https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/250/13260/Ciencia_UANL_2010_Vol_13_No_1._Enero-Marzo.pdf f5d63567c8eb755d0728ff782d6348d9 PDF Text Text �m Editorial La genómica, una promesa en el futuro de la nutrición □ María E. Magallanes Lundback Los seres humanos requieren de una dieta equilibrada con base en una mezcla de nutrientes y vitaminas para mantener una salud óptima. Las plantas son un componente crítico en la cadena alimenticia y, por lo tanto, el mejoramiento de las propiedades nutricionales de los alimentos, especialmente de origen vegetal, representa un aspecto vital para la salud pública y la industria de la nutrición. Uno de los grandes problemas de los países en vías de desarrollo es la deficiencia en vitaminas y minerales, lo que, definitivamente, perjudica a la salud humana. Desgraciadamente, tal malnutrición por micronutrientes y vitaminas afecta a más de dos mil millones de personas, y sus consecuencias son, entre otras: problemas de salud, ausentismo y baja productividad en el trabajo, altas tasas de mortalidad y morbilidad, incremento de enfermedades crónicas y deterioro permanente de habilidades cognitivas en menores de edad. Las plantas, en general, proveen de manera natural la mayoría de los nutrientes necesarios en la dieta humana; sin embargo, los principales cultivos básicos son a menudo deficientes en algunos de estos nutrientes. La desnutrición es un problema de salud pública en la mayoría de los países en desarrollo. Una manera de solucionar este problema es mediante el mejoramiento de los cultivos básicos para aumentar su contenido de nutrientes esenciales. Una forma de asegurar un consumo adecuado de micronutrientes esenciales sería manipular sus niveles en los alimentos vegetales, y es precisamente el advenimiento de la genómica vegetal, en los últimos años, lo que ha proporcionado rutas para este proceso. Uno de los aspectos más importantes de la genómica es la secuenciación completa de genomas de diferentes organismos. Esto significa que los genes para la síntesis de la vitaminas o micronutrientes a partir de organismos simples como bacterias y hongos se pueden utilizar para identificar rápidamente los genes de biosíntesis de la vitaminas y micronutrientes en organismos más complejos como las plantas. La biofortificación de productos agrícolas como el arroz, maíz, trigo, yucca y otros cultivos de importancia en América Latina, el Caribe y otras áreas en desarrollo podría mejorar de manera sorprendente los niveles nutricionales de más de 90 millones de personas que dependen, casi exclusivamente, de 4 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �MARÍA E. MAGALLANES LUNDBACK estos cultivos para su alimentación diaria. Mediante la biofortificación se puede elevar genéticamente la proporción de nutrientes en cultivos básicos, por ejemplo, el contenido de hierro y zinc en variedades comerciales de arroz y aminoácidos esenciales en el grano de maíz, entre otros. Actualmente se estudia extensivamente el incremento de provitamina A en arroz. Los tejidos verdes de la planta lo producen naturalmente, pero no está presente en el grano. La falta de ß-caroteno se manifiesta en una marcada incidencia de ceguera, susceptibilidad a enfermedades y muerte prematura de niños. La variedad Golden Rice, arroz con la capacidad de suplir la falta de ß-caroteno, se desarrolló con base en esta necesidad. En general, la genómica y la biofortificación de cultivos agrícolas han revolucionado el mejoramiento tradicional de plantas. Lo más importante en este aspecto es que la genómica nutricional permitirá una mejor nutrición y, por lo tanto, un beneficio en la salud humana. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 5 11 �m Ciencia y sociedad Ciencia y conciencia humana □ Pedro César Cantú Martínez L a ciencia se constituye como la principal forma de generar conocimiento, y desempeña una función trascendente en nuestra sociedad, a través de su primordial actividad: la investigación científica, con lo cual proporciona las bases de las creencias y el criterio de certidumbre de las colectividades.1,2 La ciencia es un sistema de nociones y acontecimientos racionales, sistemáticos y verificables acerca de los fenómenos y expresiones que se suscitan en la naturaleza, de manera extrínseca o intrínsecamente, o bien, que emanan de la actividad, experiencia y discernimiento de los individuos ante la naturaleza, y que nos faculta a predecir y transmutar la realidad en favor de la sociedad.1,3 La ciencia es una representación de la actividad y el desarrollo humano, cuyo contenido y derivación es la confluencia de eventos encaminados en un determinado sentido, de supuestos y constructos que instituyen su soporte, así como de procedimientos y métodos de investigación universalmente aceptables.4 6 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �PEDRO CÉSAR CANTÚ MARTÍNEZ El término ciencia denomina tanto el procedimiento que conlleva a la construcción de los conocimientos científicos, como a la red y organización de conocimientos que se han comprobado en la práctica, y que se constituye, por lo tanto, en una verdad objetiva y aceptada generalmente.4 Hoy en día, la ciencia moderna es un cúmulo extraordinario de conocimientos que se encuentra subdividido en líneas científicas muy diversas. La locución de ciencia se asemeja concretamente a conocimiento. Los conocimientos simbolizan, para la sociedad, una posesión de antecedentes e información confirmada acerca de hechos materiales y tangibles, que emana de su atinada reflexión en la conciencia humana. Los conocimientos son de diferentes clases: cotidiano-empírico y científico.4 Los conocimientos cotidianos-empíricos se suscitan en cada etapa de la vida de un individuo, se adquieren paulatinamente en el transcurso de la vida, en la cual se incorporan numerosos datos sobre el mundo exterior que le rodea y sobre sí mismo.4 Los conocimientos cotidianos-empíricos se limitan, por regla general, a la constancia de hechos y a su descripción, sin contar con una explicación e interpretación de los mismos. Y no se incorporan, consecuentemente, a un conjunto o sistema general de conceptos de una determina- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 da ciencia y, por lo tanto, carecen de una auténtica generalización de los hechos o acontecimientos observados. Mientras el conocimiento científico se sustenta en el progreso mismo de la ciencia y de su relación con el control y predicción de los procesos que se han de evaluar, aspecto esencial en la ciencia, y que se halla inscrito en el saber qué se investiga y cómo se investiga. Es decir, el conocimiento científico brinda una configuración reflexiva y consciente que le permite distinguirse por el saber prever, o bien, el prever para actuar,4 y que le facultan agregar sus nuevos hallazgos en un sistema determinado de conocimientos o parte de una teoría, y que éstos se sujetan de acuerdo a una orientación determinada. El método de la ciencia Los triunfos de la ciencia han proveído una gran capacidad para intervenir y modificar la naturaleza. Esta conquista ha acarreado heterogéneas orientaciones sobre la ciencia, que hoy en día le permiten develar los atributos más recónditos que la realidad manifiesta en la naturaleza y de sus condicionantes más íntimos. La clave de esto radica en el método científico, procedimiento regular, explícito y repetible;5 y se convierte en el elemento bajo el cual se arman los científicos, para ser capaces de prosperar hacia la verdad de forma gradual y continua; basados en un actuar racional, sustento del perfeccionamiento científico, que conlleva a la generación de productos cuyos intereses son la ganancia palpable en el progreso material del hombre. El método científico permite acrecentar el acervo de conocimientos mediante una serie de pautas, las cuales no han variado desde que Descartes las postuló su Discurso del método, en 1637.1 Las nueve pautas del método científico que deben enunciarse en una investigación para que se le considere científica son: a) descubrimiento del problema; b) planteamiento del problema; c) búsqueda de conocimientos relevantes al problema; d) tentativa de solución; e) invención de nuevas ideas; f) obtención de una solución; g) 7 �CIENCIA Y CONCIENCIA HUMANA investigación de las consecuencias; h) puesta a prueba de la solución; i) corrección de la hipótesis.1,5 De tal forma, el método científico se ha convertido en el medio oficial de la ciencia, para revelar o aproximarnos a la verdad. Este aspecto ha sido controversial, ya que demostró con esta sentencia una posición radical que evidencia un absolutismo científico, que deslegitima la posibilidad de acceder a otras formas de conocimiento, reprobando la filosofía y desechando el conocimiento popular; en otras palabras, reduce y subordina el patrimonio cultural, pensamiento y juicio del hombre a la ciencia, lo cual no es aceptable, ya que se ha reconocido el valor del conocimiento cotidiano-empírico en el entretejido y el progreso social del hombre.1 Conquistas de la ciencia En el siglo XX que nos antecedió, se observó un avance científico impresionante. Tan sólo en el ámbito de la física se encuentran los avances publicados por Einstein que incidieron y dieron paso y curso a la nueva física, y concibieron los formidables descubrimientos en los círculos del conocimiento de la astrofísica.6 De la misma manera, se observó en los hallazgos realizados en el contexto de las ciencias biológicas y de la mis- 8 ma medicina, donde despertaron un interés inusitado por la sociedad. Un ejemplo: lo acontecido con las teorías de selección natural de Darwin y las leyes de Mendel, que se han demostrado y enriquecido; al igual que el descubrimiento de la penicilina por parte de Fleming en 1928. Por otra parte, sólo hay que recordar el descubrimiento del mecanismo de transmisión de la vida, y que queda inscrito en el trabajo de Watson y Crick, quienes, en 1953, descubren la doble hélice de ADN para explicar la naturaleza de la herencia. Esto conllevó, hasta hace unos años, particularmente en agosto de 2000, al pronunciamiento de la secuenciación completa del genoma humano, que rige el funcionamiento del organismo humano, y que seguramente es la actividad científica más supervisada y vigilada en la historia de nuestra sociedad.6,7 Sin duda, estos acontecimientos, y otros más que no hemos mencionado, advierten de las conquistas y progresos de la ciencia, que conllevan a correr el velo del conocimiento y escudriñar el orden íntimo y primario del actuar de la naturaleza. Se advierte, además, que cualquier revelación y hallazgo científico, realizado según las reglas sustentadas en el método científico, debe ser contemplado como un bien para el hombre, indistintamente de su práctica específica.6 Esto es, el desarrollo científico es un bien para la humanidad, e incumbiría a éste y a quienes lo producen motivar en más individuos el anhelo intelectual.4 Sin embargo, este desarrollo debe manejarse invariablemente y en cualquier circunstancia en un marco de principios éticos. Particularmente, porque en este nuevo siglo XXI será palpable el desarrollo incontenible y vertiginoso de la ciencia, que dará lugar a la tan pretendida sociedad del conocimiento o del saber, cuya piedra angular está en la sociedad de la información que le debe anteceder; y donde el gran desafío será armonizar el avance científico y la información emanada, simultáneamente, con el progreso ético y moral del tejido social, y aportar cada vez mayor calidad de vida, en este momento cuestionable, debido a que el progreso de la ciencia se emplea de forma desigual en el mundo, ya que es incomprensible que los beneficios suelan ser para unos CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �PEDRO CÉSAR CANTÚ MARTÍNEZ cuantos, mientras los daños afectan y afligen a todos. Es decir, en la actualidad presenciamos una formidable revolución tecnocientífica, mientras que se experimentan brechas crecientes y progresivas, las cuales son, en algunos casos, insalvables en la distribución de los beneficios y recompensas del conocimiento científico, por lo que es debatible el hecho de considerar aún la tradicional neutralidad del conocimiento científico. Ciencia y conciencia La ciencia se ha convertido en nuestro tiempo en un instrumento, ciertamente indispensable, para comprender lo que nos rodea y dar respuesta a los enigmas de una manera tangible. Sin embargo, la ciencia se ve impedida de proveernos, por sí misma, una ética. Pero sí puede mostrarnos cómo lograr un determinado fin y, de igual forma, mostrarnos aquellos fines que son imposibles de obtener. Sin embargo, entre los fines que logran conseguirse, las contingencias y sucesos que emanan de éstos, se examinan en argumentaciones distintas de las exclusivamente científicas.8,9 Esto es que la asociación que se suscita entre la ciencia y conciencia humana se permea inevitablemente a través de la afirmación que señala el precepto de respeto a la dignidad humana. Que indica que todo ser humano ostenta una dignidad exclusiva, que le es propia, no dada por ninguna autoridad, independiente y al margen de religión, clase social, edad, sexo o cultura que ostenta un individuo.6 Por lo tanto, la conciencia nos lleva al discernimiento que el ser humano tiene de su propia existencia, su condición y de lo que hace, y que le permite construir juicios propios de representación ética y moral en lo concerniente a lo que está bien y lo que está mal, y con relación a sí mismo y a las diversas circunstancias que le rodean. En la anterior aseveración surgen las inquietudes éticas en la sociedad sobre los juicios de valor en que se sustenta actualmente la ciencia, la cual no debe extraviarse, sino conducirse en un proceso cada vez mayor de humanización.10 En otras palabras, los productos y fines últimos de la CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 ciencia deben ser una continuación del ser humano, y aunque también se ve influenciado por las condiciones propias