Revista Vive la Ciencia No. 1 by Editorial Universidad Técnica del Norte UTN

PRESENTACIÓN La Facultad de Ingeniería en Ciencias Aplicadas (FICA) tiene el agrado de presentar la primera edición de la revista " VIVE LA CIENCIA ", revista científico – tecnológica destinada a difundir los progresos en investigación tanto a nivel nacional como internacional. Es una revista de publicación semestral que está conformada por notas técnicas y artículos científicos en los campos concernientes a la FICA, sus ediciones estarán concebidas como instrumento de formación profesional y estarán disponibles en formato impreso para investigadores, docentes y estudiantes. " VIVE LA CIENCIA " surge del interés por comunicar e integrar con miras a ir creciendo en cooperación para el desarrollo de la ciencia y la tecnología a nuestro servicio. Finalmente una gratitud profunda para el Rector de nuestra Institución, para el Comité Editorial e Investigadores, por haber hecho posible la realización de esta revista que constituye una proyección científica, académica, cultural y social de la Universidad Técnica del Norte. El Editor

SUMARIO Título

Pág.

Caracterización del rendimiento de la nube pública para optimizar despliegues geoditribuidos

Luces y sombras de la TIC en la Infancia

Experiencia de cambio de modelo de gestión de un servicio público en Cotacachi

Calentamiento Por Onda Radiante a Frecuencia Microonda

Riesgos Mecánicos Presentes en la Industria Textil Ecuatoriana

Aplicación de la metodología DMAIC bajo principios Seis Sigma en las empresas de confección de calentadores deportivos.

Aprendizaje de Modelamiento Físico del Sistema Masa-Resorte Mediante Software Libre Easy Java Simulations

Virtualización para Optimización de Servidores de la Universidad Técnica del Norte.

Determinación de los Estilos de Aprendizaje de Estudiantes de 1Er Curso de Ing. Industrial y Electrónica de la Universidad Técnica del Norte. Ibarra. Ecuador

Inclusión de Las Tic en el Cantón Ibarra, Estudio De Caso

Análisis de rendimiento de Servicios Web con la implementación del Balanceador de Carga HAProxy.

NOTA TÉCNICA CARACTERIZACIÓN DEL RENDIMIENTO DE LA NUBE PÚBLICA PARA OPTIMIZAR DESPLIEGUES GEODITRIBUIDOS José Luis García Dorado

La computación en la nube está cambiando la perspectiva de los servicios en Internet, con la promesa de servicios más baratos, flexibles, elásticos y robustos al mismo tiempo que proveen una calidad de servicio percibida mayor a los usuarios. La clave de estas bondades está en que grandes compañías están desplegando infraestructura de computación en la nube de forma pública la cual se puede arrendar mediante un pago basado en arriendo de recursos y paga tras el uso. Esto permite, primero, reducir precios dada una mayor economía de escala. Segundo, permite que los recursos (esto es, por ejemplo, número de procesadores o ancho de banda disponible) se adapten a lo que requiere un usuario concreto. De este modo un usuario que despliega un servicio comercial puede arrendar más recursos en caso de que el servicio ofertado sea un éxito o, por el contrario, liberar los recursos si estos no son necesarios. Finalmente, la nube pública permite que distribuir aplicaciones por decenas de centros de datos, a su vez, distribuidos por todo el mundo (denominados despliegues geodistribuidos). Los beneficios de estos despliegues es acercar cada vez más al usuario final y al proveedor de servicios lo que disminuye la latencia e incrementa la capacidad de transmisión. Del mismo modo, la distribución de contenidos por el mundo ofrece mayor robustez antes fallas, en cuanto el mal funcionamiento de un centro de datos y por tanto aplicaciones allí corriendo, puede ser compensado por otro centro de datos no lejano. En este escenario, nos preguntamos hasta qué punto se conoce la capacidad entre los distintos centros de datos del cloud público distribuidos por el mundo. Y es que los despliegues geodistribuidos exigen replicar la información entre los centros de datos implicados, y que, hasta la más simple operación se ejecute en múltiples localizaciones y de forma casi instantánea. Por un lado, una baja latencia es necearía para mantener la consistencia de las operaciones de cada aplicación, por ejemplo, el orden de los twits en twitter, o el orden en una red social como Facebook en operaciones como borrar a

un usuario de la lista de amigos y escribir algún contenido sobre él, en ambos casos el orden importa. Por otro lado, se requiere grandes capacidades de ancho de banda pues la distribución de contenidos por el mundo exige mover enormes cantidades de datos. Una vez caracterizada la latencia y ancho de banda por centro de datos, nos preguntamos qué correlación temporal existe entre estas medidas y los centros de datos del mundo. Esto es, cuando hay fallas, fallan todos a la vez o, por el contrario, periodos de mal funcionamiento de un centro de datos puede ser sustituido por periodos de buen funcionamiento de otros. Esto implicaría una aun mayor relevancia y motivación de los despliegues geoditribuidos. Para dar respuesta a estas preguntas hemos desplegado un punto de presencia en cada centro de datos de los proveedores públicos de servicios en la nube más populares. Esto es, Amazon EC2, Microsoft Azure, Google Cloud y Rackspace. Cada uno de estos puntos de presencia son máquinas virtuales con capacidad suficiente para lanzar medidas del ancho de banda, rutas, latencias y capacidad de CPU. De este modo hemos implementado una herramienta que de forma periódica se conecta a cada máquina virtual, lanza una medida (por ejemplo, un “ping”) contra el resto de las máquinas virtuales, y descansa hasta la siguiente toma de medidas. Hemos medido el cloud público durante una semana con frecuencia entre una hora y quince minutos dependiendo del tipo de medida. Los resultados iníciales muestran una significativa capacidad de ancho de banda entre los distintos centros de datos de los distintos proveedores de servicios, pero una aun mayor capacidad entre los centros de datos del mismo proveedor. Finalmente, merece la pena destacar que hemos encontrado que centros de datos cercanos entre si muestran latencias muy bajas lo que apoya despliegues redundantes y estamos actualmente evaluando su correlación.

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ARTÍCULOS CIENTÍFICOS

Luces y sombras de la TIC en la Infancia Miguel Naranjo Toro, Andrea Basantes, Julio Armas, Cristina Vaca Universidad Técnica del Norte, El Olivo Av. 17 Julio 5-21 Ibarra, Imbabura jjarmas@utn.edu.ec

Resumen. Este artículo revisa 30 publicaciones que investigan la integración de la tecnología de comunicación e información (TIC) en el hogar; desarrolla criterios de como comprender mejor el rol de la tecnología en el proceso formativo de los “nativos digitales” e “inmigrantes digitales” por parte de profesores, autoridades y padres de familia. Se presenta las estrategias para introducir la tecnología de la información y comunicación de manera eficiente y ordenada de manera que el niño o niña aprenda a desarrollarsus capacidades sin peligro a caer en la dependencia.

física [2], un estudio realizado a millones de niños de distintos lugares del mundo concluye que muchos de ellos no pueden correr tan rápido o tan lejos como lo hicieron sus padres cuando eran jóvenes, fenómeno relacionado directamente con la obesidad. La publicación recomienda realizar más ejercicio, se debe sudar en una actividad física al menos una hora por día[3]. La tecnología también trae oportunidades, hoy en día es muy común ver como niños hacen uso a nivel de ingeniería equipos electrónicos, un ejemplo es QuinEtnyre de 13 años de edad que a pesar de su corta edad, da clases de Arduino (un sistema de microcomputadoras) a estudiantes del Instituto Tecnológico de Massachusetts[4], buen ejemplo para visualizar que las herramientas tecnológicas son cada vez más elaboradas y brindan la posibilidad de desarrollar más rápida nuestras habilidades a una edad más temprana.

Palabras Clave TIC, Educación, Tecnología Infantil. Abstract. This article reviews 30 publications about the integration of information and communication technology (ICT) at home; this work develops criteria and better understand technology in the learning process for “digital natives” and “digital immigrants” by School staff and parents. It presents strategies for introducing information technology and communication efficiently and step by step to learn and develop the skills of the children without risk.

Los dos casos citados anteriormente, llevan a una reflexión por parte de los adultos (inmigrantes tecnológicos) de cómo sacar el máximo provecho de la tecnología y prevenir los riesgos en su uso. La TIC ya conviven con nosotros, están transformando los ámbitos de vida social, cambiando

Keywords

el mundo productivo, la cultura y las ideas de

ICT, Education, Children’s Technology.

nuestra sociedad [5]. Pero, ¿Cómo actuar frente a lo desconocido?, para ello es imprescindible

1. Introducción

actuar de una manera apropiada, una rápida acción

La vida de los niños en la actualidad es muy

y una actitud positiva por parte de los adultos para

diferente a la que fue hace una generación [1], hoy casi todos tienen acceso a un equipo electrónico de entretenimiento; se encuentran fascinados con sus computadores, tabletas, teléfonos, videoconsolas que poco tiempo les queda para realizar actividad

prevenir consecuencias negativas en el uso de la TIC en el entorno familiar y en el educativo [6]. El reto de los docentes es la inclusión de la TIC en la educación, el fin no es el uso o conocimiento 3

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de ellas, la idea es usarlas como una herramienta para desarrollar nuestras competencias de una manera eficiente y entretenida, previniendo sus riesgos y potenciando sus beneficios. La integración de las TIC en el proceso enseñanza – aprendizaje sigue siendo un desafío para los docentes[7], [8]. Los docentes que se enfrentan a este nuevo reto de educar a nativos digitales, tienen serios problemas en adaptar la TIC en su enseñanza, así por citar algunas falencias: falta de información, capacitación, infraestructura tecnológica, inadecuada preparación en la aplicación de las TIC en su materia, entre otras.[9];[10].

muestra de 130 familias que tienen niños de cuatro años de edad y van a escuelas infantiles. A más de los equipos electrónicos tradicionales (tv, pc, impresora, teléfono móvil, entre otros) el 78,5% de familias tiene un equipo perteneciente a las TIC diseñado para niños/niñas. El uso de la TIC es de acuerdo a su complejidad, los equipo electrónicos costosos son protegidos para que no alcancen los niños, los de uso complicado lo utilizar con una persona mayor (padre, hermano mayor, abuelo). Wartella y Caplovitz [11] mencionan que la edad donde toma importancia las TIC en los niños y niñas es a los cuatro años. Si bien no se debe prohibir el uso de la TIC, tampoco hay que ver a la TIC como el instrumento que cuida y educa al niño en el aspecto digital, dependiendo del apoyo e interés y participación de cada uno de los miembros de su entorno familiar. El artículo de Jurka Lepicnik y Pija Samec [6], contiene un resultado interesante que es el acceso a la tecnología. La TIC son de mayor acceso en los niños que niñas, pero de acuerdo a los encuestados, las familias con niñas tienen mayor número de equipos en TIC. Con respecto a las políticas de uso, la restricción por parte de los padres a un equipo en especial es por el miedo a que resulte perjudicial para los niños y peligro en su funcionamiento. Pero al momento de dar acceso al niño un equipo electrónico, la percepción del padre es que contiene valores educativos e incrementa su interés por la tecnología. Es importante conocer por parte de los padres que competencia son las que se debe desarrollar en la formación de un niño y como la tecnología fortalece en la educación con sus diversas herramientas disponibles en el mercado. McPake, [12] establece tres competencias que son: tecnológicas, culturales y de aprendizaje, mientras que Jurka Lepicnik y Pija Samec [6], establecen seis que son: motrices, de aprendizaje, lingüísticas, autoexpresión, sociales y culturales, el número de competencias que desarrollan los niños va de acuerdo al nivel educativo de sus padres que se traduce en una opinión positiva en el uso de la tecnología.

Este trabajo realiza una revisión de artículos que estudian el cómo debe ser la alfabetización adecuada a docentes y padres de familia en su percepción sobre la tecnología, qué cambios hay en la formación del niño en el hogar y en la educación, se discute los problemas que se genera con el uso de las TIC y propone normas familiares con el objetivo de prevenir problemas de salud, sociales psicológicos y culturales derivados de una inadecuada utilización de las TIC, así como también los nuevos modelos educativos para la educación de la nueva generación.

2. Desarrollo TIC en el hogar La TIC ya constituyen parte de la sociedad moderna, la convivencia con equipos tecnológicos es habitual en los hogares, es necesario saber cómo fue su impacto en la vida de las personas, cual fue el cambio en el diario convivir, cómo las nuevas herramientas tecnológicas aceleran la educación, como se genera nuevas competencias en los niños y profesores frente a esta nueva realidad. Existen muchas investigaciones sobre la influencia de éstas en la educación pero muy pocas sobre el uso y precauciones de la TIC en el hogar [6]. Jurka Lepicnik y Pija Samec [6] investigaron en Slovenia sobre el uso de las TIC en el entorno familiar, los tipos de tecnologías tienen en el hogar, el acceso de los niños a dichas tecnologías, la frecuencia de uso, actitud de los niños hacia la TIC y de cómo esta influyen de acuerdo al sexo y finalmente que tipo de preparación tienen los padres frente a la tecnología. El estudio fue por medio del método descriptivo con una

Con respecto al control, existen variadas formas, desde las simples como es un horario hasta software especializado. El artículo: Menores y acceso a Internet en el hogar: las normas familiares [13] , expone sobre los riesgos que corren los 4

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el hogar, la habilidad y conocimiento de los padres con la tecnología del Internet. Los resultados son similares a los anteriores, el control se fundamenta en el tiempo de conexión que en el contenido de las páginas visitadas.

niños de 6 a 16 años con el uso de internet; clasificó los riesgos en cuatro categorías: Riesgos asociados a los contenidos que se puede acceder, a los contactos que facilita la red, al uso comercial del internet y finalmente a los aspectos conductuales como son las adicciones y/o habilidades de socialización. Para contrarrestar estos riesgos, existen trabajos en ésta área[14], donde se proponen cinco tipos de estrategias: Adaptar la legislación a las nuevas circunstancias, una red con elementos estructurales más segura, conciencias a la sociedad de la importancia de la seguridad del internet, alfabetizar en relación a los nuevos medios, fomentar el control y conocimiento de los padres y madres sobre el uso del internet por parte de sus hijos/as.

TIC en la educación Infantil La educación en la infancia es fundamental para el desarrollo del niño, el tener una estrategia adecuada, un currículo actual y viable es fundamental para aumentar la calidad de una educación de infancia en todos los contextos sociales. En el libro Educación Inicial: Experiencias de aprendizaje 1 [18] Dice: “Desconectados de la naturaleza, las experiencias de los niños están predominantemente mediadas por la tecnología y los medios de comunicación. Lo virtual está reemplazando a lo real. La televisión, el internet, el cine y otros medios hacen que los niños piensen en la naturaleza como en lugares exóticos y lejanos que ellos no pueden experimentar; los niños están olvidando que la naturaleza existe en su pequeño jardín o en algún rincón del barrio”. En el libro no se habla más sobre la TIC… Cabe recordar que la tecnología ya está entre nosotros y debemos convivir con ella, educar con las herramientas existentes y seguir creando nuevas que nos ayuden en el proceso de enseñanza –aprendizaje dinámico, no sujetos a la enseñanza tradicional. En la página web del Ministerio de Educación y Cultura existen libros para la educación inicial en los que plantea los peligros que acechan al niño al momento de utilizarlas a discreción. No pasa lo mismo en la sección de educación básica que promueva el uso de las TIC como una herramienta de apoyo del docente. En la actualización y fortalecimiento curricular de la educación básica[19], el Ministerios de Educación, cuenta con el programa SiProfe, éste contribuye a la actualización del docente en educación y pedagogía aplicando las TICs en sus materias. Si bien, la Malla Curricular Educación Básica ofertada por el Ministerio de Educación del Ecuador, no contempla como asignaturas una materia específica de las TICs (informática, ofimática, y otros), SiProfe ofrece capacitación continua a los profesores por medio de la publicación de libros como: “Introducción a las Tecnologías de la Información y la Comunicación” que se presenta herramientas como la

De acuerdo a un estudio llevado a cabo por la Unión Europea, [15]el control familiar sobre el uso de Internet es muy alto en familias con niños entre 6 y 17 años, las maneras de control son diversas, así por ejemplo en España, el 85 % de padres hablan frecuentemente con sus hijos sobre sus actividades en Internet y a nivel europeo (27 países) es el 74%; los padres que se encuentran cerca el momento que los hijos usan internet es en España el 74% y a nivel europeo es del 61%. Que los padres realizan un acompañamiento del momento que el hijo usa internet, en España el 57% y a nivel europeo el 36%. En España el 48% de padres afirma no imponer restricciones al momento que los hijos usan Internet y a nivel europeo es del 25%. Según la investigación realizada por[16], los padres se preocupan muy poco por el uso que sus hijos/as hacen de internet y que el control se refiere al tiempo de acceso a la Red que al contenido de las páginas o de las relaciones que mantienen. De acuerdo con una encuesta realizada a niños entre 8 y 16 años enAsturias[17], el 44,1% han impuesto un tipo de norma con respecto al uso de internet, la principal restricción es la prohibición en el acceso a páginas de sexo o violencia, sigue el tiempo de uso y finalmente la prohibición de dar datos personales. En el mismo contexto, Sureda [13] realizó un estudio en las Islas baleares sobre el porcentaje de acceso de los menores entre 6 y 16 años a Internet desde el hogar, la ubicación del ordenador por el cual acceden a internet, quien acompaña al menor el momento de navegar, que normativa esta implementada en 5

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también promueve la interculturalidad. Arcacomun fue desarrollada por profesionales de educación maternal, inicial, preescolar, investigadores y docentes universitarios, por medio de la plataforma Moodle, nace en el 2006 y a pocos días de creada, se juntaron 38 profesionales de educación infantil, en el 2009 cuenta con más de 50 000 participantes en Iberoamérica. Se presenta algunas herramientas a nivel mundial en el aprendizaje, así: Grace Oakley presenta lagunas herramientas tecnológicas como ayudas en el aprendizaje: Superspell-Aday at the beach, Aussiespell, Phonics Alive! The Sound Blender, Easy 2 Learn Apelling, Aussie Spellforce [25]. A nivel sudamericano, se desarrolló una plataforma LEO para mejorar la comprensión de lectura en niños a través del entorno virtual ICON. Se llevó a cabo el proceso de comprensión de lectura con la ayuda de LEO que incluye tareas de vocabulario, estrategias de comprensión de lectura y actividades de evaluación. Los resultados se clasificaron en: Puntajes de las evaluaciones, desempeño del estudiante con la plataforma y experiencia en el uso de LEO por parte de los docentes. Los resultados indican los avances en la comprensión de lectura, es fácil de manejar por parte de los estudiantes y fácil de implementar por parte de los docentes. [26]. Uno de los problemas en el uso de internet es al momento de buscar información, las vía son diversas, los lugares y motores de búsqueda varía de acuerdo a la preferencia, una manera de solucionar esta diversidad de fuentes es a través de WebQuest. En el artículo: Importancia de trabajar las TIC en educación infantil a través de métodos como la WebQuest , se explica las características principales de esta herramienta es que está basado en el aprendizaje corporativo, investigativo y desarrolla las habilidades de atención y comprensión en la ejecución de tareas [27].

familia OpenOffice, Internet, y algunos programas para elaborar material didáctico como Writer, Calc e Impress [20] , así también, presentan el libro: Tecnologías de la Información y la Comunicación aplicadas a la educación[21], el cual presenta algunas herramientas como la wiki y el WebQuest como estrategias de enseñanza-aprendizaje; búsquedas de información en la web, culminando con algunas aplicaciones y evaluaciones del WebQuest. Martínez, realizó el estudio de cómo integrar las nuevas tecnologías en educación inicial, la necesidad de que este “nativo digital”, tenga una educación acorde a su entorno pero saber determinar la importancia de la computadora versus la actividad física, los videojuegos versus el juego al aire libre, las consolas versus jugar con los amigos, todo a su debido momento, según las necesidades e intereses de los niños. [22]. Antes de utilizar una herramienta tecnológica, es necesario igualmente plantearse la pregunta: ¿Cuál de todas las opciones presentes en el mercado son las idóneas en la educación inicial y en educación básica? Una vez elegida la herramienta a implementar, se debe tomar en cuenta la factibilidad en infraestructura, personal adecuado, servicio técnico, capacitación, entre otros. En los centros de educación, al incorporar la TIC en un nuevo proceso de enseñanzaaprendizaje, cambia el nuevo entorno de enseñanza, eso marca un cambio que viene acompañado de nuevas formas de razonamiento, nuevas competencias tanto del docente como del estudiante y aprendizaje colaborativo en el ciberespacio. [23].

Algunas herramientas tecnológicas En el artículo “Colaboración y Aprendizaje en el Ciberespacio” [24] se analiza la aplicación de las prácticas y aprendizaje colaborativas en el ciberespacio, por medio del programa “arcacomun”, se brinda la posibilidad de compartir un ambiente colaborativo a una comunidad de aprendizaje entre profesores. Por medio de esta plataforma que se puede acceder desde cualesquier parte del mundo que tenga acceso al internet, los profesores tienen comunicación instantánea por medio de un chat y por medio de foros, los participantes activos comparten nuevos conocimientos y

Obstáculos al aplicar las tics Es evidente que en otros países ya iniciaron con anterioridad la inclusión de las TIC en la educación, existen estudios que detallan los impactos de las TIC en los estudiantes en China [28], en el Reino Unido [29], en nuestro caso, vemos la manera de como se está iniciando, el camino a seguir y los problemas a superar. Es imprescindible realizar un análisis sobre los obstáculos 6

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presentes en la integración de las TIC por las instituciones y profesores. Al recoger las experiencias de otras localidades como Extremadura [30] se puede prevenir futuros problemas al mismo tiempo establecer una guía de ruta clara en la que se tomen en cuenta las posibles variables que conlleva le implementación de las TIC en el sistema educativo. El primer obstáculo encontrado en la investigación es la falta de confianza, falta de competencia o las actitudes negativas ante el cambio de los profesores[31]. Otro obstáculo es la política llevada a cabo por la institución educativa. La falta de un proceso de actualización conlleva el problema de tener profesores no acordes a los nuevos tiempos y herramientas. El factor económico es un problema a resolver, la inclusión de las TIC demanda de una infraestructura y equipos que sobrepasan el presupuesto de las instituciones pero no siempre es el factor determinante el económico, por lo general la capacitación, organización, administración, servicio y soporte técnico es el problema fundamental. El no adaptar las nuevas herramientas tecnológicas de manera progresiva, el profesor se enfrenta al problema de falta de tiempo, esto más el problema adicional de sobrecarga de horas clase.[32],[33].

pueden contribuir al desarrollo integral del niño: físico, mental y emocional; es importante orientar para que el niño desarrolle por medio de la tecnología habilidades cognitivas, psicomotrices, sociales y emocionales. Es indispensable considerar los aspectos técnicos, dispositivos ergonómicos y así evitar alteraciones en la columna, dolores en ciertas partes de cuerpo, evitar el síndrome del túnel carpiano y malos hábitos frente al computador. La familia siendo, el núcleo de la estructura social debe mantenerse a la expectativa de que conoce el niño, en qué áreas, como maneja, procesa, utiliza la información; como madura física, psicológica y emocionalmente, los padres deben cumplir en este proceso, el rol de guías, amigos, confidentes, asesores, maestros de los niños, deben mantener una apertura a las conversaciones a las que el niño manifiesta su interés así como vigilar y disciplinar en el uso de estas herramientas. Es necesario buscar un equilibrio en el manejo de éstas: no ser demasiado permisivo ni tampoco cerrar la posibilidad del uso de las mismas. El niño ya debe tener un criterio correcto el momento que ingresar a la web en búsqueda de información. Los nativos digitales asimilan de manera natural la tecnología pero debe haber un proceso de educación y control por parte de los docentes y padres de familia para prevenir problemas con el cyberbullying, pornografía o estafas. La implementación de la TIC en el aula sin una pedagogía adecuada no generan un aprendizaje significativo, la TIC es una herramienta que el docente puede usar como apoyo al impartir su clase, adicionalmente cuando los profesores usan la TIC con los niños, éstos prestan mayor interés en el tema tratado.

En Ecuador se ejecuta la construcción de las Unidades Educativas del Milenio (UEM). Sus objetivos son brindar una educación de calidad, mejorar las condiciones de escolaridad, el acceso a la educación y su cobertura en zonas de influencia y, desarrollar un modelo educativo que responda a necesidades locales y nacionales. [34]. En la actualidad existen 104 UEM en todo el país[35]. Las UEM incorporan TIC en el proceso de enseñanza-aprendizaje, usa esta herramienta como un medio para potenciar la educación desde las etapas más tempranas de desarrollo.

La educación moderna exige que el docente entre a un proceso dinámico de enseñanzaaprendizaje. Innovar las herramientas de enseñanza es fundamental, el nuevo paradigma de la educación orienta a un aprendizaje lúdico. La TIC contribuye a la enseñanza amena, interesante y motivadora. Es necesario que en las aulas se desarrolle por medio de las TIC la independencia cognoscitiva, incentivar la avidez por el saber, fomentar el protagonismo estudiantil, desaparecer el temor en resolver problemas. Al interrelacionar docente – TIC – estudiantes, el

3. Conclusiones En el hogar hay que tener un criterio por parte de sus integrantes en la educación de la TIC a través de sus costumbres, cultura y educación. La tecnología acelera el proceso formativo, existen diferentes dispositivos electrónicos que

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Referencias Bibliográficas

rol que desempeñan los estudiantes es mucho más activo, generando un ambiente de cooperación, colaboración apropiándose del conocimiento a través de las herramientas tecnológicas, convirtiendo al docente en un facilitador. El compromiso de las instituciones educativas es elevar la calidad, donde la fantasía, la creatividad y la libertad sean los ejes esenciales para formar un estudiante creativo, motivado y constructivo, capaz de usar la tecnología para su formación integral, con formas nuevas de pensamiento sin perder el sentido humanista. El uso de la TIC en el aula está asociado a una forma más entretenida de aprender materias como inglés, ciencias naturales, matemática, física, música, dibujo, biología entre otros. Todo profesor fundamenta su clase en propiciar la motivación del estudiante por los nuevos conocimientos y conceptos. No es tarea fácil motivar a 30 o más estudiantes en una sala de clases, corresponde entonces a la habilidad del docente en llegar a las emociones de cada uno de los niños, para ello el profesor recurrirá a una variedad de estrategias para lograr su cometido. La TIC es un gran aporte a la sociedad al brindar herramientas sencillas, intuitivas y amigables basadas en el aprendizaje colectivo en redes como WebQuest o wikis que ya son parte fundamental en esta nueva era educativa; ¿qué tan lejos están las instituciones educativas de proponer herramientas y no ser solo usuarios de lo disponible?; fomentar redes locales de aprendizaje es el primer paso para la incorporación de las potencialidades del internet en la educación. El docente entró en el camino de la innovación educativa que incorpora la tecnología en sus sesiones de trabajo a fin de lograr un aprendizaje significativo acorde a las nuevas competencias de los nativos digitales. Esto significa enfrentar obstáculos como: falta de una planificación institucional sobre la incorporación de las TIC idóneas y en lugares correctos, estandarización y difusión de herramientas en la elaboración del currículo, incremento del tiempo de dedicación. Es una larga lista que se debe abordar con decisión y convicción por parte de las autoridades involucradas.

