y relleno que aloja la tubería colocada al pie del talud, evitando la infiltración de aguas superficiales.

Figura 8. Pantallas ancladas construidas a lo largo de las capas de arcillolitas inferiores

De las medidas a largo plazo se implemento la construcción de pantallas ancladas de las capas inferiores de arcillolita, las cuales afloran entres puntos a nivel de la vía. Estas capas eran las más afectadas y donde se propiciaba el mecanismo de falla. Dicha medida se puede observar en la Figura 8.

Discusión Para establecer el mecanismo de falla del talud fue necesario realizar un análisis retrospectivo que permitió definir la secuencia de eventos que llevaron a la inestabilidad del talud, que para este caso se inicio con la acción de factores condicionantes sobre el talud como la alta pendiente, la presencia de fracturas (por el grado de meteorización del macizo rocoso que lo constituye), la resistencia al desgaste diferencial entre los estratos de arcillolita y arenisca, los agentes ambientales como procesos de humedad-secado, la infiltración de agua a través de las fracturas, cuya acción se aumentó por los factores desencadenantes como fueron las lluvias constantes y la excavación en la base del talud. Esto llevó a una falla gradual que propició el lavado y erosión de las capas de arcillolita y posterior caída de los bloques de arenisca. Lo anterior demostró que era necesario recuperar el soporte de las capas de arenisca, manejar las aguas superficiales sobre el talud e impermeabilizar la base del mismo.

para impedir el movimiento de bloques pequeños (menos de 0.6 a 1.0 metro de diámetro) o masas subsuperficiales delgadas de roca” [8], en el caso de estudio el grado de fracturación del macizo rocoso, el tipo de material constitutivo de este, las intensas lluvias en la zona, el mecanismo de falla particular y el tamaño de los bloques a manejar (hasta de 10 m3) hicieron inviable esta opción puesto se corría el riesgo del desprendimiento o falla de la geomalla o malla metálica a largo plazo. Un procedimiento también utilizado consistente en la construcción de cubiertas protectoras “las cuales son estructuras de concreto armado o metálicas con un relleno para amortiguar el impacto de los bloques” [8], que aunque desde hace dos décadas se ha utilizado para el control de los caídos de rocas, en el caso abordado se convertía en una solución muy cuantiosa.

Conclusiones y Recomendaciones

Tanto a corto plazo como posteriormente, el comportamiento del talud ha confirmado la bondad de las medidas adoptadas; aun cuando no se realizaron parte de las acciones correctivas a largo plazo como la disminución de pendiente del talud y el control de aguas superficiales.

- La disminución de los riesgos asociados a los problemas de inestabilidad de los taludes en las carreteras necesariamente debe contemplar medidas de remediación y/o estabilización, dado que la prevención no es suficiente cuando se trata del desprendimiento rápido de masas de roca. La implementación de medidas de estabilización en los taludes de corte en las vías permite evitar obstrucciones de estas, accidentes, afectaciones de vehículos por colisión contra el material desprendido y afectaciones a vehículos por el impacto de bloques al momento de caer. Logrando que no se vea comprometida la transitabilidad y funcionalidad de la vía y que esta se mantenga bajo condiciones de seguridad para las personas que hacen uso de la misma.

El procedimiento de estabilización adoptado en comparación con otros que se pueden aplicar para controlar inestabilidades del tipo caídos de rocas, fue una solución funcional y económica. Otros procedimientos que se han aplicado en estos casos han sido la colocación de geomallas o mallas metálicas que se anclan a la corona del talud y a lo largo de este con un sistema de anclas con barras de acero y una red de cables de acero, “Las mantas de malla ancladas pueden utilizarse

- De los factores que pueden inducir la inestabilidad en un talud el que más afecta esta relacionado con las lluvias, sin menos preciar la actividad del hombre, que en ocasiones sumada al efecto de las lluvias lleva a provocar inestabilidades. Por ello es importante el control de aguas superficiales y subsuperficiales en un talud a modo de evitar que se aumenten los efectos de factores como la meteorización, infiltración, geología y morfología del talud.

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- Un proyecto vial debe involucrar un estudio detallado de las condiciones geológicas y geotécnicas para poder hacer una buena planeación en el momento de hacer los proyectos y tratar así de prevenir los riesgos asociados a futuras inestabilidades. - Se debe tener muy en cuenta que cuando se trata de estabilización de taludes no existe un diseño único y que las soluciones efectivas en un caso no necesariamente lo pueden ser en otro. Siempre se debe hacer buen uso de la experiencia,

Referencias [1] Suarez, J., Deslizamientos. Análisis Geotécnico. Volumen 1, primera edición. Universidad Industrial de Santander, UIS, Colombia, 2009, p. 3, p. 336-331. [2] Suelos y Rocas Susceptibles a los Fenómenos Hidrometeorológicos. Disponible en: http://hercules.cedex.es/hidraulica/PROHIMET/RD05/TemRD05/Osiris_Leon.pdf [citado 8 de Agosto de 2009]. [3] Alcatara, I., Echavarría, A., Cartilla de Diagnóstico Preliminar de Inestabilidad de Laderas, primera edición. CENAPRED, México, 2001, p. 5. [4] Estabilidad de Taludes. Disponible en: http://www.scribd.com/doc/5255971/ Estabilidad-de-Taludes [citado 29 de Julio de 2009]. [5] Cuanalo O., Oliva A. y Flores C., Factores condicionantes y desencadenantes de los deslizamientos de laderas en las Sierras Norte y Nororiental de Puebla, México. Memorias del VI Simposio Nacional sobre taludes y laderas inestables. Valencia, España, 2005. Disponible en: http://institutocoraliris.com/index_archivos/Page349. html [citado 6 de Agosto de 2009] [6] Rafaelli, S., Paisaje Erosivo en Cuencas de Montaña – Modelación con Extrapolación Espacial Ascendente [Tesis de Maestría], Universidad de Córdoba, Argentina, 2003. [7] Gómez-Anguiano, Martín y Ramírez-Chávez, Juan Roberto. Peligros potenciales de inestabilidad de taludes sobre la carretera federal No. 190: Tramo Heroica Ciudad de Huajuapan de León - Asunción Nochixtlán, Oaxaca. Disponible en: http://hosting. udlap.mx/profesores/miguela.mendez/alephzero/archivo/historico/az39/carreteras. html [citado 1 de Agosto de 2009] [8] Suarez, J., Deslizamientos. Técnicas de Remediación. Volumen 2, primera edición. Universidad Industrial de Santander, UIS, Colombia, 2009, p. 2., p. 334-337. [9] Arreygue, E., Garduño, V., Canuti, P., Casaglie, N., Lotti, A., Chiesa, S., “Análisis Geomecánico de la Inestabilidad del Escarpe La Paloma, en la Ciudad de Morelia, Michoacán, México,” Revista Mexicana de Ciencias Geológicas [en línea], vol. 19, No. 002, 2002, Disponible en: http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/src/inicio/ArtPdfRed. jsp?iCve=57219202 ISSN 1026-8774 [citado: 5 de agosto de 2009] [10] INGEOMINAS., Atlas Colombiano de Información Geológico – Minera para la Inversión. Disponible en: http://productos.ingeominas.gov.co/productos/OFICIAL/ georecur/atlas/acigemi/07_Catastro%20minero/pdf/mc-e500k-acigemi-cata-07.pdf [citado 14 de Agosto de 2009] [11] Gómez, J., Nivia, A., Montes, N.E., Jiménez, D.M., Tejada, M.L., Sepúlveda, M.J., Osorio, J.A., Gaona, T., Diederix, H., Uribe, H. & Mora, M., compiladores. 2007. Mapa Geológico de Colombia. Escala 1:1’000.000. INGEOMINAS, 2 hojas. Bogotá. [12] Aliaga, M., Estudio Geológico – Geotécnico para la Rehabilitación de la Carretera Corral Quemado – Río Nieva Tramo I: Puerto Naranjitos – Pedro Ruiz. [Tesis Digital]. Disponible en: http://sisbid.unmsm.edu.pe/bibvirtualdata/Tesis/Ingenie/aliaga chm/ Geodina.pdf [citado 3 de Agosto de 2000]

reconocer claramente el mecanismo de falla y tener presente que toda solución a implementar se debe caracterizar por ser técnicamente funcional y económica. - Es importante tener presente que la realización de obras posteriores a la construcción de un corredor vial y que involucren excavaciones a pie de talud, pueden conllevar a potenciar los problemas de inestabilidad de taludes.