del medio donde ésta se desarrolla y que sus efectos a largo plazo pueden ser impredecibles, debe responder a su intencionalidad de una forma ética y moral. Por otra parte, debemos abatir la brecha que ahora se advierte en la organización e interpretación del conocimiento científico, que más que convertirse en un mecanismo revelador de la verdad, ahora se ha transformado en un dispositivo que trabaja con certezas transitorias sin ningún compromiso de los logros alcanzados, y sirve solamente para establecer una obsolescencia de todo cuanto habíamos pensado y, por lo tanto, nos lleva a vivir no en la realidad, sino en un paradigma reinante y emanado de los nuevos supuestos que son mediatizados por la ciencia, y que posteriormente se abatirán hasta que florezca otro paradigma diferente.10 Sin embargo, el riesgo es mayúsculo, si es que hay en este relativismo del conocimiento científico, y nos conduce no sólo al desborde del subjetivismo, sino a la incapacidad de dilucidación de la verdad. No obstante, este nuevo paradigma admitirá seguramente por parte de la sociedad, vacilaciones, oposiciones y acuer- 9 �CIENCIA Y CONCIENCIA HUMANA dos al aglutinar nuevas representaciones que implican un distinto conocimiento al que le precedió.4 Pero el nuevo discernimiento e intelecto generado por la ciencia contribuirán a esclarecer este conocimiento, no excluyendo la desconfianza y la discrepancia, sino registrándolas como artífices para profundizar en esa zona oscura de todo saber científico, que es encontrarse con la ignorancia de una manera reconocida e inscrita en el saber, interpretación y juicio científico. La permanencia de estos debates en los círculos sociales, académicos y científicos, permite observar que existe en la sociedad una responsabilidad cada vez más grande sobre la urgencia de cimentar una nueva visión del quehacer de la ciencia. Ésta es una visión global de la realidad, donde la lógica de un hecho en la naturaleza no debe separarse de la lógica del conjunto que la condiciona; axioma que se advierte en nuestra sociedad, cuando se aprecia la gran dificultad que surge principalmente del estudio y comprensión del funcionamiento del ser humano y su conciencia.11,2 Conclusiones Es en este devenir de correspondencia, entre la ciencia y la conciencia humana, emerge la búsqueda y el proceso de prueba de los medios con los que cuenta el hombre para satisfacer la necesidad de indagación de su realidad en espacio y tiempo; no tan sólo tecnocientíficas, sino de la propia cognitiva, inherente. En este examen el hombre se prueba y justifica su atención, para luego controlar la ejecución o actuación de un hecho en la naturaleza. Y esto le permita percibir de forma más profunda la existencia integral de un objeto o suceso, así como su propia coexistencia; así también, lo encamina a pensar en lo que se hace o acontece y saber lo que se piensa o sucede a su alrededor. Pero esta relación de ciencia y conciencia humana es más amplia, ya que representa la capacidad básica de un individuo –o de la misma sociedad a la que pertenece–, de tener experiencias, que circunscribe además sensaciones, m 10 sentimientos, pensamientos y representaciones. Estos aspectos proponen o acercan al individuo a la elucidación de las cualidades de lo real y le asocian a un constructo de características complejas, que ofrece un cúmulo de posibilidades, y que le permiten acoger una arquitectura de la realidad. En tal sentido, ser o no consciente del conocimiento científico que se genera, equivale a lograr o no sentir o, primordialmente, a pensar o no. Referencias 1. Méndez, E. 2000. El Desarrollo de la ciencia. Un enfoque epistemológico. Espacio Abierto, Vol. 9, No. 4: 505534. 2. Salmon, R. 1998. Todos los caminos conducen al hombre. Plaza y Janés Editores. 316 pp. 3. Kedrov, M.B. y A Spirkin 1968. La ciencia. Editorial Grijalbo, 157 pp. 4. Morín, E. 1984. Ciencia con consciencia. Editorial Anthropos, 376 pp. 5. Bunge, M. 2006. Epistemología. Siglo XXI Editores. 252 pp. 6. Torralba Roselló, F. 2007. Ciencia y consciencia. Forum Libertas, 3 pp. 7. Caulfield, T. 1998. Ciencia y conciencia. El Correo de la Unesco. 2 pp. 8. Morales Corrales, V. 2003. Bioética médica y ciencia. Desdeelcampus-Universidad de Piura. Año II-número 65: 2 pp. 9. Cantú-Martínez, P. C. 2008. Investigación en Salud Pública. Consideraciones y Proceso. CULCyT//Año 5, No. 28: 29-36. 10. Cely Galindo, G. 1999. La bioética en la sociedad del conocimiento. 3R Editores, 350 pp. 11. Sánchez, F. 2006. Ciencia y consciencia. Discovery Dsalud, 2 pp. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �Línea del tiempo Pérdidas de patrimonio arquitectónico de Monterrey Desastres naturales por lluvias □ Armando V. Flores Salazar Señores, pongan cuidado de la presente ocasión, que en mil novecientos nueve, veintiocho de agosto, fue la inundación. Corrido de la Inundación de 1909 Tomás Gómez Cerda n esta región del noreste de México, el verano se caracteriza por el tiempo intermedio que se denomina canícula, llamada así por las temperaturas altas que llegan a registrar hasta 50 grados Celsius a la sombra y por las sequías como complemento que agostan el paisaje natural. Este fenómeno atmosférico se compensa con la temporada de lluvias que le precede inmediatamente, a veces abundante, a veces escasa, y se prolonga hasta la conclusión del verano con el equinoccio. Las lluvias en la región son más abundantes cuando se fortalecen por los efectos de los ciclones o huracanes que se forman y potencian en el océano Atlántico por su cercanía relativa y, con menores efectos, en el océano Pacífico. Los ciclones que se forman en el Atlántico tienen de ordina- E CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 11 �PÉRDIDAS DE PATRIMONIO ARQUITECTÓNICO DE MONTERREY. DESASTRES NATURALES POR LLUVIAS Zona urbana afectada por la inundación de 1909 rio su origen en las cercanías de las Antillas, se fortalecen desplazándose por el Mar Caribe y el Golfo de México, y se debilitan cuando su curso los lleva tierra adentro sin regreso. Las inclemencias del tiempo sobre la ciudad de Monterrey y sus habitantes son referidas estoicamente por los ciudadanos como algo que forma parte de la vida ordinaria, y con cuyas consecuencias se debe aprender a vivir. De entre tales inclemencias sobresale la reiterada inundación de la ciudad por lluvias abundantes y el deterioro o pérdida del patrimonio arquitectónico, como consecuencia, sobre todo de aquéllas que en ciclos aproximados de treinta años se aprecian recurrentes. Ahora sabemos que la ciudad es inundable por las características geográficas de su emplazamiento, pues su valle es el gran vestíbulo por donde desemboca la única salida pluvial de buena parte del complejo sistema montañoso de la Sierra Madre, que capta, eventualmente, de las lluvias ciclónicas, cantidades de agua que al desplazarse en torrente se vuelven fuerza incontrolable y dañina. Las primeras referencias al respecto de este fenómeno en la entidad las asienta Alonso de León, el primer cronista de la ciudad, cuando escribe, en 1612, que se cambió la 12 sede de la ciudad porque “hubo una avenida en la cañada del ojo de agua, que derribó la mitad de las casas de la ciudad; con que resolvió el justicia mayor pasar a la parte del Sur, por ser más alta que la del Norte”.1 Es más enfático en el capítulo VII, que titula “De la inundación del Reino y de otras que después ha habido”, al registrar las inundaciones de 1636, 1642, 1644 y 1648 en los siguientes términos: Fue la misericordia de Dios tan grande, que cuando menos daños pudo recibir la gente, envió tanta agua, el mes de septiembre del año treinta y seis, que parece se abrieron las cataratas del cielo y rompieron las fuentes del abismo de las sierras, según las bocas por ella reventaron… desgajándose de las sierras las peñas, en las reventazones que hacía el agua, causando pavor y miedo. Derribó todas las casas de Monterrey y las iglesias, dejándolo hecho un desierto. La villa de Cerralvo quedó de la misma suerte, cayéndose la iglesia y demás casas […] El año de CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �ARMANDO V. FLORES SALAZAR cuarenta y dos, apretaron, el mes de septiembre, las aguas con nortes, en esta villa, que traspasaba las tapias. Cayéronse en ellas las más de las casas, sin daño de la gente, por ser de día […] El año de cuarenta y cuatro cayó un aguacero en las faldas de la sierra de San Gregorio, vertiente a la villa de Cerralvo […] embistió a la villa; derribando las casas que topaba, haciéndolo todo un mar; […] Este año de cuarenta y ocho, miércoles dos de septiembre, fue tanta el agua que bajó de la sierra por la cañada referida […] asolando los edificios y peligrando la más de la gente; por sobrevenir a las once de la noche, cuando con la turbación fuera mayor el daño […] Achaque es de los años bisiestos […] como por experiencia se ha visto. Por otras crónicas e informes de gobernadores sabemos de inundaciones de la ciudad ocurridas en 1716, 1752, 1782 y 1810, del periodo colonial, y en el periodo independiente las de 1833, 1881, 1909, 1938; el huracán Beullah, de 1967; el huracán Gilberto, de 1988, y, más recientemente, el huracán Emily, de 2005. De las inundaciones antes citadas, la más desastrosa fue la que se sucedió a finales de agosto de 1909, la más referida en la memoria colectiva. El Monterrey News, periódico de la ciudad, cubrió ampliamente la noticia del evento al mismo tiempo que éste sucedía. La Secretaría de Gobierno CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 del Estado elaboró un expediente con datos al respecto; y Oswaldo Sánchez, con la colaboración de Alfonso Zaragoza, publicó inmediatamente –en septiembre– una crónica ampliada de 86 páginas y doce fotografías con el título “La inundación de Monterrey, 27 y 28 de agosto de 1909”.2 Una visión más amplia del suceso y sus consecuencias la presenta Humberto Buentello Chapa, en 1970, en su libro La inundación de 1909: sus aspectos trágico y político.3 Por ellos sabemos que el huracán se formó el 20 de agosto en Barbados, con desplazamiento hacia Martinica, al oeste, el día 22 alcanzó Puerto Rico, el 23 Haití y Jamaica, el 24 Cuba y el 25 Yucatán. Ese mismo día 25, por la tarde, comenzó a llover en la región; el jueves 26 la lluvia se convirtió en torrencial y se mantuvo sin interrupción el viernes 27, sábado 28 y las primeras horas del domingo 29, y el pluviómetro alcanzó la marca de 549 milímetros de precipitación. Desde el viernes en la mañana comenzó la evacuación voluntaria de personas habitantes de casas en ambas riveras 13 �PÉRDIDAS DE PATRIMONIO ARQUITECTÓNICO DE del río hacia las partes altas en busca de seguridad, aunque la mayoría permaneció en éstas confiando en su aparente solidez. Para el mediodía, el volumen de agua que se desplazaba por el río superaba en mucho los siete mil metros cúbicos por segundo, viajó a 24 kilómetros por hora, e incomunicó las dos partes de la ciudad.4 Al anochecer quedó colapsado el servicio de energía eléctrica y toda comunicación de las partes. Para la media noche se agregó al caudal el enorme volumen tributario de los cañones serranos convertido en implacable ariete. Bajo tales condiciones, las fincas y sus habitantes comenzaron a sucumbir formando parte del dantesco torrente. Las aguas turbulentas viajaban iracundas, habitadas por árboles, peñas, postes, vigas, sillares, puertas, muebles, bestias domésticas y personas muertas. Al amanecer del sábado 28, la mayor parte del daño estaba hecha: 209 hectáreas inundadas, 183 manzanas despojadas de sus fincas construidas; las víctimas humanas, sin poderse precisar, se calculan entre un rango de 4 mil y 6 mil; tan sólo en el barrio San Luisito –hoy colonia Independencia– y el Repueble del Sur –hoy Nuevo Repueblo– perdieron la mitad de su territorio construido y, por ende, la mitad de su población que antes del desastre era de 8 mil per- 14 MONTERREY. DESASTRES NATURALES POR LLUVIAS sonas. El informe oficial que elaboró el gobierno del estado registra que el número de víctimas “excedió de cuatro mil”.5 Los cuantiosos daños materiales ocurridos en la ciudad de Monterrey –80 millones de pesos, según el periodista Ricardo Arenales– son sólo una parte de la nómina al respecto, ya que, por los informes de alcaldes al gobernador, sabemos que en Santa Catarina se reportó la destrucción de más de 200 casas, y 21 en Garza García. En Santiago se informó de cuantiosas fincas caídas, en Allende de doce, en Cadereyta se inundó parte de la población y cuantiosas casas se vinieron abajo, en Montemorelos 137 casas y numerosos fincas agrícolas, en General Terán se informó de numerosas casas, en Linares de 46, en Galeana 73 casas destruidas y la planta alta del Palacio Municipal; en Rayones la cabecera quedó destruida, en Zaragoza más de 40 casas y un buen número de jacales, y así, otro tanto en los municipios de China, General Bravo, Dr. Coss y Bustamante. De entre muchos testimonios que presenta Oswaldo Sánchez en su crónica, destacan los del tipógrafo Ramón Tavení, al recordar con melancolía: “Por la calle de Constitución, el agua, rugiendo, arrasó las casas, arrastrando los techos que, dando tumbos entre las olas, se alejaban con velocidad terrible […] Busqué mi casa y no encontré ni el lugar donde se levantaba, vi que había perdido el fruto de un trabajo constante y honrado, mas eso no fue bastante para entristecerme. Había logrado salvar mi vida y esto era bastante […] El recuerdo de las escenas de aquella tragedia no es de los que el tiempo borra”, sentenció. La canalización del río en la parte urbana, como posible solución al problema de las inundaciones recurrentes, comenzó a ser tema de debate público y privado. Cuando en agosto de 1938 otra gran inundación abatió la ciudad –a 29 años de la anterior–, cobrando vidas y cuantiosas pérdidas materiales, el tema adquirió actualidad y diversos organismos se abocaron a plantear soluciones al gobierno estatal. La propuesta más viable la presentó el Instituto de Estudios Sociales de Monterrey, a