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Experiencia de cambio de modelo de gestión de un servicio público en Cotacachi Tatyana Saltos, Doris Barrezueta, Luis Chamorro FICA,Universidad Técnica del Norte, Av. 17 de julio 5-21 Ibarra, Imbabura, Ecuador. tksaltos@utn.edu.ec Resumen. La creciente demanda por parte de la ciudadanía para mejorar los servicios públicos, obliga a los Municipios a considerar nuevas formas de hace la cosa pública, como es el caso del Municipio de Cotacachi, en donde se analiza la adopción de un nuevo modelo de gestión. Se detallada la importancia de la participación ciudadana en el proceso de cambio de la modalidad de gestión de un mercado municipal hacía una compañía de economía mixta, así como los resultados de la fusión de capitales públicos y privados como una política pública viable para los gobiernos locales que estén interesados en replicar esta propuesta.

administración de servicios públicos, incluyendo nuevas competencias que van más a allá de su alcance tradicional [1]. La débil gestión administrativa y financiera de los Municipios en los servicios públicos genera altos subsidios y una prestación deficiente hacia el cliente. En este contexto, existe una gran demanda para el mejoramiento de éstos, que legitiman el ejercicio del poder del Estado en la medida que éste es eficiente y efectivo en las demandas de los ciudadanos, lo que genera gobernabilidad en el sistema.[2]. El mejoramiento de los servicios públicos, no dependen únicamente del cambio de infraestructura o del reordenamiento de las estructuras organizativas del Estado, (Fleury Sonia, 2003). Los Municipios han asumido nuevas competencias a través de los procesos de descentralización, y están obligados a transformarse para crear una gestión orientada hacia el ciudadano, enfocada a resultados y a procurar la eficacia, la economía y la calidad del servicio público. [2]. El mejoramiento de la gestión pública está orientado a fortalecer los procesos de descentralización, de desconcentración, de fusión entre lo público y lo privado (compañías de economía mixta), o creación de empresas públicas. Estas alternativas pueden ser medibles en el impacto de la calidad de vida tanto en lo económico, social y ambiental y así satisfacer las necesidades y expectativas de la ciudadanía con justicia, equidad, objetividad y eficiencia en el uso de los recursos públicos.[2].

Palabras Clave

Cotacachi, Participación Ciudadana, mercados, administración pública.

Abstract. The growing demand from the citizen to improve the public services, compel to the Municipalities to take into account new ways of doing the public matters, as in the case of the Municipality of Cotacachi, where the adoption of a new management model is analyzed. It describes the importance of citizen participation in the process of change of a municipal market to a mixed economy company; as well as results of the fusion of public and private capital as a public policy feasible for local governments which are interested in this proposal.

Keywords Cotacachi, citizen participation, markets, public administration.

Existen varias experiencias exitosas que han mejorado la gestión de los servicios públicos, con una gestión participativa que incluye a los ciudadanos en los procesos de información, control y fiscalización sobre la gestión municipal [3]. La incorporación de las audiencias públicas utilizadas como herramienta para democratizar la toma

1. Introducción Las Municipalidades, en el Ecuador, tienen bajo su responsabilidad la dotación y 11

FICA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

sentido de apropiación y pertenencia, posibilita el acceso al mercado financiero, y han una rentabilidad tangible. Sin embargo el modelo también tienen algunas desventajas que son menores a las ventajas, tales como: El proceso de constitución toma tiempo, y los vendedores de menores ingresos se ven afectados para ejercer su actividad económica Se iniciaron los trámites legales correspondientes antes la Superintendencia de Compañías para su legalización, constituyéndose legalmente en julio del 2004, con el nombre de “Compañía de Economía Mixta Mercado de los Andes Cotacachi JATUK CEM” que actualmente cuenta con los órganos de administración y gobierno que se establece en el Estatuto. La parte importante del proyecto, fue contar con la lista de accionistas que fueron los vendedores del mercado y dos cooperativas de transporte que utilizan actualmente las instalaciones de la compañía. Los socios debían aportar un monto de $126.000, que fueron calculados sobre el número de metros cuadrados de construcción de sus puestos de venta y el área de construcción comunal dividida equitativamente para cada socio. Estos fondos se destinaron para la construcción del patio de comidas y áreas exteriores. Para lograr ésta aporte se realizaron varios talleres de capacitación y sensibilización. En un 80% los socios realizaron crédito en el sistema financiero, principalmente en el Banco Solidario. No todos los vendedores podían acceder a este nuevo modelo de gestión debido a las limitaciones de la infraestructura, por un lado por otro a que eran vendedores no permanentes, por lo tanto se desarrolló un cuadro de prioridades para seleccionar a los futuros accionistas.

Procedencia:

Vendedores de Cotacachi, Productos que venden De demanda intermedia y baja: Frecuencia de uso Permanente PRIORIDAD TERCERA Procedencia:

Vendedores de Cotacachi, Productos que venden De cualquier tipo de demanda Frecuencia de uso Dominical PRIORIDAD CUARTA Procedencia:

Vendedores de fuera

Productos que venden De mayor demanda Frecuencia de uso

Permanente

PRIORIDAD QUINTA Procedencia:

Vendedores de Cotacachi, Productos que venden De demanda intermedia y baja Frecuencia de uso Permanente PRIORIDAD SEXTA Procedencia:

Vendedores de Cotacachi, Productos que venden De cualquier tipo de demanda Frecuencia de uso Dominical Tabla 1: Indica las prioridades para la selección de los accionistas

PRIORIDAD PRIMERA

Posteriormente se procedió a calificar los productos según su demanda, considerando para el efecto una encuesta a compradores del mercado en el día de feria, se consideró una muestra de 125 compradoras a la salida del mercado en cinco puesto prefijados, lo cual garantizó una mayor exactitud en los resultados que a continuación se indican.

Procedencia:

Vendedores de Cotacachi, Productos que venden De mayor demanda Frecuencia de uso

PRIORIDAD SEGUNDA

Permanente

T. SALTOS, D. BARREZUETA, L. CHAMORRO

Concepto:

Los resultados de la encuesta de opinión sirvieron para:

Se basa en encuesta a compradores del mercado, en día de feria. Muestra de 125 compradores a la salida, en cinco momentos prefijados. Esto garantiza una mayor exactitud en los resultados.

a. Orientar el diseño y la forma de distribución y organización de los puestos del mercado. b. Para definir servicios complementarios: a) relaciones con la operación de los puestos; b) nuevos servicios demandados por los usuarios, c) mejoramiento de los servicios que actualmente se brindan, y

Productos de alta demanda. PRODUCTO

PORCENTAJE

Legumbres, hortalizas

84,00%

Granos y similares

66,00%

Frutas

64,00%

Pollo

55,00 %

Carne de res

54,00 %

c. Para orientar la forma de organización administrativa y financiera del mercado. Gracias a la información obtenida de la encuesta se elaboró el diseño arquitectónico del mercado, el mismo que fue revisado por la comisión ejecutiva, para ser aprobado en el Concejo Municipal.

Productos de demanda intermedia PRODUCTO

PORCENTAJE

Huevos

43,00 %

Papas

40,00 %

Abarrotes

34,00 %

Carne de cerdo

25,00 %

Lácteos

20,00 %

La remodelación del Mercado tuvo tres componentes claramente diferenciadas: 1.

Componente 1. Módulos y servicio generales. Que comprendió la construcción de un ala nueva, de los módulo 1,2, y 3; del servicio paso existente entre ellos; de la batería de servicios higiénicos del lado norte; del elemento articulador (vestíbulo), y remodelación del bloque de servicios generales.

Componente 2. De obras exteriores. Que comprendió la remodelación y construcción de los siguientes espacios: Plazoleta esquinera (calles Salinas y 10 de Agosto), área de maniobras del bloque principal, área de terminal de transporte; área de juegos; patio de maniobras del bloque de servicios generales; acceso desde la calle Salinas y desde la terminal de transporte y la plazoleta de Asociaciones.

Componente 3. Del bloque principal. Que comprendió la remodelación del actual bloque principal y la construcción del patio de comidas situado frente a él, junto a la calle Salinas.

Productos de baja o nula demanda PRODUCTO

PORCENTAJE

Vísceras

2,00 %

Mariscos

2,00 %

Ropa

2,00 %

Alimentos preparados

1,60 %

Refrescos Bazar Artesanías

1,00 % 0,00 % 0,00 %

Tabla 2: Indica el peso que tienen los productos de alta, media o baja demanda.

A continuación de la definición de la lista de accionistas, el 6 de abril del 2003, se realizó la encuesta de Demanda de Espacio útil de Venta y de Opinión y Expectativas de los Compradores, con el objetivo de conocer el espacio o área que actualmente ocupan los vendedores para exhibición e intercambio de los distintos productos o giros. El punto de investigación fue el día domingo, que representa un pico de la demanda. 13

FICA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

La remodelación del mercado se realizó en tres etapas, con los fondos del proyecto ARD – 3D, Municipio de Cotacachi, yAccionistas de la compañía. Con el fin de garantizar la calidad de los productos se presentó a la comisión ejecutiva el Plan de Procedimiento Ambiental, para su revisión y posterior aprobación, para lo cual se conformó una subcomisión, integrada por el Municipio de Cotacachi, Comité de Gestión Ambiental de la Asamblea de Unidad Cantonal, UNORCAC y representantes de los vendedores del mercado. Este documento se elaboró con el propósito de establecer sistemas de control de calidad de los productos que se expendan en el Mercado. El mismo tratamiento tuvo la elaboración la revisión de la Ordenanza del Nuevo Sistema de Mercados del cantón Cotacachi, Se conformó una subcomisión, para su análisis y revisión, para luego ser presentada en la reunión de la Comisión Ejecutiva, y luego de esta última revisión ser aprobada en el Concejo Municipal para entrar en vigencia.

3. Resultados Los resultados que se describen a continuación son los más destacados: • Constitución de la Compañía de Economía Mixta Mercado de los Andes Cotacachi Jatuk CEM. • Elaboración e implementación de los manuales administrativos, financieros y ambientales de la compañía. • Cambio en el hábito de orden, limpieza y presentación de los accionistas. • Sectorización de puestos por giros de venta. • Fijación de una alícuota de 2,04 dólares por metro cuadrados de área de usufructo que permitió cubrir los costos administrativos. • Respuesta efectiva a los problemas presentados en la compañía, debido a la atención permanente los siete días de la semana.

4. Conclusiones Voluntad política y transparencia de las autoridades locales para enfrentar con responsabilidad el cambio de modelo de gestión y las dificultades que conllevaba este proceso. Participación activa y permanente de los actores involucrados, que tomaron parte en todo el proceso desde la ejecución hasta la implementación. Apropiación del proyecto por parte de la dirigencia del mercado, principalmente de la presidenta de la asociación de vendedores minoristas, quien aportó con el conocimiento de la realidad del mercado e hizo un acompañamiento permanente en todas las fases del proyecto. Incorporación de técnicos municipales locales comprometidos con el proyecto, quienes conocían la realidad local. Presencia de un 80% de mujeres vendedoras del mercado, quienes por su propia naturaleza de emprendedoras se adaptaron rápidamente a los cambios y a los riesgos. Profesionalismo y seriedad de la firma consultora, para llevar adelante el proyecto, tanto en la elaboración de los términos de referencia como en el diseño y en la ejecución. Financiamiento de microcrédito otorgados por el Banco Solidario, al 80% de vendedores que no calificaban a la banca tradicional, para la compra de acciones que les daba derecho al uso de espacio físico.

Agradecimientos Este trabajo fue posible gracias a la colaboración del Municipio de Cotacachi, la Asamblea de Unidad Cantonal, la Federación de Barrios y la Asociación de vendedores minoristas de Cotacachi.

T. SALTOS, D. BARREZUETA, L. CHAMORRO

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VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

Calentamiento Por Onda Radiante a Frecuencia Microonda Armas Julio, Narváez Sandra, Michilena Jaime, Castro Sandra, Vásquez Carlos, Maya Edgar. CIERCOM, Universidad Técnica del Norte, Av. 17 de Julio, Ibarra, Imbabura, Ecuador jjarmas@utn.edu.ec.

Keywords

Resumen. El presente trabajo presenta una nueva forma de calentar un material por medio de radiación de un campo electromagnético usando una antena parabólica y puntas de acoplamiento secundarias para su distribución uniforme. Se realiza el diseño de filtros y cargas resistivas para reducir la potencia residual a un área determinada, de esta manera se brinda seguridad en su manejo por parte del operador. Se realizan pruebas con diferentes cargas de prueba como agua y madera. Se mide la intensidad del campo a la boca de la campana y a varias distancias, de esta manera se consigue la ubicación del material para un calentamiento uniforme, se comprueba la efectividad de los filtros y de la carga resistiva al tener mínimos valores del campo en las ventanas abiertas del equipo. Se consigue una estufa con onda radiante uniforme que puede ser usado en el calentamiento continuo de materiales a nivel industrial.

Microwave Oven, Radiant wave, Dielectric Materials, Electromagnetic field.

1. Introducción Existen procesos de calentamiento con los cuales se obtienen grandes ventajas como un calentamiento localizado, rápido, uniforme, que no ocupe mucho espacio, no contaminante, Inmediato y aplicable a diversos procesos [2], [6]. Existen varios modelos por los cuales se puede calentar un material. Una manera de radiar el campo electromagnético es por medio de cilindros cerámicos [1], [4] , por medio de cavidades multimodo [7], cavidades monomodo [5], cavidades circulares multimodo [9], cavidades coaxiales [3], en donde se analiza la forma del campo como llega a la carga. Dependiendo de su modelo se puede analizar el campo como estacionario o radiante.

Palabras Clave Estufa Microondas, onda radiante, materiales dieléctricos, campo electromagnético.

Un proceso hasta ahora utilizado es por cavidad resonante en donde el material a calentar debe estar dentro de un espacio cerrado [8], este tipo de cavidad no permite incorporar un proceso continuo de calentamiento porque no ofrece la posibilidad de tener ventanas abiertas por donde pueda ingresar el material a calentar.

Abstract. The present work presents a new way of heating a material by electromagnetic field radiation using a parabolic cavity and secondary coupling leads to uniform distribution. Filters and resistive loads are designed to reduce the residual power and the focusing the field in a particular area, to provide security by operator. Test with different loads as water and wood are measured in some distances to achieve uniform field, the effectiveness of the filters and the resistive load is checked to have minimum values of the field in the open windows on the heating. The heating cavity with uniform field can be used in the continuous heating of materials in industry

En este artículo se presenta el diseño y construcción de una estufa por onda radiante a la frecuencia de 2,45 GHz. El campo electromagnético generado por un magnetrón y éste será distribuido de manera uniforme por medio de una campana parabólica y puntas de acoplamiento secundarias con un diámetro de 1cm cada una las que actúan como radiadores parásitos, la posición de estos radiadores 16

ARMAS JULIO, NARVÁEZ SANDRA, MICHILENA JAIME, CASTRO SANDRA, VÁSQUEZ CARLOS, MAYA EDGAR

La forma de las cuñas se muestra en la figura 2:

se determina en forma experimental. La uniformidad del campo se mide con diferentes materiales y a diferentes distancias por medio de una antena tipo lazo. Para atenuar la energía residual se construye una carga resistiva con polímeros y carbón activado, también se diseña filtros para bloquear el escape del campo electromagnético por las ventanas abiertas que permiten la circulación del material a calentar.

2. Materiales y Métodos

Figura. 2. Forma de las cuñas resistivas que absorben la potencia residal.

Las microondas presentan características en las que los dieléctricos presentan máximas pérdidas, para ello se requiere de un circuito que genere el campo electromagnético a la frecuencia de microondas, siendo esta muy elevada y difícil de conseguir de una manera sencilla como un circuito resonante L C tradicional, por lo que se utiliza un magnetrón. El campo electromagnético generado por el magnetrón, se propaga por medio de una antena y ésta está ubicada en el punto focal de una campana parabólica para su óptimo acoplamiento como se muestra en la figura 1.

Como material resistivo se utilizó carbón activado que mezclado con polímero se consigue una carga resistiva que absorbe la potencia a una profundidad de penetración de pocos centímetros (Puschner, 1996) La energía que puede salir de la carga resistiva puede causar daños al operador, por lo tanto se incrementó las seguridades por medio de filtros que sus dimensiones son múltiplos de λg/4, los filtros son guías de onda terminadas en corto circuito, la cual refleja la energía incidente y va de regreso a la carga resistiva. En la figura 3 se puede ver el diseño de los cuatro filtros.

Figura. 1. Campana

parabólica

que

distribuye

campo

electromagnético de manera uniforme.

La energía que sale de la campana puede regresar causando daños a la fuente, por lo tanto exista la necesidad de protegerla acoplando la salida con cargas resistivas a una distancia múltiplo de λg/4 ó λg/2 de la boca de la campana para que absorban la energía cuando está trabajando el equipo sin carga o absorban la potencia que no consume el material a calentar. Las cuñas además de acoplar el sistema, sirven para prevenir que parte de la energía salga al exterior por la ventana de entrada o salida de la carga provocando serios daños al usuario.

Figura. 3. Filtros que impiden la salida del campo electromagnético.

Para medir la temperatura de los materiales, se toma la temperatura inicial por medio de un termistor, se somete al material por un determinado tiempo al campo radiante, a la brevedad se toman las medidas con el termistor en los puntos seleccionados del material, se procede a convertir los datos del termistor a °C, así conocer el incremento de la 17

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

temperatura promedio existente, es necesario la temperatura promedio para obtener la temperatura media alcanzada por el material durante el proceso de calentamiento y además para disminuir las pérdidas de calor presentes por radiación, convección y conducción del material al medio circundante. Una vez obtenida la variación de temperatura promedio y el tiempo empleado, se puede calcular la intensidad de E en el material aplicando la fórmula 1 (Atwater, 1994)

E2 =

1800 * c * ρ * ∆T (s) f * ε r * tan δ * t

Figura. 4. Recipiente para tomar las medidas de temperatura luego de ser sometido al campo electromagnético.

3. Resultados

Donde: c = calor específico ( kJ / kg °K)

Como primer resultado es obtener un campo uniformemente distribuido con una carga de agua. Se ubica en la abertura de la campana y se puede ver la variación del campo de acuerdo al cambio de posición de las puntas de acoplamiento secundarias. En la figura 5 se nuestra cinco series que corresponden a la profundidad de penetración de las puntas en la campana. La tabla 1 muestra el valor de la profundidad de los tornillos. En cada serie se toma las medidas de cada uno de los compartimentos llenos de 50 ml de agua.

ρ= masa específica ( kg/m3) ΔT= variación de temperatura en °K. tanδ = tangente de pérdidas t = tiempo, f = frecuencia, εr = permitividad relativa

El factor de pérdida (εr * tanδ), es directamente proporcional a la potencia que se transforma en calor y que calienta a la carga resistiva. Los valores de εr y tanδ no solamente dependen del material, sino que también influye la frecuencia, la temperatura y el contenido de humedad.

Las medidas son tomadas diez veces y el valor promedio es el mostrado.

El calor requerido por unidad de volumen será de acuerdo a la fórmula 2 (Atwater, 1994):

plamiento secundarias.

Q = 1 000 * c* ρ* ΔT (J/m3)

Tabla. 1. Valores de la profundidad de las puntas de aco-

(2)

La potencia P requerida para calentar un masa M [Kg] y elevar su temperatura en °C es: (Atwater, 1994)

P = M * c * ∆t

(3)

Por medio de un recipiente dividido en 5 partes iguales se logra tomar medidas independientes. De esta manera se independiza las mediciones en cada sector como se muestra en la figura 4.

Figura. 5. Recipiente para tomar las medidas de temperatura luego de ser sometido al campo electromagnético.

ARMAS JULIO, NARVÁEZ SANDRA, MICHILENA JAIME, CASTRO SANDRA, VÁSQUEZ CARLOS, MAYA EDGAR

Conclusiones

Con la serie 5 se logra una onda estable a 5cm de distancia de la campana. En el caso de papel o madera el campo es uniforme a 4 cm de la campana.

Para absorber la energía radiada que no consume el material a calentarse y proteger al usuario de radiaciones peligrosas, se fabricaron esponjas poliméricas utilizando inicialmente el grafito existente en la zona de Ambuquí, luego de realizar las pruebas respectivas, los resultados de las propiedades eléctricas del grafito dentro de la esponja no dieronlos resultados esperados, por lo cual se procedió a buscar un nuevo material que fue el carbón activado.

El rendimiento en el caso del agua es del 47,5% y la profundidad de penetración de 1,53 cm. Es decir si colocamos en el recipiente una altura de agua de 1.43 cm, en el agua se consumiría el 63% y el resto es potencia residual que será consumida por la carga resistiva. En el caso del madero su rendimiento es del 42% y finalmente en el caso del papel, su rendimiento es del 1.65%

Es necesario conocer que la campana, dependiendo de la carga a calentar tiene una impedancia del medio cada vez diferente, el acoplamiento se la realiza por medio de los radiadores secundarios que en nuestro caso son dos tornillos.

Para censar la radiación saliente por las ventanas del equipo, se elaboró una antena lazo de 6 espiras rectangulares de área 3 cm2, junto con un diodo que rectifica en media onda, junto a la capacitancia interna del cable coaxial, que sirve como filtro. Se tiene una lectura en corriente continua que unida a un equipo de medición blindado, se procedió a tomar las medidas en las respectivas ventanas.

En el caso del papel, si bien existe una uniformidad, su rendimiento para esa cantidad de papel es demasiado baja, se podría hablar de que la campana trabaja casi al vacío, prácticamente el papel es transparente al campo electromagnético, por lo que para aplicaciones de calentamiento, en papel es más conveniente un tratamiento a base de un campo propagante por medio de las guías de onda.

En la figura 6 se muestra los resultados de acuerdo al ángulo y distancia

Referencias Bibliográficas [1]

Figura. 6. Lóbulos de radiación de las ventanas. Serie1

Serie2

Serie3

Serie4

Serie5

Punta1 [cm]

0.5

1.0

1.3

Punta2 [cm]

1.0

1.5

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Riesgos Mecánicos Presentes en la Industria Textil Ecuatoriana Diego Vallejo, Marcelo Puente Facultad de Ingeniería en Ciencias Aplicadas, Universidad Técnica del Norte, El Olivo Av. 17 Julio 5-21 Ibarra, Imbabura dsvallejo@utn.edu.ec, pmpuente@utn.edu.ec

Resumen.Los procesos productivos textiles tienen una gran diversidad de procedimientos para transformar la materia prima en productos acabados listos para su comercialización, dentro del proceso de transformación se ocupan diferentes tipos de máquinas: mecánicas, eléctricas, neumáticas, hidráulicas, etc. Las cuales representan un riesgo mecánico permanente para el operador y los agentes involucrados en el proceso productivo si no se tiene un conocimiento sobre normas de seguridad y prevención de riesgos. El objetivo de la presente investigación es determinar los riesgos mecánicos que están presentes en la industria textil ecuatoriana y la mejor manera de prevenirlos.

representan un alto costo social, laboral y económico. Por otro lado las legislaciones de cada país obligan a los empresarios a establecer medidas que eviten o reduzcan la frecuencia y la gravedad, de los accidentes y las enfermedades laborales, mediante una gestión preventiva oportuna, la misma que debe tener en cuenta, el conocimiento del riesgo y sus consecuencias. [1]

II. Materiales y Métodos El tipo de investigación a realizar es una investigación bibliográfica documental por lo tanto se va aplicar un método inductivo analizando las diferentes fuentes de informacion que están a disposición.

Palabras Clave Industria Textil, Seguridad Industrial, Equipos de Protección Personal

A. INDUSTRIA TEXTIL Los inicios de la industria textil ecuatoriana se remontan a la época de la colonia, cuando la lana de oveja era utilizada en los obrajes donde se fabricaban los tejidos.

Abstrac. - The textile production processes have a great variety of processes for transforming raw materials into finished products ready for commercialization. In the transformation process there are different types of machines involved: mechanical, electrical, pneumatic, hydraulic, etc. Which represent a permanent mechanical hazard for the operator and the agents involved in the production process if it does not have any knowledge about safety and risk prevention. The objective of this research is to determine the mechanical hazards that are present in the Ecuadorian textile industry and the best way to prevent them.

Posteriormente, las primeras industrias que aparecieron se dedicaron al procesamiento de la lana, hasta que a inicios del siglo XX se introduce el algodón, siendo la década de 1950 cuando se consolida la utilización de esta fibra. Hoy por hoy, la industria textil ecuatoriana fabrica productos provenientes de todo tipo de fibras, siendo las más utilizadas el ya mencionado algodón, el poliéster, el nylon, los acrílicos, la lana y la seda.

Keywords

A lo largo del tiempo, las diversas empresas dedicadas a la actividad textil ubicaron sus instalaciones en diferentes ciudades del país. Sin embargo, se pude afirmar que las provincias con mayor número de industrias dedicadas a esta actividad son: Pichincha, Imbabura, Tungurahua, Azuay y Guayas.

Textile Industry, Industrial Safety Solutions, Personl Protective Equipment Regulations.

I. Introducción Toda actividad laboral tiene el riesgo de producir accidentes y enfermedades profesionales que 21

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

La diversificación en el sector ha permitido que se fabrique un sinnúmero de productos textiles en el Ecuador, siendo los hilados y los tejidos los principales en volumen de producción. No obstante, cada vez es mayor la producción de confecciones textiles, tanto las de prendas de vestir como de manufacturas para el hogar. [2]

MAQUINAS HERRAMIENTAS QUE SE ENCUENTRAN EN LA INDUSTRIA TEXTIL Para todos los procesos antes mencionados es necesario la utilización de diversas máquinas herramientas que facilitan los diversos procesos productivos que tiene la industria textil entre las más comunes se tiene las siguientes: Tejedoras Las máquinas de tejer pueden ser mecánicas o electrónicas. Las máquinas de tejer mecánicas se venden con tarjetas perforadas que se pueden usar o personalizar de acuerdo a sus preferencias. Las máquinas de tejer electrónicas ofrecen más opciones, con muchos modelos que proporciona hasta 300 patrones que se pueden mezclar y combinar o alterar en las dimensiones. [3]

CLASIFICACIÓN DE LA INDUSTRIA TEXTIL Según el censo económico 2010 el INEC clasifica a la industria textil en tres grandes grupos: manufactura, comercio y servicios.

Figura 1: Sectores de la industria textil Fuente: Censo Nacional Económico 2010, INEC. Dentro de estos tres sectores se encuentran las siguientes actividades: Hilatura, tejedura y acabado de productos textiles

Figura 2: Tejedora Fuente: [4] Hiladoras

Fabricación de prendas de vestir, excepto prendas de piel

La hilatura es la fase más costosa de la conversión de las fibras enhilo. En la actualidad, más del 85 % del hilo del mundo se produce en máquinas continuas de hilar con anillos, diseñadas para estirar la mecha hasta el tamaño deseado, o número del hilo, y aplicarle la torsión precisa. El grado de torsión es proporcional a la fuerza del hilo. La proporción entre longitud obtenida y longitud suministrada oscila entre 10 y 50. Las bobinas de mechado se colocan en soportes que permiten que las mechas entren libremente en el rodillo de estirado de la continua de hilarcon anillos. Después de la zona de estirado, el hilo pasa a travésde un “cursor” hasta una bobina de

Fabricación de calzado Fabricación de otros productos textiles n.c.p. Fabricación de tejidos y artículos de punto y ganchillo Curtido y adobo de cueros fabricación de maletas, bolsos de mano, artículos de Talabartería, guarnicionería y calzado Adobo y teñido de pieles, fabricación de artículos de piel

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hilado. El soporte que sostiene la bobina gira a gran velocidad, haciendo que el hilo se hinche a medida que se imparte la torsión. [5]

Tabla 1: Riesgos mecánicos AtraLos empleados y/o visitantes pamiento podrían quedar atrapados dentro O1 en instala- de las instalaciones ciones El cuerpo o alguna de sus A t r a - partes quedan atrapadas por: O2 pamiento Piezas que engranan. por o enUn objeto móvil y otro inmóvil. tre objetos Dos o más objetos móviles que no engranan.