MODELOS PEDAGÓGICOS: CONSTRUCCIÓN INSTITUCIONAL MARCO ANTONIO MONTAÑA CHAPARRO Profesor Asistente Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña Decano Facultad de Educación, Artes y Humanidades

Ensayo sobre los modelos Pedagógicos Este ensayo se plantea preguntas orientadoras:

sobre las siguientes

¿Qué importancia tiene un modelo pedagógico en una Institución Educativa? ¿Qué razones explican la poca trascendencia que puede tener un modelo pedagógico en algunos PEI? ¿Qué proceso es necesario seguir en la construcción de un modelo pedagógico que sea coherente con la realidad Institucional? Los modelos como construcciones mentales, son el resultado de la actividad del pensamiento humano, ese conocimiento es una creación en el ejercicio de explicar y comprender un proceso inherente al ser humano o a la naturaleza. Cuando se piensa en realizar una acción determinada se prefigura su ejecución teniendo en cuenta algunos pasos como la planeación, la organización previa y la modelización. Estas acciones orientan el planteamiento y formulación de modelos, como por ejemplo: en el ser humano el proceso de imitación del lenguaje en nuestros orígenes es una forma de modelación muy primitiva, en las Ciencias Naturales existen suficientes prototipos de modelos creados por el

hombre para explicar el movimiento y organización de los planetas, el movimiento y organización de las partículas elementales en el átomo y el núcleo, en el movimiento de partículas en la teoría cinética de los gases, en la teoría especial de la relatividad ó en la radiación térmica, etc. Entonces un modelo es un instrumento de análisis para describir, organizar, y comprender la variedad presente y futura de procesos naturales y provocados, que tanto han preocupado al hombre desde siempre, desde el control del caos, del azar y la indeterminación irracional. Los modelos han sido elementos importantes que ha generado y utilizado el hombre durante toda la existencia de la humanidad; lo anterior en el afán de proporcionar razones para explicar y comprender los procesos naturales y humanos, en el caso de los procesos humanos, es importante considerar el caso de la educación y sus modelos inherentes. En educación los modelos pedagógicos establecen lineamientos y relaciones entre el maestro, el saber y el alumno para aplicarlos en la enseñanza y el aprendizaje teniendo en cuenta las características del contexto, de los alumnos, de la Institución y las políticas educativas emanadas por las autoridades educativas locales, regionales, departamentales y nacionales. Desde el modelo se definen las características profesionales tanto del sujeto en formación, como

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de los orientadores, al igual de quienes dirigen y/o administran la institución Educativa, se precisan los contenidos a enseñar, los procedimientos didácticos y se delimitan las estrategias de operatividad .

y unos principios de control específicos. Poder y control están invisiblemente presentes en las clasificaciones y enmarcaciones que regulan las prácticas inherentes al modelo pedagógico .

En una Institución Educativa el modelo pedagógico es muy importante pues orienta la actividad de enseñanza y aprendizaje, proporciona procesos para guiar la formación como persona de los estudiantes, hace diferencia con otras Instituciones, cualifica resultados según la calidad de los procesos, y lleva a que en todo momento la Institución aprenda y actualice de forma coherente su Proyecto Educativo Institucional, es decir el modelo pedagógico es un elemento dinamizador que invita en todo momento a la reflexión, análisis y actualización del mismo en procura que el proceso educativo sea cada vez de mejor calidad, con excelentes resultados y se cumpla con la misión y visión de la Institución.

La trascendencia de un modelo pedagógico en una Institución Educativa esta en la medida en que la comunidad educativa: directivos, profesores, estudiantes, padres de familia y empresarios en el caso de Instituciones donde formen personas con un perfil laboral, participen todos de manera comprometida en la construcción del Proyecto Educativo Institucional PEI, lo mismo que en su reconstrucción periódica para hacerlo coherente con las particularidades internas y externas de la Institución.

Las Instituciones Educativas que han construido su modelo pedagógico con la participación de la comunidad educativa y han obtenido excelentes resultados, son las que prefieren los padres de familia y los alumnos para recibir su formación educativa, puesto que para la formación integral del ser humano es indispensable los aportes de toda la comunidad educativa, además cuando el modelo pedagógico es sólido en cuanto a coherencia con el contexto y sus actores, con las especificidades de la Institución y las políticas educativas impartidas por el Estado, entonces los resultados esperados son de calidad. El modelo pedagógico construido en forma colectiva por la comunidad educativa se puede llamar modelo pedagógico integrado, desde la pedagogía participativa la cual se opone a procesos de aprendizaje normativos, privilegia y presupone un conjunto complejo de contextos y situaciones donde se generan nuevos significados, interpretaciones y alternativas. Como sistema de mensajes un modelo pedagógico es importante porque expresa, manifiesta y reproduce una distribución de poder

Pero cuando es poco conocido o se desconoce el modelo pedagógico de la Institución Educativa por parte de la comunidad, y solo lo conocen los expertos que lo escribieron que son ajenos a la Institución, entonces el modelo pedagógico no cumple su verdadera misión, cual es la de guiar y orientar el proceso de enseñanza y aprendizaje; la relevancia del modelo pedagógico también se pierde en algunas Instituciones Educativas cuando no se propician espacios para el estudio, análisis y la generación de propuestas de ajuste y actualización de cada elemento del modelo pedagógico, otra razón del por qué pierde importancia el modelo pedagógico en algunas Instituciones Educativas es la poca información y exigua capacitación que en su momento se dio a los directivos, profesores y comunidad educativa en general, dejando como es conocido esta responsabilidad de construcción en manos de expertos, los cuales desconocen las especificidades de la Institución Educativa y del contexto, además no hay identificación del país con un modelo propio que considere sus particularidades, lo que hace que frecuentemente se propongan cambios de modelos sin otra justificación que el cambio de gobierno y del cumplimiento de políticas impuestas internacionalmente. Con el propósito de disminuir las incoherencias en los modelos pedagógicos de las Instituciones

Educativas, y no dejar que este sea una parte más del PEI, se puede tener en cuenta las siguientes acciones para la reconstrucción de los modelos pedagógicos: Inicialmente se hace el estudio y análisis del modelo pedagógico que esta escrito en el PEI de la Institución Educativa, por expertos en Pedagogía o profesionales con conocimientos del tema. A continuación se procede a reconocer y caracterizar el contexto en los aspectos que son relevantes para el PEI pero mas aún los que se relacionan con el modelo pedagógico, luego mediante reuniones especiales socializar el modelo pedagógico propuesto en el PEI a la comunidad educativa y encontrar las percepciones y actitudes frente al modelo mediante entrevista de grupo focal, enseguida mediante entrevistas estructuradas, semi-estructuradas y encuestas a directivos, profesores, estudiantes, padres de familia y empresarios, sobre la situación real del proceso educativo en especial lo referente al modelo pedagógico, la información del anterior hallazgo se procede a sistematizarla, el siguiente paso es hacer el contraste entre lo planteado en el PEI, el modelo pedagógico encontrado y las políticas educativas Institucionales y del Estado. El hallazgo en la indagación anterior como resultado del contraste de la información sobre modelo pedagógico en la Institución Educativa, genera una propuesta de reconstrucción del modelo teniendo en cuenta el pasado, presente y lo prospectivo en el modelo pedagógico.

Referencias ABC del Educador. Modelos Educativos y Didácticos. Ediciones SEM, Bogotá, D. C. 2003. De ZUBIRÍA S., Julián. Los Modelos Pedagógicos. TRATADO DE PEDAGOGÍA CONCEPTUAL. FUNDACIÓN ALBERTO MERANI PARA EL DESARROLLO DE LA INTELIGENCIA. Volumen 4. Fondo de Publicaciones: Bernardo Herrera Merino. Bogotá 1999. De ZUBIRÍA S., Miguel. Los Modelos Pedagógicos. TRATADO DE PEDAGOGÍA CONCEPTUAL. FUNDACIÓN ALBERTO MERANI PARA EL DESARROLLO DE LA INTELIGENCIA. Volumen 4. Fondo de Publicaciones: Bernardo Herrera Merino. Bogotá 1999. FLÓREZ, Rafael. Hacia una Pedagogía del Conocimiento. Editorial MacGraw Hill, Bogotá, 2000. QUIJANO H, María Helena, y GIRALDO L, Luz Estella. Documento de trabajo: Modelo Pedagógico. Facultad de Ciencias Humanas, Escuela de Educación, UIS, 2005.

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BANCO DE PRUEBAS DE UN TURBOJET A PARTIR DE UN TURBOCARGADOR

Harold A. Rodríguez A., Jhon E. Barbosa J., Eder N. Florez S. 1. Programa de Ingeniería Mecatrónica, Universidad de Pamplona, Pamplona, Colombia 2. Universidad Nacional Abierta y a Distancia– UNAD, CEAD, Pamplona, Colombia harodriguez@unipamplona.edu.co 3. Dpto. Ingeniería Mecánica, Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña– UFPSO, Ocaña, Colombia

Resumen

Abstract

Los turbojet son utilizados para la fuerza de empuje por medio del calentamiento del aire en ciclos termodinámicos simples, su uso se aplica en diferentes medios como turbinas para generadores y barcos, por lo tanto es necesario llevarlos al aula de clase por medio de laboratorios, donde la teoría se refuerza con la práctica. El diseñar y construir este banco permite la creación de un laboratorio de turbojets y crear un espacio adecuado para realizar prácticas, simulando de forma casi real un turbojet, teniendo características y comportamientos muy similares a las turbinas reales, aunque realmente se utilizó un turbocargador para su construcción, dando buenos resultados como base experimental para posteriores trabajos.