principios de los años cuarenta; sin embargo, ni el gobierno de Bonifacio Salinas Leal ni el de Arturo B. de la Garza se ocuparon de ello. Habría que espe- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �ARMANDO V. FLORES SALAZAR rar el gobierno de Ignacio Morones Prieto (1949-1952) para llevar a cabo tan magna obra, por ello la avenida vehicular del lado sur, la de los más afectados, lleva su nombre. La prueba de fuego para la obra concluida se presentó en 1988, con la llegada a la región del huracán Gilberto, con categoría 5 y la misma trayectoria que el de 1909, considerado como el más poderoso y devastador que ningún otro en la región, cobró más de 300 muertos y daños materiales incalculables. Ello condujo a la búsqueda de soluciones complementarias y a la construcción de la Presa Rompepicos, en el Cañón de La Huasteca, con el fin de regular y controlar el flujo pluvial en el canal de estiaje del Río Santa Catarina. La eficiencia de la presa fue probada en julio de 2005, cuando la región y la ciudad enfrentaron la furia de los huracanes Emily y Wilma, de la misma magnitud que el huracán Gilberto, y se mitigó el temor y la angustia de los temibles pronósticos. La cultura de la prevención conminó a la evacuación de más de nueve mil personas en zonas de riesgo y se minimizaron, comparados con lo sucedido en ocasiones anteriores, las víctimas y los daños materiales. Las lluvias de septiembre en la región fertilizan recuerdos melancólicos. En el drama teatral 1909,6 de Gabriel Con- manas, y su consecuencia irreversible es, a final de cuentas, la vulnerabilidad de la memoria cultural que paradójicamente es la que aboga por su conservación. De poco han servido el marco jurídico nacional e internacional que durante todo el siglo XX se ha establecido al respecto para su protección, el proceso educativo fortalecido con la presencia de universidades, de academias, de colegios de profesionistas o de autoridades asalariadas –municipales, estatales y federales– para contener dicho fenómeno. Todo desastre natural que deteriora congregaciones, villas o ciudades genera en paralelo un desastre cultural, saberlo es el inicio que hace posible su reversibilidad. treras, un personaje expresa al final de la obra: “[el agua] se llevó hasta a los muertos del panteón, y a la gente que iba a llorar a los muertos también se los llevó”; Joaquín Hurtado nos dice en Ruta periférica: “La cola de un ciclón desvelado y fuera de rumbo pasaría encima de Monterrey […] Petra juntó a sus críos, nos llevó a una esquina del tejaván de dos habitaciones donde vivíamos ocho almas, dos gatos y un perro. Nos abrazó contra su pecho. Rezaba […] Petra salvó a su prole de aquel temporal. Pero se la llevó aquel ciclón endemoniado”.7 Y Alfonso Reyes nos dice: “Vi las huellas de la catástrofe en la huerta […] El río se había tragado la mitad de mi casa”.8 La pérdida del patrimonio cultural arquitectónico en la región se ha vuelto un suceso ordinario y cotidiano alimentado tanto por desastres naturales como por negligencias hu- 3. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 Referencias 1. 2. 4. 5. 6. 7. 8. Alonso de León. Relación y discursos del descubrimiento, población y pacificación de este Reino de León: Temperamento y calidad de la tierra, Gobierno del Estado de Nuevo León y UANL, Monterrey, N.L., México, 1961. Oswaldo Sánchez y Alfonso Zaragoza. La inundación de Monterrey, 27 y 28 de agosto de 1909, Ed. Tipografía Económica, Monterrey, N.L., México, 1909. Humberto Buentello Chapa. La inundación de 1909: Sus aspectos trágico y político, Ed. Universidad Regiomontana, Monterrey, N.L., México, 1970. Informe del Ing. George R. G. Conway, publicado en la revista The Engineering News, New York, septiembre de 1909. Memoria del Lic. Leobardo Chapa, Gobernador Interino del Estado de Nuevo León Gabriel Contreras. 1909, Colección de dramaturgia mexicana contemporánea, No. 14, Ed. UANL, Monterrey, N.L., México, 2009. Joaquín Hurtado. Ruta periférica, Ed. UANL, Monterrey, N.L., México, 2008 Alfonso Reyes. Obras completas, Ed. FCE, tomo XXIV, p. 581. 15 11 �Opinión Europa amarga y sombría □ Primitivo Hernández ...... .'-. -... ,.. ,.. ·': ' " ... ...,J 16 ada hay tan apasionante como leer los libros de George Steiner. La emoción que me depara la lectura de sus ensayos se puede comparar, en esto tengo que ser muy personal y subjetivo, con el gozo de escuchar alguna sinfonía de Brahms, por ejemplo. La idea de Europa, uno de sus libros más recientes, contiene la décima Conferencia Nexus que Steiner preparó por petición del propio Nexus Institute de Ámsterdam. Aunque, a causa de su estilo, Steiner no es proclive a la polémica ruidosa, en La idea de Europa hay un tono tan perentorio y acuciante en todo lo que dice, por lo que tuve que leer su ensayo de un solo impulso. Esta experiencia fue como beber “leche de tigre para el espíritu” (la metáfora es del periodista estadounidense Thomas Wolfe). N CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �PRIMITIVO HERNÁNDEZ Básicamente, la tesis de Steiner sostiene que hay una intensa relación, de carácter ontológico, entre el bellísimo y deslumbrante paisaje europeo y la tradición intelectual que desde hace centurias se ha fraguado en los cafés de aquella parte del planeta. En los cafés, dice Steiner, se ha discutido, charlado, polemizado, creado y escrito todo lo que la civilización europea moderna ha forjado con el objeto de dar al hombre la dignidad de su estar en el mundo. A diferencia de América del Norte, donde las calles tienen nombres de árboles y en ocasiones sólo números; en Europa, en cambio, en sus metrópolis y en cualquier rincón de su geografía, Steiner, desde niño, ha observado, con ternura y orgullo, que las calles y las plazas, sólo por sus nombres, remiten a los poetas, filósofos, compositores, pintores, físicos, matemáticos y escultores en los que han tenido origen tanto su cultura superior como los valores que han hecho de Europa lo que fue en el pasado y lo que es ahora. ¿No es verdad que geográficamente Europa no es más que una península que se alarga y parece desprenderse de la inconmensurable Asia? Este detalle debe tener algún significado. Cuando los europeos vienen a América, Steiner sólo se refiere a la anglosajona, y luego regresan a sus ámbitos, muchas veces confiesan que los atosiga la sensación de ahogo. Sin embargo, también subraya que hay mucha monotonía en la vastedad abrumadora y en la belleza no menos imponente de América. Aquí reside una diferencia fundamental: para los europeos todo en sus ciudades, centímetro por centímetro, les remite a un entorno familiar e íntimo, de hondas implicaciones emocionales e intelectuales; en cambio, en Norteamérica todo remite a algo más impersonal y quizás amorfo: ¿será porque esta parte de hemisferio occidental es demasiado joven? Puede ser. Pero el punto es más profundo y decisivo: ni en número ni en excelsitud nuestros grandes creadores y científicos se pueden comparar con los artistas y los científicos que han hecho de Europa, asegura Steiner, la descendiente directa de Grecia. Al comentar la arraigada tradición escatológica de los europeos, Steiner dice: “Dos guerras mundiales, que fueron en realidad guerras civiles europeas, llevaron este presenti- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 17 �EUROPA, AMARGA Y SOMBRÍA miento hasta el paroxismo. De ahí el moderno Apocalipsis de los Últimos días de la humanidad, de Karl Kraus. Entre agosto de 1914 y mayo de 1945, desde Madrid hasta el Volga, desde el Ártico hasta Sicilia, se calcula que un centenar de millones de hombres, mujeres y niños perecieron a causa de la guerra, la hambruna, la deportación, la limpieza étnica. Europa occidental y el occidente de Rusia se convirtieron en la casa de la muerte, en el escenario de una brutalidad sin precedente, ya sea la de Auschwitz, ya la del Gulag. Más recientemente, el genocidio y la tortura han vuelto a los Balcanes. A la luz de ––¿no deberíamos decir ‘a la oscuridad’?–– estos hechos, la creencia en el final de la idea europea y sus moradas es casi una obligación moral. ¿Con qué derecho habríamos de sobrevivir a nuestra inhumanidad suicida?”. Aunque Steiner ni siquiera lo insinúa, el sentimiento muy europeo de tensiones autodestructoras en su civilización ya había sido denunciado con puntual lucidez por Freud en El malestar de la cultura. Aun asegurando que “el hombre es una pasión inútil”, la mirada histórica de Sartre era más profunda y más sensible, es decir, más ética y más escrupulosa, cuando afirmaba que todo el gran arte y toda la cultura superior, de los que tanto se ha enorgullecido Europa, son inexplicables sin las incesantes guerras que han configura- 18 do el rostro de su historia y sin el colonialismo muy depredador, es decir, definitivamente europeo, que ha devastado a África, el Oriente Cercano, América Latina y el sudeste de Asia. En un ensayo que escribió Steiner en 1981, Los archivos del Edén, para examinar grosso modo los momentos sustanciales de la cultura norteamericana, y señalar al sesgo su “contribución” al pensamiento occidental, reconoce con menos euforia la enorme disparidad en las formas pragmáticas de concebir la cultura superior entre las elites europeas y las norteamericanas. Al respecto observa George Steiner: “De hecho, las relaciones entre la apreciación evaluativa de la música seria, las bellas artes y la buena literatura, por un lado, y el comportamiento político, por otro, son tan oblicuas que invitan a la sospecha de que la alta cultura, lejos de detener la barbarie, puede dotar a la barbarie de un celo y una pátina muy peculiares. Los pensadores norteamericanos de la teoría y la práctica de la cultura presintieron hace mucho tiempo esta paradoja. El precio que la oligarquía ateniense, la ciudad-Estado florentina, la Francia de Luis XIV o la Alemania de Heidegger y Furtwängler han pagado por su esplendor estético e intelectual es demasiado alto. El sacrificio de la cultura social, de la igualdad distributiva, de la pura decencia de los usos políticos, implícito en ese precio es simplemente demasiado grande. Si hay que elegir, dejemos que prevalezca la mediocridad humana”. En la apreciación anterior se detecta, de inmediato, un esfuerzo por situar la cultura superior en un contexto más amplio y que, por tanto, no soslaya interesadamente el hecho histórico de que el modelo europeo de la cultura superior, desde Pericles hasta el difunto siglo XX, es un modelo impuesto desde arriba, es decir, desde el poder, el sentimiento y la convicción de que tal cultura sólo puede ser produc- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �PRIMITIVO HERNÁNDEZ to de un puñado de hombres persuadidos de que su labor suprema ha calcado métodos de creación, técnicas de reproducción y modalidades de transmisión, en obediencia a los intereses, obsesiones y gustos inocultablemente aristócratas y oligárquicos. De un tiempo a esta parte, comprender todo esto no implica ningún esfuerzo sobrehumano, pero optar por la mediocridad con el objeto de atenuar el remordimiento respecto al sacrificio social y la inequidad distributiva, entendidos como correlato histórico del arte superior, suena, pese a la ansiedad con que Steiner plantea su falso dilema, asombrosamente retórico y demagógico. Sin embargo, ahora mismo es absolutamente necesario buscar otras opciones ––y sin tener que renunciar al arte superior––. Ya es tiempo de superar, en el sentido hegeliano del término, el desprestigio del modelo cultural europeo. Es menester trascender tal modelo, no en busca de una idea absoluta del arte, o pretendiendo una idea de cultura engañosa y necesariamente populista, sino más bien en el sentido de postular y fomentar otros arquetipos de la expresión artística, teniendo en cuenta, desde luego, su transmisión cultural y los modos de difundir los productos del pensamiento científico. Las artes y las ciencias que sólo se limitan a contemplarse a sí mismas, en razón de sus métodos y núcleos de referencia epistemológicos, están condenadas al solipsismo. Ni robustecen la dignidad humana ni enriquecen las potestades del espíritu. Discípulo de Nietzsche, y uno de los pensadores europeos más iconoclastas del siglo XX, E. M. Cioran anota, con melancolía iracunda, en Sobre una civilización exhausta: “Cuando paso revista a los méritos de Europa, me enternezco con ella y me reprocho hablar mal de ella; si, por el contrario, enumero sus desfallecimientos, la rabia me estremece. Me gustaría entonces que se dislocase lo antes posible y que su recuerdo desapareciese. Pero, otras veces, evocando sus títulos y sus vergüenzas, no sé de qué lado inclinarme: la amo con pesar, la amo con ferocidad, y no le perdono haberme forzado a sentimientos entre los que no me está permitido elegir. ¡Si al menos pudiera contemplar con indiferencia la delicadeza, los prestigios de sus llagas!”. Esta con- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 George Steiner fidencia, no obstante su sentimentalismo, en modo alguno rebaja el mérito filosófico que subyace en las palabras de Cioran. Este filósofo así denuncia –bajo la luz meridiana de un pensamiento que no hace concesiones y que nunca ha sido autoindulgente– el agotamiento del arquetipo civilizatorio que ha defendido Europa. En otro momento de La idea de Europa, Steiner dice: “El desafío monoteísta, la definición de nuestra humanidad en diálogo con lo trascendente, el concepto de un Libro supremo, la idea de la ley como algo inseparable de los mandamientos morales, nuestro mismo sentido de la historia como un tiempo orientado a un propósito, tienen su origen en la singularidad y la dispersión, tan enigmática, de Israel… La tensión entre judíos y griegos obsesiona la invención paulina del cristianismo. Los Padres de la Iglesia están ansiosamente alertas al dual magnetismo de la Atenas pagana y la Jerusalén hebrea. ¿Cómo debe integrar la verdad de Jesús el indispensable legado de la Grecia clásica?”