Figura 3: Hiladora Spinning Jenny de Hargreaves

Atrapamiento O3 por vuelco de máquinas o carga Atropello o O4 golpe con vehículo

Fuente: [6] Peinadoras (lana) Algunas fábricas textiles producen hilo peinado, que es el hilode algodón más limpio y uniforme. El peinado proporciona una limpieza más profunda que la carda. Elimina las fibras cortas, las motas y las impurezas, y el torzal resultante es muy limpio y lustroso. La peinadora es una máquina complicada formada por rodillos de alimentación ranurados y un cilindro parcialmente cubierto de agujas que extrae las fibras cortas. [5]

El trabajador queda atrapado por el vuelco de tractores, carretillas, vehículos o máquinas.

Comprende los atropellos de trabajadores por vehículos que circulen por el área en la que se encuentre laborando

Caída en un lugar de paso o Caída de per- una superficie de trabajo. O5 sonas al Caída sobre o contra objetos. mismo niTipo de suelo inestable o vel deslizante.

Caída O6 de personas desde diferente altura

Comprende caída de personas desde alturas como las caídas en profundidades: De andamios, pasarelas, plataformas, etc... De escaleras, fijas o portátiles. A pozos, excavaciones, aberturas del suelo, etc… ESCALERAS FIJAS Y SUPERFICIES DE TRABAJO.

Figura 4: Peinadora industrial Fuente: [4] B. RIESGOS MECÁNICOS PRESENTES EN LA INDUSTRIA TEXTIL

Lados abiertos de escaleras y rampas a más de 60 cm de altura sin proteger.

Las tareas que se realizan en la industria textilimplican ciertos riesgos de accidentes que puedenafectar a quienes las llevan a cabo. [7]

Caídas Considera riesgos de m a n i p u - accidentes por caídas de O7 lación de materiales, herramientas, objetos aparatos, etc., que se estén manejando o transportando

Según la matriz de riesgos del Ministerio de relaciones laborales, 2013 la clasificación de los riesgos mecánicos es la siguiente:

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manualmente o con ayudas Caídas mecánicas, siempre que el m a n i p u - accidentado sea el trabajador que O7 lación de este manipulando el objeto que cae. objetos

Calidad de aire deficiente: puede haber una cantidad insuficiente de oxígeno para que el trabajador pueda respirar. La atmósfera puede contener alguna sustancia venenosa que E s p a - haga que el trabajador se enferme O8 cios confi- o que incluso le provoque pérdida nados de conocimiento. Las exposiciones químicas debido a contacto con la piel o por ingestión así como inhalación de “aire de baja calidad” Riesgo de incendios: pueden haber atmósferas inflamables/ explosivas debido a líquidos inflamables y gases y polvos combustibles que si se encienden pueden llevar a un incendio o a una explosión. Procesos relacionados con riesgos tales como residuos químicos, liberación de contenidos de una línea de suministro.

ChoO9 que contra objetos inmóviles

Interviene el trabajador como parte dinámica y choca, golpea, roza o raspa sobre un objeto inmóvil. Áreas de trabajo no delimitadas, no señalizadas y con visibilidad insuficiente.

ChoFalta de diferenciación entre 1O que contra los pasillos definidos para o b j e t o s el tráfico de personas y los móviles destinados al paso de vehículos.

Choques de objetos desprendidos

Considera el riesgo de accidente por caídas de herramientas, objetos, aparatos o materiales sobre el trabajador que no los está manipulando. Falta de resistencia en estanterías y estructuras de apoyo para almacenamiento. Inestabilidad de los apilamientos de materiales.

Aquellos en los que la C o n t a c t o s persona entra en contacto eléctricos di- con algún elemento que rectos no forma parte del circuito eléctrico y que, en condiciones normales, no debería tener tensión, pero que la adquirido accidentalmente (envolvente, órganos de mando, etc.) Aquellos en los que la C o n t a c t o s persona entra en contacto eléctricos indi- con algún elemento que rectos no forma parte del circuito eléctrico y que, en condiciones normales, no debería tener tensión, pero que la adquirido accidentalmente (envolvente, órganos de mando, etc.) Comprende los desploD e s p l o m e mes, total o parcial, de ediderrumbamien- ficios, muros, andamios, to escaleras, materiales apilados, etc. y los derrumbamientos de masas de tierra, rocas, aludes, etc. Inestabilidad de los apilamientos de materiales. Los empleados podrían teEsguinces, ner afecciones osteomustorceduras y culares (lesión dolorosa) por distención de varios luxaciones ligamentos en las articulaciones de las extremidades inferiores por efecto a caminar o transitar por superficies irregulares Liberación brusca de Explosiones una gran cantidad de energía que produce un incremento violento y rápido de la presión, con desprendimiento de calor, luz y gases, pudiendo tener su origen en distintas formas de transformación. Incendio Accidentes producidos por los efectos del fuego o sus consecuencias. Falta de señalización de

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Incendio

delas máquinas, unida a un operador que usa elcabello largo sin tomar y que se ubica a unadistancia inadecuada de las mismas puedenconjugarse para que se produzca un accidentelaboral. [7] Causas de atrapamientos Máquinas con partes móviles sin protección.

advertencia, prohibición, obligación, salvamento o socorro o de lucha contra incendios.

Circunstancia que se puede Proyección manifestar en lesiones de partículas producidas por piezas, fragmentos o pequeñas partículas de material, proyectadas por una máquina, herramientas o materia prima a conformar. Incluye los accidentes Pinzamiento que son consecuencia extremidades de pisadas sobre objetos inferiores cortantes o punzantes (clavos, chinchetas, chapas, etc.) pero que no originan caídas. Asfixia / Muerte por sofocación ahogamiento posterior a inmersión en líquidos.

Operación incorrecta de las máquinas. Usar ropas sueltas, cabello largo suelto y adornos o alhajas (anillos, pulseras, etc.). [5] Medidas de prevención Comprobar existencia y eficiencia de los dispositivos o medios de protección. Utilizar la máquina o elemento auxiliar pertinente a cada operación a realizar. Mantener la distancia adecuada frente a las máquinas. Entrenamiento y capacitación de los trabajadores. Generar procedimiento de trabajo. Riesgo de cortes y amputaciones

Casi ahogamiento Lesión de suficiente severidad para requerir atención medica, puede condicionar morbilidad y muerte, tiene una supervivencia mayor a 24 horas, tras asfixia por líquidos Cortes y Comprende los cortes punzamientos y punzamientos que el trabajador recibe por acción de un objeto o herramienta, siempre que sobre estos actúen otras fuerzas diferentes a la gravedad, se incluye martillazos, cortes con tijeras, cuchillos, filos y punzamientos con: agujas, cepillos, púas, otros

Gran parte de los procesos dentro de la industria textil es el corte de telas ya sea que se realice a mano o con cortadoras eléctricas verticales o circulares. El uso de tales máquinas en dicha operación implicael riesgo de cortes para quienes la realizan. Con elfin de evitar este riesgo, siempre se debe ajustar elprensa-telas de las máquinas según el espesor delmaterial a cortar, de manera que la cuchillasobresalga lo menos posible durante el corte. [7] Por elementos cortantes de máquinas Causas de cortes • Máquinas sin protecciones de las partesmóviles. • Máquinas defectuosas. • Falta de concentración. • No usar elementos auxiliares. Medidas de prevención • Proteger la parte cortante de las máquinas conalgún tipo de resguardo o protección. • Revisión periódica de los dispositivos debloqueo, enclavamiento y circuitos de mando. • Empleo de elementos auxiliares. • En la operación de corte de telas, mediantecortadoras eléctricas verticales y circulares, siempre debe ajustar

De todo este grupo de riesgos mecánicos los que más comúnmente se presentan en la industria textil ecuatoriana son los siguientes: Riesgo de atrapamientos La falta de protección de las partes móviles 25

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el prensa-tela según el espesor delmaterial a cortar, de manera que la cuchillasobresalga lo menos posible durante el corte. • No tratar de ajustar el prensa-telas de lasmáquinas, mientras el motor está funcionando.

• Descuido. • Falta de concentración. • Falta de iluminación. • Falta de orden y planificación. • Sobrecarga de las estanterías. Medidas de prevención

• Es importante conservar en buen estado lassuperficies de trabajo de los mesones de corte,de manera de permitir un fácil deslizamientode las máquinas utilizadas.

• Sujetar o anclar firmemente las estanterías aelementos sólidos, tales como paredes o suelo,y poner los objetos más pesados en la partemás baja de las mismas.

• Se recomienda dotar al personal que realizalos cortes de un guante de malla (metálico) detres dedos, que es un elemento adoptado comoequipo de protección personal en este tipo deoperación (uso exclusivo para las máquinasde corte, vertical y estacionario). • Generar procedimiento de trabajo. Por herramientas manuales Causas de cortes • Herramientas defectuosas. • Falta de concentración. • Falta de conocimiento. • No usar los elementos de protección personal. Medidas de prevención • Selección y cuidado de las herramientasmanuales. • Disponer de un lugar donde guardar lasherramientas manuales con filo. • Entrenamiento. • Usar los elementos de protección personal. • Generar procedimiento de trabajo. Riesgo de golpes

• Señalizar los lugares donde sobresalganobjetos, máquinas o estructuras inmóviles. • Mantener la iluminación necesaria para losrequerimientos del trabajo. • Eliminar las cosas innecesarias. • Ordenar los lugares de trabajo. • Mantener las vías de tránsito despejadas. Riesgo de caídas de igual y distinto nivel Suciedades u obstáculos en escaleras o en pasillospor los cuales usted debe transitar, así comoderrames de líquidos o aceites que hacen que unsuelo esté resbaladizo, son algunas de lasposibles causas de caídas. Para evitar este tipode riesgos es importante mantener limpios y libresde obstáculos los pisos, las escaleras y los pasillos,entre otras medidas. Mantenga

los

suelos

limpios

secos,

libres de suciedades u otroselementos que puedan alterareltránsito seguro de las personas. Causas de caídas de igual y distintonivel • Superficies de tránsito sucias (escaleras,pasillos, etc.). • Suelos mojados y/o resbaladizos. • Superficies irregulares o con aberturas. • Desorden. • Usar calzado inadecuado. • Falta de iluminación. Medidas de prevención • Limpieza de desechos, polvos, residuos u otroelemento que pueda caer al suelo. • Eliminar suciedades y obstáculos del suelocon los que se pueda tropezar. • Mayor eficacia en la limpieza (orden y aseofrecuente). • Evitar los cables y extensiones eléctricas dis

Tal vez en alguna oportunidad haya recibido ungolpe por un elemento que se haya caído de unaestantería o se ha golpeado contra una estructurainmóvil que no estaba señalizada. Para evitareste tipo de riesgo no se deben sobrecargar lasestanterías al punto de que se puedan romper ovolverse muy inestables, ordenar todas las cosasen su lugar y eliminar lo innecesario, así comoseñalizar los lugares en los que sobresalenestructuras inmóviles, entre otras medidas. Causas de golpes Golpearse por, con o contra objetos materiales o estructuras:

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Causas de ruidos • Generado por maquinaria y equipos.

puestos por el piso en forma desordenada(canalizar). • Colocar barandas en aberturas de piso. • Usar calzado apropiado.

Medidas de prevención • Realizar mantención preventiva a máquinas yequipos de trabajo. • Solicitar evaluación de ruido en el ambientede trabajo. • Utilizar los elementos de protección personal. Riesgo de quemaduras

Riesgo de contactos eléctricos Todos queremos que los beneficios que nos proveeel uso de la corriente eléctrica sean en un marcode gran seguridad. Por lo mismo, para evitar losposibles contactos eléctricos, se deben tomarmedidas tales como revisar periódicamente lainstalación eléctrica, cerciorándose de que éstacumpla con los estándares impuestos por lanormativa vigente, no utilizar máquinas ni equiposque estén en mal estado, no permitir que loscables puedan ser alcanzados por las máquinascortadoras, etc. Causas de contactos eléctricos • Contacto directo: parte activa. • Contacto indirecto: con masa (falta de puestaa tierra, deterioro de aislamiento). Riesgos • Instalaciones eléctricas y/oherramientas o máquinas dañadas. • Operación incorrecta de máquinasy equipos. Medidas de prevención • Revisar periódicamente la instalación eléctrica. • Comprobar interruptores diferenciales. • Utilizar máquinas y equipos que tenganincorporada la tierra de protección. • No intervenir máquinas ni equipos eléctricos. • No usar los aparatos eléctricos con las manosmojadas o húmedas. • No ocupar máquinas ni equipos que estén enmal estado. • Emplear extensiones eléctricas certificadas y que estén en buenas condiciones. • Los cables eléctricos conectados a lasmáquinas cortadoras deben mantenerseaéreamente suspendidos, mediante tensoresde acero deslizables, para evitar que seancortados por los equipos de corte.

Este tipo de riesgo está presente, entre otrascosas, debido a la exposición a vapores calientesy el contacto con superficies calientes, como porejemplo al operar una máquina planchadora. Portal razón, es absolutamente necesario que seutilicen los elementos de protección personal paraevitar los posibles contactos térmicos y que sesigan los procedimientos de trabajo establecidos. Causas de quemaduras • Contacto con superficies calientes. • Exposición a vapores calientes. Medidas de prevención • Inspección frecuente para cerciorarse de que los equipos se encuentren en condicionesseguras de operación. • Para operar una máquina planchadoraelectromecánica con seguridad, es necesarioque ambas manos del operador estén fuerade la zona de peligro, cuando la prensa bajesobre la prenda. • Al notar que el cordón de la plancha eléctricaestá gastado o deshilachado, deberá cambiarsepor otro en buen estado. • Utilizar elementos de protección personal paraevitar contactos térmicos. • Generar procedimientos de trabajo. Riesgo de incendios y explosiones Las consecuencias de un incendio o una explosión,tanto para las personas como para los bienesmateriales, pueden llegar a ser realmentecatastróficas. En virtud de ello, se deben tomarmedidas de prevención tales como mantener bajocontrol las fuentes de calor y combustibles, nosobrecargar los circuitos eléctricos, renovar elaire en forma periódica, mantener alejados los materiales

Riesgo de ruido Inevitablemente las máquinas y los equipos quese utilizan en las labores diarias generan ruido.Por lo mismo, es necesario saber si el nivel deruido que hay en el ambiente de trabajo estádentro de los límites permitidos, es decir, si losrangos no son perjudiciales para los trabajadoresexpuestos a dicho agente. 27

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combustibles o inflamables de losprocesos que signifiquen altas temperaturas, etc.

control de las agresiones. [1] Protección de cráneo

Causas de incendios y explosiones • Origen eléctrico (instalaciones eléctricasdefectuosas o inadecuadas). • Descuidos en el control de las fuentes de calory/o combustibles. • Mal uso o funcionamiento de calderas. • Electricidad estática.

Los principales factores de riesgo sobre la cabeza o cráneo del trabajador son: el impacto de sólidos con velocidad y/o filos cortantes, los golpes causados por el mismo movimiento de la cabeza, el contacto con energía eléctrica y el contacto con sólidos y líquidos contaminantes y/o calientes. [8]

Medidas de prevención • Renovar periódicamente el aire en el ambientede trabajo (ventilación y extracción forzada onatural). • Mantener bajo control toda fuente de calor o de combustibles. • Realizar un correcto orden y aseo en todos loslugares de trabajo. • La instalación eléctrica debe cumplir con la normativa vigente de servicios eléctricos, en el diseño, instalación, mantención y usos. • No sobrecargar la instalación eléctrica. • Los materiales combustibles o inflamablesdeben mantenerse lejos de los procesos quesignifiquen altas temperaturas. • Evitar labores que generen electricidad estática(roce con partes metálicas, etc.); de no poderevitarse, se deberá conectar a tierra los equiposinvolucrados.

Figura 5: Casco de seguridad Fuente: CONSTRUMÁTICA Dentro de estos elementos podremos nombrar cascos de seguridad y gorras de seguridad, cuya principal función es proteger la integridad de la cabeza y atenuar la fuerza de impacto por medio de una suspensión o arnés en la parte superior, además actúa como un aislante eléctrico para protegerlo de la energía eléctrica. Protección de ojos y cara La vista es uno de los sentidos que más se utiliza, no solo en la industria sino en cualquier actividad que se realiza por lo tanto es importante tener una protección adecuada ya que mediante la vista es que se realiza la mayoría de detecciones de posibles peligros a nuestro alrededor.

C. EQUIPOS DE PROTECCIÓN PERSONAL (EPP) Debido a los diferentes riesgos presentes en la industria textil es importante el uso de equipos de protección para cada una de las actividades que implican los procesos.

Los factores de riesgo para el sentido de la vista, son principalmente el impacto con partículas, la salpicadura de productos químicos y las radiaciones, ultravioleta e infrarroja en especial. [8]

Los equipos y elementos de protección personal, son todos aquellos dispositivos, accesorios y vestimentas, que se utilizan para preservar la salud del trabajador, contra las posibles lesiones que puedan generar los diferentes agentes agresores.

Protección contra proyección de partículas Para trabajos manuales como cincelar y otras operaciones con herramientas de mano se utilizan anteojos sin protección lateral, pero cuando se necesita dar a los ojos una protección contra partículas que saltan de cualquier dirección, se debe recurrir a anteojos con anteojeras.

Debe tenerse en cuenta que este equipos y elementos no elimina riesgo alguno y por lo tanto debe considerarse como el último recurso de protección del trabajador, debiendo agotarse previamente la totalidad de las posibles soluciones técnicas para el

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sujetarse a la cabeza, nuca o casco. [8]

Figura 7 : protección auditiva Fuente: [9]

Figura 6: Gafas Fuente: [9]

Protección de las vías respiratorias

Protección contra líquidos, humos, vapores y gases.

El sistema respiratorio de los seres humanos es el encardado de proveer de oxígeno a los pulmones y en muchos casos dentro de la industria textil el aire que se respira puede estar contaminado con otros elementos nocivos para la salud.

Estos anteojos deben proporcionar un cierre hermético para los ojos, evitando así el contacto con el líquido, humo, vapor o gas.

Todo contaminante sólido, líquido o gaseoso que esté en el aire que respiramos puede afectar nuestra salud y vida a partir de cierta concentración definida como límite de exposición permisible para cada sustancia. Los contaminantes del aire que respiramos se clasifican en: partículas (polvo, neblinas y humos) y moléculas (gases y vapores). [8]

Los materiales de fabricación son diversos y se caracterizan porque sus bordes van en contacto con la piel, lo que da la hermeticidad necesaria. Tienen el inconveniente de falta de ventilación, lo que puede empañarlos. Protección contra radiaciones.

Las protecciones de las vías respiratorias se clasifican en respiradores de filtración de aire y respiradores de suministro de aire puro.

En muchas operaciones industriales se producen radiaciones que son perjudicialespara la vista. Estas radiaciones son principalmente las infrarrojas yultravioletas que se generan en casi todos los cuerpos incandescentes.

Respiradores de suministro de aire puro Son utilizados cuando las condiciones de contaminación del aire son críticas y existe muy poco oxígeno por lo tanto es necesario la instalación de un equipo que proporcione directamente aire puro al trabajador.

Para proteger la vista de radiaciones dañinas se usan lentes de composicióny colores especiales que absorben, en diversas proporciones, esasradiaciones. La composición y la intensidad de los colores de los lentes dependende la operación en que se van a emplear y la cantidad de radiaciones que seproduzcan. [9] Protección del oído Cuando el ambiente de trabajo supera un nivel de 90 db según [1] es necesario utilizar un elemento de protección.

Figura 8: Respirador Fuente: [9] Respiradores de filtración de aire

Existen dos tipos de protectores auditivos:

El respirador es la clave para el programa de protección respiratoria de la empresa. Cada tipo de respirador protege contra uno o varios contaminantes específicos que hay en el lugar de trabajo.

Tapones auditivos que se colocan en el canal auditivo y pueden ser de espuma expandible o elastoméricos. Orejeras, que se colocan sobre las orejas y pueden 29

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Puesto que cada tipo de respirador tiene una función propia, es importante ser entrenado en el uso de su respirador y le explicarán las limitaciones que pueda tener. [10]

de gránulos, que extraen el contaminante del aire que pasa por él. Para vapores orgánicos se utiliza carbón vegetal activado y para gases ácidos se usa generalmente la cal de soda. El contaminante se adsorbe en la superficie de los gránulos o reacciona con ellos.

Diferencia entre una mascarilla y un respirador certificado

Protección de manos y brazos Las extremidades superiores son la parte del cuerpo que se ven expuestas con mayor frecuencia al riesgo de lesiones, como consecuencia de su activa participación en los procesos de producción y, muy especialmente, en los puntos de operación de máquinas. Algunos índices estadísticos señalan que aproximadamente un 30% de las lesiones que se originan por accidentes del trabajo afectan a manos y brazos. Las manos y brazos se deben proteger contra riesgos de materiales calientes, abrasivos, corrosivos, cortantes y disolventes, chispas de soldaduras, electricidad, frío, etc., básicamente mediante guantes adecuados. [9]

Figura 9: diferencia entre mascarilla y respirador Fuente: [10]

Hay una gran variedad de materiales con los que se puede hacer guantes entre los principales tenemos: Cuero: soldadura, trabajos de alta abrasión, sin contacto con líquidos. Látex: limpieza y contacto con químicos solubles en agua. Nitrilo: contacto con amplia variedad de químicos y con hidrocarburos. Neopreno: contacto con químicos especialmente ácidos concentrados. PVC: contacto con químicos e hidrocarburos Butil, Viton: contacto con químicos especiales y específicos. Kevlar, PBI: resistencia al corte, temperatura y llama. [8]

Respirador con filtro para partículas, que protegen contra cualquier tipo partícula (polvos, nieblas, humos metálicos, etc.). Este filtro consiste en una rejilla de fibras finas en la cual se quedan depositadas las partículas por simple intercepción.

Figura 10: filtro Fuente: [9] Dentro de este tipo de respiradores podemos encontrar una gran variedad como respiradores de medio rostro, de rostro completo, etc. Respirador con filtro químico, que protege contra gases y vapores tóxicos. Figura 11: Guantes Fuente: [7]

El filtro contiene productos químicos en forma de gránulos, que extraen el contaminante del aire 30

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Protección de pies y piernas

cuerpo del usuario y por lo tanto evitar la producción de una chispa estática que pudiera producir ignición en materiales o gases explosivos. Son eficaces só1o si los pisos por los cuales caminan los usuarios son también conductores y hacen tierra. Lo que hace conductores a los zapatos es el compuesto de hule o el tapón conductor que llevan tanto el tacón como la suela.

Las piernas y pies se deben proteger contra lesiones que pueden causar objetos que caen, ruedan o vuelcan, contra cortaduras de materiales filosos o punzantes y de efectos corrosivos de productos químicos. Los modelos y materiales utilizados en la fabricación de calzado de seguridad son diversos y muy variados.

Zapatos para riesgos eléctricos (aislados). Estos son muy similares a los de seguridad.

Las partes o componentes principales de este calzado son los siguientes:

La diferencia radica en la aislación, de cuero o corcho hecho de un compuesto de goma. No lleva metal, salvo la puntera que está aislada del zapato. No llevan ojetillos ni cordones con terminaciones metálicas. Es importante destacar que éstos protegen sólo si están secos y en buenas condiciones de uso. Los usan quienes trabajan en mantención eléctrica.

- Puntera o casquillo de acero, ubicada en la punta del zapato, protege los dedos de fuerzas de impacto o aplastantes. - Suela de goma o PVC, que puede ser antideslizante, protege contra resbalones y deslizamientos.

Botas de goma o PVC.

- Caparazón, que es de cuero grueso y resistente contra impacto y rasgadura, insoluble al ácido, aceites y solventes. Además existe una aislación de corcho entre la suela y la plantilla. [9]

Este tipo de calzado se utiliza para proteger los pies y piernas del trabajador, cuentan con puntera y plantilla de acero para resistir impactos y pinchaduras en la planta del pie. Se utiliza en trabajos de construcción, laboratorios y tintorería. Polainas. Son elementos para complementar la protección de los pies y normalmente son fabricadas de cuero curtido al cromo. Protección corporal La protección completa de la piel del cuerpo se realiza por medio de trajes u overoles de diverso tipos.

Figura 12: Calzado Fuente : [9]

Todo traje de protección debe usarse sobre la ropa (en algunos casos solo sobre la ropa interior) y no sobre la piel, inspeccionando antes su estado. El cuidado es específico de cada tipo de traje y se debe seguir las instrucciones de su uso, lavado y secado que viene con el mismo. [8]

Tipos de calzado de seguridad más usados. Zapatos con puntera protectora. Estos zapatos con puntera protectora, conocidos comúnmente como «zapato de seguridad», se usan donde existen riesgos de objetos que caen, ruedan o vuelcan. Su uso es muy necesario en la construcción, en la minería y en general en procesos donde se desarrollan labores pesadas.

D. PROTECIÓN DE MÁQUINAS El propósito básico de resguardar las máquinas es el de proteger y prevenir contra lesiones, a causa de: Contacto directo con las partes móviles de una máquina.

Zapatos conductores de electricidad. Los zapatos conductores están hechos para disipar la electricidad estática que se acumula en el 31

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Se ha calculado una fórmula para determinar la distancia segura de un resguardo a la zona de peligro y la amplitud permisible de las aberturas en un resguardo fijo.

Trabajo en proceso (coceo en una sierra circular, rebabas de una máquina herramienta, salpicadura de metal caliente o de substancias químicas, etc.). Falla mecánica. Falla eléctrica. Falla humana a causa de curiosidad, celo, distracción, fatiga, indolencia, preocupación, enojo, enfermedad, temeridad deliberada, etc.

Resguardos interconectados En donde no pueda usarse un resguardo fijo, debiera considerarse como primera alternativa, el fijar a la máquina un resguardo interconectado, resguardos de interconexión pueden ser mecánicos, eléctricos, neumáticos o una combinación de tipos.

TIPOS DE RESGUARDOS Para eliminar los peligros involucrados en la operación de máquinas, se pueden fabricar resguardos e instalarse en las zonas peligrosas o el equipo puede rediseñarse para que no tenga partes peligrosas expuestas.

El propósito del resguardo de interconexión es evitar la operación del control que pone en marcha la máquina, hasta que el resguardo se coloca en posición a fin de que el operador no pueda alcanzar la zona de operación o la zona de peligro.

El torno moderno es un buen ejemplo de la maquinaria hecha segura mediante un diseño mejorado. Su motor de impulsión y la caja de engranajes se hallan cerrados de manera que se omiten las flechas de transmisión, poleas y bandas. La prensa moderna, en la cual todas las partes de trabajo, con excepción de la deslizante, se hallan encerrados, constituye otro buen ejemplo.

Cuando el resguardo está abierto, permitiendo el acceso a las partes peligrosas, el mecanismo de arranque está cerrado para evitar un arranque accidental, y se usa una chaveta de cierre u otro dispositivo de seguridad para evitar que la flecha primero gire o que entre en operación otro mecanismo principal. Cuando la máquina está en movimiento el resguardo no puede abrirse. Puede abrirse solamente cuando la máquina se ha parado o ha alcanzado una posición fija en su trayectoria.

Los tipos de resguardos que se usan para hacer segura la maquinaria incluyen el resguardo fijo, el resguardo removible, y el resguardo automático.

Un resguardo interconectado, para ser útil, debe satisfacer tres requisitos: Debe proteger la zona peligrosa antes de que la máquina pueda ser operada. Debe permanecer cerrada hasta que la parte peligrosa esté en reposo. Debe evitar la operación de la máquina sin el dispositivo de interconexión. En donde no sea practicable el uso de un resguardo fijo ni de uno interconectado, pueden haber cierres mecánicos (figura 6).