The turbojet is used to the driving force in different media, such as turbines for generators, boats etc.., By warming the air in simple thermodynamic cycles, it is necessary to bring to the classroom through laboratory where theory is reinforced by practice. The design and build the bank allows the creation of a laboratory of turbojets and creating a space that allows simulating practical real almost a turbojet, with very similar characteristics and behaviors in real turbines, although what was used was a turbocharger to create one, gave good results as a basis for further experimental work.

Palabras clave:

Key words:

Simulación, turbinas, turbocargador, turbojet.

simulation, turbines,turbochargers,turbojet

Introducción Una turbina se emplea para accionar diferentes tipos de aparatos, por ejemplo, generadores eléctricos, bombas, compresores, para impulsar hélices de barcos, a través de mecanismos adecuados que se diseñan para operar. Una turbina consta de tres elementos básicos que son: compresor, una o más cámaras de combustión y una turbina que esta unida con un eje común al compresor (Avallone, 1995). Los turbocargadores se utilizan para obligar a entrar a los cilindros del motor una masa de aire mayor que la que es posible con la sola presión atmosférica. Esa masa mayor de aire suministra más oxígeno para la combustión, lo cual permite quemar más combustible en la cámara de combustión, con lo que el motor aumenta su potencia entre un 25 y 40%. Un turbocargador consiste básicamente en un compresor montado en el mismo eje que una turbina impulsada por los gases de escape del motor (Elonka, 1989). Al comparar los componentes básicos de estas dos máquinas se pudo deducir que un turbocargador es muy semejante a un turbojet, es decir, solo le haría falta (al turbocargador), algunos elementos como la cámara de combustión, el sistema de lubricación y el sistema de encendido para llegar a ser semejante a un turbojet. Atendiendo a lo anterior, con este trabajo se buscó construir y adaptar los elementos faltantes al turbocargador para su transformación en turbojet. Esto llevó al diseño y construcción de un banco de pruebas para el turbojet en mención, que permitirá hacerle pruebas y mediciones como: consumo de combustible, revoluciones por minuto (rpm), temperaturas, presiones, etc.

Parte Experimental CONSTRUCCIÓN DE UN TURBOJET A PARTIR DE UN TURBOCARGADOR Después de haber estudiado el funcionamiento, y atendiendo a las recomendaciones dadas por

los ingenieros expertos en el funcionamiento, mantenimiento, seleccionamiento y reparación de turbocargadores, se decidió por un turbocargador de gran capacidad, en cuanto a caudal de aire se refiere, pues esto facilitaría la construcción de la cámara de combustión, esto llevo a seleccionar un turbocargador con las siguientes especificaciones: - - - - - -

Marca: GARRETT Modelo: HT3B P/N: 144402-0000 S/N: AHP0022 C/C: 144490-1 C/T: 9705

Ya que se requiere de algunos datos técnicos para la construcción del equipo se vio la necesidad de construir laboratorios experimentales para la toma de datos de diseño geométrico de la cámara de combustión. CÁLCULO DEL CAUDAL DEL TURBOCARGADOR: Para este cálculo sé tiene en cuenta la cantidad de aire enviado por el compresor del turbocargador con respecto a las r.p.m.. Se realizo un laboratorio el cual dio la información necesaria para obtener la curva de R.P.M. Vs. Q del compresor. Pues se desconocía completamente la cantidad de caudal enviado por el compresor del turbocargador. CÁLCULO DE LA CURVA DE QA VS. R.P.M DEL COMPRESOR: Se trató de obtener la curva característica del compresor por medio del fabricante y del importador, pero no fue posible. Por este motivo fue necesario montar un laboratorio para determinar los valores del caudal de acuerdo a las r.p.m. del turbocargador. El laboratorio se realizó de la siguiente manera: Se acondicionó el turbocargador sobre una estructura de acero construida en ángulo para sostenerlo, como se observa en la figura 1, se construyó una boquilla para la salida de aire a presión proveniente de un cilindro, el cual golpeaba de manera tangencial la turbina proporcionando la energía necesaria para que el compresor suministrará un caudal.

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También se instalo un sistema de lubricación provisional, se coloco un galón a una altura aproximada de 2.50 mts el cual contenía el lubricante, este circulaba a través de los ductos de lubricación del turbocargador. Para variar la velocidad del turbocargador y así poder cambiar el flujo de aire, se ajustaba la presión de salida del aire que suministraba la boquilla y para mantenerla constante se utilizó un regulador de presión. Fueron necesarios dos cilindros de aire comprimido para la realización del laboratorio. A la salida del compresor se colocó un anemómetro para medir el recorrido del aire en un tiempo aproximado de 10 segundos. Esto con el fin de medir la velocidad del aire y teniendo el área de salida se calculaba el caudal. Simultáneamente se midieron las r.p.m. con un tacómetro digital. Este proceso se repitió varias veces con el fin de obtener los datos suficientes, y se muestran en la tabla 1. prueba nª presión de r.p.m Recorr tiempo caudal salida . ido seg m3/seg (psi) (ft) 1 110 501,8 15 10,31 0,00359503 2

586,8

10,24

0,0033783

100

603,6

10,1

0,00415908

110

723,2

10,25 0,00554465

120

970,9

10,06 0,00785999

130

1146

10,08 0,01029577

140

1260

10,07 0,01079675

150

1361

10,31

185

1389

10,26 0,01396853

160

1548

10,11 0,01417578

160

1572

10,24 0,01471973

170

1667

10,21

180

1715

10,24 0,01616757

190

1759

10,14 0,01681439

200

1839

10,17 0,01797963

0,0122231

0,015005

Tabla 1. Datos recolectados para la curva inicial de Qa Vs R.P.M.

Como no se puedo llegar a altas velocidades como de 25.000 r.p.m. Para solucionar este inconveniente se utilizaron todos los datos haciendo una serie de curvas y de ajustes para encontrar la ecuación ideal que daría la relación r.p.m Vs Qa. Como no se puedo llegar a altas velocidades como de 25.000 r.p.m. Para solucionar este inconveniente se utilizaron todos los datos haciendo una serie de curvas y de ajustes para encontrar la ecuación ideal que daría la relación r.p.m Vs Qa. La ecuación que se ajusta a esta tabla es:

Este R^2 nos dice que hay una relación buena entre variables. De acuerdo a (1) se calculó cual sería el caudal para una velocidad de rotación de 25.000 r.p.m, pues se pensó inicialmente que esta era la velocidad promedio de trabajo de la turbina, y dio como resultado (2).

Este R^2 nos dice que hay una relación buena entre variables. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE LA CÁMARA DE COMBUSTIÓN: La cámara de combustión consta de tres partes que son [3]: - Carcaza. - Mezclador. - Quemador. CARCAZA.: Esta a su vez consta de las siguientes partes que son: 1. Cuerpo de la cámara. 2. Conducto de entrada del aire. 3. Conducto de escape. 4. Mirilla. 5. Tapa 6. base

Para diseñar el CUERPO DE LA CÁMARA de combustión se decidió tomar como base el caudal de 21,11 m /min porque se estimó que este sería el caudal promedio de trabajo del turbojet. Teniendo en cuenta que el tiempo de permanencia de los gases en las cámaras de combustión de las turbinas está por el orden de milisegundos, se decidió tomar como referencia el tiempo de permanencia de los gases que se presentan en la cámara de combustión del Banco de pruebas para turbocargadores de una empresa en Colombia. Se calculo el volumen de esta cámara de combustión y teniendo el caudal se obtuvo el tiempo de permanencia:

Con este tiempo y el caudal Qa, se calculó el volumen necesario para la carcaza de la cámara de combustión del turbojet de la siguiente manera:

donde V = volumen de la cámara de combustión.(m ) t = tiempo de permanencia. (seg) Q = caudal de gases

Yateniendoestevolumenseprocedióadimensionar la carcaza y a darle su forma geométrica de acuerdo a la disposición del turbocargador Fig. 4. CONDUCTO DE ENTRADA DE AIRE (Greene, 1995). para esto se construyeron seis modelos a escala 1:1 de la cámara de combustión con el fin de saber cual era la mejor disposición de entrada, ya que no se sabía en que ángulo debía entrar el aire y tampoco en que parte del cuerpo de la cámara debía ser esta entrada(el medio, arriba o abajo). Lo único que se tenía claro era que la entrada debía ser tangencial al cuerpo de la cámara de combustión.