. En esa tensión dialéctica entre el legado griego y la herencia judía, reside, creo yo, la inmensa creatividad y la singularidad del genio de Europa. Aunque tal tensión se puede entender teóricamente, desde un punto de vista histórico sobrepasa su carácter meramente cultural y religioso. Recordemos, sin embargo, que durante siglos el antisemitismo de la cristiandad recalcitrante se desbordaba de sus cauces “civilizados” para 19 �EUROPA, AMARGA Y SOMBRÍA transformarse en persecuciones, torturas y masacres. No obstante, lo que se abstiene de señalar Steiner, cuando enumera los admirables logros europeos, es que tanto el judaísmo como el cristianismo y la matriz intelectual helénica encontraron en el espíritu de Europa el terreno propicio para la barbarie. Y hay que decirlo con todas las letras: la atrición, la culpa y el llanto sólo proporcionan una ayuda irrisoria. In situ y a posteriori, no sirven para nada. Muchas cosas no cambian en los pueblos por el solo hecho de haber alojado las condiciones genéticas para que surgieran Spinoza, Mozart, Miguel Ángel, Newton, Einstein y Pascal, por ejemplo. La xenofobia, el odio racial, la intolerancia religiosa y el desprecio, disfrazado de curiosidad condescendiente, por lo diferente (“¿Cómo se es persa?”) tienen una explicación muy sencilla: debajo de las formas de civilización muy refinadas, en Europa siempre han hervido, como magma tectónico, tensiones barbáricas muy poderosas: sólo la ceguera deliberada ante la historia puede soslayarlas. Dudo que este caso sea el de George Steiner. Si bien es cierto que a la cristiandad europea le ha resultado sumamente incómodo el legado intelectual y moral de Israel en su diáspora, no perdamos de vista al hecho, bastante concreto y sanguinario, de lo que hacen los judíos de hoy en día con los palestinos y demás pueblos del Oriente Cercano. Cuan- 20 do Israel decidió asumir el triste papel de soldado a sueldo de EE.UU., con la intención de apropiarse, a sangre y fuego de la La tierra prometida, ¿en qué sentido podemos atribuir una moral al espíritu y el genio de su pueblo, históricamente convencido de haber sido “elegido por Dios” mediante la palabra revelada? Los métodos genocidas que emplea el ejército judío cuando arrasa los suburbios y hospitales palestinos, ¿qué relación pueden tener con el gran lirismo de Paul Celan, poeta de origen judío y que escribió en alemán? Yo no encuentro ninguna relación; lo que sí observo es un antagonismo abisal entre la brutalidad de la soldadesca israelí y la ternura elegíaca de Paul Celan. Al respecto, la cultura superior, ¿qué puede decir?, y si lo sabe, ¿a qué se debe su silencio? Si el espíritu no puede crear nada valioso a partir de la nada, axioma de las tradiciones europeas, también está obligado a plantear, en función de sus premisas básicas, las interrogantes esenciales. Esto es mejor que nada; y saberlo no nos sumerge en las tinieblas. Al contrario, debería abrir mucho nuestros ojos para mirar mejor lo desemejante, es decir, al resto de la humanidad; y por respeto a su dignidad, la cual sabemos que es inherente a cada criatura humana. Dadas las circunstancias, la dignidad del hombre, lograda mediante el arte y la ciencia, y nuestro sentido de la trascendencia, ya no deberían depender únicamente del modelo europeo. Después de 1945, en todo caso, las creaciones del espíritu han dejado de ser monopolio exclusivo de Europa. Y esto no lo digo solamente yo, poeta desconocido de un país “periférico” llamado México. Inclusive Paul Valéry lo denunció, después de 1918, obviamente alentado por su olfato de sabueso para las cuestiones históricas y por su aguda percepción de los conflictos destructivos que entraña toda civilización; y también suscitó el escándalo moral y el estupor filosófico de T. W. Adorno, cuando se enteró de la existen- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �PRIMITIVO HERNÁNDEZ cia de los campos de concentración nazis. Karl Marx dijo: “La ignorancia nunca ha ayudado a nadie”. Por tanto, es moral y filosóficamente necesario afirmar que la amnesia, deliberada o inconsciente, ante la historia, no ha hecho mejores ni a los europeos ni a ninguna otra civilización. La conclusión de Steiner en La idea de Europa es sinceramente amarga y sombría. La americanización de casi todas las culturas no es sólo responsabilidad de los estadounidenses; su obsesión por el futuro, su abstrusa y pendenciera negación del pasado, las enormes cantidades de energía destructiva que impone con su cultura de la violencia, su amor por el dinero, su incapacidad para entender el significado moral del pensamiento utópico y su habilidad, muy yanqui, para transfigurar su famoso sueño americano en pesadilla infernal, ahora han hallado un terreno peligrosamente fértil en la mayor parte de los pueblos. ¿Por qué?, uno se pregunta de inmediato, en una especie de acto reflejo. Steiner no dice nada al respecto. Y si un europeo como él no tiene ninguna respuesta, algo muy malo debe estar pasando ahora mismo con el pensamiento crítico. Y esto se correlaciona, indudablemente, con el nerviosismo y el hastío que nos inspira el modelo cultural estadounidense. Nos disgustan su esnobismo escalofriantemente frívolo, su compulsión por el “estrellato fugaz”, su aquiescencia cínica para con el mundo del dinero, su egocentrismo neoyorquino, su ambigüedad moral, su propensión a lo “políticamente correcto”, etcétera. ¿Dónde está el equivalente yanqui de Virgilio celebrando en sus epopeyas los ataques genocidas de las tropas estadounidenses en Irak y en Afganistán? Yo cruzo mis dedos y toco madera para que no exista. Hay una inmensa y abrasiva ironía en el hecho de que Los EE.UU. se convirtieron, a partir de 1945, es decir, tras “última” catástrofe europea, en el heredero legítimo y en el mausoleo suntuoso, ¿o sería más exacto decir: la opulenta necrópolis?, del occidente judío y cristiano. Y sí, en efecto, la posibilidad de que el imaginario escatológico de los euro- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 peos se puede convertir en historia es estadísticamente muy elevada: Europa y todo el Occidente pueden desaparecer. Si se extinguieron el imperio romano, la civilización maya, el Egipto de los faraones y Mesopotamia, ¿algún oráculo puede asegurarnos que Europa y Occidente, por ser lo que son y han sido, están a salvo de la desaparición? Independientemente de la euforia y la justa ansiedad con que Steiner argumenta La idea de Europa, es necesario considerar que la cultura superior y las artes supremas deberían ser más humildes respecto a su autoconciencia y, al mismo tiempo, les haría mucho bien infatuarse menos de sus tradiciones. El sentimiento de que sobre éstas gravita una interdicción ominosa es, de acuerdo con nuestro presente, saludable y necesario. Esto significa sólo una cosa: están obligadas moralmente a conocer y reconocer su incapacidad para contener la barbarie. Y mientras millones de niños mueren de hambre en África y en América Latina, mientras millares de ancianos continúen agonizado y muriendo absolutamente solos en el rincón más lúgubre de su casa o en una cama de hospital, no existe la esperanza, digámoslo con franqueza, ni para Europa ni para nadie. Y no olvidemos lo que con tanto donaire George Steiner ha recordado en La idea de Europa: “Dios está en los detalles”. Y el detalle que acabo de mencionar es de una magnitud indignante y vergonzosa. Referencias 1. George Steiner. La idea de Europa, Siruela/ Cenzontle, Fondo de Cultura Económica, México, 2006. 2. Sigmund Freud. El malestar de la cultura, Ediciones Folio, Barcelona, 2007. 3. E.M. Cioran. Adiós a la filosofía (traducción de Fernando Savater), Alianza Editorial, Madrid, 1980. 4. George Steiner. Pasión intacta, Ediciones Siruela, Madrid, 2001. 21 11 �Oferta laboral en México CINTHYA GPE. CAAMAL OLVERA,* MARCO FRANCESCONI** E l objetivo de este artículo es proporcionar un mejor entendimiento de la decisión de los trabajadores mexicanos al asignar su tiempo entre actividades asalariadas y no asalariadas. Interesa estudiar el caso mexicano, no sólo por las diferencias en salarios, educación y desarrollo a lo largo del país, sino por la propensión a trabajar un gran número de horas por semana. En el cuadro 1 se presenta un resumen de las horas trabajadas por semana, de acuerdo a su salario real por hora. Es evidente que entre el 40 y 70 por ciento de los trabajadores, que ganan los salarios por hora más bajos, trabajan en promedio de 40 a 59 horas por semana; mientras que la proporción de trabajadores con salarios más altos, que trabajan el mismo número de horas por semana, oscila alrededor de 39 y 42 por ciento. Por tanto, la relevancia de estudiar esta decisión, ya que los trabajadores no sólo consideran las restricciones impuestas dentro de la familia sino la influencia de reformas que se han implementado en México, como la descentralización de la educación y la liberalización del comercio, así como otros sucesos que potencialmente influyeron en esta decisión. Cuando se comparan las horas que trabajan los mexicanos por semana con las trabajadas en países desarrollados, resultan particularmente altas. Alesina, Glaesser and Sacerdote (2005) com- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 pararon las horas trabajadas en Europa y Estados Unidos para los trabajadores, y estimaron que en Estados Unidos dedican 38 horas por semana a actividades asalariadas,1 pero en países europeos dedican en promedio menos horas. Por ejemplo, en el Reino Unido dedican 38 horas por semana; en Italia 37, y los que trabajan menos horas por semana, 36, son Alemania y Francia. Al comparar estos datos con la información que proviene de la Encuesta Nacional de Empleo Urbano (ENEU), se distingue que los trabajadores europeos tienden a trabajar menos horas que las mujeres mexicanas, en particular las mujeres solteras trabajan 42 horas por semana. Al comparar esta información con otros países, con niveles de desarrollo inferiores a los previamente mencionados, se observa que los mexicanos trabajan aún más horas por semana, por ejemplo, en China trabajan en promedio 42 horas por semana.2 * Facultad de Economía, UANL. ccaamal@faeco.uanl.mx ** Departamento de Economía, University of Essex, Reino Unido mfranc@essex.ac.uk 1 Hamermesh and Slemrod (2005) explica que personas con salarios altos incrementaron las horas de trabajo en Estados Unidos como resultado de una adicción al trabajo, la cual se desarrolla después de que los trabajadores han ingresado a la fuerza laboral y descubren que la desutilidad que les proporciona el trabajo es menor. 2 Li and Zax (2003), pp. 801. 23 �OFERTA LABORAL EN do como instrumento el gasto público per cápita en educación básica realizado por los estados. Cuadro 1. Proporción de trabajadores hombres Horas trabajadas por semana Salario por hora* Menos de 5 5-20 20-50 50-70 70-100 100-200 Nivel de educación Básica Preparatoria Universidad Menos de 19 2039 4059 6072 MÉXICO Más de 72 1 1 2 5 7 9 6 17 40 50 50 45 39 69 52 40 39 42 24 9 4 3 3 3 30 5 2 1 1 1 1 1 3 21 31 45 65 58 45 8 7 5 5 4 2 Fuente: Estimaciones propias de ENEU 1988-2002. * Pesos constantes de 2002. Estrategia de investigación La estrategia para estudiar esta decisión laboral es concentrarse en el período de 1988 a 2002, con información a nivel microeconómico proporcionada por la ENEU. El objetivo implica examinar el efecto de los salarios sobre las horas de trabajo; sin embargo, esta relación es problemática cuando se utiliza la estimación clásica de mínimos cuadrados ordinarios (MCO). Es posible identificar dos principales fuentes de sesgo. La primera, debida a la relación endógena de los salarios y las horas trabajadas, por ejemplo, una persona hábil o capaz podría obtener un salario elevado y elegir, por tanto, trabajar más horas; también debido a que las horas trabajadas y el salario son conjuntamente elegidos por los trabajadores o son ofrecidos por las empresas como un paquete de pagos salariales a sus trabajadores; o bien, por la existencia de variables no observables omitidas en la estimación de la oferta laboral. Para solucionar este problema, se propone la técnica de variables instrumentales (VI), utilizan- Gasto en educación Uno de los objetivos principales de los gobiernos estatales y el gobierno federal ha sido invertir en la educación. Scott (2001) estima que el gasto en educación representa el 59 por ciento del total de transferencias federales. 3 Según Guichard (2005), el gasto total en educación primaria y secundaria aumentó en un 36 por ciento, entre 1995 y 2001, y el gasto total por estudiante aumentó en un 25 por ciento. La información referente al gasto en educación proviene de las cuentas públicas de los gobiernos estatales. Además, se incorporaron los efectos de la reforma en el nivel de educación básica ocurrida en 1992, cuyo objetivo fue el de incrementar los años de escolaridad de seis a nueve. El método de asignación del gasto público en México es difícil de distinguir, ya que no sólo criterios de equidad, sino también criterios discrecionales son esenciales para evaluar la distribución de los recursos.4 Conviene mencionar otras reformas que han afectado directamente la forma de asignar los recursos para la educación en los estados, como la descentralización del sistema educativo en 1992, que se tradujo en más recursos disponibles para los gobiernos locales, con el fin de mejorar la calidad de la educación, la infraestructura escolar y ofrecer una mejor organización de las escuelas por parte de los gobiernos locales; otra reforma importante en la repartición de fondos a la educación proviene de la reforma de la Ley de Coordinación Fiscal, en 1998. Las transferencias federales para la educación básica se distribuyen a todos los estados a través del Fondo de Aportaciones para la Educación Básica (FAEB). 3 Impuestos netos, ya descontando las aportaciones a la seguridad social. En Joumard (2005) se discute con más detalle la discrecionalidad del gasto anterior a la descentralización. 