Resguardo fijo La ventaja principal del resguardo fijo es la de que en todo tiempo previene el acceso a las partes peligrosas de la máquina. Los resguardos fijos pueden ser ajustables para poder acomodar diferentes juegos de herramientas o varias clases de trabajo. Sin embargo, una vez que hayan sido ajustados, debieran permanecer “fijos” y definitivamente no debieran moverse ni quitarse. Se encuentran ejemplos típicos de la aplicación de resguardos fijos en las prensas, máquinas enderezadoras de lámina, laminadoras, trenes de engranajes, taladros, y cortadoras de guillotina.

Resguardos automáticos Puede usarse un resguardo automático su ciertasrestricciones, en donde ni un resguardo fijo ni un resguardo interconectado es practicable si el resguardo debe evitar que el operador quede en contacto con la parte peligrosa de la máquina mientras se halla en movimiento, o debe ser capaz de parar la máquina en caso de peligro.

Algunos resguardos fijos se instalan a distancia del punto peligroso en coordinación con dispositivos de alimentación remotos que hagan innecesario al operador aproximarse a la zona de peligro. 32

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BIBLIOGRAFÍA

Un resguardo automático funciona independientemente del operador y su acción se repite mientras la máquina se halla en movimiento. El principio de este tipo de resguardos es el de que únicamente después de que las manos, brazos y cuerpo del operador han sido retirado de la zona de peligro puede producirse el accionamiento de la máquina. Un resguardo automático generalmente es dado por la máquina misma mediante un sistema de interconexión o por medio de palancas, y hay muchos tipos. Puede ser un resguardo oscilante barrido, un resguardo de tiro hacia atrás o un dispositivo similar.

M. Puente, Higiene y seguridad en el trabajo, Ibarra, 2001.

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Cuando se usa un resguardo automático en la máquina que se carga y descarga a mano, el operador debiera usar siempre herramientas de trabajo. Nunca debiera necesitar poner las manos.

III. CONCLUSIONES Dentro de la industria textil existen muchos riesgos pero la mayoría de ellos se pueden evitar teniendo un conocimiento suficiente sobre seguridad en el trabajo y saber la mejor manera de prevenirlos ya sea instalando las protecciones necesarias en las máquinas o simplemente utilizando el equipo adecuado. El colocar las debidas protecciones en una máquina debe estar acorde a las necesidades ya que una protección mal diseñada o colocada puede incurrir en un accidente mayor.

[1]

La seguridad industrial es algo que

involucra a todo el personal de una empresa tanto

[5]

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[8]

3M DEGSO Seguridad, «Manual de normativa y uso de equipos de protección individual,» 2013.

administrativo como los trabajadores en sí debido a que las políticas de seguridad deben ser una cultura que la practiquemos todos. Los riesgos mecánicos siempre estarán presentes en la industria textil pero eso no significa que no se pueda reducir a cero los riesgos producidos por este factor, lo importante es socializar a cada momento estos temas hasta que se convierta en un hábito.

[9] ACHS, «EQUIPOS DE PROTECCIÓN PERSONAL,» 2012. 33

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

[10] 3M División de Salud Ocupacional y Seguridad Ambiental OH&ESD, «Guía de protección respiratoria,» 2012.

Autor: Diego Stalyn Vallejo Garzón. Ingeniero mecatrónico graduado de la Universidad Técnica del Norte, experiencia laboral dentro de la industria y en la docencia.

[12] INEC, «Censo Nacional Económico,» Dirección de Estadísticas Económicas, 2010.

Coautor: Pablo Marcelo Puente Carrera. Ing. Textil, Especialista en Higiene y Seguridad en el Trabajo de la Universidad de Buenos Aires – Argentina, Magister en Gerencia de Proyectos y estudiante de Doctorado de la Universidad de Camagüey – Cuba en la Facultad de Ing. Química.

[13] Allbiz, «Maquinas tejedoras electronicas computarizadas,» 2014. [En línea]. Available: http://limadistr.all.biz/maquinas-tejedoraselectronicas-computarizadas-g34119. [14] ATEXGA, «Entorno virtual para la prevención de riesgos laborales en el sector textil,» 2014. [En línea]. Available: http://www.atexga. com/prevencion/es/guia/riesgosespecificos.php. [15] D. MALUSIN, «Universidad técnica de ambato,» [En línea]. Available: http://repo.uta.edu.ec/bitstream/ handle/123456789/1392/280%20Ing. pdf?sequence=1. [16] R. D. A. Pantoja, «Universidad Tecnica Equinoccial,» [En línea]. Available: https://www.google.com. ec/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=5&cad=rja&uact=8&ved=0CDgQFjAE&url=http%3A%2F%2Frepositorio.ute.edu. ec%2Fbitstream%2F123456789%2F5507%2F1%2F43867_1.pdf&ei=wGiYU834NLO-sQSkwYHIDg&usg=AFQjCNF1qwsKKIvhZcAwuN_x9Yh9RtXXAA&bvm=b.

Docente – Investigador Principal de de la Universidad Técnica del Norte – Ibarra – Ecuador. Se ha desempeñado además como Director de Plantas Textiles en Ecuador y Argentina, Mención Honorífica de la Federación Latinoamericana de Químicos Textiles (FLAQT) en el XVI Congreso Latinoamericano de Investigación. Autor de varias proyectos de investigación y publicaciones, consultor de varias empresas e instituciones.

Aplicación de la metodología DMAIC bajo principios Seis Sigma en las empresas de confección de calentadores deportivos. Juan Carlos Pineda, Mayra Maya Carrera de Ingeniería Industrial, Universidad Técnica del Norte, Avenida 17 de Julio, Ciudad Ibarra, Provincia Imbabura seissigma@outlook.com, mamaya@utn.edu.ec Resumen. El objetivo principal de esta investigación es mejorar las ventas de las empresas de confección de calentadores, reduciendo la variabilidad en tallas, eliminando las quejas de los clientes y cumpliendo necesidades de calidad; para lo cual la metodología principal para solucionar problemas que utiliza Seis Sigma, es DMAIC la cual es una estrategia de 5 pasos estructurados de aplicaciones generales. Las principales fases son definir, medir, analizar, implementar y controlar. Esta metodología ayuda a evaluar el desempeño de una empresa o producto para implementar mejoras de acuerdo a las necesidades del cliente. Se ha visto la necesidad de mejorar las ventas en las empresas de Confección de Calentadores Deportivos de la Provincia de Imbabura; se ha desarrollado una investigación en base a la metodología antes mencionada siguiendo estrictamente las cinco fases, para ellos se ha utilizado las herramientas más convenientes dando como resultado: alta calidad en el producto terminado, reducción de costos, aprovechamiento de tiempo y recursos, operaciones simplificadas, optimización de disponibilidades del equipo, materiales e insumos, seguridad en los trabajadores, mejora en la satisfacción del cliente, y posicionamiento de las empresas en el mercado.

Purpose structured steps. The main steps are to define, measure, analyze, implement and control. This methodology helps to assess the performance of a company or product to make improvements based on customer needs. Has been the need to improve sales companies Manufacture of Goods Warmers Imbabura Province; has developed a research based on the above methodology strictly following the five phases, for them it has been used the most convenient tools resulting in: high quality in the finished product, cost reduction, use of time and resources, simplified operations optimization, availability of equipment, materials and supplies, security workers, improved customer satisfaction, and positioning of the companies in the market.

Keywords

Sies Sgma, DMAIC, Vioto, textile technology.

1. Introducción

En cualquier empresa de producción se maneja estándares de calidad queriendo obtener la mayor satisfacción de sus clientes es por ello que en las empresas de Confección deCalentadores Deportivos de la Provincia de Imbabura; se ha visto la necesidad de buscar esta satisfacción en sus clientes para mejorar las ventas y consecuentemente sus ingresos. Es necesario responder de mejor manera a los clientes reduciendo las variables que inciden en la compra respecto a ternos de calentadores deportivos en tela vioto en la empresa mediante la aplicación de la metodología DMAIC aplicada bajo principios seis sigma.

Palabras Clave

Seis Sigma, DMAIC, Tela Vioto, tecnología textil. Abstract The main objective of this research is to improve the sales of clothing companies’ heaters, reducing the variability in size, eliminating customer complaints and meeting quality requirements; for which the main methodology to solve problems using Six Sigma is DMAIC which is a strategy of 5 GeneralPurpose structured steps. The main steps are to de

La estrategia seis sigma (6δ) es una estrategia de mejora continua del negocio que busca mejorar el desempeño de los procesos de una organización y 35

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

2.1.1 Encuestas

reducir su variación; con ello, es posible encontrar y eliminar las causas de los errores, defectos y retrasos en los procesos del negocio. En todo momento se toma como punto de referencia a los clientes y sus necesidades. La estrategia 6δ se apoya en una metodología fundamentada en las herramientas y el pensamiento estadístico. (Humberto Gutierrez Pulido, 2009, p. 419)

En base a encuestas, se determina los principales defectos que encuentra un cliente en sus compras, calentadores vioto, es decir se toma en cuenta la voz del cliente en donde se identifica que los mayores defectos que puede presentar un terno de calentador y que causa insatisfacción en el cliente es, según prioridad:

En la actualidad estas empresas son medianas, donde sus principales clientes son la población del sector; en reiteradas ocasiones los clientes han encontrado algunos defectos, como variabilidad de tonos, defectos por ensamble, defectos en costuras, defectos por manchas y siendo el defecto de mayor incidencia variabilidad de tallas, al momento de utilizar los ternos de calentador, por lo cual se han exigido cambios o devoluciones.

Prioridad

Tabla 1.

Defecto

Variabilidad de tallas

2 3 4 5

Defectos en costuras Defectos en ensamble Defectos por mancha Variabilidad de tonos Prioridad de defectos según voz del cliente

2.1.2 Matriz de priorización y de síntesis

Este trabajo mejora la satisfacción de los clientes en sus compras (ternos de calentador en tela vioto) y no exista ninguno de los defectos antes mencionados, por ello se cree que aplicar la estrategia seis sigma seria lo adecuado ya que su meta es lograr procesos con una calidad seis sigma, es decir, que como máximo generen 3.4 defectos por millón de oportunidades. Esta meta se pretende alcanzar mediante un programa vigoroso de mejora, diseñado e impulsado por la alta dirección de una organización, en el que se desarrollan proyectos 6σ a lo largo y ancho de la organización con el objetivo de lograr mejoras, así como eliminar defectos y retrasos de productos, procesos y transacciones. (Humberto Gutierrez Pulido, 2009, p. 419)

Se ha realizado un análisis mediante la matriz de priorización, la cual es una técnica utilizada para priorizar tareas, temas, o posibles acciones basán¬dose en criterios conocidos y ponderable; para finalmente plasmarlos en la matriz de síntesis, que es la unión de los resultados de las matrices de priorización, la cual sirve para analizar de una manera clara cuál es la alternativa más fiable o la que más puntuación posee. (Romero, 2005, pág. 172)

2.1.3 Herramienta critical to flow down La herramienta critical to flow down es un despliegue simplificado de las características críticas para la satisfacción del cliente, asociándolas a parámetros clave de un determinado producto y sus respectivos procesos. Es una herramienta que permite adentrarse en las actividades de las empresas a través de una cascada que empieza por los requerimientos críticos del cliente CTS, pasa a los requerimientos críticos del producto CTY, y llega a los requerimientos críticos de los procesos CTX, que permiten obtener ese producto.

2. Materiales y Métodos 2.1 Fase Definir La fase definir es la primera etapa en donde se define el proyecto o el problema de calidad, se clarifican los objetivos, su alcance, los beneficios potenciales y las personas que intervienen en el proyecto. (Humberto Gutierrez Pulido, 2009, p. 452)

2.2 Fase Medir

Mediante el macrorpoceso, organigrama y mesoprocesos se ha definido el campo de investigación la cual se dará en lasempresas especialmente en el área de confección de calentadores deportivos en tela vioto.

La fase de medición consiste en la caracterización del proceso identificando los requisitos clave de los clientes, las características clave del producto (o variables del resultado) y los 36

JUAN CARLOS PINEDA, MAYRA MAYA

parámetros (variables de entrada) que afectan al funcionamiento del proceso y a las características o variables clave. (Humberto Gutierrez Pulido, 2009, p. 428)

Índice Cp

Según la anterior fase se ha identificado que el principal defecto a atacar en los ternos de calentador y más factible para la empresa es la variabilidad de tallas. Por lo cual nos enfocamos en este defecto especialmente en la talla 40.

Cpk'Cpi'Cps

Índice Cr Índices

Índice K Índice Cpm Índice Z

2.2.1 Productividad

Cp= (LES -LEI)/6σ Cr=6σ/(ES-EI) Cpi = (μ -EI)/3σ Cps =ES-μ/3σ Cpk =min[μ-EI/3σ;Es-μ/3σ] K= μ-N/0,5(ES-EI)*100 Cpm =ES-EI/6π Zs =ES-u/δ y Zi =u-EI/δ

Tabla 2. Principales ecuaciones para cálculo de Índices de Capacidad.

La productividad de las empresas se entiende como la relación entre lo producido y los medios empleados; por lo tanto, se mide mediante el cociente: resultados logrados entre recursos empleados. Los resultados logrados pueden medirse en unidades producidas, piezas vendidas, clientes atendidos o en utilidades. Mientras que los recursos empleados se cuantifican por medio del número de trabajadores, tiempo total empleado, horas-máquina, etc. (Humberto Gutierrez Pulido, 2009, p. 7)

2.2.3 Cartas de Control Las Cartas de Control es otra herramienta la cual tiene como objetivo básico observar y analizar el comportamiento de un proceso a través del tiempo. Así, es posible distinguir entre variaciones por causas comunes y especiales (atribuibles), lo que ayudará a caracterizar el funcionamiento del proceso y decidir las mejores acciones de control y de mejora.

Se ha realizado un muestreo sistemático de un lote de 300 prendas con una muestra de 150 calentadores, midiendo las principales partes que forman el calentador tanto en chompa como en pantalón, por empresa.

2.2.2 Indices de Capacidad Utilizamos los Índices de capacidad los cuales ayudan a identificar si los procesos tienen variables de salida o de respuesta, las cuales deben cumplir con ciertas especificaciones a fin de considerar queel proceso está funcionando de manera satisfactoria. Evaluar la habilidad o capacidad de un proceso consiste en conocer la amplitud de la variación natural de éste para una característica de calidad dada, lo cual permitirá saber en qué medida tal característica de calidad es satisfactoria es decir cumple con las especificaciones.

Figura 1. Principales partes de una carta de control

En la figura 1, se muestra una típica carta de control en la cual se aprecia que el objetivo es analizar de dónde a dónde varía (ver campana) y cómo varía el estadístico a través del tiempo y este estadístico puede ser una media muestral, un W rango, un porcentaje, etc. Los valores que va tomando W se representan por un punto y éstos se unen con una línea recta. La línea central representa el promedio de W.

Los principales Índices calculados son:

Los límites de control, inferior y superior, definen el inicio y final del rango de variación de W, de forma que cuando el proceso está en control estadístico existe una alta probabilidad de que prácticamente todos los valores de W caigan dentro de los límites. Por ello, si se observa un punto fuera de los límites de 37

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

control, es señal de que ocurrió algo fuera de lo usual en el proceso. (Humberto Gutierrez Pulido, 2009, p. 186)

Este es un método gráfico que relaciona un problema o efecto con los factores o causas que posiblemente lo generan. Este análisis se realiza mediante los resultados de Parteo analizando principalmente en las áreas de mayor problema.La importancia de este diagrama radica en que obliga a buscar las diferentes causas que afectan el problema bajo análisis y, de esta forma, se evita el error de buscar de manera directa las soluciones sin cuestionar cuáles son las verdaderas causas. El método utilizado fue el de las 6M que consiste en agrupar las causas potenciales en seis ramas principales: métodos de trabajo, mano o mente de obra, materiales, maquinaria, medición y medio ambiente (Humberto Gutierrez Pulido, 2009, p. 152)

2.2.3.1 Carta X-R Es idónea para ser utilizada en procesos industriales de tipo masivo, es decir que en tiempos pequeños realicen grandes cantidades de artículos, ya que gracias a esta carta podremos detectar las posibles variaciones en la media del proceso y así conocer en que subgrupo o lote se están produciendo los problemas. En esta carta se mide y se calcula la media y el rango y procede a graficar.

2.2.3.2 Carta X-S Esta carta también se aplica a procesos masivos pero la diferencia con la carta X-R es que esta nos perite evidenciar la variabilidad dentro de un proceso pero con valores más acertados, es decir detectando cualquier cambio por pequeño que sea, para ello se realiza la carta de control para medias y de desviación estándar.

2.3.3 Despliegue de la Función de Calidad (DFC, QFD) Un proyecto Seis Sigma debe reflejar la perspectiva del cliente, y eso se hace preguntando y estableciendo métricas de calidad que reflejen la voz de éste. Por ello, es de gran utilidad el despliegue de la función de calidad, la cual es una herramienta de planeación que introduce la voz del cliente en el desarrollo y diseño del producto o el proyecto. Para implementar DFC se utilizan varias matrices, cuyo propósito es establecer una manera sistemática de asignar responsabilidades para desplegar la voz del cliente, a fin de trasladar. El análisis de estos datos se resuelve mediante un diagrama matriz como el que se muestra en la figura 2, que es la forma básica de la casa o matriz de la calidad. (Humberto Gutierrez Pulido, 2009, p. 167)

2.3 Fase Analizar Utilizamos herramientas de análisis que nos ayudan a identificar en donde fue la causa de los defectos principalmente la variabilidad de tallas.

2.3.1 Diagrama Pareto El diagrama Pareto es un gráfico cual de barras que ayuda a identificar prioridades y causas, ya que se ordenan por orden de importancia a los diferentes problemas que se presentan en un proceso. Se reconoce que más de 80% de la problemática en una organización es por causas comunes, es decir, se debe a problemas o situaciones que actúan de manera permanente sobre los procesos. (Humberto Gutierrez Pulido, 2009, p. 140) Después del diagrama de parteo se analiza los problemas, fallas, quejas o datos, mediante estratificación es decir clasificándolos de acuerdo con los factores que pueden influir en la magnitud de los mismos. De acuerdo con el principio de Pareto existen unos cuantos problemas vitales que son originados por pocas causas clave, pero resulta necesario identificarlos mediante análisis adecuados.

2.3.2

Diagrama de Ishikawa (o de causa-efecto)

Figura 2. Estructura básica de la Casa de Calidad

JUAN CARLOS PINEDA, MAYRA MAYA

2.4

Fase Implementar

Las empresas vende aproximadamente de 1-5 docenas de calentadores semanalmente al por menor y cuando tiene pedidos al por mayor vende aproximadamente de 15 a 25 docenas.

El objetivo de esta etapa es proponer e implementar soluciones que atiendan las causas raíz (las X vitales); es decir, asegurarse de corregir o reducir el problema. (Humberto Gutierrez Pulido, 2009, p. 462)

El resultado más importante respecto a las quejas de los clientes se detalla en la fig. 3 en porcentajes cual es la variable que genera mayor problema:

Para ello se ha realizado manuales de procedimiento en los cuales se establecen las mejoras para cada uno de los subprocesos que generan el problema.

2.5

Manual de Procedimientos

Un manual de procedimientos es el documento que contiene la descripción de actividades que deben seguirse en la realización de las funciones de una unidad en nuestro caso un subproceso. El manual incluye además los puestos o unidades administrativas que intervienen precisando su responsabilidad y participación. Suelen contener información y ejemplos de formularios, autorizaciones o documentos necesarios, máquinaso equipo de oficina a utilizar y cualquier otro dato que pueda auxiliar al correcto desarrollo de las actividades dentro de la empresa. (Palma, 2009)

2.6

Figura 3. Resultados de la encuesta acerca de quejas

Según este análisis podemos evidenciar que el principal problema que causa insatisfacción al cliente es la variabilidad de tallas, con esta fig. Tendríamos definida la voz del cliente. A través de la matriz de priorización y de síntesis se obtiene el siguiente resultado: Tabla 3. Matriz de síntesis, principal problema a corregir.

Fase Controlar

Esta etapa permite verificar la efectividad y la eficacia de los diversos cambios que sufre el proceso no a través de las diversas etapas de mejora. Es indispensable entonces definir unos indicadores que nos muestre el nivel de desempeño de la organización. Las ciencias estadísticas permiten utilizar un sinnúmero de aplicaciones para conocer el estado de un proceso bajo los eventos que ofrece la información recolectada en la organización. (Aplicaciones, 2012)

3. 3.1

En donde se evidencia que la variable más factible para atacar y la que provoca mayor insatisfacción al cliente es la variabilidad de tallas con esto podemos reiterar que es la variable que tendremos que analizar.

Resultados Fase Definir

Se define el problema principal que debemos atacar para introducir las mejoras. La encuesta se realizó a los principales clientes de la empresas; clientes tanto internos como externos. Los resultados que arrojó la encuesta se detallan a continuación:

Por medio de la herramienta critical to dow flown down en donde se ha descrito y caracterizado las tareas que podrían estar generando las fallas en el terno de calentador deportivo en tela vioto,

Las empresas vende aproximadamente de 1-5 39

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

concluyendo que el proceso de confección con sus respectivos subprocesos es el único que contribuye a dichas fallas.

3.2

análisis a través de los Índices de Capacidad. Se procede a calcular los índices de capacidad a corto plazo del calentador cuando este ya está listo para ser entregado, se puede realizar este procedimiento gracias al muestreo realizado en el producto anteriormente y mediante cálculos se llega a obtener la información necesaria para obtener los índices.

Fase Medir

De acuerdo a los datos de la empresa se calculó la actual productividad que maneja. DATOS EMPRESA SOFOS Productos Obtenidos

25 unidades

Costo mano de Obra

20.9 $/h

Capital

190 $/diarios

Servicios básicos

104$

Figura 4. productividad.

Se realizó 30 subgrupos cada uno de 5 muestras de cada una de las partes medidas tanto en chompa como en calentador para hacer más fácil el manejo de los datos, de cada subgrupo se ha procedido a hacer la media y el rango y posteriormente calcular los límites superior e inferior aplicando las formulas descritas en la metodología. Un ejemplo de este análisis se presenta en el anexo 1.

Datos de la Empresa para cálculo de la

Después de haber analizado los diferentes parámetros de inputs empleados y los productos (calentador deportivo) obtenidos se determina que la productividad de la empresa es de 0,9996.

De estos cálculos visualizamos los resultados en la tabla al igual que el índice de capacidad a corto plazo que es uno de los indicadores más importantes dio como resultado 0.4 por lo que vemos que el proceso realmente es muy ineficiente ya que como se sabe este índice tiene que ser mayor a uno para decir que tenemos un proceso productivo. Y eso ha sucedido en la mayoría de partes de calentador analizadas.

Muestreo En el muestreo sistemático se ha establecido 13 partes del calentador a ser medidas de la muestra de 150 calentadores vioto. Estas partes se han dividido tanto en pantalón como en chompa según la siguiente nomenclatura: CHOMPA L1 Alto L2

Largo

Ancho espalda A2 Ancho

Carta X-R Gráfica Xbarra de L1 101,4

Delantera A A5

LCS=101,3977

101,3

Media de la muestra

PANTALON L1 Largo Pantalón espalda L2 Largo de Tiro manga L3 Largo de bolsillo A1 L4 largo de resorte manga A1 ancho de cintura A3 derecha A2 ancho de basta Delantero izquierdo cuello

A continuación se realiza un análisis mediante la herramienta cartas de control en donde podremos evidenciar los cambios que ha surgido a través de todo el muestreo y poder detectar los puntos en donde existen mayores cambios es decir si las medidas están dentro de los límites de control o fuere de ellos.

Ancho

101,2 _ _ X=101,0653

101,1 101,0 100,9 100,8

LCI=100,7330

100,7 1

El muestreo se ha realizado en el subproceso de planchado es decir en producto terminado. Según el muestreo se ha determinado que muchos de los calentadores están fuera de los límites de especificación por lo cual se les ha sometido a un

13 16 19 Muestra

Figura 5. Carta de Control X

JUAN CARLOS PINEDA, MAYRA MAYA

uno por lo que vemos que el proceso realmente es muy ineficiente ya que como se sabe este índice tiene que ser mayor a uno para decir que tenemos un proceso productivo.

Gráfica R de L1 LCS=1,218

1,2

Rango de la muestra

1,0 0,8

3.3

_ R=0,576

0,6 0,4

Se ha utilizado el diagrama Pareto como primera herramienta de análisis en donde se determina cuál es el defecto de calidad que más pérdidas produce a la empresa tomando en cuenta la frecuencia de ocurrencia y el costo por cada unidad. Entonces lo que podemos deducir es que, el defecto de calidad que más influye en las perdidas de la empresa es la variabilidad de tallas por lo cual se recomienda al equipo de mejoras que en este, se deberían enfocar las mejoras.

0,2 LCI=0

0,0 1

16 Muestra

Fase Analizar

Figura 6. Carta de Control R

Carta X-S Los datos para esta carta se ven en Anexo 2

FRECUENCIA POR COSTO

160

Figura 7. Carta de Control X

140

100

120

100 60

20 ALTERNATIVAS

R VA

FRECUENCIA POR COSTO Porcentaje % acumulado

Figura. Carta de Control S

Porcentaje

Diagrama de Pareto de ALTERNATIVAS

E .D

A LL TA

T C FE DE

100,0 68,4 68,4

S A O CH N O AN T M DE S . O T AR V EC

o tr O

18,8 12,8 81,2

5,0 3,4 100,0

UR ST O F DE

15,0 10,3 91,5

7,5 5,1 96,6

Figura 9. Diagrama de Pareto

Según las cartas de control evidenciamos que las medidas de L1 es decir largo pantalón es un proceso que estable ya que no sale de los límites de control, pero por el contrario por no seguir una tendencia de los puntos hacia la línea central se diría que existe cierto problema en las medidas.

Luego se realizó una estratificación en donde se evidencia que, en la primera estratificación en donde se clasifico por defectos de calidad y proceso se determina que el problema principal es la variabilidad de tallas (36% del total de defectos, 13 de 36); por lo tanto, debe atenderse de manera prioritaria y analizar con detalle sus causas.

Después de analizar el proceso mediante estas herramientas se ha determinado que el producto no cumple con las especificaciones requeridas para ser un producto de excelente calidad, ya que en el muestreo realizado a los calentadores deportivos muchos de ellos salen de los límites de control dentro de las especificaciones; además se ha determinado que el proceso es ineficiente el índice de capacidad a corto plazo que es uno de los indicadores más importantes dio como resultado valores menores a

Para el problema principal se aplica una segunda estratificación, que ayuda a conocer la manera en que influyen los diversos factores que intervienen en la variabilidad de tallas; tales factores podrían ser departamento, turno, tipo de producto, método de fabricación, materiales, etc. Pero como en la tabla sólo se tiene la información del proceso, solo nos permite apreciar que este defecto de calidad se da principalmente en el proceso de corte. Por lo que el 41

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

equipo de mejora tiene que centrarse en el defecto de calidad (variabilidad de tallas) en el proceso de corte.

TENDIDO DE TELA

DISEÑO DE MOLDES

TRAZADO

CORTE

TOTAL

VAR. DE TALLAS

de las piezas de manera desigual, esto provoca que las prendas tengan otra medida; La mano de obra no calificada es otro factor para tener variabilidad en el tallaje; Falta de control respecto a las medidas en el proceso de ensamble; Falata de iluminación que para trabajos de este tipo se debe contar con 200 luxes por lo mínimo debido al esfuerzo visual, en cuanto a la maquinaria lo que puede causar variabilidad en tallas es no revisar y mantener calibradas las maquinas de coser.