Todo esto para lograr una máxima eficiencia en la cámara de combustión y el óptimo consumo de combustible. De los modelos se escogió el que tiene una entrada de aire en la parte superior, con un ángulo de 45°, tangencial al cuerpo de la cámara de combustión [5]. CONDUCTO DE ESCAPE. Este conducto es por donde salen los gases de la combustión hacia la turbina. Debido a que la entrada al caracol de la turbina es rectangular y el cuerpo de la cámara de combustión es circular se diseño este conducto de tal forma que hubiese un perfecto acople entre las partes anteriormente mencionadas. MATERIALES DE LA CARCAZA. Sabiendo que uno de los limitantes para la selección de materiales para la construcción de la misma, se decidió realizar pruebas a varios materiales hasta que se seleccionaron dos a los cuales se le practicaron pruebas, de temperatura y presión con equipos de la universidad, y con la asesoría de profesionales en el área, se tomó la decisión de construir la carcaza de la cámara con acero de oleoducto que fue el más resistente, pues se dedujo que la temperatura en las paredes de la misma no llegarían hasta valores críticos y no se presentaría descarbonización,como se ve en la figura 2, ya que estas son refrigeradas por el aire proveniente del compresor del turbojet y las temperaturas más altas serán soportadas por el mezclador del cual se hablará más adelante figura 2. MIRILLA. Es un tubo soldado en la parte media exterior de la carcaza. En su parte superior se adecuaron dos vidrios de 10 mm cada uno los cuales a su vez se alojan en una tapa portavidrios roscada al tubo y con sello hermético, visto en la figura 3.

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Esta mirilla se hizo con el fin de poder observar el estado y color de la llama y así optimizar la combustión. TAPA: Es un plato el cual sirve como alojamiento a los portabujías y a la boquilla, figura4. También en este descansa el mezclador. Está unida al cuerpo de la cámara por medio de seis pernos y entre estas va alojado un empaque de asbesto para asegurar su hermeticidad. PORTABUJÍAS (Miralles, 1994). Son dos cilindros huecos de acero inoxidable con rosca interna en la parte superior de los mismos. Estos sirven como su nombre lo indica de alojamiento a las bujías de encendido, en la figura 4. BASE. Es un disco que se encuentra soldado alrededor del conducto de escape que cumple con el fin de sujetar la cámara de combustión a la estructura del banco de pruebas por medio de cuatro pernos, visto en la figura 4. MEZCLADOR (Nortesantandereana de Gases, 1995): El mezclador es una pieza tubular de acero inoxidable de 25 cm de alto, 8 cm de diámetro y 8 mm de espesor, Figura 5, construido con una serie de agujeros radiales alrededor de su superficie. Su función es asegurar la distribución perfecta y uniforme del aire en toda la cámara de combustión, evitando chorros de aire que apaguen la llama. La combustión de la mezcla se realiza en su interior y los productos de la combustión se dirigen hacia el conducto de escape.

Después de haber investigado en varios textos especializados en el tema y de tener en cuenta la disposición que se tiene en la carcaza, se decidió optar por la geometría que se tiene en este momento. Para la distribución, dirección y dimensionamiento de los agujeros se tuvo en cuenta: - El área total que suma los agujeros debe ser igual o mayor al área del conducto de entrada de aire a la carcaza, con el fin de reducir la resistencia al flujo que entra al mezclador y que no se produzca la recirculación del aire entre la carcaza y el mezclador. - Para lograr un mejor direccionamiento del flujo dentro del mezclador y conseguir la formación del ciclón dentro del mismo, los agujeros fueron hechos con un ángulo de 45° con respecto al radio, ubicándolos estratégicamente alrededor del mezclador con las dimensiones adecuadas, dando como resultado que los agujeros de unas hileras tengan mayor diámetro que otros, esto con el fin de asegurar que en la parte baja del mezclador halla más flujo de aire, para que la mezcla con el combustible sea mejor. QUEMADOR: Es un elemento construido por dos partes fundamentales: el cuerpo y el dispersor, manufacturados en acero inoxidable. Cumplen con la función de inyectar el combustible (gas propano) dentro del mezclador, Figura 6.

Fig. 6. Dispersor de la boquilla de combustible

PUESTA EN FUNCIONAMIENTO Y PRUEBAS DEL TURBOJET.

Donde P2 y P3 son presiones absolutas y están dados en Pascales (Pa)

Después de ensamblar todos los sistemas y tener completamente armado el turbojet el grupo de trabajo procedió a encenderlo. Se encendió el sistema de lubricación, y se prendió la turbina, para esto se precalentó el aceite a una temperatura de 40ºC. Después de 15 minutos se apagó el ventilador y se dejo que los gases de combustión ralizaran el trabajo visto en la figura 12.

Donde R2 indica el grado de relación que existe entre las dos variables. El mayor grado de relación es R2 = 1. Esto nos quiere decir que la relación existente entre estas dos variables (P2 y P3) es buena.

Agradecimientos A las empresa DIESEL Y TURBOS, CRYOGAS, a las instituciones universidad Francisco de Paula Santander, SENA y a todas las personas que contribuyeron al desarrollo de este proyecto.

Conclusiones

Fig. 7. Turbojet en el momento del encendido

Posteriormente se siguió trabajando para ajustar el turbojet y se llegó a la conclusión de que había que precalentar el aceite entre 65ºC y 70ºC. Además el ventilador se debería apagar en un tiempo de 5 min aproximadamente teniendo en cuenta que el turbojet debe estar girando a una velocidad de 25.000 R.P.M aproximadamente y tener un sonido característico.

Discución y Resultados Aquí solo se mostrara a la ecuación de R.P.M Vs. Qa ya y lo mas importante se creo la guía de laboratorio siendo uno de los pocos laboratorios de turbojets en el país La ecuación que se ajusta a esta curva es:

- Un turbocargador se puede convertir en turbina, diseñando elementos y adaptando los sistemas necesarios para su funcionamiento como lo son: la cámara de combustión, el sistema de lubricación, encendido, y suministro de combustible. Logrando así la construcción de un banco de pruebas para turbojet para la materia de Turbomáquinas Térmicas del pensum de Ingeniería Mecánica, con el fin de llevar lo teórico a la practica. - Para obtener velocidades superiores a 30.000 r.p.m. se debe aumentar la presión de salida de combustible a más de 10 Psi lo que conlleva a que la turbina presente explosiones, debido a que el GLP a estas presiones se condensa y sale en forma de gotas. - Con el fin de disminuir la viscosidad y en consecuencia el torque de arranque, la temperatura mínima del aceite a la entrada de la turbina debe oscilar entre los 65° y 70°C. para un mejor arranque y funcionamiento. - El GLP como combustible para el turbojet es aceptable como fuente energética para las turbinas, pues las emisiones que desprenden están dentro de los rangos aceptados en la legislación ambiental. - La presión a la salida de la turbina es igual a la presión atmosférica, lo cual nos dice que el

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empuje del turbojet está dado solo por el cambio de momentum. Esto debido a que existe una baja relación de presiones en el compresor. - El trabajo producido por la turbina es apenas suficiente para operar el compresor. Lo que quiere decir que es un generador de gas.

Referencias [1] AVALLONE, Eugene A. Manual del Ingeniero Mecánico. Mc Graw Hill. 9ª Edición, Naucalpan de Juárez, Estado de México. 1995, p. 7.20 – 7.28, 9.132 – 9.138, 16.10 – 16.28 [2] ELONKA. Stephen. Operación de plantas industriales: preguntas y respuestas. Mc Graw Hill. 2º edición. Delegación Iztapalapa, México. 1989, p. 233 - 252 [3] WEBB. Maurice. Manual para técnicos en mecánica industrial. Mc Graw Hill. 2º edición. Delegación Iztapalapa, México. 1989, p. 1.1 – 9.19. [4] GREENE. Richard. Compresores selección, uso y mantenimiento. Mc Graw Hill. 1ª edición. Naucalpan de Juárez, Edo. de México. 1995, p. 243 - 248. [5] MACINES. Hugh. Manual de turbocargadores. Prentice-hall Hispanoamericana. 1ª edición, Naucalpan de Juárez, Edo. de México. 1994, p.1 - 171. [6] MIRALLES, Juan. Turbo sobrealimentación de motores rápidos. Ediciones CEAC. 2ª Edición, Barcelona. 1984, p. 5 - 253. [7] NORTESANTANDEREANA DE GASES. Manual de inducción.. 1ª Edición, Cúcuta, Norte de Santander: NORGAS S.A. 1995, p. 1-59. [8] COASTAL VIDEO COMMUNICATIONS CORPORATION. La seguridad en caso de fuego. Coastal video communications corporation. 1º edición, Estados Unidos. 1995, p 1 – 15.