4 m____________________ 24 ~ CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �CINTHYA GPE. CAAMAL OLVERA, MARCO FRANCESCONI Sin embargo, los gobiernos estatales han criticado la creciente presión que el gasto en educación ha generado en sus presupuestos estatales, dejando a un lado la inversión en infraestructura y proyectos productivos estatales. Además, argumentan que existe una diferencia notable en la proporción gastada en educación entre los estados con respecto a la cantidad aportada por el gobierno federal. Asimismo, el problema se magnifica para los estados con altos niveles de inmigración, ya que tienen que financiar la demanda adicional por educación. Por tanto, esta variabilidad en la asignación del gasto en educación básica es relevante para propósitos de identificación, ya que existen diferencias entre los estados y a través del tiempo. Validez del instrumento El instrumento propuesto es el gasto público per cápita dedicado a la educación básica efectuado por cada estado del país. Puesto que el instrumento es a nivel estatal, podría proporcionar poca información sobre la oferta de trabajo a nivel individual; sin embargo, la ventaja de utilizarlo es que captura las diferentes valoraciones de los estados en materia de inversión en educación. Estas diferencias proporcionan la variación transversal que permite identificar los efectos salariales a nivel individual a través del tiempo. Para probar la validez de este instrumento, una condición necesaria es que el gasto público en educación no tenga influencia directa sobre las horas trabajadas, pero sí un efecto a través de los salarios. En primer lugar se requiere probar la existencia de endogeneidad de las horas trabajadas y los salarios, para este propósito se aplica la prueba de Hausman. En segundo lugar, debe existir la relación entre el gasto en educación y los salarios. Intuitivamente, esta relación existe porque los estados desean aumentar el nivel de la educación de su población mediante la inversión en educación, ya que en el futuro permitirá a los trabajadores obtener salarios más altos y al esta- do obtener mayores ingresos fiscales. La R-cuadrada parcial es una prueba para determinar la relevancia del instrumento, así como otras pruebas formales para probar si un instrumento es demasiado débil, para que sea digno de confianza.5 Marco teórico La teoría del capital humano (Becker; 1964) proporciona el marco teórico para argumentar que invertir en educación proporciona a los trabajadores aptitudes y conocimientos que les permitirán aumentar su capacidad productiva y, por tanto, recibir mayores ingresos en el futuro. Sin embargo, la productividad futura sólo se puede incrementar a un costo, en el sentido de que esos recursos pudieron haberse utilizado para la generación y aprovechamiento de productos en el corto plazo, en lugar de invertirla para aumentar la producción futura. La relación entre el gasto público en educación y los salarios reflejan diferentes costos de proporcionar servicios educativos y también diversos costos de oportunidad entre los estados. Además, las diferencias de escolaridad en cada estado, y en relación a los otros estados, es otro factor que los gobiernos estatales consideran al decidir la proporción del gasto en educación. La contribución de este estudio reside en cuantificar las respuestas de la oferta laboral para un amplio rango de grupos demográficos.6 Además, se propone el uso del gasto en educación a nivel estatal como instrumento para lidiar con el problema de endogeneidad de los salarios. El supuesto de la existencia de una correlación entre los salarios y el gasto per cápita en educación básica permitirá el tratamiento correcto del problema de endogeneidad. Intuitivamente, un estado decidirá gastar más en educación, si su salario promedio es relativamente bajo en comparación con 5 Para un análisis más detallado acerca de la validez del instrumento, consultar Caamal-Olvera (2007). 6 En esta versión del artículo sólo se presentarán las respuestas heterogéneas. r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 25 �OFERTA LABORAL EN otros estados; sin embargo, los estados tienen restricciones políticas y económicas para decidir la asignación y monto de los recursos destinados a la educación. Por tanto, las variables instrumentales emplean esta variabilidad para reducir el sesgo en las estimaciones debido a errores de medición y sesgo por variables omitidas en la estimación clásica. El modelo que se va a estimar es: ln(horas)ist=γ+φXist+βln(salario)ist+λln(oih)ist+geog+tiempo+εist (1) ln(salario)ist=δ+θXist+α ln(gpe)st+ηln(oih)ist+geog+tiempo+υist (2) La información de las horas de trabajo semanales, horas, y los salarios reales por hora,7 salario, son proporcionados para cada hogar, i, en cada estado, s, y en el año, t. La elasticidad de los salarios se calcula para cada submuestra. En este artículo se presentan las elasticidades separadas para mujeres y hombres: solteros, casados y que no tienen hijos, y casados con hijos. La expresión (1) representa la ecuación de la oferta laboral; X es un conjunto de variables demográficas y de control, tales como un polinomio de cuarto grado en la edad, variables binarias que indican el tipo de servicio médico del trabajador; y los años de escolaridad. La variable salario es el salario real por hora a precios de 2002. La variable geog se incluye para considerar diferencias regionales entre los estados, ya que los estados del norte son relativamente más ricos que los del sur, además de que existen otras variaciones regionales que podrían ser el resultado de las reformas, por ejemplo, la liberalización del comercio. Los treinta y dos estados se clasifican en cada región, de acuerdo a su ubicación geográfica: Frontera Norte, Norte-Centro, Centro,8 Pacífico y Golfo. Por último, tiempo es una variable de control para distinguir cada año, ya que la implementación de las reformas u otros cambios en la economía tendrán efectos en la decisión de horas de traba7 8 Índice de Precios del Consumidor, base 2002. Esta variable binaria se deja en la constante. MÉXICO jo para ciertos períodos relativos a otros, por ejemplo, la crisis económica a finales de 1994. La ecuación (2) se estima en la primera fase, a fin de obtener los salarios predichos. Posteriormente se incorporarán estos salarios en la ecuación (1) para explicar la variación en las horas de trabajo, y entonces, obtener la elasticidad de los salarios. Este enfoque es para controlar el problema de endogeneidad entre las horas de trabajo y los salarios. Por una parte, el sesgo de endogeneidad puede hacer que se sobreestime el efecto de que las personas con salarios más altos tienden a trabajar más horas. Por otra parte, debido a los errores de medición, los estimados podrían ser subestimados. Como se mencionó antes, la técnica de variables instrumentales (VI) se aplica utilizando como instrumento la variable, gpe, que representa el gasto público per cápita en la educación básica realizado a nivel estatal en cada año. Se aplicaron las pruebas correspondientes para determinar si esta endogeneidad existe y si el instrumento propuesto es válido, estas pruebas revelaron que efectivamente existe endogeneidad y que el instrumento propuesto cumple con las características de una variable instrumental válida.9 Resultados Los resultados dan evidencia de la heterogeneidad de las respuestas en función del género, de la estructura y la composición del hogar, esto es, dependiendo de si el padre y la madre están presentes en el hogar. Además, estas respuestas difieren entre las regiones y el nivel de educación. Los resultados de la estimación de variables instrumentales mostraron coeficientes positivos y significativos en cuatro de las cinco regiones consideradas, lo que significa que un aumento exógeno de los salarios ocasionará que el ocio o las actividades no asalariadas sean más caras, esto indica un efecto sustitución dominante. La oferta labo9 Las pruebas se basan en Wooldridge (2001); Bond, Jaeger y Baker (1995); Stock y Yogo (2002); Murray (2006). m- ____________________ 26 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �CINTHYA GPE. CAAMAL OLVERA, MARCO FRANCESCONI ral de las mujeres y hombres tiene pendiente positiva, que va de 0.14 a 2.57 para las mujeres, y de 0.11 a 0.615 para los hombres.10 horas ante un aumento exógeno de los salarios. Por el contrario, la elasticidad de los salarios para Cuadro 2. Elasticidades salario mujeres Cuadro 3. Elasticidades-salario hombres Región Frontera-Norte Norte-Centro Centro Pacífico Golfo Solteras Casadas sin hijos Madres 0.14** (.063) 0.80 (0.51) 0.024 (.030) -0.021 (.21) 0.97 (0.81) 0.22** (.096) 0.98** (.50) -0.026 (.044) 0.018 (.55) 0.53** (.24) 0.87*** (.210) 2.57** (.916) -0.031 (.050) 0.86** (.361) 0.67*** (.115) -0.35 (.23) 0.13*** (.039) 0.70 (1.02) 0.079 (.0648) -0.34*** (.073) 0.59*** (.133) Media y superior Casados sin hijos Padres 0.113*** (.037) 0.061 (.091) -0.037 (.037) 0.132 (.149) 0.41* (.235) 0.23** (.082) 0.51*** (.16) -0.022 (.048) 0.604 (.42) 1.22 (1.56) 0.37*** (.056) 0.54*** (.087) 0.029 (.037) 0.202*** (.064) 0.615*** (.125) -0.40* -0.46** (.215) (.215) -0.021 0.035 Media y superior (.039) (.053) * Coeficiente significativo al 10% ** Coeficiente significativo al 5% *** Coeficiente significativo al 1% -0.123** (.049) 0.24*** (.064) Región Frontera-Norte Norte-Centro Centro Pacífico Golfo Nivel de Educación Básica Solteros * Coeficiente significativo al 10% ** Coeficiente significativo al 5% *** Coeficiente significativo al 1% Al comparar estas cifras con la evidencia en otros países,11 para los que se ha encontrado elasticidades en torno a 0.58 y 0.70 para las mujeres y de 0 y 0.24 para los hombres, sugiere que los mexicanos son más sensibles o responden más ante cambios exógenos en el salario, lo que los incentiva a incrementar las horas de trabajo en mayor magnitud, en comparación con los trabajadores en otros países. Los resultados por nivel de educación revelan pendientes negativas y positivas en la oferta laboral de los trabajadores con educación básica y educación superior, respectivamente. Para las madres con educación básica, la elasticidad salario es de -0.34, el coeficiente negativo indica que el efecto ingreso hará que la gente trabaje menos 10 La elasticidad de la oferta para las madres en la Frontera-Norte es consistente con la estimada por Gong y Van Soest (2002) de 0.87. 11 Blundell y MaCurdy (1999); Cahuc y Zylberberg (2004). Nivel de Educación Básica las madres con educación superior señala que trabajarán más horas por semana, ya que este coeficiente es positivo. Los resultados obtenidos en este estudio tienen importantes implicaciones de política. En primer lugar, las mujeres obtienen, en promedio, salarios más bajos, a pesar de que poseen mayor educación y algunas trabajen más horas que los hombres. Este hecho manifiesta diferencias de género desfavorables para las mujeres, aun y cuando se esfuercen igual o más que los hombres. En segundo lugar, la oferta de trabajo de la mujer es relativamente más elástica que la de los hombres en cualquier grupo, por lo que reaccionarán, ante cambios exógenos en los salarios, en mayor magnitud que los hombres. _____________________ 27 m] CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �OFERTA LABORAL EN Recomendaciones Por tanto, la recomendación es enfocar la política económica para proporcionar mayores apoyos a las mujeres, no sólo para reducir las desigualdades de género, sino para incorporar las características propias de la oferta laboral de las mujeres, de lo cual se infiere que son más propensas a trabajar. Las políticas implementadas tendrán un mayor impacto en las regiones del norte. Específicamente, los apoyos podrían ser por medio de aumentos en el salario, ya sea en forma de prestaciones como guarderías, seguro médico, subsidios de alimentación, y educación. Sin embargo, esta política puede tener diferentes consecuencias sobre otros grupos de trabajadores, por ejemplo, los jefes de familia con educación básica, debido a que tienen un fuerte efecto ingreso que los incentivaría a reducir las horas de trabajo contrario a los trabajadores con educación superior. Por esta razón la aplicación de una política favorable hacia las mujeres podría basarse en el nivel de educación de las madres, especialmente de aquéllas con educación básica. Es aconsejable que esta política brinde incentivos para adquirir una mayor educación a través de becas o subsidios. Por otra parte, una política que contribuya al aumento de los salarios sería más efectiva para aumentar el esfuerzo laboral que cualquier otra política que aumente el ingreso no laboral en el hogar, ya que los resultados sugieren que el efecto de éstos sobre las horas trabajadas son negativos y menores que la estimación de las elasticidades-salario. Resumen El objetivo de este artículo es estimar una oferta laboral para mujeres y hombres, y analizar los factores relacionados con la decisión de cuántas horas trabajar. La técnica aplicada es la de variables instrumentales, y se emplea como instrumento el gasto per cápita en educación realizado a nivel estatal para controlar la endogeneidad entre las horas trabajadas y el salario. La pendiente MÉXICO de la oferta laboral se estimó positiva o negativa, dependiendo de la región y el nivel de educación de los trabajadores. Por lo tanto, existen diferentes respuestas, dependiendo si el efecto ingreso o sustitución domina. Palabras clave: Oferta laboral, Gasto en educación, Variables instrumentales, Endogeneidad, Elasticidades. Abstract The objective of the paper is to estimate a labor supply for females and males by analyzing the factors related to the decision of how many hours to work. The technique used is the Instrumental Variable Approach, using as instrument the per capita public spending on education to account for the endogeneity between hours worked and wages. A positive or negative slope in the labor supply was found according to the region and education level of the workers. Therefore, there are different responses in the chosen hours of work depending on whether the income or substitution effect dominates. Keywords: Labor supply, Spending on education, Instrumental variables, Endogeneity, Elasticities. Referencias 1. Encuesta Nacional de Empleo Urbano, 19882002, Instituto Nacional de Estadística y Geografía, (INEGI). 