VAR. DE TONOS

Despliegue de la Función de Calidad (DFC, QFD)

DEFECTOS COSTURA

DEFECTOS ENSAMBLE

DEFECTOS MANCHA

TOTAL

ceso de corte.

Tabla4. Estratificación por defectos de calidad y pro-

CLASIFICACION POR DEFECTOS DE CALIDAD Y PROCESO DE CORTE DEFECTOS

ESCALA 5

relación muy fuerte

una relación fuerte

relación débil

ninguna relación

SIMBOLOGIA

•

ᴑ

Δ ─

1 0

Análisis Diagrama de Ishikawa (o de causa-efecto) Para poder analizar nuestro proyecto de mejor manera procedemos a realizar un diagrama de Ishikawa o también conocido como diagrama de causa y efecto en el que se contemplan y establecen las causas que originaron el problema. Estos diagramas se han realizado en base a las 6M que maneja la empresa para determinar las causas principales que originan la variabilidad de tallas. En el proceso de corte se determinó que en base a materiales afectaría la elasticidad, en métodos el corte manual en donde la falta de precisión y el uso de la herramienta descoordinado de las tijeras pueden provocar que no se corte sobre las medidas correspondientes con respecto a las mediciones un grave problema que puede causar variabilidad de tallas es el no cortar en base a moldes que hayan sido estandarizados, en cuanto al ambiente laboral se determinó que las condiciones para realizar el corte no es adecuada según las normas establecidas, en lo que respecta a maquinaria si la cortadora no ha sido ajustada o calibrada esta ocasiona que no exista precisión además de que existirá mucha variación en el corte.

Figura 10. Casa de la calidad para las empresas de confección de calentadores.

El despliegue de la función de calidad nos permite introducir la voz del cliente en el desarrollo del producto relacionando la vos del cliente los requerimientos que el cliente quiere con respecto a los como correspondientes a la empresa.

3.4 Fase implementar Se realizó tres manuales de procedimientos para los principales subprocesos que se cree que son los que más afectan al defecto variabilidad de tallas en calentadores Vioto. Estos manuales se han realizado para tendido de tela, corte y ensamble. Además como valor agregado para la empresa se ha realizado un

En el subproceso de ensamble se evidenció que las principales causas que provocan variabilidad de tallas son: El problema que se presenta es en la union 42

JUAN CARLOS PINEDA, MAYRA MAYA

manual de procedimiento para el almacenaje de materias primas y otro para capacitación al personal en seguridad laboral.

de tendido, corte y ensamble. El implantar Manuales de Procedimientos en el Área de Producción de las prendas en las empresas realizado bajo condiciones controladas, garantizan una alta calidad en el producto terminado, reducción de costos, aprovechamiento de tiempo y recursos, operaciones simplificadas, optimización de disponibilidades del equipo, materiales e insumos, seguridad en los trabajadores, mejora en la satisfacción del cliente, y posicionamiento de las empresas en el mercado.

Los manuales siguen el siguiente formato:

Referencias Bibliográficas

Figura 11. Formato de manuales de procedimiento para las empresas de confecciones.

3.5

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Maya Nicolalde, M. A. (2013). Implementación del Control Estadístico para la Calidad en la Empresa Angie Confecciones en la línea de producción de calentadores, para mejorar la capacidad del proceso y productividad.

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[4]

Humberto Gutierrez Pulido, R. d. (2009).

Fase controlar

Se realiza mediante un determinado procedimiento de muestreo de piezas que se establece en el manual de procedimiento para controlar si las actividades establecidas en el manual se están cumpliendo. Estos controles serán realizados por el jefe de producción o jefe de área.

Control Estadistico de Calidad y Seis S i g m a . M e x i c o : M c G R AW- H I L L / INTERAMERICANA EDITORES, S.A. DE C.V.

Con esta fase se espera tener mejores resultados en el terno de calentador terminado en tela vioto y los clientes de la empresa estén satisfechos completamente con sus compras.

4. Conclusiones La investigación se realizó en base a principios seis sigma utilizando la metodología DMAIC y todas sus herramientas, lo cual ayudo a que la implementación del proyecto en las empresas de calentadores deportivos sea adecuada y correcta según los requerimientos de la misma.

[5]

Palma, J. (2009). Manual de procedimiento. Argentina: El Cid Editor.

[6]

Romero, A. F. (2005). CREATIVIDAD E INNOVACION EN EMPRESAS Y ORGANIZACIONES. Madrid-España: Ediciones Díaz de Santos,S.A.

Ing. Juan Carlos Pineda Ingeniero Textil (Universidad Técnica del Norte-2005). Maestrante Ingeniería Industrial y Productividad (Escuela Politécnica Nacional).

Mediante el presente proyecto hemos evidenciado que el principal problema que tienen las empresas de confecciones es la variabilidad de tallas en los calentadores vioto, la misma que es causada por malos métodos de trabajo en especial en el área

Ing. Mayra Maya Ingeniera Industrial Universidad Técnica del Norte-2013).

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

Aprendizaje de Modelamiento Físico del Sistema MasaResorte Mediante Software Libre Easy Java Simulations Octavio Arias Facultad de Ingeniería en Ciencias Aplicadas, Universidad Técnica del Norte, Avenida 17 de Julio, Ibarra, Imbabura ogac88@gmail.com

Keywords

Resumen. En el presente proyecto se realiza una simulación del sistema masa - resorte, utilizando el

Simulation, Simple Harmonic Motion, Software EJS, Mathematical Model, System mass- spring.

modelo matemático del movimiento armónico simple mediante la utilización de un software libre EJS (Easy Java Simulations). Esto permite desarrollar un entorno virtual

1. Introducción

al estudiante para analizar y visualizar el fenómeno físico, y la obtención de datos por este medio de programación

Dentro de la física newtoniana, existe diversos campos deestudio, dentro del aula los docentes transmiten el conocimiento por medios tradicionales como la pizarra, presentaciones, carteles, cálculos sobre estas aplicaciones, pero no mediante simulaciones. La falta de la vinculación de la física con los medios tecnológicos provoca un retraso en el aprendizaje de la misma, uno de los problemas reside en la producción de estas simulaciones al requerir un alto nivel de programación dirigido hacia objetos, por lo tanto se hace necesario que se vincule las tecnologías informáticas de una manera eficiente y realista a los fenómenos físicos, uno de estos es el movimiento armónico simple de un resorte. Con la información obtenida en el software EJS que está diseñado por Francisco Esquembre, siendo de distribución libre y pertenece al proyecto Open Source Physics (Física de código abierto) se puede tomar datos en tiempo real, y enfocar a la realización de un laboratorio virtual que permitirá realizar procedimientos, registro de datos, análisis de curvas e interpretación de datos, combinando tres aspectos el modelamiento por ordenador, la teoría y la experimentación del estudiante, proporcionado al docente generar un aprendizaje basado en problemas de modelamiento en las diversas áreas de la Física, el sistema EJS es un lenguaje de programación Java que facilita no solo al docente sino al estudiante la construcción de sus propios modelamientos físicos, en el trabajo realizado una de las metas es involucrar al estudiante en la animación de este modelo del

EJS de Francisco Esquembre, además proporciona una herramienta didáctica de aprendizaje al docente, generando un proceso llamado ciclo de modelización; donde se logra vincular el modelo matemático con entornos de simulación por computador, aplicados al movimiento armónico simple en resortes, y de esta manera los estudiantes mejoran la falta de acercamiento al fenómeno físico del proceso tradicional, generando un aprendizaje activo en el proceso de enseñanza-aprendizaje.

Palabras Clave Simulación, Movimiento Armónico Simple, Software EJS, Modelo Matemático, Sistema masa - resorte. Abstract. In this project a simulation of the system is carried out mass - spring, using the mathematical model of simple harmonic motion using a free software EJS (Easy Java Simulations). This allows to develop a virtual environment to the student to analyze and visualize the physical phenomenon, and data collection hereby EJS programming Francisco Esquembre also provides an educational learning tool for teachers, creating a process called cycle modeling; where it is possible to link the mathematical models with computer simulation environments, applied to simple harmonic motion in spring, and thus students correct the lack of approach to the physical phenomenon of the traditional process, generating active learning in the teaching-learning. 44

OCTAVIO ARIAS

relación a la masa, al cambiar su masa. 4. Determinar diferencias encontradas en esta práctica de laboratorio, con la utilización de la gráfica posición, velocidad contra el tiempo.

sistema masa-resorte por medio de un procedimiento sistemático en el mismo. Actualmente se utiliza una gran variedad de simulaciones en el campo de la Física [1] como en los diferentes campos existe paquetes informáticos libres, dentro del proyecto se desarrolla la simulación del sistema masa - resorte sostenido por una carga donde se analiza la relación de la longitud que se estira el resorte con el periodo de oscilación y la masa con el período de oscilación de un movimiento armónico simple, utilizando un resorte suspendido con una masa. Dentro de los entornos virtuales existen diversas simulaciones aplicando el entorno EJS como son Circuitos Eléctricos por Panelli Esteban [3] donde se plantea el modelo matemático de la Ley de Kirchoff para circuitos RL, RC y RLC y sus curvas de funcionamiento de voltaje, corriente en función del tiempo generando una herramienta de aprendizaje de medición, Péndulo Invertido rotacional de Rodríguez Oscar [5] mediante el modelo matemático de NewtonEuler donde se analiza la posición y velocidad del brazo y el péndulo, el sistema de tres tanques de Duro Natividad [8] utilizando un modelo matemático que relaciona la altura y caudal de los tanques, generando un sistema virtual y físico en un laboratorio virtual y remoto entre otros.

En la educación actual, es importante generar recursos didácticos que respondan a las expectativas en el aula, y el estudiante comprenda no solo como resolver problemas, sino de que partes está constituida un modelo matemático de los fenómenos físicos, y aplicarlos en cualquier situación del contexto.

Materiales y Métodos

La simulación del movimiento circular mediante EJS, está dividido en cinco partes básicas para su desarrollo representado en la figura 1.

La situación actual en el área de la física, es mejorar el aprendizaje de los estudiantes mediante la utilización de mediosdidácticos, el EJS genera una forma sencilla y práctica para generar aprendizajes activos en el estudiante de Física a nivel superior mediante la modelización. Ellos tendrán una fuente virtual para acercarse al sistema de masa - resorte, mediante una simulación en la que podrán modificar los valores iniciales y obtener el valor de las variables a medir. En el presente trabajo se presenta una plataforma virtual de un sistema de masa-resorte, construido en el EJS. Con la simulación el estudiante logrará alcanzar los siguientes aprendizajes:

Figura. 1. Etapas de constucción en EJS

2.1

Instalación de EJS

Primero se debe instalar la plataforma de Java, para proceder con la instalación de EJS versión 4.3.7, el cual es un archivo comprimido del sitio de Easy Java Simulations, al descomprimirlo dirigirse a la aplicación EjsConsole.jar para iniciar el software a funcionar, la misma que puede ser descargada de la página http://fem.um.es/Ejs/

2.2

Descripción de la simulación

Para realizar la simulación del sistema masa - resorte es importante ejecutar el entorno EJS se iniciaran estas ventanas, las cuales son fundamentales en el diseño de la simulación del sistema masa resorte, cada etapa de construcción permite generar una vinculación entre los datos ingresados a la obtención del movimiento y de datos.

1. Estudiar las condiciones bajo las cuales el movimiento del sistema masa resorte puede modelarse como un M.A.S. 2. Establecer la existencia de la relación del periodo con la longitud del resorte a partir de las condiciones iniciales. 3. Determinar la dependencia del periodo en 45

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

características básicas del fenómeno físico y las ecuaciones matemáticas que lo gobiernan, como son que la fuerza restaurada está en función de la segunda ley de Newton por lo tanto: F = -m a (1) Donde: m: masa del bloque que sostiene el resorte. a: aceleración del bloque. Así mismo la fuerza restauradora del resorte se ejerce por la Ley de Hook: F = kx (2) Donde: k: es la constante elástica del resorte. x: es la deformación del resorte. Al igualar las ecuaciones (1) y (2) obtenemos: kx = -m dv/dt (3)

Se considera que el sistema EJS es una herramienta de nivel alto para procesos de investigación, ya que nos permite acercarnos a varios aspectos de la física proporcionando un aprendizaje más interactivo entre los estudiantes en diversas áreas como la Mecánica, Termodinámica, Electromagnetismo, Mecánica de Fluidos, Sonido, Vibraciones, entre otros. En la figura 2, se puede observar la descripción de la práctica que se realizará con la simulación en el entorno EJS del movimiento armónico simple de un resorte en formato HTML

(d2 x)/dt = -k/m x En donde la velocidad angular (w) está representado por: w = √ (k/m) (5) Y el periodo de oscilación es: T = 2π/w (6) Por lo tanto: T = 2π√ (m/k) (7)

Figura. 2. Ventana de descripción del sistema masa-resorte en formato HTML

2.3

En esta etapa de construcción de la simulación del sistema masa - resorte, se debe editar las características básicas del fenómeno físico y las ecuaciones matemáticas que lo gobiernan, como son que la fuerza restaurada está en función de la segunda ley de Newton por lo tanto: F = - ma (1) Donde: m: masa del bloque que sostiene el resorte. a: aceleración del bloque. Así mismo la fuerza restauradora del resorte se ejerce por la Ley de Hook: F = kx (2) Donde: k: es la constante elástica del resorte. x: es la deformación del resorte. Al igualar las ecuaciones (1) y (2) obtenemos: k x = -m dv/dt (3)

Modelo de la simulación

Así las variables que se consideran en el sistema masa-resorte son las siguientes: Variable

Símbolo

Va l o r / Ecuación

Masa

0.5

Constante de elasticidad

N/m

Elongación

Tiempo

Variación del tiempo

Δt

0..05

Velocidad angular

Math. sqrt(k/m)

rad/s

Velocidad lineal

m/s

Periodo

m/s m/s

Número de vueltas

Vueltas

Cambio de masa

En esta etapa de construcción de la simulación del sistema masa - resorte, se debe editar las

Unidad

Tabla. 1. Datos de las variables ingresadas en el sistema masaresorte.

OCTAVIO ARIAS

Una vez ingresadas los valores y las ecuaciones en la ventana de variables, ingresamos en el modelo: Ingresamos la ecuación del movimiento armónico simple del resorte: dv/dt= -w*w*x (8) Igualmente, la ecuación de la diferencial de la velocidad del movimiento de la partícula: dx / dt = v (9) En la ventana de relaciones fijas, ingresamos el siguiente código para que se ejecute durante la simulación: El periodo de oscilación del resorte:

Figura. 3. Propiedades de la ventana de simulación

Así mismo en la Figura 4, se desarrollan los entornos como la animación del sistema masaresorte, se colocaran los objetos 2D de animación como el resorte, bloque, regla, reloj, y los controles del panel de control como el play y retornar. Además de los casilleros para ingresar los valores, y visualizar los valores como el tiempo, masa, constante elástica, elongación del resorte y el número de ciclos del resorte.

T = 2 * Math . PI / w; Y si la masa empieza a moverse, realice el conteo de las vueltas que el resorte da: if (Math.abs (x) > 0 ) { n = t/T; } En la ventana propio, realizamos la siguiente programación, para que al realizar una acción de modificación en el casillero de la masa, se modifiquen los demás cálculos realizados:

En la figura 5, se incluye las trazas de la posición y velocidad de la masa en un resorte, además la caratula de la simulación del sistema masa-resorte.

public void cambiar_masa () { i f ( m < 0 || m > 0.5 ) m = 0.5; n = 0; m 1 = m; w = Math . sqrt ( k / m 1 ); T = 2 * Math . PI / w; _ reset View (); }

2.4

Vista de la simulación

En el desarrollo de la vista es importante considerar el tamaño de la ventana 600x721 para que se pueda visualizar en la ventana del computador, como se observa en la Figura 3. Figura. 4. Ventana de vista de la animación del sistema masaresorte

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

proceso al estudiante para construirla en el sistema EJS, y al docente un material didáctico de aprendizaje que permite enfocar los tres aspectos en la enseñanza como es el modelamiento matemático por ordenador, la teoría y la experimentación del fenómeno físico.

3. Resultados Al realizar la simulación en el sistema masa resorte, se puede observar los datos que se muestran además de visualizar el estudiante el movimiento del mismo, y detenerlo como una práctica real. A continuación se muestra los resultados obtenidos con la simulación. En la tabla 2, se observa cuando se cambia la elongación del resorte y cuál es el periodo de oscilación del resorte:

Figura. 5. Ventana de vista de la gráfica de datos, variables y gráficas del sistema masa-resorte

Se realiza ejecutar la simulación en el entorno EJS, y se abre una ventana de simulación en un entorno JAVA, como en la figura 6 que se muestra como quedan los objetos de animación del sistema masa-resorte.

ELONGACIÓN x(cm)

TIEMPO (S)

N. VUELTAS

PERIODO

tprom.

22,15

22,45

22,25

22,05

22,20

22,22

2,222

22,20

22,60

22,15

22,10

22,35

22,26

2,226

22,25

22,15

22,00

22,15

22,16

2,216

22,25

22,35

22,30

22,10

22,25

2,225

22,15

22,30

22,20

22,25

22,30

22,24

2,224

Tabla. 2. Datos de tiempo de oscilación en 10 vueltas en función de la elongación del resorte.

El periodo de oscilación que se obtiene de la tabla I es T=2.2217 s con los datos iniciales.

Figura. 6. Entorno de simulación del sistema masa-resorte

El sistema de masa-resorte, al realizar la simulación me permite demostrar el Movimiento Armónico Simple, además de verificar como se relacionan las variables como la longitud o elongación del resorte, la masa y el periodo de oscilación, resulta una herramienta virtual que permite un

Figura. 7. Curva del periodo de oscilación - elongación.

Al analizar la curva período de oscilación versus elongación se puede observar que el periodo 48

OCTAVIO ARIAS

no cambia durante el movimiento armónico simple, con una ecuación T = 0,0003x + 2,2217 donde la pendiente es cero aproximadamente, por lo tanto, el valor de T=2.2217 s, aún cuando la distancia x se aumenta o disminuye, al trazar la gráfica con los datos recolectados. Al observar la ecuación del periodo se obtiene su valor teórico: T = 2π √ (m / k) Caso I: Cuando la elongación del resorte varía:

Figura. 8. Curva del periodo de oscilación - masa

T = 2π √ ((0.5 kg) / (4 N/m))

Al analizar el periodo en relación con la masa se observa en la Tabla 3, que al aumentar la masa se incrementa el periodo de oscilación, y mientras este disminuye se observa que decrementa el periodo de oscilación, por lo tanto el periodo es directamente proporcional a la masa del sistema: T2 α m T2 = a* m

T = 2.22 s El error porcentual en la figura 7 se obtiene: E = |2.22-2.2217 | / 2.22 100 = 0.08% En la tabla 3, se observa cuando se cambia la masa y cuál es el periodo de oscilación del resorte:

TIEMPO (S)

MASA

m(kg)

0,05

N. VUELTAS

PERIODO

tprom.

7,05

0,5

0,1

9,95

0,99

0,15

12,2

1,49

0,2

14,05

1,97

0,25

15,75

2,48

0,3

17,25

2,98

0,35

18,6

3,46

0,4

19,9

3,96

0,45

21,1

4,45

0,5

22,25

4,95

Figura. 9. Curva del periodo de oscilación al cuadrado - masa

Para linealizar la curva del periodo de oscilación en relación con la masa, utilizamos la figura 9 del cuadrado del periodo en relación en la masa, donde se observa una tendencia lineal cuya ecuación predomina: T2= 9,8897m + 0,0033 en donde se observa que su intersección con el eje del periodo es cero aproximadamente quedando: T2= 9,8897m donde la constante a representa en la ecuación del periodo:

Tabla. 3. Datos del tiempo de oscilación en 10 vueltas en función del cambio de masa.

T = 2π √ (m/k) T2 = (4π2) / k m

Al representar gráficamente el periodo en relación a la masa se observa una curva creciente que disminuye a medida que se incrementa la masa:

Entonces: a = (4π2) / k = (4π2) / 4 = 9.8696 m/N El periodo que se determina con su ecuación es: 49

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

Caso II: Cuando la masa del sistema varía: Se determina el período con la masa que se a utilizado en el sistema masa-resorte. m = 0.05 kg T = 2π√ ( (0.05kg) / (4N/m) ) T= 0.70 s

1. Las condiciones necesarias para un movimiento armónico simple que se observa en la práctica son la masa, la constante elástica que afectan directamente en el periodo de oscilación, y la elongación del resorte que permite que se produzca el MAS, caso contrario no se genera el movimiento debido a que necesita de una energía inicial para producir la fuerza restauradora del resorte.

El periodo de oscilación del movimiento, cuando la masa cambia es directamente proporcional y en la siguiente tabla se resumen los cálculos realizados en el paso anterior:

2. Al considerar como constante elástica K= 4 N/m, se observa que al provocar una elongación entre 0.1 cm y 0.5 cm en el resorte, se produce el movimiento armónico simple, y al determinar el periodo de oscilación con las condiciones iniciales es T=2.22 s y en la simulación se determina un periodo de T=2.23 s con un error porcentual del 0.45%, debido a la toma de datos aunque el simulador se detiene en 10 ciclos la precisión es del 0.05 en el tiempo. Además este periodo de oscilación permanece constante en cada uno de los ensayos donde se ha variado la distancia x.

Para encontrar la constante de elasticidad empleamos la ecuación de: K = ( 4 * π 2) / T2 N

Masa m(s)

Periodo aproximado T(s)

0.05

0.7

0,71

1,43

0.1

0.99

1,00

1,01

3,92

0.15

1.22

1,22

0,00

3,95

0.2

1.41

1,41

0,00

3,98

0.25

1.57

1,58

0,64

3,97

0.3

1.72

1,73

0,58

3,95

0.35

1.86

1,86

0,00

3,96

0.4

1.99

1,99

0,00

3,99

0.45

2.11

2,11

0,00

3,99

0.5

2.22

2,23

0,45

3,99

0,41

3,97

PROMEDIO

Error E(%)

Constante Elasticidad

3. A partir de la figura 8 se observa que el periodo tiene una relación directamente proporcional a la masa, donde tiene una tendencia aumentar rápidamente y estabilizarse posteriormente, en la figura 9 se linealiza la función con una ecuación: T2= 9,8897m + 0,0033 donde la intersección con el periodo es cero aproximadamente, y la ecuación es: T2= 9,8897m donde la constante 9.8897 representa el valor de (4π^2)/k con un error porcentual promedio del 0.41% en todo el sistema de masa - resorte, debido a la precisión de la simulación del 0.05 en el tiempo, y un error del 0.75% en el cálculo de la constante de elasticidad K.

Tabla. 4. Error porcentual del sistema masa-resorte

El error porcentual es del 0,41% del sistema de oscilación.

4. En las gráficas de la velocidad y el tiempo, se determina con son las dos movimientos armónicos simples (MAS) en función de que tiene una onda cíclica cada 2.22 segundos, Los valores máximos de la onda en la posición (rojo) es el valor de la amplitud equivalente a la elongación del resorte en cada uno de los ensayos, en la gráfica 4 tiene un valor de 5 cm. Y en la velocidad se observa un valor de amplitud de 12.5 cm/s aproximadamente, su onda es cíclica con un periodo de oscilación de 2.22 s, por lo tanto tiene movimiento armónico simple (MAS)

Al analizar la constante de elasticidad k se determina que su valor promedio es de 3,97 N/m E = |4-3,97| / 4 100 = 0.75%

4. Conclusiones Al finalizar la simulación del sistema masaresorte, y al ejecutarlo se puede evidenciar el cumplimiento a las expectativas del proyecto, se logra una simulación que permite realizar mediciones dentro de un entorno virtual mediante el sistema EJS:

OCTAVIO ARIAS

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[12]

Antón Montero, S. (2010). Implementación de controladores PID con Easy Java Simulations para aplicaciones web docentes. (Tesis inédita de pregrado). Universidad Carlos III de Madrid.

Autor-Octavio ARIAS Obtuvo su grado como Ingeniero Mecánico en la Escuela Superior Politécnica del Chimborazo en 2004, posteriormente se graduó como Especialista en Currículo y Didáctica en 2012, actualmente cursa la Maestría en Educación con mención en el aprendizaje de la Física. Sus áreas de interés son: Las aplicaciones tecnológicas a la educación, el área de la mecánica y el diseño mecánico. Se desempeño como Coordinador de la Carrera de Ingeniería Mecatrónica durante dos años. Y actualmente es Docente medio tiempo de la Universidad Técnica del Norte. ogac88@gmail.com

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

Virtualización para Optimización de Servidores de la Universidad Técnica del Norte. María Elizabeth Granda, José Luis Rodríguez, Marco Remigio Pusda

Facultad de Ingeniería en Ciencias Aplicadas, Universidad Técnica del Norte, El Olivo Av. 17 Julio 5-21 Ibarra, Imbabura megranda@utn.edu.ec, jlrodriguez@utn.edu.ec, mrpusda@utn.edu.ec

Resumen. El presente artículo tiene como objetivo determinar el impacto de la implementación de la Virtualización en los Servidores de la Universidad Técnica del Norte (UTN) para mejorar los servicios, reducir costos, aumentar la seguridad y disponibilidad y contribuir en el medio ambiente. En este trabajo se presentan las definiciones, pruebas y conclusiones obtenidas en los ambientes de prueba de la Facultad de Ingeniería en Ciencias Aplicada (FICA) de la Universidad Técnica del Norte durante la implantación de estos sistemas en los servidores. La Virtualización pertenece al grupo de las tecnologías verdes y sus diferentes conceptos y tecnologías asociadas son vitales porque representan un elemento fundamental para el ahorro de recursos y permitir alta disponibilidad.

Keywords TIC, Green Technology, Virtualization, Data Center, Environment, Servers

Introducción

Desde hace varios años, los expertos afirman que se vive en un período de cambios profundos, englobados en la denominada “Revolución de la Información”, “Revolución digital” o más genéricamente “Sociedad de la información”, en la que la comunicación, la información, la organización y la discusión a través de servidores y redes se han convertido en uno de los elementos clave. Sin duda, la sociedad de la información es el gran reto y el gran descubrimiento de los últimos tiempos y está impulsando un cambio profundo La virtualización ha sido identificada (Gartner Inc., 2010) como una de las diez tecnologías estratégicas para los últimos años. Consiste en la extracción del software de una computadora, encapsulándolo en algo denominado máquina virtual, que será ejecutada en una máquina física diferente a la anterior. Aplicado a una red interna de servicios de una organización, se logra trasladar una intranet con varios servidores infrautilizados a otra con pocos servidores que ofrecen los mismos servicios.

Palabras Clave TIC, Tecnología Verde, Virtualización, Centros de Datos, Medio Ambiente, Servidores Abstract. This article aims to determine the impact of the implementation of Virtualization Servers North Technical University (UTN) to improve services, reduce costs, increase security and availability and help the environment. In this paper is presented definitions, evidence and conclusions obtained in the test environments, Faculty of Applied Engineering Sciences (FICA) of the Technical University of the North during the implementation of these systems on the servers. Virtualization belongs to green technologies and its various concepts and associated technologies are vital because they represent a key resource savings and enable high availability element.

Las tecnologías de virtualización habilitan la abstracción y la agregación de recursos de Datacenters en orden en que se utiliza dentro de los recursos, unificados de una forma lógica que pueden ser compartidos por varias aplicaciones, la virtualización desacopla la infraestructura física permitiendo alta eficiencia y flexibilidad. El administrador del sistema virtual utilizará un software para la división del servidor físico en entornos virtuales aislados. Estos entornos es lo que se conoce técnicamente como servidores 52

MARÍA ELIZABETH GRANDA, JOSÉ LUIS RODRÍGUEZ, MARCO REMIGIO PUSDA

privados virtuales, pero también se pueden encontrar referencias como particiones, instancias, contenedores o emulaciones de sistemas (Padala et al, 2007a).