REDES Y TECNOLOGÍAS DE BANDA ANCHA MODELOS DE RED

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Mensaje

PATH

RESERVATION

ERROR

TEAR (deshacer)

Descripción Es generado p or e l router e xtremo y enviado a través de la red a lo largo del trayecto d e un f uturo túnel (LSP-Label Switched P ath). E n cada s alto, el mensaje PATH e valúa la d isponibilidad de r ecursos requeridos y almacena dicha información. Es generado p or e l router d estino y e s utilizado p ara confirmar la r eserva d e recursos que f ueron solicitados y enviados anteriormente mediante e l mensaje PATH. En e l evento d e no d isponibilidad d e recursos requeridos, el router genera un mensaje ERROR y es enviado al router del cual e l requerimiento d e recursos fue solicitado. RSVP c rea dos tipos de m ensajes TEAR, llamados P ATH TEAR y RESERVATION TEAR. Estos mensajes deshacen l os e stados d e PATH o RESERVATION de m anera instantánea. Esto p ermite e l rehúso d e recursos d e un r outer para o tros requerimientos.

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LER

LER LSR LSP

LER

LSR

LER

LER LSR LER

Dominio MPLS

8 TTL

Datos usuario

3 S

Cabecera IP

bits

Etiqueta

Cabecera MPLS

Cabecera Nivel 2 B Paquete IP A

Paquete IP con etiqueta

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NOCIONES Y DESAFÍOS QUE INVOLUCRA EL DESARROLLO WEB. Badwin Arévalo Ingeniero de Sistemas Docente catedrático Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña

Resumen

Introducción

El desarrollo Web es una labor que en ocasiones es asumida por personas con experiencia en el desarrollo de otro tipo de aplicaciones o por entusiastas que desean adentrarse en este campo, unos u otros sin diferencia inexpertos en el ámbito Web, desconocen o ignoran algunos conceptos que pueden traducirse en inconvenientes en el proceso de desarrollo.

Sin duda la Web se ha convertido en una herramienta importante en nuestras vidas. La evolución desde las primeras páginas hasta las aplicaciones que usamos hoy en día ha sido vertiginosa, desde hace algunos años, poco a poco la Web 2.0 ha ido abriéndose camino en este mundo de la internet.

La escogencia de los lenguajes de programación adecuados, identificar qué tipo de aplicación se desea desarrollar, el uso de técnicas y tecnologías consecuentes con la aplicación y tener presentes los diversos navegadores web existentes son algunos de los ítems a tener en cuenta en el proceso de desarrollo de una aplicación web, que puede convertirse en una tarea agotadora y hasta frustrante en algunas oportunidades si asumimos el reto de programar una aplicación web de manera aventurada.

Palabras Clave Estándares Web, Navegador Web, Programación, Web 2.0

El lenguaje predominante en la elaboración de páginas Web es el HTML, sigla de HyperText Markup Language (Lenguaje de Marcado de Hipertexto), el cual se ha convertido en un estándar y desde 1996 el organismo de estandarización llamado W3C World Wide Web Consortium (Consorcio de la World Wide Web) es el encargado de la publicación de las recomendaciones para elaborar documentos HTML. La Web como la conocemos en la actualidad, ha sufrido una transformación eminente, pasó de ser un simple documento de texto estático acompañado de imágenes, con poca interacción por parte del usuario y de escasa actualización, a convertirse en lo que comúnmente se conoce como la Web 2.0, etapa de la Internet en la que los usuarios son partícipes activos en la generación de contenidos debido a que éstos

se crean dinámicamente, las actualizaciones se realizan en tiempo real y por lo general el uso de imágenes, audio, video, animaciones y todo tipo de interacciones es el factor común. Es tanto el potencial de esta “Web renovada”, que la tendencia es que las aplicaciones orientadas a la Web sustituyan las aplicaciones de escritorio, como lo es el caso de Fixpicture, que permite la edición de imágenes vía Web o el mismo Google Docs que permite crear documentos de texto, hojas de cálculo o presentaciones a través de la Web.

Desarrollo

Los lenguajes del lado del cliente tienen limitaciones, por ejemplo la dependencia a la capacidad de interpretación del navegador o la restricción para acceder a los recursos del sistema por motivos de seguridad, por lo que este tipo de lenguajes por sí solos no son suficientes para la creación de sitios Web completos y complejos. Por otro lado los lenguajes del lado del servidor, permiten acceder a los recursos del servidor remoto donde se halla alojada la página Web, lo que significaría acceso al sistema de archivos, disponibilidad de servicios adicionales como motores de bases de datos, servidores FTP, librerías, servidores de correo, entre otros.

El desarrollo Web implica muchas variables, pero ante todo debemos tener claridad en la diferencia que existe entre los lenguajes que se ejecutan del lado del cliente, los del lado del servidor, de los alcances que se tienen con cada uno de ellos y de la comunicación cliente-servidor. Los lenguajes del lado del cliente son aquellos interpretados por el navegador Web, el cual se encarga de analizar el documento recibido y de mostrarlo como una página Web. Entre los lenguajes más comunes del lado del cliente están, HTML, XHTML, Javascript, CSS entre otros. Los lenguajes del lado del servidor, son aquellos que como su nombre lo indica, son interpretados por un servidor Web que se encarga de ejecutar las acciones indicadas por el programador y a su vez de generar y enviar un resultado ‘traducido’ a la aplicación cliente para que ésta sea capaz de mostrar los resultados obtenidos. Entre los lenguajes del lado del servidor más populares se encuentran: PHP, JSP, ASP, .NET, etc. El uso de uno u otro depende de las acciones que se deseen ejecutar, por ejemplo, con los lenguajes del lado del cliente es posible crear diseños atractivos y funcionales, aplicar efectos, monitorear eventos, brindar interacciones, incorporar audio y video, validar formularios, etc.

En la figura 1, se muestra de manera muy simple los procesos que se llevan a cabo cuando por ejemplo se hace clic en un enlace o se envía información a través de un formulario. Estos procesos consisten en una petición por parte del cliente, la cual lleva embebidos datos para que el servidor los analice y genere una respuesta, una vez recibida y aceptada la petición por parte del servidor éste determina qué acciones realizar, por ejemplo hacer uso del intérprete del lenguaje que se utilice en la aplicación, acceder a los servicios de un motor de bases de datos, servidor de correo o cualquier otro servicio, todo esto dependiendo de las instrucciones recibidas; una vez el servidor realice todas las tareas asignadas, genera una respuesta y la envía al cliente para que éste la interprete y la muestre al usuario. Dentro del ámbito Web se pueden encontrar aplicaciones con diversas características que

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indudablemente influyen en la escogencia de las tecnologías, lenguajes y técnicas de programación a la hora de pensar en un desarrollo. Los que comúnmente se desarrollan en sitios personales, de empresas, ocio, educación, foros y demás, son los que incluyen los lenguajes cliente y servidor además de un motor de bases de datos para almacenar información. Existen también los que son denominados RIA Rich Internet Applications (Aplicaciones de Internet Enriquecidas) que son las que buscan integrar características de las aplicaciones de escritorio tales como menús contextuales, barra de tareas, barra de herramientas etc. Para lograr la funcionalidad de estas características añadidas en ocasiones es necesario que el usuario instale un plugin, como es el caso de Flash, Silverlight, Openlaszlo o Unity por mencionar algunos. Algunas aplicaciones son conocidas como Aplicaciones Web Híbridas o Mashups, éstas consisten en la integración y uso de servicios ofrecidos por terceros mediante un API Application Programming Interface (Interfaz de Programación de Aplicaciones) público que permite invocar los servicios de una aplicación en otra. Algunos ejemplos de servicios con APIs disponibles en la actualidad son: Google Maps, Flickr y Youtube. Por último se sacan a colación los Web Services (Servicios Web) que son aplicaciones que trabajan de manera colaborativa y comparten datos a pesar de estar escritas en lenguajes distintos, esto lo logran por medio de protocolos y estándares definidos. Ahora, estando en contexto y con el conocimiento de algunos de los diversos tipos de aplicaciones que pueden existir, la atención se centra en aquellos puntos que se deben considerar cada vez que se asume la tarea de desarrollar de una aplicación Web (López, 2007). Ante todo se debe tener claro qué tipo de aplicación es a la que se quiere llegar, cuál es la población a la que va dirigida, y cuánto conocimiento previo deben tener los potenciales usuarios. Lo anterior es debido que al tener en