2. Alesina, A., E. Glaesser, y B. Sacerdote, “Work and Leisure in the United States and Europe: Why So Different?”, Technical Report, Harvard Institute of Economic Research 2005. 3. Hamermesh, D. y J. Slemrod, “ The Economics of Workaholism: We Should Not Have Worked on This Paper”, Working paper 11566, National Bureau of Economic Research, NBER 2005. m- ____________________ 28 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �CINTHYA GPE. CAAMAL OLVERA, MARCO FRANCESCONI 4. Li, H. y J.S. Zax, “Labor supply in urban China,” Journal of Comparative Economics, 2003, 31, 795-817. 5. Scott, J., “Who benefits from Social Spending in Mexico?”, Programa de Presupuesto y Gasto Público, Centro de Investigación y Docencia Económica, CIDE 2001. 6. Guichard, S., “The Education Challenge in Mexico: Delivering good quality Education to all”. Economics Department Working Papers, 2005, (447). OECD. 7. Sistema de Cuentas Mexicanas de los gobiernos estatales. Instituto Nacional de Estadística y Geografía, INEGI. 8. Joumard, I., “Getting the Most Out of Public Sector Decentralisation in México”, Working Paper 453, OECD Economics Department 2005. 9. Ley de Coordinacion Fiscal 1998. Diario Oficial de la Federación. 10. Caamal-Olvera, C.G., “Labour Supply in Mexico: An instrumental variable approach”, Ensayos, Mayo 2007, XXVI (1), 115(154). 11. Becker, G., Human Capital: A Theoretical and Empirical Analysis, with Special Reference to Education, Columbia University Press, 1964. 12. Índice de Precios al Consumidor, Banco de México. 13. Wooldridge, J., Introductory Econometrics: 14. 15. 16. 17. 18. 19. A Modern Approach, second ed., South-Western College Pub, 2001. Bound, J., D. Jaeger, y R. Baker, “Problems with Instrumental Variables Estimation When the Correlation between the Instruments and the Endogenous Explanatory Variable is Weak”, Journal of the American Statistical Association, 1995, 90 (430), 443-450. Stock, J. y M. Yogo, “Testing for Weak Instruments in Linear IV Regression”, Working Paper 284, National Bureau of Economic Research, NBER 2002. Murray, M., “Avoiding Invalid Instruments and Coping with Weak Instruments”, Journal of Economic Perspectives, 2006, 20 (4), 111132. Blundell y T. MaCurdy, “Labor Supply: A Review of Alternative Approaches”, in “Handbook of Labor Economics”, Vol. 3, North-Holland Publishing Co., Amsterdam, 1999. Gong, X. and A. van Soest, “Family Structure and Female Labor Supply in Mexico City”, Journal of Human Resources, 2002, 37 (1), 163–191. Cahuc, P. y A Zylberberg, Labor Economics, Cambridge, Mass. MIT Press., 2004. Recibido: 16 de agosto de 2009 Aceptado: 10 de septiembre de 2009 r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 29 �Satisfacción y fr ecuencia de rrelaciones elaciones frecuencia se xuales en par ejas ccasadas asadas sexuales parejas JOSÉ MORAL DE LA RUBIA* L a preocupación por la satisfacción sexual es un fenómeno reciente,1 se refiere a la percepción y evaluación que una persona hace de su vida sexual con base en ciertos aspectos, como la frecuencia de los encuentros sexuales, satisfacción de sus necesidades, estilo de comunicación en pareja, tipo de actividad sexual realizada, cumplimiento de expectativas y satisfacción con su relación de pareja en general.2 La noción y vivencia misma de este fenómeno está sujeta a aspectos individuales, interpersonales y socioculturales. García-Rodríguez3 estudió qué conforma la satisfacción sexual de hombres y mujeres mexicanos a través de un cuestionario de preguntas abiertas; observó dos dimensiones que integran la satisfacción sexual: excitación-placer e intimidadamor. Los hombres valoran más la primera dimensión y las mujeres la segunda, aunque mujeres y hombres consideran que ambas deberían estar presentes para una verdadera satisfacción. La sexualidad dentro del matrimonio está fundamentalmente determinada por el afecto, comunicación y satisfacción con el cónyuge, más que por la simple satisfacción de unas necesidades físicas,4 juega un papel importante para la bioquí30 mica del vínculo.5 De ahí la importancia de estudiar juntas sexualidad, calidad marital, afectos y comunicación. Los estudios empíricos revelan que la alexitimia (dificultad para identificar y expresar verbalmente las emociones) es una determinante importante de ansiedad y depresión asociado al neuroticismo.6 Por las características del constructo y los hallazgos empíricos, cabe esperar que la alexitimia disminuya el ajuste de la pareja al limitar la capacidad de afrontar problemas, y genere afecto negativo, mermando así la satisfacción sexual. Esta investigación tiene como objetivos estudiar la relación y potencial predictivo de un conjunto de variables demográficas (edad, escolaridad y clase social), religiosas (convicción en las creencias y frecuencia de práctica religiosa), de personalidad (neuroticismo y alexitimia), satisfacción marital y estados emocionales (ansiedad y depresión) sobre la satisfacción sexual y la frecuencia de relaciones en una muestra de parejas mexicanas casadas. Se espera que la alexitimia sea un determinante indirecto a través de la satisfacción marital y las emociones negativas, siendo estas *Facultad de Psicología, Universidad Autónoma de Nuevo León. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �JOSÉ MORAL e13 .71 e9 ► RAS1 -. .84 17 63 ea • RAS2 ◄ e7 ► RAS3 ◄ 73 39 62 e2 ., • IDARE-E6 ► •.58 e14 ~ •70 ,84 IDARE-E13 e15 -.19 71 e3 Satisfacc ión marital ◄ 84 ... D1 Ansiedad .29 -.32 .1'989 .- IOARE·E18 "' 0 .51 .51 71 Insatisfacción sexual 2 , ISS2 ..68 e10 . 1ss,2 ◄ 011 .73 .5J " ISS22 ... e12 .26 50 e6 ► TAS9 ,. .71 .71 e5 • TAS13 ◄ e4 ► TAS14 ◄ .85 .ro n Alexitimia DE LA RUBIA índice de insatisfacción sexual (IIS),4 escala de engrandecimiento marital (MAS),11 escala de alexitimia de Toronto (TAS20), 12 escala de deseabilidad social (SDS),13 inventario de ansiedad rasgo-estado (IDARE)14 e inventario de depresión de Beck (BDI).15 En la muestra (n=200), las propiedades psicométricas de las escalas fueron buenas. La consistencia interna varió de á=.78 para la MAS a á=.93 para la DAS. Sus distribuciones definidas por suma simple de reactivos se ajustaron a una curva normal, salvo RAS, BDI e IIS (tabla I). Tabla I. Propiedades psicométricas de las escalas. Fig. 1. Modelo estructural de insatisfacción sexual. dos últimas las vías directas de determinación de la insatisfacción sexual; y que el afecto negativo sea un determinante de insatisfacción marital (figura 1).6-8 Método Sujetos En este estudio descriptivo-correlacional de diseño transversal, se empleó una muestra no probabilística de sujetos voluntarios conformada por 100 parejas casadas (100 hombres y 100 mujeres). La media de edad fue 34 años, el promedio de años de escolaridad de 9.5 años; la media de años de matrimonio 11, con un rango de un mes a 37 años y la media de hijos 2; 82% eran creyentes católicos, 11% cristianos no católicos, 2% otra denominación religiosa, y 5% ninguna. Instrumentos Se empleó un cuestionario de autorreporte integrado por preguntas sobre datos demográficos, creencia y práctica religiosas, relaciones sexuales y escalas psicométricas: escala de ajuste diádico (DAS),9 escala de valoración de la relación (RAS),10 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 Escalas DAS RAS IIS DSD MAS TAS20 BDI IDARE-E IDARE-R NRO 32 10 25 33 18 20 21 20 20 Fecha 1976 1988 1982 1960 2002 1994 1987 1970 1970 NRS 30 10 25 20 16 20 21 20 20 α .93 .81 .91 .75 .78 .86 .91 .93 .90 Nor. Sí .301 No .004 No .014 Sí .173 Sí .931 Sí .304 No .003 Sí .144 Sí .689 NF 4 1 3 2 2 3 1 2 1 NRO: Número de reactivos en la versión original de la escala NRS: Número de reactivos seleccionados, Alfa: Valor de la alfa de Cronbach con los reactivos estandarizados. Nor: Probabilidad de la prueba de Kolmogorov-Smirnov para la hipótesis nula de normalidad. NF: Número de factores. Procedimientos Los miembros de cada pareja contestaron sus cuestionarios en salones separados. La muestra fue capturada de 09-2005 a 04-2006, remunerándose por la participación. El estudio fue financiado por Paicyt2005 (UANL). Se usó traducción inversa para DAS, RAS, MAS, SDS, BDI e ISS. Como técnicas estadísticas se emplearon: correlación lineal de Pearson y de Spearman (rs), regresión múltiple (método Stepwise), regresión logística ordinal (Logit) y modelos de ecuaciones estructurales (máxima verosimilitud). El nivel de significación se fijó en .050. Primero se determinaron los correlatos significativos y sólo con éstos se estimaron los modelos de regresión. Para valorar el ajuste de los modelos estructurales se manejaron 31 �SATISFACCIÓN Y FRECUENCIA DE RELACIONES SEXUALES EN PAREJAS CASADAS catorce índices (los valores de buen ajuste están a la izquierda y de mal ajuste a la derecha, entre ambos habría un ajuste adecuado): función de discrepancia (FD<2 y >3), chi-cuadrada de Pearson (>.05 y >.01), cociente entre chi-cuadrada y sus grados de libertad (÷2/g.l.<2 y >3), residuo estandarizado cuadrático medio (RMS SR <.05y >.075), parámetro de no centralidad poblacional (PnCP<1 y >3), índice gamma poblacional (PGI>.95 y <.85), índice gamma poblacional ajustado (APGI>.90 y <.80), error cuadrático medio de aproximación (RMSEA<.05 y >.075), índice de bondad de ajuste de Jörekog (GFI>.95 y <.85), índice de bondad de ajuste ajustado de Jöreskog (AGFI>.90 y <.80), índice de ajuste normado de Bentler-Bonnet (NFI>.90 y <.80), índice de ajuste no normado de Bentler-Bonnett (NNFI>.95 y <.85); índice de ajuste comparativo de Bentler (CFI>.95 y <.85), delta de Bollen (Ä>.95 y <.85).16 Los cálculos se hicieron con SPSS16, Stastica7 y AMOS7. Resultados Descriptivos de la satisfacción sexual y frecuencia de relaciones sexuales El 47% de las parejas tienen relaciones sexuales varias veces a la semana, 37% al menos una vez a la semana, 9% al menos una vez al mes y 7% menos de una vez al mes. Entre los cónyuges no existe diferencia significativa en el promedio del reporte de frecuencia de relaciones sexuales (t(99)=.925, p=.357). La media de ambos cónyuges se ubica en al menos una vez a la semana. La correlación entre las estimaciones de ambos cónyuges fue alta (r=.737, p=.000). Con un rango de 0 a 100 en el IIS, el promedio de 23.90 (20-30) refleja ligera insatisfacción. El promedio de las mujeres es de 24.62, y el de los hombres de 23.29. El recorrido es de 0 a 63, con ningún sujeto puntuando por encima de 70 que indica una fuerte insatisfacción. El 49% de la muestra está satisfecha (<20) (46% de las muje- 32 res y 52% de los hombres), 21% ligeramente insatisfecha (20-30), 23% insatisfecha (30-50) y 7% bastante insatisfecha (50-70). Correlación con satisfacción sexual y frecuencia de relaciones sexuales De las variables demográficas sólo la edad correlaciona con satisfacción sexual. Las dos variables religiosas presentan correlaciones significativas, inversas y débiles. La frecuencia de relaciones sexuales con el cónyuge es independiente de la satisfacción sexual marital. Las ocho escalas correlacionan con satisfacción sexual, con valores de .540 a -311. Con base en el coeficiente r de Pearson, la frecuencia de relaciones sexuales con el cónyuge sólo correlaciona de forma inversa y débil con la edad, años de casados y número de hijos. El resultado es el mismo si las correlaciones se calculan con el coeficiente rho de Spearman, salvo que la depresión resulta significativa con una relación inversa y débil (tabla II). Predicción de satisfacción sexual Al introducir las ocho escalas, las dos variables religiosas y la edad como predictores de insatisTabla II. Correlación con el índice de insatisfacción sexual (IIS) y frecuencia de relaciones sexuales. Edad Hijos Escolar. C. Social Creencia Prácticas DAS RAS MAS TAS20 SDS IDARE-E IDARE-R BDI ISS IIS r p .150 .034 .030 .678 -.051 .471 .044 .538 -.142 .050 -.195 .007 -.529 .000 -.540 .000 -.461 .000 .436 .000 -.311 .000 .426 .000 .488 .000 .366 .000 Relaciones sexuales r -.175 -.160 .037 .071 .054 -.036 .052 .093 -.039 -.069 -.036 -.026 -.097 -.125 -.100 p .013 .024 .601 .316 .460 .618 .465 .190 .586 .333 .613 .710 .173 .078 .157 rs -.187 -.165 .049 .096 -.003 -.048 .044 .085 -.061 -.053 -.038 -.022 -.099 -.160 -.079 p .008 .019 .494 .177 .966 .513 .532 .230 .388 .458 .598 .755 .164 .024 .265 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �JOSÉ MORAL facción sexual, el modelo, incluyendo una constante, queda reducido a cuatro variables con coeficientes de determinación significativos: satisfacción marital (RAS), ansiedad-rasgo (IDARER) y edad. La correlación múltiple al cuadrado es .389 y corregida .379, es decir, el modelo explica 38% de la varianza del criterio. Los valores de tolerancia de cada predictor y de los factores de inflación de la varianza (FIV) se aproximan a 1. Lo que indica muy baja colinealidad como requiere el modelo. La distribución de los residuos estandarizados con media -.024 y desviación estándar .984 se ajusta a una curva normal (ZK-S=.788, p=.563), no observándose dependencia entre ellos; así, el diagrama de dispersión ubica los valores pronosticados estandarizados en el eje X, y los residuos estandarizados en el eje Y muestran una nube de puntos sin tendencia comprendida entre los valores +3 y -3. Este modelo, que explica 38% de la varianza del criterio y cumple los supuestos requeridos con respecto a los residuos, indica que hombres y mujeres reportan más insatisfacción sexual (IIS) cuanto valoran de forma más negativa la relación marital (RAS), mayor rasgo de nerviosismo presentan (IDARE-R) y más edad tienen (tabla III). Tabla III. Modelo de regresión lineal. Modelo Constante RAS IDARE-R Edad B 79.818 -1.944 .643 .373 E. E. 13.354 .311 .134 .123 Beta -.397 .305 .170 T 5.977 -6.249 4.790 3.041 Sig. .000 .000 .000 .003 Predicción de frecuencia de relaciones sexuales Se estima un modelo de regresión ordinal con los cuatro correlatos (por el índice de Spearman). El modelo completo es significativamente distinto del modelo simple, constituido sólo por una constante (÷2(4)=16.028, p=.003). A su vez presenta bondad de ajuste (÷2(567)=628.445, p=.115). Por el índice de Nagelkerke explica 9% de la varianza DE LA RUBIA del criterio. El modelo es significativo para los valores de baja frecuencia de relaciones sexuales (1 = menos de una vez al mes, y 2 = al menos una vez al mes) y como predictor significativo resultó la depresión (BDI). El tiempo de casados tiende a la significación estadística. Mayor nivel de depresión y más tiempo de casados predicen baja frecuencia de relaciones sexuales (tabla IV). Tabla VI. Modelo de regresión logística. Modelo [FRS = 1] [FRS = 2] [FRS = 3] Edad Años de casados Años noviazgo BDI B -3.622 -2.704 -.827 .005 -.053 -.089 -.027 E. E. .796 .770 .745 .029 .031 .071 .014 Wald 20.720 12.338 1.233 .031 3.060 1.605 3.919 g.l. 1 1 1 1 1 1 1 p .000 .000 .267 .861 .080 .205 .048 Función de vinculación: Logit. FRS: Frecuencia de relaciones sexuales (de 1= menos de una vez al mes a 4=varias veces a la semana). Modelo estructural lineal de insatisfacción sexual Se contrastaron cinco modelos en los que todas las variables son latentes con tres indicadores cada una. Como indicadores se escogieron los tres reactivos con parámetros más altos, al estimar un modelo unidimensional para cada escala. Se consideró la alexitimia (reactivos 9, 13 y 14 de TAS20) como una variable exógena que determinaba al afecto negativo, satisfacción marital e insatisfacción sexual (modelos 1, 3 y 4). Al no resultar significativa la vía de determinación de la alexitimia sobre la insatisfacción sexual, se eliminó en los modelos 2 y 5. La definición del afecto negativo tomó tres modalidades: estado de ansiedad (6, 13 y 18 del IDARE-E) (modelos 1 y 2), depresión (1, 7 y 11 del BDI) (modelo 3) y rasgo de ansiedad (5, 16 y 20 del IDARE-R) (modelos 4 y 5). El afecto negativo estaba determinado por la alexitimia y determinaba la insatisfacción sexual. La satisfacción marital (reactivos 1, 2 y 3 de RAS) era una variable endógena determinada por alexitimia y era determinante de insatisfacción _____________________ 33 m] CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �SATISFACCIÓN Y FRECUENCIA DE RELACIONES SEXUALES EN PAREJAS CASADAS sexual. La insatisfacción sexual (2, 12 y 22 de ISS) era la variable endógena final del modelo, determinada por la satisfacción marital, afecto negativo y alexitimia (modelos 1, 3 y 4) o por satisfacción marital y afecto negativo (modelos 2 y 5). Los modelos 2 y 1 (estado de ansiedad) tienen índices de ajustes buenos. En el modelo 1 la determinación de la insatisfacción sexual por la alexitimia no es significativa, por lo que se elimina esta vía en el modelo 2 (figura 1). Los modelos 5 y 4 (rasgo de ansiedad) siguen en ajuste. Todos los índices son buenos, salvo en un rango aceptable la prueba chi-cuadrada (p>.01) y el índice de bondad de ajuste de Jöreskog (>.90). En el modelo 4, la alexitimia no es un determinante significativo de la satisfacción marital ni del afecto negativo, por lo que se eliminan estas dos vías en el modelo 5. El modelo 3 (de depresión) presenta cuatro índices con valores de buen ajuste (FD, PnCP, PGI y APGI). Por la chi-cuadrada se rechaza la hipótesis nula de ajuste, pero el cociente entre chi-cuadrada y sus grados de libertad refleja un ajuste adecuado (2.038). Los índices RMSSR, RMSEA, GFI, AGFI, NFI, NNFI, CFI y Ä toman valores aceptables, muy próximos a los buenos. En este tercer modelo sólo la insatisfacción marital es determinante de la insatisfacción sexual, la alexitimia y la depresión son vías indirectas (tabla V), y aún eliminando las dos vías no significativas el modelo 3 sigue presentado peor ajuste que los modelos 2 y 5. Tabla V. Índices de bondad de ajuste y parámetros. Índices de ajuste FD χ2 g.l. p χ2/g.l. RMSSR 1 0.251 49.92 48 0.397 1.040 0.043 2 0.257 51.13 49 0.390 1.043 0.046 Modelos 3 0.492 97.82 48 0.000 2.038 0.056 4 0.340 67.69 48 0.032 1.416 0.048 5 0.344 68.36 50 0.043 1.367 0.049 4 0.088 0.043 0.986 0.977 0.948 0.916 0.922 0.966 0.976 0.976 -0.101 p=.397 0.600 p=.000 -0.005 p=.964 -0.512 p=.025 -0.429 p=.003 0.302 p=.023 50.2% 5 0.079 0.040 0.987 0.980 0.948 0.919 0.922 0.970 0.977 0.977 Tabla V. Continuación. PnCP RMSEA PGI APGI GFI AGFI NFI NNFI CFI ∆ (Al)? (SM) (Al)? (AN)* (Al)? (IS) (SM)? (IS) (AN)*? (SM) (AN)*? (IS) % explicado 1 0.003 0.008 1 0.999 0.961 0.936 0.954 0.997 0.998 0.998 -0.307 p=.000 0.255 p=.002 0.088 p=.261 -0.547 p=.000 -0.195 p=.020 0.277 p=.000 51.3% 2 0.003 0.008 0.999 0.999 0.960 0.936 0.953 0.997 0.998 0.998 -0.320 p=.000 0.258 p=.002 -0.580 p=.000 -0.192 p=.023 0.291 p=.000 51.3% 3 0.212 0.066 0.966 0.945 0.930 0.886 0.895 0.920 0.942 0.943 -0.256 p=.008 0.403 p=.000 0.129 p=.140 -0.605 p=.000 -0.277 p=.007 0.020 p=.829 45.2% 0.616 p=.000 -0.503 p=.000 -0.513 p=.000 0.303 p=.004 50.1% (Al): alexitimia (reactivos 9, 13 y 14 de TAS20), (SM): satisfacción marital (1, 2 y 3 de RAS), (AN)*: afecto negativo en los modelos 1 y 2 es ansiedadestado (6, 13 y 18 de IDARE-E), en el modelo 3 depresión (1, 7 y 11 de BDI) y en los modelos 4 y 5 rasgo de ansiedad (5, 16 y 20 de IDARE-R), (IS): insatisfacción sexual (2, 12 y 22 de IIS). Los coeficientes de determinación se presentan estandarizados. Discusión La frecuencia de relaciones sexuales es promedio en comparación con otros países17 y la estimación resulta confiable por la alta concordancia entre los cónyuges. La satisfacción resultó independiente de la frecuencia de relaciones sexuales, como se ha observado en otros estudios.18,19 La satisfacción sexual en la presente muestra correlaciona con la edad, a más edad, menor satisfacción sexual, pero es independiente del género. Al estar influenciado el reporte de satisfacción sexual por la valoración de la relación y la edad, se parcializan estas variables en la relación entre la satisfacción sexual y la frecuencia de relaciones sexuales, para ver si ésta resulta significativa. Tanto al parcializar RAS (rp=-.086) como la edad (rp =-.076), la relación no sólo sigue siendo no significativa, sino que incluso aumenta de valor del coeficiente (r=.-100). Esto indica que la satisfacción sexual resulta de una relación sexual de calidad, la cual es independiente de cuánto se prac- m____________________ 34 ~ CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �JOSÉ MORAL tica el sexo entre los cónyuges, como revelan otros estudios de conducta sexual en México.20 El engrandecimiento marital en un principio fue concebido como una medida de sesgo de respuesta en el reporte de satisfacción conyugal,11 pero con base en el nivel de varianza compartida y agrupación al factorizar todos los correlatos de insatisfacción sexual, se puede considerar como un componente de ajuste y satisfacción maritales. Así, la tendencia a idealizar a la pareja parece importante para preservar los sentimientos de enamoramiento. La deseabilidad social es ignorada en los modelos explicativos, pues su correlación es baja, no es un predictor importante y parece junto con el afecto negativo al factorizar los correlatos de insatisfacción sexual. Se escogió los reactivos de RAS sobre DAS, al tener esta escala mayor correlación con insatisfacción sexual y estar libre de reactivos referente a relaciones sexuales que sí contiene DAS. Los modelos estructurales nos indican que la insatisfacción marital es el determinante más importante de la insatisfacción sexual, que la alexitimia determina la insatisfacción sexual de forma indirecta merma la satisfacción marital y genera afecto negativo; y que el afecto negativo aumenta la insatisfacción sexual y marital. De los cinco modelos contrastados, el que muestra mejor ajuste y explica mayor varianza de insatisfacción sexual (51%) es el que considera a la alexitimia como un determinante indirecto, a través de insatisfacción marital y el estado de ansiedad, a la insatisfacción marital como un determinante tanto directo como indirecto a través del estado de ansiedad, y a la ansiedad como un determinante directo. Muy próximo está el modelo 5 de ansiedad-rasgo, con la diferencia que la alexitimia sólo determina insatisfacción marital. No obstante, el modelo 3 se ajusta a los datos significativamente mejor que el del modelo 5 (d÷2(50-49=1)=68.36-51.13=17.23, p=.000033). Con base en este modelo se pueden desarrollar intervenciones para mejorar la satisfacción sexual en parejas. Con tal finalidad debe mejorarse la valoración de la relación, la conciencia y DE LA RUBIA comunicación de afecto y disminuirse la ansiedad a través de la comunicación abierta y sincera; sin obviar la intervención con las técnicas de excitación y estimulación, las cuales darán más resultado, si están aseguradas las variables relacionales y psicológicas. Aunque el estudio no abordó en profundidad los aspectos actitudinales y de valores, debe señalarse que la religión tenía poco peso. Una limitación importante del estudio es la naturaleza no probabilística de la muestra empleada; no obstante, en conjunto, ésta parece bastante representativa de la población urbana neoleonesa,21 con un promedio de escolaridad (media superior sin terminar cuando el del estado es 9.4 años), número de hijos (2), edad en que se contrajo matrimonio (23 años) y creencias religiosas (82% era creyente católico, 11% cristianos y bíblicos). En conclusión, la satisfacción sexual está asociada con relaciones sexuales de calidad, independiente de la frecuencia del acto sexual. Los más jóvenes reportan más satisfacción, pero el género no parece tener un efecto significativo. La frecuencia de relaciones sexuales es alta y la estimación resulta confiable por la alta concordancia entre los cónyuges. La satisfacción sexual autorreportada resulta independiente de la frecuencia de relaciones sexuales, cuando por el principio de refuerzo positivo se esperaría una relación de moderada a alta. No obstante, este mismo resultado se observa en otros estudios. La insatisfacción sexual viene explicada por la insatisfacción marital que actúa tanto directa como indirectamente a través de la ansiedad, por la alexitimia, que actúa de forma indirecta a través de insatisfacción marital y ansiedad, y por la ansiedad aun con independencia de la mediación de la insatisfacción marital y alexitimia. Con base en este modelo se pueden desarrollar intervenciones para mejorar la satisfacción sexual en parejas. Resumen Se estudió la relación de variables demográficas y psicométricas con satisfacción y frecuencia de re- r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 35 �SATISFACCIÓN Y FRECUENCIA DE RELACIONES SEXUALES EN PAREJAS CASADAS laciones sexuales por correlación, regresión y ecuaciones estructurales lineales. Se empleó una muestra no probabilística de 100 parejas casadas. La insatisfacción sexual estaba determinada por la insatisfacción marital, tanto directa como indirectamente a través de ansiedad, por la alexitimia indirecta a través de insatisfacción marital y ansiedad, y por la ansiedad directamente. La frecuencia de relaciones sexuales, que resultó independiente de satisfacción marital, era pronosticada por menos años de casados y puntuaciones más bajas en depresión. 3. 4. 5. Palabras clave: Satisfacción sexual, Relaciones sexuales, Parejas casadas, Ajuste diádico, Alexitimia. 6. Abstract The relationship of demographic and psychometric variables with sexual satisfaction and intercourse frequency was studied by correlation, regression, and linear structural equations. A non probabilistic sample of 100 married couples was used. The sexual dissatisfaction was determined by the marital dissatisfaction both directly and indirectly through anxiety-state, by the alexithymia indirectly through marital dissatisfaction and anxiety-state, and by the anxiety-state directly. The intercourse frequency, that resulted independent of marital dissatisfaction, was predicted by fewer years of marriage and lower scores on depression. Keywords: Sexual satisfaction, Intercourse, Married couples, Dyadic adjustment, Alexithymia. 7. 8. 9. 10. 11. Referencias 1. DeLameter, J. (1991). Emotions and sexuality. In. K. McKinney & S. Sprecher (Eds.), Sexuality in close relationships (pp. 49–70). Hillsdale, NJ: Lawrence. 2. Reyes-Domínguez, D.M., Díaz-Loving, R., y Rivera-Aragón, S. (1998). Satisfacción sexual: 12. antes, durante y después. En AMEPSO, La psicología social en México. México: AMEPSO. García-Rodríguez, G. (2005). ¿Qué es lo que hace que las relaciones sexuales sean satisfactorias? Ponencia presentada en el Primer Foro de Pareja y Familia. México: Facultad de Estudios Superiores Zaragoza y Universidad Nacional Autónoma de México. Hudson, W.W. (1982). The clinical measurement package: A field manual. Chicago: Dorsey Press. Gonzaga, G.C., Turner, R.A., Keltner, D., Campos, B., y Altemus, M. (2006). Romantic Love and Sexual Desire in Close Relationships. Emotion, 6, 163-179. Taylor, G.J., Bagby, R.M., y Parker, J.D.A. (1997). Disorder of affect regulation: Alexithymia in medical and psychiatric illness. Cambridge: Cambridge University Press. Barrientos, J.E., y Páez, D. (2006). Psychosocial variables of sexual satisfaction. Journal of Sex and Marital Therapy, 32, 351368. Haavio-Mannila, E., y Kontula, O. (1997). What increases sexual satisfaction? Archives of Sexual Behavior, 26(4), 399-419. Spanier, G.B. (1976). Measuring dyadic adjustment: New scales for assessing the quality of marriage and similar dyads. Journal of Marriage and the Family, 38, 15-28. Hendrick, S.S. (1988). A generic measure of relationship satisfaction. Journal of Marriage and the Family, 50, 93-98. O’Rourke, N., y Cappeliez, P. (2002). Development and validation of a couples measure of biased responding: The marital aggrandizement scale. Journal of Personality Assessment, 78, 301-320. Bagby, R.M., Parker, J.D.A., y Taylor G.J. (1994). The twenty-item Toronto alexithymia scale-I. Item selection and cross-validation of the factor structure. Journal of Psychosomatic Research, 38(1), 23-32. m- ____________________ 36 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �JOSÉ MORAL 13. Crowne, D.P, y Marlowe, D. (1960). A new scale of social desirability independent of psychopathology. Journal of Consulting Psychology, 24, 349-354. 