En este artículo se define en mayor detalle qué es la virtualización y cuáles son los tipos principales, para posteriormente explorar sus ventajas e inconvenientes al aplicar esta tecnología a servicios que presta la FICA. Y se finaliza el estudio exponiendo casos de éxito y conclusiones acerca de esta tecnología.

Modelos de Virtualización

Los entornos de virtualización se pueden aplicar para multitud de propósitos. Por ejemplo, la virtualización se puede utilizar para mantener entornos múltiples de software dentro de una misma máquina para realizar pruebas o simplemente para que un usuario de escritorio pueda ejecutar distintos sistemas operativos. La tecnología de virtualización se aplica desde hace años en plataformas de servidores comerciales como VM/370 de IBM o el zOS.

Figura 1. Representación de un modelo de Máquina Virtual.

Existen varias ventajas al emplear la virtualización, las más evidentes son el ahorro en hardware, normalmente en una relación de 10 a 1 servidores en el caso más optimista, y de 6 a 1 en el caso más pesimista (VMWare Inc., 2010). Esto conlleva a reducciones en costes de mantenimiento y administración de la intranet, además de reducciones en el consumo eléctrico. Se podría llegar a ahorrar hasta 7.000 KWh/año por servidor (lo que supone 1.500e anuales) (VMWare Inc., 2008a). El ahorro energético es un aspecto a tener en cuenta ya que existen informes (Fundación Vida Sostenible, 2010) que confirman que la tendencia del precio de la energía va a ser creciente. Además, ofrece la posibilidad de alinearse con políticas medioambientales, ya que si más del 50% de la energía eléctrica mundial procede de combustibles fósiles (REE, 2010), al reducir el consumo eléctrico se reducirán las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera. Se podrían dejar de emitir 4 toneladas de dióxido de carbono al año por servidor virtualizado, el equivalente a quitar 1,5 automóviles de la carretera (VMware Inc., 2010).

En la actualidad existen tres modelos de virtualización (MacAllister, 2010): el modelo de máquina virtual; el modelo para virtual; y la virtualización a nivel de sistema operativo.

2.1

Modelo de Máquina Virtual

El modelo de máquina virtual está basado en la arquitectura cliente/servidor, donde cada cliente funciona como una imagen virtual de la capa hardware. Este modelo permite que el sistema operativo cliente funcione sin modificaciones. Además permite al administrador crear diferentes sistemas clientes con sistemas operativos independientes entre sí. La ventaja principal de este modelo radica en el desconocimiento por parte de los sistemas huésped del sistema hardware real sobre el que está instalado. Sin embargo, realmente todos los sistemas virtuales hacen uso de recursos de hardware físicos. Estos recursos son administrados por un sistema denominado hypervisor que coordina las instrucciones CPU. El hypervisor es denominado comúnmente monitor de máquina virtual (VMM) y es el encargado de validar todas las peticiones e instrucciones de los sistemas virtuales a la CPU, supervisando todas las ejecuciones que requieran cambios de privilegios. Dos sistemas típicos de servidores virtuales son VMware (Rosenbblum, 2002; VMware, 2010) y Microsoft Virtual Server (Purush et al 2007).

La virtualización también ofrece ventajas en la seguridad y movilidad de los sistemas. La realización de copias de seguridad es un servicio prestado por cualquier software de virtualización que, además de permitir copias de la máquina virtual completa, facilita su traslado a nuevas ubicaciones y su puesta a punto inmediata. 53

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

2.2

Modelo de Máquina Paravirtual

Todas las máquinas virtuales pueden configurarse de forma aislada e independiente de las demás, sin influir en el hardware o en el resto de máquinas virtuales. Algunas de sus principales ventajas son:

El modelo de máquina paravirtual (PVM) se basa, como el modelo anterior, en la arquitectura cliente/ servidor, incluyendo también la necesidad de contar con un sistema monitor. Sin embargo, en este caso, el VMM accede y modifica el código del sistema operativo del sistema huésped. Esta modificación se conoce como porting. El porting sirve de soporte al VMM para que pueda realizar llamadas al sistema directamente.

•

particularidades de los dispositivos. • •

Permite homogeneizar todos los

recursos, por lo que se llega a estandarizar procedimientos y configuraciones. •

Mejora la tolerancia a fallos.

Además, la virtualización aporta: ahorro de costes, mayor eficiencia, flexibilidad y soporte al uso dinámico de procesos, disminución del consumo eléctrico y aumento de la capacidad de respuesta entre otros.

Modelo de Virtualización a nivel de Sistema Operativo

La virtualización a nivel de sistema operativo se diferencia de las anteriores en que, en este caso, no existe un sistema cliente/servidor propiamente dicho. En este modelo el sistema principal exporta la funcionalidad del sistema operativo desde su propio núcleo. Por esta razón, los sistemas virtuales usan el mismo sistema operativo que el nativo (aunque en la mayoría de los casos pueden instalar distintas distribuciones).

2.5

Desventajas de la Virtualización

A continuación se enumeran las desventajas más significativas que presentan los sistemas virtuales. •

Necesidad de mayor cantidad de recursos

hardware del servidor (memoria RAM,

Esta arquitectura elimina las llamadas del sistema entre capas, lo que favorece una reducción importante en el uso de CPU. Además, al compartir los ficheros binarios y librerías comunes del sistema en la misma máquina, la posibilidad de escalado es mucho mayor, permitiendo que un mismo servidor virtual sea capaz de dar servicio a un gran número de clientes al mismo tiempo. Ejemplos sistemas que usan virtualización a nivel de sistema operativo son Virtuozzo y Solaris (Sun Microsystem, 2007; SWsoft, 2009).

2.4

Logra que el usuario vea los recursos que

necesita como si fueran dedicados.

Al igual que las máquinas virtuales, los sistemas paravirtuales son capaces de soportar diferentes sistemas operativos instalados en el hardware real. Modelos de máquinas paravirtuales son UML y XEN (Abraham et al, 2007).

2.3

Permite un aislamiento de las

procesamiento y disco). •

Problemas de compatibilidad con los

dispositivos Hardware virtualizados. •

Dificultad en la configuración de servicios

de Microsoft Windows (Exchange, SQL Server). •

Vacíos legales respecto al uso de licencias

virtuales. Otras desventajas que se suelen asociar a la virtualización son: la sensación de un incremento en la complejidad de los sistemas, la aparición de nuevos retos en el testing de las nuevas aplicaciones a implantar y baja disponibilidad de perfiles técnicos especializados, entre otros.

Ventajas de la Virtualización

Como se ha expuesto, la virtualización de servicios es una técnica muy extendida en los sistemas de información actuales (VPN, almacenamiento, etcétera). Básicamente la virtualización permite crear en una máquina física varias máquinas virtuales que se comportan para los sistemas operativos y aplicaciones instaladas en ellas como si de una máquina real se tratase, es decir que el software no distingue ninguna diferencia entre una máquina física y una máquina virtual.

Estado Inicial, Elección del Sistema y Objetivos Planteados

MARÍA ELIZABETH GRANDA, JOSÉ LUIS RODRÍGUEZ, MARCO REMIGIO PUSDA

Como consecuencia del constante crecimiento de las necesidades de servicios en la FICA, el área de los ambientes de pruebas se plantea realizar una reestructuración de los servidores que en ese momento daban soporte al sistema informático de la Facultad, con el objetivo de alcanzar un modelo de crecimiento que fuera capaz de absorber las nuevas necesidades de desarrollo.

Las características iniciales previas a la virtualización de los servidores y que se deben mejorar son las siguientes: • Es necesario dar buen servicio en los picos de demanda. • Se requiere disponibilidad 24/7. • La disponibilidad hasta el momento se realiza por medio dela duplicación de hardware. • Todos los servicios de la Facultad solicitan un servidor en exclusiva para instalar sus aplicaciones. • Proliferan el número de servidores infrautilizados. • Existencia de gran número de protocolos para la gestión de los distintos sistemas.

Tras diversas reuniones y estudio de las posibilidades existentes en el mercado, se concluye que el modelo más adecuado para cubrir estas necesidades en un plan de futuro consistirá en adoptar un sistema de virtualización y consolidación de servidores. Inicialmente se realizó un minucioso estudio que comprendía, para cada servidor instalado, información relativa al hardware que lo conforman, carga de trabajo real, consumos de memoria, accesos a discos compartidos, sistema operativo, distribución temporal de accesos, uso de CPU, etcétera. se

Para crear el sistema virtualizado se decide reutilizar servidores físicos actualmente en producción sobre los que se montarán los servicios de virtualización. Inicialmente se dispondrá de tres equipos HP Proliant, de esta forma se ajustará el número de sistemas virtualizados a las posibilidades que brindan estos equipos con el objetivo de poder realizar balanceo de carga según uso y proveer alta disponibilidad a los sistemas virtualizados.

Como resultado de este estudio obtienen las siguientes conclusiones: •

En la actualidad existen más de 5 servidores

físicos en todo la FICA, sistemas heterogéneos tanto en el hardware sobre el que están instalados

Los virtualizar

(HP Proliant, Fujitsu RX220 y Dell Poweregde),

que primera

se desean fase son:

1) Antivirus, servidor que se destina al control y gestión del sistema de antivirus corporativo de la Facultad. El sistema operativo sobre el que está instalado es Windows 7.

como en los sistemas operativos sobre los que se ejecutan (Windows, Unix y Linux). A todo lo anterior se suma el problema añadido de no estar todas las máquinas centralizadas en el

2) Correo electrónico, servidor dedicado a dar servicio de correo electrónico al personal de la Facultad. Actualmente está instalado sobre Linux CentOS 6.3.

mismo espacio físico. • Se estima, motivado por el aumento y mejora en los servicios educativos, un crecimiento para los próximos dos años en torno a los 10-20 servidores físicos.

3) Formación, servidor dedicado a dar soporte a sistemas web Moodle y Wiki de la Facultad. Usa un sistema operativo CentOS 6.4.

• Es necesario la renovación y actualización de los servidores más antiguos, además descentralizar la localización de los servidores que se encuentran fuera de la Facultad. También es deseable una redistribución de los servicios para balancear la carga de trabajo de forma más uniforme.

3.1

servidores en una

4) Oracle Data Base, servidor de prueba de base de datos Oracle para uso académico. Está instalado sobre CentOS 6.4. 5) SQL Server 2008, servidor de prueba de base de datos SQL Server para uso académico. Está instalado sobre Windows 2008.

Estado Inicial 55

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

3.2

Elección del Sistema

Para la implantar el la FICA, se las opciones

elección del sistema a usar para modelo de virtualización dentro de realizó un estudio exhaustivo sobre más consolidadas en el mercado.

Las versiones por los

pruebas realizadas sobre de evaluación suministradas distintos distribuidores fueron:

Desarrollado por la Universidad de Cambridge se presenta como una herramienta muy competitiva junto con VMware. En la actualidad se puede conseguir con varias distribuciones Linux, la versión probada en el estudio realizado es la que se adjunta con la distribución RedHat Enterprise Advanced Platform. La herramienta dio resultados en rendimientos similares a VMware y Virtual Center, siendo su principal inconveniente la dificultad de aprendizaje, la imposibilidad de admitir drivers de los entornos emulados (si es posible con Virtual Server o VMware), falta de documentación y principalmente, imposibilidad de mover sistemas virtuales en caliente (aunque, notificado por RedHat, en próximas versiones sí será posible).

1) Replicación de servidores en producción. 2) Creación de Imágenes de servidores con la herramienta Converter. 3) Creación de máquinas virtuales para pruebas sobre Linux y Windows de sistemas Windows

Virtuozzo

2008, CentOS, Ubuntu y Windows 7.

Sistema basado en virtualización a nivel de sistema operativo, se desestimó por la pérdida de escalabilidad que suponía no poder virtualizar sistemas heterogéneos en la misma máquina, condición necesaria por las características del sistema original.

4) Prueba de uso de aplicaciones sobre sistemas virtuales. 5) Montaje de servidores web sobre máquinas virtuales.

Q-Emu Sistema de virtualización Linux, fue desestimado su uso por lo poco desarrollado que se encuentra en la actualidad. Se realizaron pruebas básicas sobre su funcionamiento donde se dieron problemas al compilar con drivers. No posee interfaz gráfica propia y no se pudo encontrar soporte para la aplicación.

Los sistemas estudiados fueron: VMware Server Las pruebas realizadas sobre este sistema gratuito de VMware fueron muy satisfactorias, pudiéndose generar máquinas virtuales de forma sencilla partiendo de instalaciones desde cero e incluso convertir máquinas en funcionamiento con la herramienta Converter. El rendimiento de los sistemas fue el esperado, presentando mejoras, aunque no muy significativas, con la instalación de las VMTools. Los test de mantenimiento, copia y cambio de ubicaciones de las máquinas virtuales se realizaron sin problemas significativos, a excepción de incompatibilidades con algunas aplicaciones que usan SQL Server.

Tras el estudio de estos sistemas de virtualización, la consulta de referencias especializadas y otras evaluaciones propias, se decide optar por el sistema basado en el modelo de máquina virtual VMware ESX Server en su versión 3.5. Las razones principales para esta elección fueron principalmente: ser el sistema que mejores resultados produjo en los test realizados frente a los otros sistemas estudiados; poseer gran cantidad de información disponible en diversos medios, por lo que se facilita su aprendizaje y búsqueda de solución ante conflictos; permite contar con un servicio de soporte externo de apoyo; y es además una herramienta con gran implantación en el mercado.

Microsoft Virtual Server El resultado de las pruebas de virtualización con Microsoft Virtual Server fueron positivas en cuanto a la instalación de los sistemas Windows, no obstante, los sistemas Linux que se desearon virtualizar dieron un resultado muy pobre. El rendimiento global de los sistemas probados fue muy inferior al producido con otras soluciones como VMware.

3.3 Objetivos Los principales objetivos planteados han sido los siguientes:

XEN

Creación de un parque de máquinas virtuales. 56

MARÍA ELIZABETH GRANDA, JOSÉ LUIS RODRÍGUEZ, MARCO REMIGIO PUSDA

Donde a través del sistema ESX Server se permita simplificar la infraestructura de servidores con el objetivo de que éstos puedan ser administrados remotamente y estandarizados en una plataforma uniforme.

Fase 1: Análisis y Pruebas En una primera fase se realizó el estudio de los sistemas anteriormente descritos junto con pruebas sobre las versiones de evaluación de las distintas plataformas, con las conclusiones expuestas en el apartado 3.2.

Consolidación de servidores. La tecnología de virtualización permite consolidar varios servidores físicos en un solo sistema hardware. Adicionalmente aumenta la escalabilidad de cada uno de los servidores al poder usar más recursos en función de los mayores requerimientos que cualquiera de ellos puedan tener en un momento determinado. Esto permitirá lograr una optimización máxima del hardware, creando arquitecturas preparadas para una posterior expansión y escalado.

Además se realizó un exhaustivo proceso de documentación por parte del personal de la Facultad. El análisis de requisitos y las ampliaciones de hardware necesarias para la implantación del sistema VMware ESX Server 3.5 también se desarrollaron en esta fase. Tras estudiar las opciones compatibles con ESX Server se opta por dedicar 3 servidores Hp Proliant al primer cluster de virtualización. A cada servidor se le realiza una ampliación de memoria RAM a 12 Gb, además se les añade una tarjeta de comunicaciones de dos interfaces de fibra óptica para la unión con la cabina de discos y otra tarjeta auxiliar para ampliar a 4 las conexiones por giga bit.

Alta disponibilidad. Almantenerprotegidasaplicacioneseinformación crítica en una máquina virtual aislada se podrá disponer de servidores virtuales en reserva. Además, se desarrollarán sistemas para el balanceo de cargas, replicación y soluciones cluster para alta disponibilidad.

A esta primera fase se le dedicó un total de 3 meses.

Rápida provisión de servidores. Se desarrollarán protocolos que permitan disponer de un nuevo servidor haciendo uso de servidores virtuales pre configurados lo que permitirá disponer de forma más eficiente de nuevos entornos de pruebas o de producción.

Fase 2: Formación Una vez seleccionado el sistema y probadas sus funcionalidades básicas, se procedió a realizar un proceso de formación teóricopráctico junto con personal técnico especializado.

Formación y Demostraciones. Se realizarán ciclos formativos en la Facultad para puedan crear sus propias librerías de entornos preconfigurados y fácilmente distribuir estos según sus requerimientos.

El periodo de formación se pudo reducir a una única semana gracias a la base de conocimientos adquiridos y a la recopilación de documentación realizado en la fase anterior de análisis y pruebas.

Mejora del mantenimiento de los sistemas.

Fase 3: Virtualización de los Sistemas

El soporte técnico puede usar las herramientas de VMware para obtener y almacenar fácilmente las configuraciones del cliente y así poder conseguir solucionar problemas en sus sistemas de una forma más rápida y sencilla. Además se facilita la realización de migraciones entre los sistemas.

Esta tercera fase se presentó como la más crítica de la implantación final, tanto por las configuraciones sobre los sistemas existentes ya en producción, como por las modificaciones en la infraestructura. En primer lugar se realizó una configuración básica sobre la BIOS de cada servidor para adaptarla a los requisitos de la infraestructura VMware.

Implantación del Sistema

A continuación se preparó la cabina de discos (Clariion CX400) a través de la interfaz Navisphere para soportar la creación de los distintos sistemas virtuales previstos.

Para ilustrar la implantación del sistema de virtualización en la Facultad, se va a realizar una división por fases: análisis y pruebas; formación; y virtualización.

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

Figura 3.Configuración final del sistema de Virtualización.

Figura 2. Representación de la configuración al acceso de la cabina de discos.

Finalmente se procedió a la virtualización de los sistemas seleccionados. Para ello se usó la herramienta Converter. Además se usó el sistema en pruebas OVF (Open Virtual Machine Format) actualmente en versión beta para aquellas máquinas que se dejaron funcionando en VMware tras la fase de pruebas.

Se creó una partición para el sistema de arranque (Boot) de cada Host. Además se reservó un espacio particionado para cada procesador de la cabina, con el objetivo de aumentar el rendimiento de acceso al almacenamiento.

Hay que señalar que el uso de la aplicación OVF no fue directo, presentado diversas incompatibilidades en los sistemas de almacenamiento: las máquinas virtualizadas en las pruebas usaban discos IDE locales mientras que el sistema final hace uso de la cabina de almacenamiento.

Para dar soporte a la redundancia en el acceso a la cabina de discos, se cambió la configuración de los sistemas de prueba de la facultad a una configuración cruzada. El resultado final es el mostrado en la figura 2. Una vez finalizada la configuración hardware, se pasó a la instalación de la plataforma de virtualización. En primer lugar se instaló el sistema ESX server en cada una de las particiones de arranque asignadas a los servidores RX220 en la cabina de disco.

Para solucionar estos problemas se tuvieron que modificar directamente en los ficheros de configuración de cada máquina los registros correspondientes a los drivers de los dispositivos a usar.

A continuación se instalaron los servicios de licencia y virtual center. En este caso ambos se montaron sobre una máquina virtual fuera del clúster que se estaba instalando. De esta forma, se puede mover el virtual center con facilidad, además de aumentar la tolerancia a fallos de esta aplicación.

Laduracióndeestaúltimafasefuedecincosemanas.

Objetivos logrados

Los objetivos satisfechos con este tipo de tecnología dentro de un sistema en producción no fueron todos los planteados en un inicio, aunque si se consiguieron cubrir todas las necesidades que se describieron en el proyecto.

En los ordenadores desde los que se realiza el control del sistema virtual se instalaron la aplicación cliente Infraestructure. El resultado final del sistema se muestra en la figura 3.

Por un lado se consiguió una mejora significativa en el uso de los recursos hardware, reutilizando infraestructura existente en la facultad, dando servicio a nuevos servidores y trasladando otros al nuevo cluster virtual. 58

MARÍA ELIZABETH GRANDA, JOSÉ LUIS RODRÍGUEZ, MARCO REMIGIO PUSDA

Además en la actualidad se poseen diversos entornos dedicados a desarrollos y pruebas que posibilitan una mejora en la productividad en cuanto análisis y pruebas se refiere.

disponibles en el mercado. Para ello se han descrito las ventajas e inconvenientes encontrados en las distintas pruebas realizadas por el servicio de informática para la implantación de un entorno de servidores virtuales dentro de la Facultad. Así como las distintas fases y configuraciones usadas para la instalación del sistema.

No obstante, no se ha conseguido una mejora significativa en alta disponibilidad, en parte por las limitaciones físicas del sistema actual.

Como se ha mostrado, los pasos básicos recomendados para la realización de un proyecto de virtualización han sido:

Aunque sí se ha logrado aumentar la resistencia a fallos, disminuir el impacto sobre los usuarios en caso de fallo en el sistema y ahorro de energía.

Estudio de viabilidad: Análisis y pruebas. 1) Preguntarse

realmente

necesita

virtualizar: Realizar un listado de servidores y servicios, monitorizar el rendimiento de servidores. 2) Averiguar que se puede virtualizar: Sistemas operativos y arquitecturas soportados, recursos hardware. 3) Saber exactamente qué características se busca en la virtualización: Tolerancia a fallos, balanceo, disponibilidad o ahorro. 4) Selección de plataforma de virtualización

Figura 4. Sistema Final: 3 Host Hp Proliant y Virtual Center

adecuada. Formación y diseño del sistema

Además, aunque no era un objetivo inicial, gracias al modelo de virtualización, el área de Pruebas de la Facultad ha podido dar sus primeros pasos en lo que ya se conoce como las Green IT: los sistemas de información ecológicos. La virtualización permite reducir en un 80-90% el consumo energético de la Facultad, además de disminuir las necesidades de refrigeración al reducir el número físico de las máquinas.

1) Estudio de los sistemas más adecuados a la situación real. 2) Especificación de requisitos de cada máquina virtual: Recursos mínimos y máximos, horarios de carga, S.O., nivel de criticidad. 3) Organización inicial de máquinas virtuales en físicas.

También hay que considerar el ahorro en costes, ya sea por hardware (se reduce la adquisición de equipos en, al menos, un 70% para los próximos dos años), las horas dedicadas al mantenimiento de sistemas heterogéneos descentralizados o por la reducción en consumo eléctrico.

Implantación 1) Creación de las primeras máquinas virtuales y migración de máquinas en producción. 2) Pruebas de funcionamiento, rendimiento y fallos sobre los sistemas reales en funcionamiento por los usuarios finales. 3) Monitorización de los nuevos recursos y retroalimentación en la organización inicial del proyecto adaptándose a los nuevos requisitos que surgen tras la puesta en funcionamiento.

6. Conclusiones El objetivo planteado para este trabajo ha sido realizar una introducción a los distintos sistemas de virtualización así como a las plataformas 59

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

Generación de documentación técnica,

[4] CARRASCO MOÑINO, M. (2003). Seguridad en redes virtuales de computadores. Recuperado de http://www. slideshare.net/dodotis/seguridad-en-redesvde-computadores

protocolos y manuales de uso y mantenimiento. En el caso de la facultad, tras la realización de un estudio exhaustivo sobre las distintas opciones de virtualización, el servicio de informática concluye que el más adecuado por las propiedades y necesidades específicas de la FICA es la plataforma suministrada por VMware ESX Server. Las propiedades a satisfacer con este tipo de tecnología dentro de un sistema de producción crítico se pueden sinterizar en las siguientes: mejora en el uso de los recursos hardware; aumento de la productividad al poder desarrollar múltiples entornos de desarrollo y prueba; mejora en recursos de alta disponibilidad y resistencia a fallos; y reducción del impacto a los usuarios en situaciones de fallo. No obstante, hay que señalar que, como se ha mostrado en este trabajo, la virtualización no es la solución a todos los problemas de crecimiento y desarrollo de un Centro de Tecnología de la Información. En la actualidad continúan los problemas de incompatibilidades entre sistemas que no permiten ser virtualizados y existen restricciones de hardware importantes entre otros.

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[2]

ALCÓCER GARCÍA, C. (2010). Seguridad de Redes con Virtualización: Redes de computadoras (pp 352 – 377) Lima – Perú: Universidad Católica de Perú

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[6]

CLARK B., DESHANE T., DOW E., EVANCHIK S., FINLAYSON M., HERNE J. AND MATTHEWS J. XEN AND THE ART OF REPEATEDRESEARCH. Proceedings of the USENIX 2004 Annual Technical Conference, FREENIX Track, pp. 135-144, June 2007.

[7] MCALLISTER, NEIL. SERVER VIRTUALIZATION. Special report: Virtualization Under the Hood. Infoworld. 19-32, Feb, 2010.

Todo esto hace que sea necesario realizar un profundo estudio de los sistemas existentes, su funcionamiento y rendimiento real, qué se desea virtualizar, qué puede realmente ser virtualizado y qué debe continuar funcionando en máquinas dedicadas.

[1]

[5]

[8]

PADALA P., ZHU X., WANG Z., SINGHAL S., AND SHIN K. G. Performance Evaluation of Virtualization Technologies for Server Consolidation. External Publication, HewlettPackard Development Company, 2010a.

[9]

PADALA P., ZHU X., UYSAL M., WANG Z., SINGHAL S., MERCHANT A., Salem K., and Shin K. G. Adaptive control of virutalized resources in utility computing environments. In Proceedings of the EuroSys, 2010b.

[10] PURUSH R., WOOLSEY J., YARDUMIANE. MICROSOFT VIRTUAL SERVER 2005. Dell Power Solutions, October, 77-82, 2007.

MARÍA ELIZABETH GRANDA, JOSÉ LUIS RODRÍGUEZ, MARCO REMIGIO PUSDA

[11]

Sobre los Autores

Rosenblum M. VMware’s Virtual Platform: A virtual machine monitor for commodity PCs. In Hot Chips 11: Stanford University, Stanford, CA, August 15–17, 2010.

María Elizabeth GRANDA, realizó sus estudios superiores en la Universidad Tecnológica Israel en la ciudad de Quito, donde obtuvo el Título Ingeniera en Diseño Gráfico Empresarial. Actualmente se encuentra cursando una maestría en Dirección de Comunicación Corporativa en la Universidad de las Américas en la ciudad de Quito.

[12] Sun Microsystems. Solaris Containers – Server Virtualization and Manageability, p. 5, September 2007. [13]

SWsoft. An Introduction to OS Virtualization and Virtuozzo. White Paper, July 2009.

[14] Virtualization

Overview.

José Luis RODRÍGUEZ, realizó sus estudios universitarios en la Universidad Técnica de Norte adquiriendo él título de Ingeniero en Sistemas Computacionales y el título de Máster en Dirección Estratégica en Ingeniería de Software en la Universidad Europea Miguel de Cervantes.

Vmware

Technology Network. Technical Resources, Wait Paper, 2010. [15] Whitaker A., Shaw M., Gribble S. Scale and Performance in the Denali Isolation Kernel.

Proceedings

the

Marco Remigio PUSDA, realizó sus estudios universitarios en la Universidad Técnica de Norte adquiriendo él título de Ingeniero en Sistemas Computacionales y el título de Máster enAdministración de Negocios en la Universidad Técnica del Norte, actualmente desarrollando tesis de la Maestría de Evaluación y Auditoría de Sistemas Tecnológicos en la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE

5th

Symposium on Operating Systems Design and Implementation (OSDI 2002), ACM Operating Systems Review, Winter 2005 Special Issue, pages 195- 210, Boston, MA, USA, December 2005.