cuenta estas consideraciones básicas se puede entrar a discutir y definir por ejemplo qué lenguajes escoger según el tipo de aplicación o si el usuario debe tener algunos conocimientos intermedios para realizar tareas tales como instalar un plugin en caso que la aplicación lo requiera. No dejar a un lado estos y otros cuestionamientos pueden influir en el éxito o fracaso de una aplicación, como en el caso de los conocimientos previos que el usuario deba tener, porque si se desarrolla una aplicación pública que estará disponible para infinidad de usuarios y ésta requiere de algunos conocimientos intermedios, lo más probable es que la mayoría de los usuarios inexpertos opten por abandonar la aplicación porque ésta no está a su alcance, por lo que tener en claro la población objetivo se convierte en factor clave, ya que se supone que la finalidad es llegar a la mayor cantidad de usuarios posibles. En la actualidad el desarrollo de una aplicación Web por lo general va ligado a un motor de bases de datos, en el mercado existen muchos de ellos, cada uno con características específicas, las cuales el desarrollador decide cuáles de ellas son las más pertinentes para la aplicación. Algunos de los motores existentes son: MySQL, PostgreSQL, Oracle, SQL Server o Firebird. Aunque uno de los más populares en aplicaciones Web es MySQL. Sin duda la gran mayoría de las aplicaciones Web van de la mano de los navegadores, ellos juegan un papel supremamente importante y lógicamente cuando se desarrolla hay que tenerlos muy en cuenta. En el mercado existen gran variedad de navegadores Web, cada uno con características y funcionalidades que los diferencian, de los cuales los usuarios hacen uso de uno o más de ellos según sus preferencias. Entre los navegadores más populares se encuentran: Internet Explorer, Mozilla Firefox, Opera, Google Chrome, Safari, Konqueror, entre otros. La cuota de mercado, es decir la preferencia de uso de un navegador u otro según la compañía Net Applications, para Marzo de 2010 es la siguiente:

limitantes al momento de utilizar selectores, lo que en muchas ocasiones obliga a la utilización de hacks (recortes, parches) para que el comportamiento del CSS sea el esperado, provocando que el código resulte mucho más extenso (Zandstra,2008).

Microsoft Internet Explorer 60.65% Mozilla Firefox 24.52% Google Chrome 6.13% Safari 4.65% Opera 2.37% Como se puede observar el 98.32% de la preferencia de uso de los navegadores está conformada por 5 de ellos, aunque el total de navegadores es relativo porque infortunadamente las distintas versiones de Internet Explorer interpretan de manera distinta las páginas Web, es decir para este navegador es necesario tener en cuenta sus versiones 6, 7, 8 y próximamente será lanzada la versión 9. Uno de los errores que comúnmente se encuentran en el desarrollo de aplicaciones Web, sobre todo en principiantes en este medio, es no tener en cuenta las diferencias que existen entre los distintos navegadores, generalmente desarrollan para que la aplicación funcione a la perfección con Internet Explorer y peor aún sólo para una versión en especial; esto en años anteriores no era considerada una mala práctica, puesto que existían menos versiones de Internet Explorer y además éste contaba con algo más del 90% de la cuota del mercado, pero hoy en día esto significa marginar a aproximadamente el 40% de los potenciales usuarios. Lograr que una aplicación Web sea Crossbrowser, es decir que ésta sea compatible con los distintos navegadores debe ser uno de los principales objetivos en el desarrollo, garantizando de esta manera cobijar la mayor cantidad de usuarios posibles. Al hablar de Crossbrowser principalmente se involucran dos lenguajes: CSS y Javascript. Aunque la mayoría de navegadores modernos soportan los estándares CSS emitidos por la W3C, el caso específico de Internet Explorer (en especial de la versión 7 hacia atrás) se ha convertido en un verdadero dolor de cabeza para los desarrolladores, debido a que estas versiones del navegador no interpretan de manera adecuada ciertas propiedades CSS, no soportan algunas pseudoclases en todos los elementos y son muy

En el caso de Javascript el principal inconveniente es que algunas de las funciones nativas del lenguaje no están disponibles en todos navegadores o toman nombres distintos para realizar una acción determinada, este condicionamiento es particularmente tedioso a la hora de buscar que nuestra aplicación sea Crossbrowser, debido a que hace falta encontrar la manera para que la aplicación se comporte de forma similar en todos los navegadores. Esto se logra encontrando funciones equivalentes entre los distintos navegadores o creando unas propias que realicen la tarea esperada sin importar el navegador. En la actualidad el tema de compatibilidad de Javascript se puede solucionar utilizando Frameworks o librerías, los cuales poseen funciones que son totalmente compatibles entre navegadores, lo que de alguna manera facilita y agiliza el trabajo, aunque hay que tener en cuenta el tiempo que toma conocer y aprender a utilizar estas funciones creadas por terceros. Los grandes inconvenientes de apariencia y comportamiento que generan navegadores obsoletoscomoelInternetExplorer6,haincentivado campañas en La Internet como el NOIE6 Day (Día del no al Internet Exporer 6) o la creación de sitios que promueven la no utilización de este navegador como es el caso de www.ie6nomore.com, donde se incentiva a insertar un código en la aplicación que muestra un anuncio al usuario para que cambie o actualice su navegador; una campaña similar la lidera el portal de videos Youtube donde se anuncia al usuario que el navegador no es compatible y que debe ser cambiado o actualizado. La adopción de ciertas prácticas puede mejorar el proceso de desarrollo de una aplicación Web, una de las que se debe considerar es la de separar los contenidos (HTML, XHTML), el diseño (CSS) y la lógica (programación, Javascript u otro lenguaje),

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es decir no mezclarlas porque de esta manera lo que se logra es “ensuciar” el código al tener todo esto en un único archivo o lugar. Para lograr esta separación es aconsejable crear un documento independiente para cada una de las partes (contenido, diseño y lógica), donde por medio de inclusiones o llamados desde un documento por lo general HTML, se puede tener disposición de los otros (CSS y Javascript).

También es aconsejable intentar en lo posible respetar los estándares, con esto se incrementan las posibilidades de que la aplicación sea Crossbrowser, aunque en algunas situaciones se tenga que recurrir a prácticas no recomendadas. Cada vez que se haga un avance importante en el desarrollo de la aplicación, ésta debe ser testeada con los diversos navegadores, así conforme se vaya creando se asegura el correcto funcionamiento de la misma, y se pueda detectar de manera temprana los posibles errores o incompatibilidades existentes.

Conclusiones El desarrollo Web va más allá de conocer el lenguaje HTML, requiere el conocimiento de diversos lenguajes, técnicas y tecnologías que en conjunto posibilitan el desarrollo de aplicaciones complejas y de alto rendimiento. Sin duda la planeación y el conocimiento de los posibles inconvenientes a la hora de desarrollar aplicaciones para la Web, hace que el proceso evolucione sin mayores contratiempos, posibilitando de esta manera culminar el proyecto en los tiempos establecidos para su desarrollo.

Esta práctica evita la duplicación de código ya que permite ser incluido en cualquier documento donde sea necesario sin tener que reescribir ninguna línea, además brinda otra ventaja importante y es el fácil mantenimiento, porque al estar separadas cada una de las partes, se pueden hacer modificaciones al código pertinente sin realizar búsquedas engorrosas en archivos de gran tamaño (Langridge,2005), además los cambios se ven reflejados en todos y cada uno de los documentos donde es incluido el archivo modificado.

Los grandes avances de la web desde su creación han hecho que el desarrollo de aplicaciones se convierta en un campo variado y extenso, donde se posibilita explorar, experimentar y crear casi cualquier tipo de aplicación imaginable.

Bibliografía López, J. (2007). Domine JavaScript 2ed. México: Alfaomega. 640p. Zandstra, M. (2008). PHP Objects, Patterns, and Practice, Second Edition. New York: Apress. 487p. Langridge, S. (2005). DHTML Utopia Modern Web Design Using JavaScript & DOM. Australia: SitePoint Pty. Ltd. 318p.

RECURSO EÓLICO EN COLOMBIA

Carlos Javier Noriega. Gerson Everaldo Díaz Bustos. 1. Ingeniero mecánico universidad Francisco de Paula Santander. Docente Universidad Francisco de Paula Santander Cucutá. 2. Ingeniero mecánico universidad Industrial de Santander. Director del Plan de estudios de Ingeniería Mecánica. Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña.

Resumen

Abstract

El creciente interés por la energía y la fuerte dependencia en fuentes no renovables las cuales son cada vez más costosas han favorecido el desarrollo y la masificación en el uso de de energías alternativas para la producción de energía. Tal es el caso de la energía eólica, la cual utiliza el viento como materia prima para la producción de energía.

The growing interest in energy and the heavy reliance on non-renewable sources which are increasingly expensive and have encouraged the development of overcrowding in the use of alternative energy for power production. Such is the case of wind power, which uses the wind as feedstock for energy production.

Este artículo busca incentivar estudios particulares y grupales en la facultad de ingeniería mecánica de energía eólica en nuestra región y socializar los resultados establecidos en el Atlas de viento y energía eólica de Colombia el cual indica a Norte de Santander y la región del Catatumbo como posibles sitios de interés con respecto a esta fuente de energía.