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

Determinación de los Estilos de Aprendizaje de Estudiantes de 1Er Curso de Ing. Industrial Y Electrónica de La Universidad Técnica Del Norte. Ibarra. Ecuador Autor-Ramón Cala Aiello.1, Coautor-Mislaidys Riera García2, Coautor- Marco Vinicio Jaramillo Villa2 Carrera de Ing. Industrial, FICA, Universidad Técnica del Norte, Av. 17 de Julio, Ibarra, Ecuador Carrera de Ing. Electrónica , FICA, Universidad Técnica del Norte, Av. 17 de Julio, Ibarra, Ecuador

1 2

rcala@utn.edu.ec, mriera@utn.eu.ec, mvjaramillo@utn.edu.ec

Abstract: In this paper a study of preferences for learning styles in two groups of engineering students at the Technical University of Northern Ibarra, Ecuador, is performed. The methodology is based on the application of CHAEA Questionnaire, and its assessment according to general scale proposed by Alonso. The results obtained were compared with the results presented in 30 articles of various countries showing that the styles of pragmatic learning and active student of NTU respondents are similar to those based international data, but not in the case of preferences by theoretical and reflexive styles of learning where lower than those shown by the students of the international data base preferences are expressed. The study concluded that the predominant learning styles of the students surveyed are pragmatic and active, so that the teaching methods used should take into account these learning preferences.

Resumen: En el presente trabajo se realiza un estudio de las preferencias respecto a los estilos de aprendizaje en dos grupos de estudiantes de Ingeniería de la Universidad Técnica del Norte de la ciudad de Ibarra en el Ecuador. La metodología utilizada se basa en la aplicación del Cuestionario CHAEA y su valoración de acuerdo al baremo general propuesto por Alonso. Los resultados obtenidos fueron comparados con los resultado presentados en 32 artículos de diversos países mostrando que los estilos de aprendizaje pragmáticos y activos de los estudiantes de la UTN encuestados resultan similares a los de la base de dato internacional, no así en el caso de las preferencias por estilos de aprendizajes teóricos y reflexivos donde se manifestaron preferencias inferiores a las mostradas por los estudiantes de la base de dato internacional. Del estudio realizado se concluye que los estilos de aprendizaje predominante en los estudiantes encuestados son los pragmáticos y activos, por lo que los métodos de enseñanza que se utilicen deben tener en cuenta estas preferencias del aprendizaje.

Keywords

Learning Styles, Methodological Strategies, Improving teaching and learning

Palabras Clave: Estilos de Aprendizaje, Metodológicas, Mejora del enseñanza-aprendizaje.

1. Introducción

estrategias proceso de

La Educación Superior en Ecuador se encuentra inmersa en grandes trasformaciones encaminadas a lograr un sistema más eficiente de Enseñanza-

RAMÓN CALA AIELLO, MISLAIAYS RIERA GARCÍA, MARCO VINICIO JARAMILLO VILLA

sino a la vez encontrar los estilos de aprendizajes predominantes entre los estudiantes de Ingeniería que ingresan a la Universidad Técnica del Norte y como esto influye en el Proceso Enseñanza aprendizaje de materias tradicionalmente difíciles para el estudiantado como son la Física y otras materias técnicas básicas.

Aprendizaje, perfeccionamiento de los planes de estudio, acreditación de carreras, modernización de la infraestructura investigativa y la vinculación de la universidad en la vida productiva del país. Sin embargo el proceso enseñanza aprendizaje en la universidad exige un constante perfeccionamiento constituyendo los Estilos de aprendizaje de los estudiantes una herramienta fundamental para lograrlo.

Para realizar el estudio comparativo entre diferentes estudiantes se tomaron los grupos de 1er año de la Carrera de Ingeniería Industrial e Ingeniería Electrónica los cuales cuentan con matrículas de 26 y 32 estudiantes respectivamente.

En el caso particular de la Universidad Técnica del Norte no existe un estudio sistemático de los Estilos de Aprendizaje de la heterogenia masa de estudiantes que ingresan en las carreras de Ingeniería, lo que serviría de base a los docentes para perfeccionar sus Métodos de Enseñanza y lo que es aún más importante el lograr en los estudiantes, al conocer sus carencias, un proceso de perfeccionamiento de sus propios Estilos de Aprendizaje.

Materiales y Métodos

Los Estilos de Aprendizaje están relacionados con las características personalizadas que tiene cada estudiante para aprender. Los Estilos de aprendizaje han sido definidos por varios autores en el transcurso de los últimos años, destacándose la definición de García Cué (2006) como “un conjunto de aptitudes, preferencias, tendencias y actitudes que tiene una persona para hacer algo y que se manifiesta a través de un patrón conductual y de distintas destrezas que lo hacen distinguirse de las demás personas bajo una sola etiqueta en la manera en que se conduce, viste, habla, piensa, aprende, conoce y enseña” [6-12]..

Los estudios realizados por diferentes investigadores en los últimos años van abriendo nuevas perspectivas sobre el conocimiento de los estilos de aprendizaje predominantes por parte de los estudiantes y su lógica influencia sobre el proceso Enseñanza – Aprendizaje [1-5]. En el presente trabajo se realiza el estudio de los estilos de aprendizaje predominantes en dos grupos de estudiantes de Ingeniería de la Universidad Técnica del Norte de la ciudad de Ibarra en el Ecuador.

Alonso y otros investigadores en 1994 integrando diferentes conceptos, en especial los de Keefe (1988), definieron los Estilos de Aprendizaje como “los rasgos cognitivos, afectivos y fisiológicos, que sirven como indicadores relativamente estables, de cómo los estudiantes perciben, interrelacionan y responden a sus ambientes de aprendizaje” (Alonso y otros, 1994).

Los estudiantes que ingresan a la universidad poseen diferentes conocimientos adquiridos en la enseñanza media, diferencias culturales, intereses y modos de aprender que resultan ser únicos e irrepetibles, resultando características personales de cada estudiante. Sin embargo esto no significa que los estudiantes no puedan cambiar sus estilos de aprendizaje a través de sus años en la universidad, por el contrario es uno de los objetivos que debe ser planteado con miras a su perfeccionamiento como futuro profesional.

Generalmente las encuestas son los instrumentos de medición más utilizados para diagnosticar los Estilos de Aprendizajes, donde resulta de gran importancia que los cuestionarios utilizados sean cuestionarios validados experimentalmente, lo que da garantía a la investigación que se realice con su utilización.

La aplicación del Cuestionario CHAEA se ha vuelto muy popular en los países de Ibero process.

De acuerdo a la literatura científica existente, en la región Ibero-americana el instrumento más utilizado es el Cuestionario Honey-Alonso sobre Estilos de Aprendizaje (CHAEA), fruto de los aportes y experiencias de Honey y Mumford que permitieron

América por ser un cuestionario afable y de fácil comprensión [1-5]. A través de la aplicación del cuestionario Chaea [1-2].se busca no solo determinar los estilos de aprendizaje de cada estudiante en particular 63

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

adoptar al ámbito académico y en castellano, el cuestionario LSQ de Estilos de Aprendizaje.

Tabla 1. Fuente: Modificado del original de Alonso y otros (1994).

Alonso define 4 características fundamentales

Estilo de 10% a p r e n d i - Muy Baja zaje

para los Estilos de aprendizaje que son: 1)

Activo: Animador, Improvisador, Descubridor, Arriesgado, Espontáneo

20% Baja

40%

20%

Moderada

Alta

10% M u y Alta

Activo

0-6

7-8

9-12

13-14

15-20

Reflexivo

0-10

11-13

14-17

18-19

Teórico

0-6

7-9

10-13

14-15

16-20

Pragmático

0-8

9-10

11-13

14-15

16-20

Reflexivo: Ponderado, Concienzudo, Receptivo, Analítico, Exhaustivo

Teórico: Metódico, Lógico, Objetivo, Crítico, Estructurado

Pragmático: Experimentador, Práctico, Directo, Eficaz, Realista

Fuente: Modificado del original de Alonso y otros (1994). Citado por Tapia. M. (2012)

En nuestra investigación y con el objetivo

En la Tabla 1 se muestran los diferentes intervalos de valoración de la preferencia en los estilos de aprendizaje para las 4 categorías definidas por Alonso.

identificar los Estilos de Aprendizaje de los

estudiantes comprendidos en nuestro estudio, se utilizó

Determinar los Estilos de Aprendizaje individuales y grupales de los estudiantes de 1er año de Ingeniería Industrial y Electrónica de la Universidad Técnica del Norte, Ibarra, resulta el objetivo fundamental de nuestro trabajo, y para ello debemos inicialmente determinar:

el Cuestionario de Honey-Alonso CHAEA el cual consta de 80 aspectos dividido en cuatro secciones de 20 ítems correspondientes a los cuatro estilos de aprendizaje (activo, reflexivo, teórico y pragmático). Es una prueba autoadministrable con puntuación dicotómica, de acuerdo (signo +) o en desacuerdo (signo -). La puntuación absoluta que el estudiante

Distinguirlas preferencias en cuanto a los Estilos de Aprendizaje de los alumnos del dos grupo de estudiantes del primer año de la carrera de Ing. Industrial y 1ero año de electrónica de la Facultad FICA, Univ. Técnica del Norte.

Análisis comparativo de las puntuaciones obtenidas en cuanto a las preferencias de Estilos de Aprendizaje, tanto individuales como por grupo de estudiantes.

Análisis regresiones con las posibles variables que influyen en las preferencias de Estilos de Aprendizaje de los estudiantes.

obtenga en cada sección indica el grado de preferencia. Para calificar el Cuestionario CHAEA, se utilizó la tabla propuesta por Alonso y colaboradores, con un Baremo General que sirve para la interpretación de los resultados obtenidos al aplicar el cuestionario (Fig.1):

La investigación realizada es de tipo cuantitativo y cuasi experimental Tomando como población a los Estudiantes de Primer año de la Carreras de Ingeniería de la Facultad

Figura 1. Baremo General para la interpretación de resultados.

RAMÓN CALA AIELLO, MISLAIAYS RIERA GARCÍA, MARCO VINICIO JARAMILLO VILLA

FICA (Facultad de Ingeniería en Ciencias Aplicadas) Se tomaron 2 grupos de estudiantes de 1er año de las carreras de Ing. Industrial e Ing. Electrónica de la Universidad Técnica del Norte. El número de estudiantes de cada grupo fue de 21 y 32 alumnos lo que corresponde al 25 % de los estudiantes totales de primer año de la Facultad de la FICA. La determinación de trabajar con los estudiantes de 1er año está encaminada a la realización de futuras investigaciones tendientes a determinar la influencia de los Estilos de Aprendizaje, predominantes entre dichos estudiantes, y la implementación de cambios en los Métodos de Enseñanza utilizados por los docentes, así como su repercusión en el desempeño estudiantil.

La distribución del número de estudiantes en cada categoría preferencial muestra una tendencia asimétrica con los mayores valores de estudiantes desplazados hacia la parte izquierda de la curva con los valores menores.

Como Instrumento de recogida de datos se utilizó el Cuestionario HoneyAlonso de Estilos de Aprendizaje (CHAEA).

Los resultados obtenidos para el grupo de Ingeniería Electrónica se muestran en la Tabla 3.

El procesamiento de los datos se realizó a través del Baremo propuesto por Alonso y otros (1994)

Tabla 3. Distribución de estudiantes de Ing. Electrónica por Estilos de Aprendizaje Estilos de aprendizaje

3. RESULTADOS Los resultados obtenidos para el grupo de Ing. Industrial se reflejan en la tabla 2 Tabla 2. Valoración promedio de los estilos de aprendizaje Ing. Industrial Estilos de aprendizaje

Promedio puntuación

Valoración

ACTIVO

moderado

REFLEXIVO

moderado

TEÓRICO

moderado

PRAGMÁTICO

moderado

Valoración

Activo

Moderado

Reflexivo

baja

Teórico

moderado

Pragmático

alta

Los resultados en la tabla 3, muestran una distribución más uniforme respecto a los estilos de aprendizaje para el grupo de estudiantes de Ingeniería Electrónica, con un comportamiento moderado en los 4 estilos de aprendizaje. A continuación se comparan los resultados de ambos grupos de estudiantes en cada uno de los estilos de aprendizaje.

Donde se ve claramente que el estilo de aprendizaje predominante es pragmático y el menos valorado es el estilo reflexivo con una preferencia baja. Analicemos el grafico obtenido para el estilo reflexivo

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

De los gráficos de la Fig. 3 se puede concluir que para los Estilos Activo, Reflexivo, y Pragmático los resultados presentados por ambos grupos no se diferencian significativamente, en particular para el Estilo Reflexivo el valor 14 que presentan los estudiantes de Ing. Electrónica aunque está comprendido en el rango de moderado tiene una tendencia a la baja, por ser el menor valor de este categoría. Es de destacar una mayor diferencia en las curvas correspondientes al Estilo Teórico, donde los estudiantes de Ing. Electrónica presentan una distribución mucho más simétrica alrededor de su valor medio, moderado, mientras que los estudiantes de Ing. Industrial, aunque tienen el mismo valor medio moderado, presentan una mayor polarización con un 34% de estudiantes con preferencias bajas dentro de este estilo y un 43% de estudiantes con preferencias altas y solo un 23 % de los estudiantes presentan preferencias moderada Se realizó un análisis de regresión múltiple (α=0,05) con Statgraphics para identificar si las variables género y edad influyen en las respuestas de los Estilos de Aprendizaje, obteniendo que ambas no son significativas. Para poder realizar una comparación entre los resultados obtenidos por los estudiantes de la Universidad técnica del Norte con los resultados obtenidos por otros estudiantes de diferentes universidades a nivel mundial, se tomaron los valores medios ponderados obtenidos por 30 publicaciones Estilos de Aprendizaje, lo que constituye más del 90% de las encuestas conocidas en la literatura científica. En la tabla 4 se muestran los resultados comparativos de los estilos de aprendizaje en la UTN con los resultados en diferentes universidades del mundo.

Figura 3. Comparación de los resultados de los 2 grupos de estudiantes por Estilos de Aprendizaje

RAMÓN CALA AIELLO, MISLAIAYS RIERA GARCÍA, MARCO VINICIO JARAMILLO VILLA

4. CONCLUSIONES

Tabla 4. Resultados de la aplicación del CHAEA en diferentes universidades del Mundo. Investiga- No Est. ción

Valores medios de 30 bases de datos internacionales

9228

Ing. Industrial, UTN

Ing. Electrónica, UTN

Activo

Reflexivo

Teórico

Pragmático

Mod.

bajo

Mod.

alta

Mod.

moderado

Mod.

• Las preferencias de Estilos de Aprendizaje de los alumnos de ambos grupos son prácticamente similares en los Estilos Activo, y Teórico, diferenciándose en algo en los Estilos Reflexivos y Pragmático, donde los estudiantes de Ing. Industrial resultaron menos reflexivos y más Pragmáticos que los estudiantes de Ing. Electrónica. • Ambos grupos de estudiantes presentan Estilos de Aprendizaje Activos y pragmáticos muy similares a los obtenidos como promedio ponderado de 32 bases de datos de diversos países, sin embargo respecto a los estilos Teórico y Reflexivo los resultados de los estudiantes de la UTN son algo más bajos que los promedios de la base de datos de comparación. • El estudio realizado constituye un primer paso, fundamental, para la comprensión de los Estilos de Aprendizaje de los estudiantes de las carreras de ingeniería de la Universidad Técnica del Norte, permitiendo orientar los métodos de enseñanza utilizados por los docentes, haciéndolos más acordes con las características particulares de nuestro estudiantado.

Como se puede observar de los resultados medios ponderados obtenidos en la literatura científica, los estudiantes presentan en general una tendencia a preferencias moderadas en los cuatro estilos de aprendizaje, lo que se manifiesta de igual manera en los estudiantes de Ingeniería Electrónica de la UTN encuestados, no así para los estudiantes de Ing. Industrial que presentan baja preferencias Reflexiva y alta Preferencia Pragmática.

• La divulgación de estos resultados entre el estudiantado contribuye al perfeccionamiento y desarrollo de las falencias en sus propios estilos de aprendizaje

En correspondencia con los resultados obtenidos se trabaja en el aumento de la interacción entre los métodos de enseñanza utilizados para la impartición de la física y otras materias básicas con los estilos predominantes de los estudiantes de la Facultad de las Ciencias Aplicadas de la Universidad Técnica del Norte en Ecuador.

• No se cumple la hipótesis de que los estudiantes de ambos grupos tienen la misma preferencia con respecto a los Estilos de Aprendizaje, ya que existen diferencias entre ambos grupos.

5. Agradecimientos

En el caso particular de la enseñanza de la Física se implementó un método de enseñanza caracterizado por una introducción teórica y un desarrollo práctico de las temáticas estudiadas, de modo que el aprendizaje de la Física se logre a través de la solución de problemas conceptualizados y situaciones problémicas, donde se resalte continuamente los aspectos teóricos y las Leyes Físicas más importantes en paralelo con el ejercicio práctico de la resolución del problema planteado.

Expresamos nuestro agradecimiento a los estudiantes encuestados, sin ellos no sería posible esta investigación.

6. 1.

La valoración de estos cambios en la metodología de la enseñanza será motivo de publicaciones futuras.

Referencias Bibliográficas ALONSO, C.; GALLEGO D.; HONEY, P. Los Estilos de Aprendizaje: Procedimientos de diagnóstico y mejora. Bilbao: Ediciones Mensajero, (1994)

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RAMÓN CALA AIELLO, MISLAIAYS RIERA GARCÍA, MARCO VINICIO JARAMILLO VILLA

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Director, por más de 15 años, del grupo científico “Procesos térmicos de la biomasa” de la Universidad de Camagüey, Cuba. Autor de varias publicaciones científicas sobre el tema de la fluidización, gasificación y secado de residuos orgánicos.

Coautor- Mislaidys Riera García

DUNN, R. How to Implement and Supervise a Learning Style Program, Alexandria, VI: Association for Supervision and Curriculum Development, ASCD. (1996).

Ingeniera Mecánica graduada en la universidad de Camagüey, Cuba. Miembro del Grupo científico de Procesos térmicos de la Biomasa, desarrollo investigaciones en procesos de secado de arroz y otros granos en lechos fluidizados y fluidizados pulsantes.

Sobre los Autores Autor- Ramón Cala Aiello Lic. En Física de la Universidad de la Habana, desarrolló y defendió el doctorado en Física, en el “Instituto de Intercambio de calor y masa”,

Ganó una beca Alfa de la Comunidad Europea, con una estancia de 4 meses en la Universidad de Buenos Aires., Argentina, donde realizó estudios de Pirolisis de biomasa.

ITMO, de la Academia de Ciencias de Bielorrusia. Tiene cursos de especialización en la Real Universidad Politécnica de Estocolmo, KTH, Suecia, “Entrenamiento en gasificación y Pirolisis de biomasa” (duración 10 meses) y la Universidad de Sassari, Italia. Gasificación en lechos fluidizados de biomasa (Entrenamiento de 6 meses).

Ha participado en eventos científicos sobre la temática y es autora de 4 artículos científicos.

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Inclusión de Las Tic en El Cantón Ibarra, Estudio de Caso Irving Reascos Paredes

Universidad Técnica del Norte Ibarra Ecuador 593 999590981 imreascos@utn.edu.ec RESUMEN: Ibarra, en un cantón localizado al norte del Ecuador, cuenta con una población de 181 175 habitantes; Se detecta que un porcentaje mínimo de la población y su municipio usa las Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC), razón por la que se crea el Programa “Ibarra, Cantón Digital” a realizarse en cuatro fases: Conectividad, Inclusión digital, Gobierno electrónico y Participación ciudadana. En cada fase se levantó el estado actual y el deseado, y dependiendo de los presupuestos se procedió con la ejecución de cada una de ellas; Los resultados fueron: Instalación de 30km de fibra óptica y 30 zonas wi-fi en la zona urbana y 50 comunidades con acceso wi-fi en la zona rural; capacitación a los ciudadanos en el uso de TIC, a través de un libro, programa de TV, aula móvil, entre otras; En gobierno electrónico se levantaron procesos y procedimientos del municipio y se diseñó la plataforma de software que se debe implementar, lo cual permitió acceder a un crédito no reembolsable de USD: 235 000 de la CAF, finalmente en el eje de participación ciudadana se crearon sistemas para zonificar al Cantón en barrios y comunidades, registro de directivos y el levantamiento de información de sus ciudadanos. El equipo que trabajó en el proyecto fue el personal de la Dirección de Tecnologías del Municipio de Ibarra.

autónomo descentralizado de Ibarra, el mismo que tiene 11 direcciones subdivididas en 35 áreas. Las Tecnologías de la información y Comunicación (TIC), se ha convertido uno de los actores principales en el presente siglo, ya que se encuentran presentes en el día a día de la mayoría de los habitantes de las ciudades y está comprobado que su aporte es clave para el desarrollo económico y social de los países, así como para la modernización de la administración pública y empresarial [2]. Según Raúl Kats, la ciudad digital es un entorno geográfico donde una ciudad se interrelaciona con los ciudadanos, la gestión pública, el comercio, la industria, la educación, las empresas, etc, a través del uso intensivo de TIC, con el fin de mejorar la calidad de vida de éstos, elevando la competitividad de los agentes económicos. Asimismo, las TIC son una herramienta para hacer transparente y eficaz la gestión gubernamental, proveer la prestación de servicios y regenerar la relación con las personas. [3] Esenesteescenarioquenacelainiciativade“Ibarra, Cantón Digital”, que tiene como misión estimular el desarrollo económico y la eficiencia gubernamental, asegurando que la comunidad tenga acceso equitativo y general a computadoras, Internet y aplicaciones. Se podrá mejorar la calidad de vida de los ciudadanos, las empresas, la educación y la disponibilidad de información, mejorar la seguridad pública, facilitar y mejorar la provisión de servicios municipales.

Palabras clave: Ciudad Digital, conectividad, Inclusión digital, gobierno electrónico, participación ciudadana, Ibarra.

Con el fin de establecer las líneas base del proyecto se referenció algunas ciudades y se optó por seguir un modelo parecido al aplicado en la ciudad de Rosario en Argentina. [4]

1. INTRODUCCIÓN Ibarra, es un cantón de la provincia de Imbabura ubicado al norte del Ecuador, cuenta con 181 175 habitantes, de los cuales el 72,77 se encuentra en la zona urbana y el 27,23% en la zona rural [1], la administración del mismo se concentra el Gobierno

2. MATERIALES Y METODOS Conelobjetivodemodernizarlaadministracióndel Gobierno Autónomo Descentralizado de San Miguel de 70

IRVING REASCOS PAREDES

Ibarra, se estableció el programa “Ibarra, cantón digital”, con cuatro ejes de trabajo: 1. Conectividad, 2. Inclusión Digital, 3. Gobierno electrónico y 4. Gobernabilidad democrática [5],

Posteriormente se realizó la instalación de 30 km de fibra óptica, en diferentes etapas, lo que permitió brindar la comunicación entre dependencias municipales e instituciones de la ciudad, como por ejemplo, mercados, empresa de agua potable, patronato municipal, registro de la propiedad, bomberos, policía nacional, empresa eléctrica, entre las principales, además, este medio de comunicación permitió instalar cámaras de videovigilancia y el sistema de semaforización integrado de la ciudad.

1. Conectividad. En este eje se buscó mejorar la interconexión de las dependencias municipales y públicas, la instalación de un sistema de video vigilancia, la integración del sistema de semaforización y brindar acceso libre a Internet, a través de fibra óptica y de sistemas inalámbricos.

Paralelamente se instaló un backbone de comunicaciones inalámbrica con el objetivo de llegar a las parroquias rurales con zonas wi-fi y equipamiento tecnológico, principalmente a las escuelas, colegios, centros de salud, juntas parroquiales y casas comunales, lo cual permitió llegar a 4 parroquias rurales como son: Angochagua, La Esperanza, Salinas y Ambuquí; en este punto cabe destacar el rol favorable que tuvieron los dirigentes de las juntas parroquiales al invertir parte de su presupuesto en este proyecto. En total en las áreas rurales se instalaron 50 zonas con acceso a Internet.

2. Inclusión digital En este eje se propuso acciones y políticas de inclusión digital, para que las personas, independientemente de sus limitaciones, físicas o relativas a su situación económica, social y geográfica, puedan usar satisfactoriamente las TIC, ya que NO solamente se trata de facilitar el acceso, sino también estimular su uso y apropiación con sentido. 3. Gobierno electrónico. El objetivo de este eje fue de identificar los servicios que presta la municipalidad, con la finalidad de extenderlos para que lleguen a los ciudadanos a través del uso de las TIC. Además se debe diseñar un plan de integración de los sistemas informáticos existentes, ya que en la actualidad se encuentran funcionando de forma aislada.

2. Inclusión Digital En el proyecto de Inclusión Digital, se realizaron siete estrategias de inclusión digital [7], con el fin de obtener el máximo beneficio a la infraestructura instalada, las cuales se mencionan a continuación:

4. Gobernabilidad Democrática La finalidad de este eje fue de poner las nuevas tecnologías al servicio de la participación ciudadana, para mejorar la comunicación entre la comunidad y el municipio.

•

Libro impreso y virtual de informática básica “Ibarra digital, tecnología e Internet”, el cual consta de 4 capítulos divididos en 25 temas, trata principalmente el uso de Internet (e-mail, redes sociales, herramientas colaborativas, ofimática, entre los temas principales); Se realizó un tiraje de 5.000 libros y se entregó a estudiantes de sexto año de educación básica, en las instituciones educativas públicas del cantón Ibarra. El objetivo que se persiguió con la elaboración del libro, fue que los ciudadanos tuvieran acceso directo a material de fácil comprensión y que usen herramientas de software libre.

•

Capacitación a profesores de parroquias rurales, con la finalidad de

3. RESULTADOS Y DISCUSION. A Continuación se detallan los resultados obtenidos en el programa de “Ibarra, Cantón digital”, llevado a cabo en el período 2010 – 2014, y también se analizará los aspectos positivos y negativos. 1. Conectividad Como parte de este proyecto, en primer lugar se amplió el Datacenter de la institución como las normas internacionales requeridas [6], se mejoró la red interna fortaleciendo el cableado estructurado e incorporando 100 puntos, y finalmente se adquirió equipos de comunicación y servidores, los mismos que sostienen al programa de Ciudad Digital.

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

Los resultados obtenidos en el eje de inclusión

apoyarnos en ellos para llegar a los estudiantes de estas zonas. A veces se da por hecho de que todos los profesores saben usar tecnología, pero la realidad es muy diferente; y una vez detectado este inconveniente se trató de solucionarlo. •

•

digital, es que más ciudadanos, especialmente en la zona rural tuvieron acceso al equipamiento instalado y usaron Internet, como un hecho inédito, lo cual les permite comunicarse con el resto del mundo.

Capacitación a jóvenes emprendedores en zonas rurales, con la finalidad de tener referentes tecnológicos que puedan brindar apoyo al proyecto en los zonas remotas. A éstos jóvenes se les impartió cinco cursos y los temas tratados fueron: Emprendimiento tecnológico, sistemas operativos y ofimática, mantenimiento de computadoras, Internet y web 2.0, y Diseño de páginas web.

3. Gobierno Electrónico Este eje, fue tomado como prioritario, ya que el objetivo de ciudad digital es acercar el municipio a los ciudadanos a través del uso de las TIC, y para lograrlo fue necesario en primer lugar inventariar todos los servicios que la Institución brinda a las personas naturales, jurídicas, u otras instancias de gobierno. Por otro lado también se realizó un inventario de

Aula móvil que recorre el cantón brindando capacitación en temas de informática básica e Internet. El bus se encuentra equipado con 10 computadoras portátiles y acceso a Internet.

los sistemas informáticos existentes, y las facilidades

Programa de televisión “Zona TIC”, con el objetivo de reforzar los contenidos tratados en el libro “Ibarra digital, tecnología e Internet”, Programa que se realizó en convenio entre el Municipio de Ibarra y la Universidad Técnica del Norte, la producción estuvo a cargo de UTV”(Canal de la Universidad). Este espacio tuvo en total 37 programas.

hacia el exterior, en primer lugar debía modernizarse,

Portal web educativo, el mismo que estaba dirigido a crear un repositorio de material educativo que complementen las acciones realizadas en los puntos anteriores.