This article seeks to encourage individual and group studies in the faculty of mechanical engineering of wind power in our region and socialize the outcomes in the Atlas of wind and wind energy which instructs Colombia Norte de Santander and Catatumbo as potential sites interest with respect to this energy source.

Palabras claves: Aerogenerador, densidad, energía, potencia, viento

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Introducción La fuerza del viento se ha aprovechado durante muchos siglos. Su primera y más sencilla aplicación, desde hace más de 500 años, hecha por los egipcios, fue el uso de las velas en la navegación. Además de este uso, se pueden distinguir tres diferentes tipos de aplicaciones: mecánicas, por ejemplo bombeo de agua y molino de granos, generación eléctrica en sistemas aislados, para usos productivos y viviendas rurales en áreas remotas y generación eléctrica a gran escala conectada al sistema nacional interconectado. El aprovechamiento del viento para la generación eléctrica a gran escala es la tecnología de energía renovable que más ha crecido en las últimas décadas, con porcentajes de uso del 40% por año desde 1993. Actualmente la capacidad instalada a nivel mundial supera los 45000 MW. Hoy la tecnología de los aerogeneradores de mediana y pequeña potencia (500 kW) está madura, por lo que se pueden adquirir en el mercado mundial más de veinte fabricantes de esas máquinas. La tecnología eólica se encuentra en posición de hacer una importante contribución al suministro mundial de energía para los próximos años. Recientemente se han venido levantado mapas eólicos en muchos países que identifican posibles lugares con potencial de generación y que permitirán a los desarrolladores de proyectos incursionar en el negocio de la venta de energía eléctrica en el mercado de ocasión (mercado“spot”). Tal es el caso de nuestro país quien a mediados del año 2006 publico el“Atlas de viento y energía eólica de Colombia” el cual muestra una distribución espacial del viento en superficie y el potencial eólico en diferentes regiones de la geografía Colombiana. Por tal motivo el presente documento pretende explicar variables importantes con respecto al viento, los factores que lo originan además de revelar el posible potencial eólico con el que se cuenta a nivel nacional y regional, y motivar a los interesados ha participar en tareas que realice la

escuela de ingeniería mecánica ligadas a estudios de esta fuente de energía limpia y renovable. ORÍGENES Y VELOCIDAD DEL VIENTO EN SUPERFICIE El viento es el resultado de fuerzas que se generan inicialmente debido al calentamiento diferencial producido por el sol sobre el aire en contacto con la superficie del planeta. Después esta energía radiante se transforma en energía cinética debido a cuatro fuerzas: fuerza del gradiente de presión (El cambio de presión medida a través de una distancia se llama “gradiente de presión”. El gradiente de presión tiene como resultado una presión que se dirige desde las altas hacia las bajas presiones), de Coriolis (Una vez que el aire se ha puesto en marcha por la fuerza del gradiente de presión, experimenta un desvío aparente de su trayectoria, según es apreciado por un observador en la tierra, este desvío aparente resulta de la rotación de la tierra. Sobre el ecuador propiamente la fuerza de Coriolis se anula), centrifuga (la fuerza centrifuga se presenta producto de trayectorias curvas en el viento) y fuerzas de rozamiento o de fricción (Cerca de superficie los vientos están afectados por la fricción que sucede entre la superficie terrestre y el aire que está en contacto con ella. El mayor impacto de la fricción ocurre en los niveles bajos y sus efectos disminuyen con la altitud hasta un punto, generalmente entre 1 y 2 Km., donde desaparece). Colombia por encontrarse geográficamente ubicada entre el Trópico de Cáncer y de Capricornio, esta sometida a los vientos alisios que soplan del noreste y sudeste en los hemisferios norte y sur. Las cadenas montañosa como la cordillera oriental (en ella se ubica el departamento Norte de Santander) que se opone al flujo de los alisios del sureste, constituye una barrera que altera el flujo de las corrientes de aire al cruzar las cordilleras, por ello existe una tendencia marcada a que los vientos dominantes tienden a crecer con la altitud, de igual forma los vientos son influenciados por las condiciones locales el rozamiento y los mares.

La velocidad del viento en superficie se refiere a la velocidad que alcanza esta variable meteorológica a 10 m de altura (OMM). Con fines de estudios de energía eólica, vientos con intensidades iguales o superiores a 5 m/s proporcionan una buena alternativa de uso de este tipo de recurso natural para la generación de energía. El estudio de velocidad de viento en superficie se relaciona en la tabla 1 de la siguiente manera:

Meses año

del Lugar(es)

DiciembreAbril

MayoSeptiembre

OctubreNoviembre

Velocidad del viento (metros/segundo) Golfo de Urabá, cuenca del rio Sinú, noroccidente 4 de A ntioquia, M agdalena m edio y s ur d el Catatumbo a la a ltura d e Norte de S antander, límites entre Boyacá y C undinamarca y entre Huila y Meta Bajo Magdalena y la c uenca del Cesar en l os 5 Departamento d e Bolívar y A tlántico, Norte de Santander y centro y sur del Cesar Litoral central del Departamento de Bolívar 11 Bajo Magdalena en los departamentos de Cesar y 6 Bolívar, región d el Catatumbo en N orte d e Santander l ímites e ntre H uila, Meta y Cundinamarca. N o obstante, entre junio y agosto estos vientos se e xtienden sobre g ran parte del Tolima, Risaralda, Quindío y suroriente de Caldas y en general en el alto Magdalena. Similar a lo que p asa en a bril, e n octubre y noviembre los vientos en e l centro del país s e debilitan. Sin embargo, se mantienen intensidades que alcanzan los 6 m/s en la Guajira y cercanos a los 4 m/s e n el litoral central de B olívar y Atlántico, límites e nte Boyacá y C undinamarca, piedemonte llanero de Meta y Casanare.

Tabla 1. Velocidad de viento en superficie

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Es posible que se registren vientos intensos de corta duración en otras épocas del año asociados con el paso rápido de sistemas atmosféricos. Los datos fueron proporcionados por una red de 111 estaciones (muy escasas por cierto) a nivel nacional e interpoladas a una resolución de 10*10 km. En resumen se han destacado 12 lugares del país (Tabla 2) donde la persistencia del viento a lo largo del ciclo diario y/o para ciertas épocas del año puede llegar a ser aprovechable para la generación de la energía eólica así:

Lugar V

elocidad d el Lugar V viento (m/s)

Galerazamba (Bolívar)

5.9

Gachaneca (Boyacá)

5.5

Aeropuerto Sesquicentenario (San Andrés)

5.1

La Legiosa (Huila)

4.1

Aeropuerto el Embrujo (Isla de Providencia)

4.0

Aeropuerto almirante 4.0 Padilla (Guajira) Villa del (Boyacá)

Carmen 3.9

Obonuco (Nariño)

3.5

Aeropuerto Camilo Daza (Norte de Santander) Urrao (Antioquia)

elocidad d el viento (metros/segundo) 3.3 3.0

Aeropuerto C amilo 2.9 Cortissoz (Atlántico) Aeropuerto S imón B olívar 2.9 (Magdalena) Aeropuerto P (Santander)

alonegro 2.8

Anchique (Tolima) Abrego ( Santander)

Norte

Aeropuerto e l (Cundinamarca)

2.7 de 2.5 Dorado 2.2

Tabla 2. Zonas con mayor aprovechamiento de potencial eólico

DENSIDAD DE LA ENERGÍA EÓLICA A 20 Y 50 METROS DE ALTURA La energía en el viento es cinética , sin embargo también es posible definir la cantidad de energía cinética por unidad de área . De esta manera la potencia del viento varía con el cubo de su velocidad, debido a esto lugares que

presente regímenes de vientos altos representan un atractivo para la generación de energía eólica, entonces valores promedios mensuales por encima de 63 w/m² podrían ser importantes para pequeños proyectos que requieran el recurso del viento cerca de la superficie. En las tablas 3 y 4 se hace una relación de densidad de energía eólica en diferentes lugares del territorio colombiano a 20 y 50 m de altura.

Meses del año DiciembreAbril

MayoSeptiembre OctubreNoviembre

Lugar(es)

Densidad d e energía (Watts/metro2) Bajo M agdalena y c uenca del Cesar entre los 343-512 departamentos de B olívar, A tlántico y Norte de Santander, centro y sur del Cesar, sectores del Golfo de Urabá, medio Magdalena y sur del Catatumbo y en los llanos orientales sobre el Casanare. Bajo M agdalena e n los departamentos de C esar y Bolívar, región d el C atatumbo en N orte d e 343-512 Santander, limites entre Boyacá y Cundinamarca. Los v alores d e energía eólica en e l centro d el p aís decrecen, sin embargo se m antienen l os v alores e ntre 313 y 512 W/m2 en la Guajira y entre 216-343 W/m2 en el litoral central de Bolívar y Atlántico

Tabla 3. Densidad de energía eólica a 20 metros

Meses del año DiciembreAbril

MayoSeptiembre

OctubreNoviembre

Lugar(es)

Densidad d e energía (Watts/metro2) Cuenca del rio Sinú a l noroccidente de A ntioquia, 343-542 límites entre Tolima y R isaralda, Catatumbo a la altura de Norte de Santander, en los límites de Huila y Meta. Golfo de U rabá, Bajo M agdalena y l a cuenca d el 729-1000 Cesar en l os d epartamentos d e Bolívar, Atlántico, Norte de Santander y centro del Cesar. Sector limítrofe de Tolima, Risaralda, Q uindío, 1000-1331 suroriente del eje cafetero. Bajo Magdalena en l os d epartamentos d e Cesar y 343-512 Bolívar, región d el C atatumbo en N orte d e Santander, límites entre Boyacá y Cundinamarca Los valores de e nergía e ólica en e l centro d el p aís decrecen, sin embargo se m antienen l os v alores e ntre 1000 y 1031W/m2 e n la G uajira y e ntre 1 25 y 216 W/m2 en e l litoral c entral d e Bolívar y Atlántico, limites entre Boyacá y C undinamarca, p iedemonte llanero de Meta y Casanare

Tabla 4. Densidad de energía a 50 m de altura

Revista

/ Año 2 / Nº 1 / 2.009 / ISSN 2011-642X

PARQUE EÓLICO JEPÍRACHI

Figura 2. Ubicación geográfica del parque Jepirachi

CARACTERÍSTICAS

Jepírachi, significa “vientos que vienen del nordeste en dirección del Cabo de la Vela” en Wayuunaiki, la lengua nativa Wayuu, es el primer parque para la generación de energía eólica construido en el país. Es un proyecto de desarrollo de la energía eólica en Colombia, con el cual se pretende adquirir conocimientos sobre esta energía, verificar su desempeño y realizar la adaptación tecnológica a las características particulares de medio Colombiano. Jepírachi es un parque experimental, un laboratorio para conocer y aprender sobre una energía limpia y renovable como la eólica, que puede ser alternativa de abastecimiento energético para el país en el futuro. UBICACIÓN El parque eólico Jepírachi está ubicado en jurisdicción del Municipio de Uribia, en la Alta Guajira,.La construcción del parque se realizó en 14 meses y durante ella se adecuaron 11 Km. de vías, patios de trabajo, plazoletas para los aerogeneradores, se construyó una caseta para reuniones con las comunidades y se adecuaron instalaciones temporales, Jepírachi fue inaugurado oficialmente el 21 de diciembre de 2003 e inició operación plena en abril de 2004.

Jepírachi está conformado por 15 aerogeneradores Nordex N60/250 – 1.3 MW cada uno, para un total de 19,5 MW de capacidad instalada. Los aerogeneradores están compuestos por un rotor de 60 m de diámetro y un generador instalado sobre una torre de 60 m de altura; su distribución es de dos filas de 8 y 7 aerogeneradores respectivamente, separadas aproximadamente 1000 m. La distancia promedio entre aerogeneradores es de 180 m, pero por circunstancias propias de cada sitio en particular, se requirió variar la separación entre aerogeneradores y la dirección de la línea, conservando una orientación de -10° Norte (Azimut 170°). La zona que ocupan las turbinas comprende un área rectangular de aproximadamente un Km de ancho (en dirección paralela a la costa) por 1,2 Km de largo, al norte de la ranchería Kasiwolín y al occidente de la ranchería Arütkajüi. Los aerogeneradores están intercone ctados entre sí por una red subterránea a una tensión de 13,8 kV, la cual conduce la energía hacia la subestación eléctrica localizada en el centro del perímetro sur del área ocupada por el parque. Dicha subestación dispone de un transformador que eleva el voltaje a una tensión de 110 kV, y es el punto de partida de la línea de 800 m de longitud, con la que se conecta el parque a la torre 20 de la línea Cuestecitas - Puerto Bolívar, de propiedad de Carbones del Cerrejón, que suministra la energía para el puerto. El parque eólico Jepírachi puede ser monitoreado y operado vía satélite, en tiempo real, desde el Centro

de Control Generación Energía (CCG) de EPM en Medellín. También puede ser monitoreado desde la sede del fabricante en Alemania, como parte de la transferencia tecnológica. AEROGENERADORES Las turbinas eólicas que se comercializan actualmente han experimentado un notable avance tecnológico en los últimos años, posibilitando el desarrollo de aerogeneradores cada vez más grandes y facilitando el suministro de electricidad a gran escala.Hoy se dispone de una amplia gama de aerogeneradores, Los de mayor uso son los de eje horizontal, que consisten en generadores eléctricos montados sobre una torre a gran altura y conectados a rotores o hélices movidas por el viento y que transmiten al generador su movimiento rotacional para la producción de electricidad. En términos físicos, estas turbinas aprovechan la energía cinética del flujo de viento que atraviesa el área del rotor, convirtiendo la fuerza del viento en un par o torque que actúa sobre las palas. El tipo de aerogenerador más común del mercado se basa en el diseño típico danés, compuesto por un rotor de tres palas con su eje conectado a un engranaje de transmisión que multiplica la velocidad de rotación del rotor, para adaptarla a la mucho más alta velocidad requerida por un generador tradicional al cual se encuentra acoplado.

TIPO

GENERADOR

Eje horizontal de tres aspas, cara frontal al viento Regulación d e potencia: Stall Potencia nominal: 1.300-250 kW

Potencia n ominal d el g enerador: 1.300 kW/250 k W Voltaje nominal: 690 V

Frecuencia nominal:60Hz

Frecuencia: 60 Hz.

Velocidad del viento para arranque: 3-4 m/seg

Velocidad: 1.815 /1.212 r.p.m.

Protección por mínima v elocidad d el v iento: 2 ,5 m/seg Protección por máxima v elocidad d el v iento: 2 5 m/seg.

Polos:4/6 Peso aproximado: 5.5 toneladas

Velocidad del viento p ara potencia n ominal: 15 m/seg. Vida útil calculada: 20 años. Rango de temperatura ambiente de trabajo: -20°C a +40°C

Tabla 2. Características del aerogenerador

Conclusiones La energía eólica varia constantemente con el tiempo por la intermitencia del viento, en consecuencia por si sola no esta en condiciones de atender una demanda continua en forma confiable, por ello se debe complementar con otras fuentes de energía por ejemplo solar. Relacionado a la densidad de energía a 20 y 50 metros de altura los análisis corresponden a resultados obtenidos a una escala del orden de los 100 km2. No obstante, áreas de menor dimensión podrían eventualmente presentar condiciones favorables para el aprovechamiento del recurso eólico (como en Abrego). En estos casos se requiere realizar estudios de carácter local con mediciones representativas del sitio. A escala macro la región más atractiva desde el punto de vista eólica en el país es la región atlántica donde los vientos aumentan en dirección a la península de la Guajira.

Figura3. Componentes y características del aerogenerador Nordex N60/1300 Kw. 1. Alabes del rotor 2. Manzana 3. Estructura de soporte 4. Cojinete de rotor 5. Eje de rotor 6. Caja de engranaje 7. Disco de freno 8. Acople del generador 9. Generador 1.300 kW 10. Radiador de enfriamiento11. Sistema de medición de viento 12. Sistema de control 13. Sistema hidráulico 14. Comando de rotación del aerogenerador 15. Cojinete de rotación16. Cubierta del aerogenerador 17. Torre

Se observa en los promedios de velocidad y densidad de energía que existe un posible potencial a baja escala en el Departamento de Norte de Santander, pero se debe mejorar ese pronóstico haciendo estudios localizados en diferentes puntos del Departamento particularmente en la región de Ocaña y determinar cual es su variación mensual y anualmente.

Revista

/ Año 2 / Nº 1 / 2.009 / ISSN 2011-642X

Implementar la instalación de anemómetros que permitan monitorear las velocidades del viento en diferentes localidades de Ocaña en las que se aprecian regímenes de velocidad significativos por ejemplo la zona aledaña al aeropuerto de Aguas Claras, ya que no se cuentan con esas mediciones y por lo tanto no se conoce el potencial eólico aprovechable ya sea para aerobombeo o producción de energía en la zona. El aire por ser un fluido de pequeño peso específico, exige fabricar máquinas grandes y en consecuencia caras que provocan un impacto visual inevitable.

Referencias Manuales sobre energía renovable. 1 ed. San José, Costa Rica 2002. Atlas de viento y energía eólica de Colombia, Ministerio de Minas y Energía. 2006. 11, 14, 75 p. Streeter Víctor. Mecánica de fluidos. Novena edición. Editorial Mc Graw Gill Pag. 140, 141 p. Mesa, S. O., Poveda, J. G. & Carvajal S. L. F. Introducción al clima de Colombia. Universidad Nacional de Colombia, Medellín, Fac. de minas. 1997. 390 p.