200 procedimientos agrupados en 18 procesos.

Política de uso de software libre, estrategia que cumple con el decreto ejecutivo del Ecuador 1014 [8] , el cuál manifiesta que el software libre pasa a ser una política de Estado para ser adoptado por todas las entidades públicas.

diseñar

que brindan cada uno de ellos, y especialmente verificar

con

que

otros

sistemas

interactúan.

De esta revisión preliminar se concluyó que la organización, antes de salir con servicios tecnológicos razón por la cual se inició con la implementación de un Sistema de Gestión de la Calidad, basado en normas ISO 9001 -2008, el mismo que permitió obtener el mapa de procesos, los procesos y procedimientos de la organización y su interrelación entre

ellos;

Aproximadamente

levantaron

Posteriormente, ya con los procedimientos levantados, se pudo mirar

a la institución como

un todo, ya no de forma aislada, lo cual permitió El

sistema

informático

Integral

del

Municipio de Ibarra, con la posibilidad de integrar los sistemas existentes (que funcionan como islas). Esto permitió a la institución acceder a un crédito no reembolsable de la Corporación Andina de Fomento (CAF), para la contratación

IRVING REASCOS PAREDES

de Fomento (CAF), para la contratación de la primera

La conectividad es un eje estratégico para la interconexión de las empresas, municipales u otras del gobierno local.

fase del Sistema Integrado. Es necesario mencionar que el sistema integrado

Queda una infraestructura de comunicaciones instalada, la cual se la debe aprovechar con nuevos servicios a la ciudadanía.

se lo debe ir realizando por fases, la primera incluye el Core (autenticación, seguridades, acceso a los

Se debió insistir con la Corporación Nacional de Telecomunicaciones (CNT) en la realización de un convenio para el uso de la Fibra óptica.

datos, etc.) y la Ventanilla Única Virtual, elemento principal en el tema de gobierno electrónico. Posteriormente se deben ir integrando los sistemas existentes como porejemplo: Sistema de Recaudaciones, ERP, Sistema de Avalúos y Catastros, GIS, entre otros).

Las entidades del gobierno nacional como el MINTEL y la CNT, tienen sus propias agendas y resulta difícil articular este tipo de proyectos con el gobierno local.

Al momento de escribir este artículo, la primera fase se encuentra adelantada en un 50%, estimando su finalización para abril del 2015.

El trabajo conjunto con la Universidad a través de tesis de grado ayudó mucho para la ejecución del proyecto.

4. Gobernabilidad Democrática

Se debe insistir en la capacitación digital, ya que el sólo hecho de brindar equipamiento y acceso a Internet, no garantiza que las personas las puedan usar.

En este eje, se trató de usar las TIC para facilitar, propiciar y preparar las condiciones de gobernabilidad, en ese sentido se creó el Sistema de Participación Ciudadana [9] con los módulos de: Empadronamiento barrial (conocer cada barrio, sus directivas, linderos, servicios públicos, problemas existentes, entre otros), Registro de Actores y Organizaciones Sociales (Mapeo de actores de parroquias, barrios, cámaras, asociaciones, clubs sociales, deportivos, colegios de profesionales, sociedad civil, entre otras), Buzón de sugerencias, quejas, denuncias y comentarios(Espacio en la web, en el que cual los ciudadanos puedan expresar sus ideas e inquietudes ), Foros Temáticos (sobre temas prioritarios que permita mantener una relación más cercana entre gobernantes y ciudadanos) y finalmente se realizaron blogs para los concejales.

También resulta necesario en este tipo de proyectos incluir a las personas con discapacidades, para ser 100% inclusivos. El trabajo en gobierno electrónico se lo debe considerar a mediano y largo plazo, en primer lugar se debe construir unos buenos cimientos en procesos y tecnología, para que sostengan las nuevas demandas de servicios virtuales por parte de los ciudadanos. Las autoridades del más alto nivel deben estar comprometidos en el levantamiento del mapa de procesos, procesos y procedimientos, Con la implantación del sistema de Gestión por procesos, el siguiente paso es procurar la certificación internacional.

4. CONCLUSIONES

El mapa de procesos, y procedimientos permitió analizar nuevos escenarios, tanto para la organización, comoparalaDirecciónde TecnologíasdelaInformación.

Al inicio, cuando se planteó el proyecto, parecía una utopía, pero al ir socializándolo cada vez se sumaban más adeptos al mismo y los resultados esperados iban mejorando.

Con el uso de TIC se demostró que es posible implementar canales de comunicación directa entre los ciudadanos y el gobierno local.

Es necesario tener un proyecto con los ejes establecidos, ya que éstos guiarán el camino de su ejecución.

Se debe perder el temor a escuchar a los ciudadanos, y a vez éstos deben ir madurando para construir nuevos escenarios de participación ciudadana.

VIVE LA CIENCIA, VOL.01, N0. 1, JULIO 2014

6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

En el presente proyecto faltó involucrar a empresarios de diversos sectores, como por ejemplo el turístico, tecnológico, entre otros.

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[3]

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Se debería proyectar al Cantón Ibarra como un referente tecnológico del país, ya que en el mismo se encuentra 3 universidades con carreras de Tecnologías y el talento humano es un potencial que se debe aprovechar.

[4]

Rosario Digital, (Argentina) http://www.

[5]

Plan estratégico del Municipio de Ibarra período 2009 – 2014

5. AGRADECIMIENTOS

[6]

TIA 942, Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers

[7]

Potosí Gladys, Reascos, I, “Programa de

El concepto de ciudad digital también involucra a sectores como la salud, la educación, etc., pero que la Municipalidad no tiene competencias sobre ellas, ya que las mismas la posee el Gobierno Central, razón por la cual se deben realizar esfuerzos para trabajar de forma coordinada con el Gobierno Central, y esto no sea una limitante.

rosario gov.ar/sitio/gobierno/gestion

El presente artículo fue desarrollado en base a la experiencia que el autor tuvo como Director de Tecnologías de la Información y Comunicación del Municipio de Ibarra en el período agosto 2009 diciembre 2012, y como parte de esta experiencia debo manifestar mi agradecimiento a todo el personal de la Dirección de TI del Municipio, ya que éste es un grupo profesional muy capaz y contantemente le gusta enfrentarse a nuevos retos y desafíos, al alcalde del período, por permitirme servir a mi ciudad, a la UTN y sus autoridades por brindar las facilidades necesarias para la producción del programa de TV Zona TIC, a los estudiantes de la carrera de sistemas con los cuales se realizaron algunas tesis que apuntalaron el presente proyecto.

inclusión digital en el cantón Ibarra. Estrategias y recursos” tesis de grado, 2012. [8]

Decreto ejecutivo 1014 del Gobierno del Ecuador firmado el 10 de abril del 2008.

[9]

Romero, C; Reascos, I; Gobernabilidad democrática con el uso de TIC para el Municipio de Ibarra, 2011.

PABLO LANDETA

Análisis de rendimiento de Servicios Web con la implementación del Balanceador de Carga HAProxy. Pablo Landeta FICA – Universidad Técnica del Norte, Av. 17 de Julio 5-21 Ibarra – Imbabura - Ecuador palandeta@utn.edu.ec Resumen - El presente trabajo se enfoca en el balanceo de carga Web para aplicaciones basadas en Servicios Web utilizando como plataforma de experimentación un entorno virtual de red que permite identificar como se distribuyen las peticiones Web sobre los diferentes servidores disponibles; para llevarlo a cabo se diseñó e implementó un entorno distribuido utilizando tres servidores Web que se instalaron en el sistema operativo Linux. La herramienta que se evaluó para el balanceo de carga fue HAProxy, instalado sobre un servidor Linux. Para validar esta investigación se utilizó un equipo con sistema operativo Windows el cual envió múltiples solicitudes hacia el balanceador de carga direccionando las peticiones hacia el Servidor Web disponible, para esto se utilizó la herramienta Apache Bench con la cual fue posible especificar el número de peticiones e inclusive el número de usuarios concurrentes. Los resultados demuestran que el balanceador de carga optimiza notablemente el tiempo de respuesta cuando existen cientos de usuarios concurrentes.

To validate this research was used a computer with Windows as the operating system which sends multiple requests to the load balancer which routed by the requests to the Web server available, to do that was used the Apache Bench tool with which it was possible to specify the number of used requests and even the number of concurrent users. The results show that the load balancer significantly optimizes response time when there are hundreds of concurrent users.

Keywords Load balancing, Virtualization, Clustering, HAProxy

I. INTRODUCCIÓN Es fundamental el acceso equilibrado a los recursos para la compartición de información en un cluster de computadoras que se encuentran en una infraestructura de red distribuida. Este cluster puede ser visto como una colección de computadoras autónomas que están interconectadas trabajando como un sólo recurso de computación integrado. En este conjunto de computadores, construido en la mayoría de los casos con software libre, los nodos se interconectan mediante alguna tecnología de red. Para que un cluster sea funcional, no basta solo con conectar entre sí los computadores, sino que es necesario proveer un sistema de administración del cluster, el cual se encargue de interactuar con el usuario y los procesos que corren en él para optimizar su funcionamiento.

Palabras clave:

Balanceo de carga, Virtualización, Clustering, HAProxy. Abstract - This paper focuses on load balancing for Web -based applications using Web services as a virtual tested network environment which identifies as Web requests are distributed over the different servers available , to carry it out was designed and implemented a distributedenvironment using three web servers that were installed on the Linux operating system. The tool used to evaluate load balancing was HAProxy installed on a Linux server.

Es necesario mencionar que la latencia de red, el balanceo de carga, la gestión de memoria y la

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financieras, educativas, etc.; de igual manera el crecimiento de los aplicativos exige mayor infraestructura, es decir, mientras más grande sea un aplicativo mayor capacidad de procesamiento, almacenamiento y transferencia se requerirá. En este sentido, los sistemas distribuidos han sido implementados para solventar estos problemas en ambientes como: redes de alta velocidad, clusters, grids; debido a que están compuestos por servidores que son programas que están en ejecución en una computadora de la red, aceptando peticiones de otro programa que se ejecuta en otras computadoras, denominadas clientes, con la finalidad de procesar un requerimiento y recibir una respuesta adecuada [9], permitiendo un sin número de nuevas posibilidades al desarrollo de aplicaciones grandes.

monitorización en los cluster afectan sus principales características, y están relacionadas al rendimiento que este puede presentar afectando directamente al usuario final de las aplicaciones distribuidas. [1] El presente trabajo se enfoca en evaluación de balanceo de carga basado utilizando para el efecto un proxy. Se realizan pruebas sobre el balanceador de carga HAProxy, que presenta varias estrategias de balance de carga para las aplicaciones que son accesibles desde la red. El más popular y más efectivo es round robin, en el cual, el servidor DNS tiene varias entradas para un hostname dado, y este retornará todas las entradas en un orden rotativo.[2] Una investigación comparable a este trabajo [3] investiga a la clusterización utilizando el balanceador de carga Red Hat Pirahna, señalando la importancia del uso de software libre como alternativa para implementar este tipo de tecnología que aporta al desempeño y disponibilidad de una aplicación Web. En [4] los investigadores aplican LVS (Linux Virtual Server) como solución para gestionar el balance de carga; igualmente se aplica la virtualización como una opción adecuada para la implementación del balanceo de carga. En el trabajo presentado por [5], se utiliza el software Nginx como alternativa al balanceo de carga; este software es un servidor web/proxy inverso que incorpora la funcionalidad de balanceo de carga; las pruebas del trabajo fueron satisfactorias y se logró probar las prestaciones del software indicado. En el trabajo propuesto en [6], expone un método para balanceo de carga que consiste en la distribución de tareas en los nodos esclavos por parte del nodo maestro, el cual recopilará una a una las tareas conforme van llegando a medida que pasa el tiempo.

El desarrollo de los sistemas distribuidos llegó de la mano de las redes locales de alta velocidad a principios de 1970, el tema ha cobrado relevancia debido a que los sistemas que se manejan actualmente requieren cada vez más recursos, seguridad y protección. Una definición plenamente aceptada es la que citó [10]: “Se trata de un conjunto de ordenadores independientes e intercomunicados por una red y provistos de software distribuido, tal que el usuario lo percibe como si se tratara de un único ordenador”. Los sistemas distribuidos son aplicables a: intercambio electrónico de datos, control de flujo aéreo, automatización de la manufactura, trabajo cooperativo soportado por computadoras, banca electrónica, robótica, sistemas de información heterogéneos (web semánticas), seguridad, simulación [11]. Uno de los ejes en los cuales se fundamenta la definición de este tipo de sistemas es la compartición de recursos, entiéndase por esto, tanto hardware como: discos, impresoras, procesadores, memorias, etc., hasta las entidades definidas dentro de un software como ficheros, bases de datos[10].

En relación con los algoritmos de balanceo de carga [7] se presenta el manejo de dos algoritmos de balanceo de carga con manejo de información parcial con topología de árbol binario. En el trabajo presentado de [8], se presentan diferentes métricas de evaluación de rendimiento así como temáticas sobre el uso de GPU para el análisis de la eficiencia en algoritmos paralelos.

El balanceo de carga trata de distribuir la carga de un trabajo de acuerdo a la disponibilidad de procesamiento y a los recursos de cada equipo en un mismo sistema computacional, esta distribución pretende maximizar, la utilización de recursos, posibilitando el mejor desempeño del sistema[6].

Los sistemas informáticos han crecido con el paso de los años, convirtiéndose en la actualidad en un pilar fundamental en el desarrollo de todo tipo de actividades, sean estas: científicas, comerciales, empresariales, 76

PABLO LANDETA

El presente artículo se ha estructurado de la siguiente manera: el Capítulo I presenta el fundamento teórico referencial; el Capítulo II describe el proceso de implementación de la aplicación utilizando el balanceador de carga HAProxy; en el Capítulo III se presentan y se evalúan los resultados obtenidos en la experimentación; en el Capítulo IV se discuten y analizan los resultados; en el Capítulo V se analizan los trabajos relacionados. Finalmente en el Capítulo VI se puntualizan las conclusiones y se señala el trabajo futuro.

Un servicio web es un sistema de software diseñado para soportar una interacción maquina a máquina sobre la red. Puede interactuar usando mensajes SOAP, los cuales son transmitidos generalmente a través del protocolo HTTP son un formato XML. En términos generales, un servicio web provee servicios a los clientes. Por otro lado un cliente solicita un servicio por medio de una aplicación en particular. [14]

II. MATERIALES Y MÉTODOS

Para implementar este experimento se utilizaron herramientas de código abierto y de libre distribución.

B. HERRAMIENTAS

A. MÉTODOS

1) Programa de virtualización: Se utilizó la plataforma de virtualización Oracle Virtual Box [15] en su versión 4.3.4 sobre el Sistema Operativo Windows 7. El objetivo de utilizar este sistema fue el ahorro de recursos ya que se requería implementar 3 computadoras virtuales funcionando como servidores web y una funcionando como balanceador. Todas interconectadas entre sí en un escenario virtual.

Para obtener el máximo rendimiento de una aplicación en un entorno distribuido es necesario que su carga computacional esté distribuida equitativamente entre todos servidores del sistema para minimizar así el tiempo de ejecución. Existen muchas aplicaciones de tipo científico (simulaciones de partículas/plasma, resolución de ecuaciones diferenciales parciales, integración numérica,…) donde la carga de trabajo asociada a una determinada tarea puede cambiar a lo largo de la ejecución de la misma y, en consecuencia, no puede ser estimada previamente. Para este tipo de problemas no uniformes, con unos requerimientos de cómputo y comunicación impredecibles a priori, es necesario el uso de algoritmos de balanceo dinámico de carga con objeto de distribuir eficientemente las tareas en tiempo de ejecución sobre los procesadores del sistema [12].

2) Balanceador de carga: Como balanceador de carga se utilizó HAProxy [16] en su versión 1.4.8 sobre el Sistema Operativo Linux Debian. Su objetivo fue proveer de alta disponibilidad a la aplicación basada en servicios web utilizando su balanceador sobre el protoclo HTTP. Se configuró de manera que balancee la carga web entre 3 servidores web. Para utlizarlo fue necesario detener el servidor WebApache de este equipo. 3) Web Server: Como servidores Web se utilizó Apache [17] sobre Linux tanto para las versiones Debian como para Fedora. Su objetivo fue suministrar páginas Web a los clientes o navegadores que lo soliciten, esto en una arquitectura cliente servidor.

El balanceador de carga HAProxy se aplicará en un entorno virtualizado de servidores web, que permitirá mejorar los tiempos de respuestas a una determinada tarea. HAProxy (High Availability Proxy), es un software de código abierto. Es un balanceador de carga de alto rendimiento con una variedad de algoritmos de balanceo de carga. HAProxy se basa en el software de balanceo de carga TCP/HTTP. Posee un sistema de monitoreo y reporte estadístico que en una simple y entendible imagen puede permitir a los administradores entender claramente el rendimiento del sistema actual y de su comportamiento. [13]

4) Servicios Web: Se utilizó las librerías de NuSOAP [18] en su versión 0.9.5. que funciona sobre cualquier sistema operativo. Se trata de librerías para desarrollar Servicios Web bajo el lenguaje de programación PHP. No fue necesario instalarlo, únicamente se descomprime en el directorio web e incluirla en el archivo PHP.

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5) Herramienta para benchmarking: Como herramienta para benchmarking del servidor web se utilizó a Apache Bench [19] en su versión 2.3 sobre el Sistema Operativo Windows 7. Esta utilidad más conocida como ab sirve para hacer pruebas de carga a un servidor Web. Para ello fue necesario especificar el número de peticiones y usuarios concurrentes que acceden al servidor Web.

C. DISEÑO DE LA TOPOLOGIA EXPERIMENTAL En primera instancia se diseñó una topología como línea base en la cuál se utilizó unicamente un servidor Web sobre Linux Fedora virtualizado en su versión 3.9.6. Se utilizó la herramienta Apache Bench sobre Windows 7 para generar peticiones hacia el servidor Web. La topología de este diseño base se muestra en la Fig 1. Fig 2. Topología experimental que usa el balanceador de carga Web.

D. IMPLEMENTACION DE LA PLATAFORMA EXPERMIENTAL Las pruebas se realizaron en el host Windows 7 utilizando la máquina virtual VortualBox. Este equipo cuenta con una memoria de 6Gb, un procesador Interl Core I5-3210M y un almacenamiento total de 750 Gb. Se utilizó el siguiente procedimiento para implementar el diseño propuesto en el entorno virtual: i) se creó la primera máquina virtual VirtualBox, en la cuál se instaló el sistema operativo Debian en su versión 2.6.32 con HAProxy como balanceador web y se desactivó el Servidor Web Apache2; ii) Luego se creó una segunda máquina virtual VirtualBox, en la cual se instaló el sistema operativo Fedora en su versión 3.9.6 con Apache2 como servidor Web.; iii) Posteriormente, se creó una tercera máquina virtual VirtualBox, en la cuál se instaló el sistema operativo Debian en su versión 2.6.32 con Apache2 como servidor web; iV) Nuevamente se se creó una máquina virtual VirtualBox, en la cuál se instaló el sistema operativo Debian en su versión 2.6.32 con Apache2 como servidor web; v) Para las tres máquinas virtuales que funcionaron como servidores web se creó el respectivo directorio web y se copió las páginas web que funcionaron con

Fig 1. Diseño para la generación de peticiones de servicios web sobre un único Servidor Web.

Para obtener el máximo rendimiento de una aplicación en un entorno distribuido es necesario que su carga computacional esté distribuida equitativamente entre todos los servidores que componen el entorno distribuido [20], para lo cual se diseñó un prototipo experimental como se muestra en la Fig. 2, partiendo de la línea base antes expuesta.

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servicios web sobre NuSOAP; vi) finalmente, sobre el sistema operativo anfitrión Windows 7 se utilizó la herramienta de benchmarking para ejectutar múltiples peticiones con usuarios concurrentes sobre el balanceador de carga web, esto para la toma de datos.

E. CONFIGURACION DEL PROXY BALANCEADOR El balanceador HAProxy requiere que se especifique la dirección IP del equipo que realizará las funciones de balanceador, además de especificar el puerto que utilizará. Se debe incluir los nombres y direcciones Ip de los servidores Web que intervendrán en el balanceo de carga. La configuración de HAProxy se muestra en la Fig 3.

Fig 4. Código fuente para la página web servidor.

2) Cliente: Para implentar el código en la página web del cliente se utilizó llamadas a las librerías de NuSOAP. Se especifica la dirección donde reside el archivo WSDL necesario para la descripción de los servicios web. Posterior a esto se imprime el úmero de dirección IP y el número de sesión establecida. Finalmente se recibe como respuesta del servicio web el precio de un determinado libro y se imprime por pantalla los resultados. El código se muestra en la Fig. 5.

Fig 3. Configuración del balanceador de carga HAProxy.

F. CODIGO DE LAS PAGINAS PHP 1) Servidor: Para implementar el código en la página del servidor se utilizó una función que retorna los precios de libros cuando se envía como parámetro el nombre del libro. El código se expone en la Fig. 4. Fig 5. Código fuente para la página web cliente.

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G. GENERACION DE PETICIONES CONCURRENTES

paulatinamente en 100 hasta alcanzar un techo de 300 en el caso de conexiones directas con el servidor y hasta 400 con el uso del balanceador web. A partir de estos valores el servidor daba tiempos de respuesta agotados y era imposible tomar mediciones con más usuarios concurrentes.

La generación de peticiones concurrentes hacia el balanceador web estuvo a cargo de la herramienta de benchmarking Apache Bech, en la cual es necesario especificar cuantas peticiones de desea realizar y con que número de usuarios concurrentes, se debe especificar la dirección IP sobre la cual actuará. Es muy conveniente almacenar estos datos que se obtienen en base a esta medición, por lo cual el programa permite guardar los resultados en un archivo de texto. Un ejemplo del comando que se utilizó para generar los datos se muestra en la Fig 6.

1) Rendimiento de la aplicación con el uso de un solo servidor web En la Fig. 7. se presentan los resultados obtenidos con el uso de una conexión directa entre las peticiones clientes y un solo servidor Web. Nótese que los tiempos de respuesta se empiezan a elevar cuando se tienen 600 peticiones con 300 usuarios simultáneos e incrementa este valor llegando a tener tiempos de respuesta de 100000 ms.

Fig. 6. Ejemplo de comando para la ejecución de peticiones concurrentes al servidor Web.

H. GENERACIÓN DE ESTADÍSTICAS DE BALANCEO Finalmente se utilizó el puerto 1935 para acceder a las estadísticas de balanceo de carga proporcionadas por HAProxy. Estas estadísticas son importantes para determinar el número de sesiones que se han establecido en cada uno de los servidores web así como también el número de bytes que han enviado y recibido cada uno.

Fig. 7. Tiempos de respuesta en las pruebas realizadas accediendo a un solo servidor

2) Rendimiento de la aplicación con el uso del balanceador de carga para tres servidores web

III. RESULTADOS EXPERIMENTALES

En la Fig. 8. se presentan los resultados obtenidos con el uso del balanceador de carga, el cual reparte las peticiones hacia 3 servidores Web Apache. Nótese que los tiempos de respuesta son menos elevados que cuando se utiliza un sólo servidor Web. Con la carga más alta que es de 1000 peticiones con 400 clientes simultáneos se tiene un máximo de 20000 ms.

Para la toma de tiempos de respuesta de la aplicación basada en servicios web se consideró, en un primer caso, una conexión directa entre clientes y un solo servidor Web recibiendo toda la carga, y, en un segundo caso, una conexión entre clientes hacia el balanceador de carga y este a su vez se conecta con los tres servidores Web repartiendo las peticiones. Se realizaron pruebas con la herramienta Apache Bench realizando 1000 peticiones con 100 usuarios concurrentes. El valor de usuarios concurrentes se fue incrementando 80

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participantes, lo que hace que los tiempos de respuesta se reduzcan significativamente. Estos resultados permiten tener una visión amplia sobre la importancia del uso de este tipo de herramientas para el mejoramiento del rendimiento de una aplicación web. Esto beneficia enormemente a los administradores de aplicaciones web y por supuesto a las empresas que exponen productos y servicios en el internet ya que sus aplicaciones web tendrán la posibilidad de tener un mejor rendimiento y sobre todo estar siempre disponibles ya que, si uno de los servidores queda fuera de servicio, existirán otros que los respalden.

Fig. 8. Tiempos de respuesta en las pruebas realizadas utilizando el balanceador de carga web.

3) Estadísticas de los tres servidores Web.

Adicionalmente una de las contribuciones del presente trabajo se basan en la experiencia en cuanto al uso de la virtualización donde se pueden reproducir tanto las funcionalidades de una red así como también los servicios disponibles en ella, en nuestro caso específico los servicios basados en Web. Esto facilita la creación de los escenarios adecuados para desarrollar las distintas pruebas como las que se han realizado, lo cual se traduce en un ahorro de tiempo y de recursos económicos ya que evita la adquisición de equipos de cómputo.

En la Fig 9. se presenta un cuadro de estadísticas sobre la cantidad de sesiones recibidas así como la cantidad de bytes enviados y recibidos por cada uno de los tres servidores web que participaron en el balanceo de carga. Notese que los valores tanto de envío como de recepción se encuentran equilibrados entre los tres equipos virtuales, de igual manera el número de sesiones que se han establecidos se encuentran proporcionales lo que demuestra que el balanceo de carga se ejecuta correctamente.

Finalmente, después de haber realizado el presente trabajo se puede afirmar sin lugar a dudas que el uso de la herramienta HAProxy genera una computación de alto rendimiento en un entorno distribuido.

V. CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO El presente trabajo se enfocó en el análisis del rendimiento de una aplicación basada en Servicios Web en un ambiente virtualizado, con la finalidad de estudiar las ventajas de la utilización del balanceador de carga basado en proxy llamado HAProxy. El ambiente virtualizado se desarrolló con 3 máquinas virtuales con servidores Apache2 y una máquina virtual cargada con el balanceador Web, todas ellas con sistema operativo Linux. En cuanto a la aplicación Web fue creada en lenguaje Php con librerías NuSOAP para el uso de servicios Web. Para validar los resultados se utilizó la herramienta de benchmarking Apache Bench bajo el sistema operativo Windows 7. Los resultados demuestran que

Fig. 9. Estadísticas de balanceo de carga entre los 3 servidores Web Apache.

IV. DISCUSIÓN De acuerdo a los resultados obtenidos, el balanceador de carga basado en el proxy HAProxy cumple claramente se función de repartir la carga de peticiones de Servicios Web y los distribuye eficientemente hacia los servidores web 81

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el balanceador de carga disminuye significativamente el tiempo de respuesta de las aplicaciones web.

[6]

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Como trabajo futuro se plantea realizar una comparativa de diferentes herramientas balanceadoras de carga con el fin de determinar cuál es la mejor alternativaparalosadministradoresdeaplicacionesWeb.

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VI. AGRADECIMIENTOS

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También un agradecimiento al Ing. Julio Armas, Ph.D. quien ha sido un guía en el proceso de escritura del presente artículo.

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Un agradecimiento al Ing. Walter Fuertes, Ph.D. por la enseñanza de la metodología de Investigación Científica Aplicada.

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