14. Spielberger, C.D., y Díaz-Guerrero, R. (1975). IDARE. Inventario de Ansiedad: Rasgo-Estado. México: Editorial El Manual Moderno. 15. Beck, A.T., y Steer, R.A. (1987). Beck Depression Inventory manual. San Antonio, TX: The Psychological Corporation, Harcourt Brace Jovanovich. 16. Moral, J. (2006). Análisis factorial confirmatorio. En R. Landero y M.T. González (Ed.), Estadística con SPSS y metodología de la investigación (pp. 445-528). Monterrey, N.L., México: Trillas. 17. Laumann, E.O., Nicolosi, A., Glasser, D.B., Paik, A., Gingell, C., Moreira, E., Wang, T., y the GSSAB Investigators’ Group (2005). Sexual problems among women and men aged 40-80: Prevalence and correlates identified in the Global Study of Sexual DE LA RUBIA 18. 19. 20. 21. Attitudes and Behaviors», International Journal of Impotence Research, 17(1), 39-57. Huston, T.L., y Vangelisti, A.L. (1991). Socioemotional behavior and satisfaction in marital relationships: A longitudinal study. Journal of Personality and Social Psychology, 61(5), 721-733. Salisbury, K.M. (2003). Predictors of relationship satisfaction, sexual satisfaction and sexual frequency in female couples (Doctoral dissertation). Amherst, MA: University of Massachusetts Amherst García-Rodríguez, G. (2007). Conducta sexual: el papel de la biología, la psicología y la sociocultura (tesis de doctorado). México, DF: Facultad de Psicología, UNAM. Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI) (2007). Estadísticas Vitales de México. México: Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática. Recibido 16 de agosto de 2009 Aceptado: 10 de septiembre de 2009 r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 37 �Con tr ol óptimo par a la ecuación de estado ontr trol para cuadrátic a y su aplic ación cuadrática aplicación MIKHAIL V. BASIN*, MARÍA ARACELIA ALCORTA GARCÍA* C omo es sabido, el problema del control óptimo (regulador) para sistemas lineales y el problema de filtrado se resolvieron en 1960.1,2 Para sistemas no lineales, la función de control óptimo se determina por medio de la aplicación de los principios del máximo3 o programación dinámica,4 los cuales no proveen de una forma explícita para el control óptimo en la mayoría de los casos. Al considerar que el problema de control óptimo puede ser resuelto aplicando el principio de dualidad a la solución del problema de filtrado óptimo,1 este trabajo toma esta idea para diseñar el control óptimo en un sistema polinomial cuadrático sobre observaciones lineales. Este trabajo es la continuación de una larga tradición de diseño de control óptimo para sistemas no lineales (ver, por ejemplo: Albrekht,5 Haime, A. and R. Hamalainen,6 Lee, E. B. and L. Marcus7 Lukes, D. L,8 Willemstein, A. P. ,10 Yoshida, T. and K. Loparo11 Zubov, V. I. 12), pero por otro lado, éste es el primero en emplear el principio de dualidad para obtener el control de sistemas polinomiales cuadráticos, partiendo del filtro óptimo polinomial cuadrático. Con base en el filtro polinomial para estados cuadráticos y ob38 servaciones lineales,13 este trabajo se enfoca a la obtención del regulador óptimo en forma cerrada, para un sistema cuadrático con entrada lineal de control y función de costo cuadrática. Esto se logra al obtener la matriz de ganancia del regulador óptimo como la dual transpuesta de la matriz de variación del error del filtro óptimo. Los resultados obtenidos en virtud del principio de dualidad son probados rigurosamente por medio de las ecuaciones del principio del máximo,3 se aplican a este caso polinomial cuadrático. Dado que los resultados de Basin, M. V.13 presentan el diseño del filtro óptimo para algún estado polinomial sobre observaciones lineales en forma cerrada, como consecuencia existe la posibilidad de diseñar el regulador óptimo para un sistema polinomial arbitrario con entrada lineal de control y criterio cuadrático, esto es: al aplicar el principio de dualidad, se obtiene la forma específica del control óptimo; y por medio del principio del máximo se verifica teóricamente el resultado, * Universidad Autónoma de Nuevo León, Departamento de Posgrado de la Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas. mbasinfcfm.uanl.mx aalcortafcfm.uanl.mx CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �MIKHAIL V. BASIN, MARÍA ARACELIA ALCORTA GARCÍA como se puede ver en este trabajo. El relativamente simple caso cuadrático tratado en este trabajo asume importancia en las aplicaciones prácticas, ya que dada una ecuación de estado no lineal es posible obtener su aproximación a la forma polinomial, donde la expresión de segundo grado ofrece más información que la de primer grado, y la entrada de control es tomada como lineal. La importancia de la solución a este problema radica en sus aplicaciones, ya que, por ejemplo, entre otros, los procesos de un reactor de polimerización son modelados por un sistema de ecuaciones cuadráticas (Ogunnaike, B. A.14). Es importante notar que en el trabajo se emplea la definición general de forma polinomial cuadrática para un vector de estado multidimensional, como en Fleming W.H and R.W. Rishel. 2 Finalmente, el regulador óptimo diseñado se aplica a la solución de un problema de control para un reactor de polimerización (Ogunnaike, B. A.14) para el modelo, y comparado con el mejor control lineal disponible para el modelo linealizado Los resultados de la simulación muestran una gran ventaja del regulador óptimo diseñado con respecto al criterio y a los valores del estado regulados. La organización del trabajo es como sigue: el regulador óptimo para sistemas cuadráticos con entrada lineal se presenta en primer lugar; poste- Reactor típico para la producción de amino-resinas. 9 riormente se presenta la solución al problema de control óptimo. Luego se presenta la verificación de la solución al problema de control óptimo. Después se realiza la aplicación a un reactor de polimerización. Finalmente se presentan las conclusiones y el resumen. Problema de control óptimo para el estado cuadrático con entrada lineal de control Considere el sistema polinomial cuadrático: dx(t)/dt = a1(t)x(t)+a2(t)x(t)xT(t)+G(t)u(t); (1) donde x(t) es el vector de estado de dimensión n, a1(t) es una matriz n×n , a2(t) es un tensor 3D de dimensión n×n×n, el cual es simétrico sobre sus índices derechos (a2)kij(t) =(a2)kji(t), k; i; j = 1…n, y u(t) ∈Rm es la entrada de control, G(t) es matriz n´m. La función de costo cuadrática a ser minimizada se define como: J=½[x(T)-x1]T[x(T)-x1]+ ½+≈t0TuT(s)R(s)u(s)ds+ (2) ½+≈t0TxT(s)L(s)x(s)ds; donde x1 es un vector, R y L son matrices simétricas positivas y no negativas definidas, respectivamente. T >t0 es un momento en el tiempo. El problema de control óptimo consiste en encontrar el control u(t), t ∈[t0, T], que minimice el criterio J a lo largo de la trayectoria x*(t), t ∈[t0;T], generada al sustituir u*(t) en la ecuación de estado (1). Para encontrar la solución a este problema de control óptimo, se utiliza el principio de dualidad.1 Si el control óptimo existe para sistemas lineales con función de criterio cuadrático J, el filtro óptimo existe para el sistema dual con disturbios gaussianos. Este filtro puede encontrarse a partir de la solución al problema de control óptimo, al emplear transformaciones algebraicas simples (dualidad entre las matrices de ganancia y las ecuaciones de ganancia y varianza), y viceversa (Kwakernaak, H. and R. Sivan)1. Tomando en cuenta la dualidad física de los problemas de _____________________ 39 m] CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �CONTROL ÓPTIMO PARA LA ECUACIÓN DE ESTADO CUADRÁTICA Y SU APLICACIÓN filtrado y control, la conjetura anterior debería ser válida para todos los casos donde el control (o el filtro óptimo) existe en forma cerrada, y además es de dimensión finita.2 Esta proposición se aplica ahora al problema de filtrado para sistemas cuadráticos sobre observaciones lineales, el cual es el dual al problema de control óptimo planteado en Kwakernaak, H. and R. Sivan Sivan1,2, y donde el filtro óptimo se ha obtenido. 13 Solución al problema de control óptimo Tomando el problema de control óptimo para la ecuación de estado (1) y la función de costo cuadrático (2), este problema es el dual al problema del filtro para el estado cuadrático y las observaciones lineales en Basin, M. V. 13 Dado que la matriz de ganancia del filtro óptimo en Basin13 es igual a: Kf = P(t)AT (t)(B(t)BT (t))-1. La matriz de ganancia en el problema de control óptimo toma la forma de su transpuesta dual: Kc = Kc = (R(t))-1GT (t)Q(t). dx(t)/dt = a0(t)+a(t)x(t)+a2(t)x(t)xT(t)+ (5) G(t)(R(t))-1GT(t)Q(t)x(t); x(t0) = x0. Los resultados obtenidos en esta sección por medio de la aplicación del principio de dualidad se demuestran rigurosamente en la siguiente sección con las ecuaciones generales del principio del máximo de Pontryagin.4 No se puede dejar de mencionar que, dado que el estado del sistema (1) es no lineal, no se puede asegurar la suficiencia de las condiciones necesarias de optimalidad, así como a la existencia del control óptimo. Esto es, no siempre se garantiza que la solución de la ecuación (1) se acota para un intervalo de tiempo finito. Con respecto a la existencia de soluciones al problema de dos puntos frontera para las ecuaciones (4) y (5), necesita investigarse adicionalmente para algún caso de coeficientes en particular. En resumen: la solución obtenida presenta, en caso de un sistema no lineal, sólo algunas condiciones necesarias de optimalidad, para verificar suficiencia y existencia es necesario un análisis más profundo. Demostración de la solución al problema de control óptimo La ley de control óptimo está dada por: -1 T u*(t) = Kcx = (R(t)) G (t)Q(t)x(t), (3) donde la función matricial Q(t) es la solución de la siguiente ecuación dual a la ecuación de varianza: dQ(t)/dt=L(t)-a T1(t)Q(t)-Q(t)a 1(t)-2(a 2(t)x(t)) T´ Q(t)-2Q(t)(a2(t)x(t))(4) Q(t)G(t)R-1(t)GT(t)Q(t), con la condición final Q(T) = Ψ. Sustituyendo el control óptimo (3) en la ecuación de estado (1), se obtiene la ecuación del estado óptimamente controlado: Sea la función hamiltoniana7 para el problema de control óptimo (1), (2) dada por: H(x,u,q,t) = 1/2(uT(t)R(t)u(t) + xT(t)L(t)x(t))+ (6) qT[{a0(t)+a1(t)x(t)+a2(t)x(t)xT(t)}B(t)u(t)]. Al aplicar la condición del principio del máximo αH/αu=0 a la función hamiltoniana (6): αH/αu = 0 →R(t)u(t)+GT(t)q(t) = 0, la ley de control óptimo se obtiene como: u*(t) = -R-1(t)GT(t)q(t). m- ____________________ 40 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �MIKHAIL V. BASIN, MARÍA ARACELIA ALCORTA GARCÍA Al considerar la linealidad de la entrada de control en (1), calculemos q(t) como una función lineal en x(t), q(t) = -Q(t)x(t), Q(t)G(t)R-1(t)GT(t)Q(t). Control óptimo para un reactor de polimerización (7) donde Q(t) es una matriz cuadrada, simétrica de dimensión n x n. Esto nos lleva a completar la forma del control óptimo: u*(t) = R-1(t)GT(t)Q(t)x(t). (8) Note que la condición de transversalidad [7] para q(T) implica que q(T)= - αJ/αx(T) = -ϕx(T) y además Q(T)=ϕ. Tomando en cuenta que el hamiltoniano es constante en t, con el valor óptimo de estos argumentos, H(x*,u*,q*,t )= const,7 y empleando la ecuación de coestado: El regulador obtenido para el sistema con estados cuadráticos y observaciones lineales se aplica a la solución del problema de control óptimo para un reactor de polimerización. El modelo matemático del proceso de polimerización está dado por Ogunnaike.14 YvlatiH O:: r,tooa, maooh:<i:1 (14"s r<li9"radón, ,..lodd,d agitaoÓO y alrnentirción.-) PerluJhKJWlt mPblu Pe:11 CtacKlCWJi O0mtdiJti (tslooá,..,., dól ólu d• (Osemiriisticas.merM d11oile< dé elrÑOar) •limoar) PROCESO DE POLIM El!l zt.COU dq(t)/dt = - αH/αx, Pyptjerttws Ureles O?I mlímem ½dsbles soctmladas IJ"ueru.i iemión, solutillid:id, color, 'indice retaceión. larraÓO .:~."td,..,.- (COOOlciorli!!s. de op,eradÓfl u los como T, P, 11.Jjos) de la cual se obtiene: M@d ~ u ..on-lft .. T 1 T -dq(t)/dt=L(t)x(t)+a (t)q(t)+(a2(t)x(t)) q(t), (9) al sustituir (7) en (9): (dQ(t)/dt)x(t) + Q(t)d(x(t))/dt = (10) L(t)x(t) - a1T(t) Q(t)x(t) - (a2(t)x(t))TQ(t)x(t). Al sustituir la expresión para dx(t)/dt de la ecuación de estado (1) en (10) y tomando en cuenta (8), llegamos a: (dQ(t)/dt )x(t) +Q(t)(a1(t)x(t) + a2(t)x(t)xT(t)+ G(t)R-1(t)GT(t)Q(t)x(t))= L(t)x(t)- a 1T(t)Q(t)x(t)(11) (a2(t)x(t))TQ(t)x(t). Al diferenciar la ecuación (11) con respecto a x: dQ(t) /dt = L(t) - Q(t)a1(t) - a1T(t)Q(t) -2Q(t) (a2(t)x(t))-2(a2(t)x(t))TQ(t)- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 M Y'AAC>ln oodrd1th:s (~itdadHqu• llftcu n a la C3lidad dtl prodJCIO O>l'l'O pesos m:iltOJl1ns. ooover.sión de m,nóme,o , grad> dé r.imb<ión) En este diagrama se muestran los componentes del proceso de polimerización. Este modelo original se reduce a diez ecuaciones para la concentración de los agentes de entrada, los momentos de vida cero del distribución del peso del producto molecular (MWD), y sus primeros momentos de volumen. Estas ecuaciones son no lineales intrínsicamente (cuadráticas). Emplear una linealización de éstas, y formar una ley de control, provocaría una baja eficacia con respecto al criterio y las variables de estado controladas, como se puede apreciar en los resultados de la simulación. Al reescribir las ecuaciones de estado cuadráticas (1) en la forma de componentes, se emplea la notación de índices y sumas: dxk(t)/dt = Σi a1ki(t)xi(t) + Σij a2ki j(t)xi(t)xj(t)+ Σi cki(t)ui(t); k = 1,…,n; 41 �CONTROL ÓPTIMO PARA LA ECUACIÓN DE ESTADO CUADRÁTICA Y SU APLICACIÓN ui(t) = Rij(t)GTj k(t)Qkl(t)xl(t); (12) donde ui(t)es la entrada de control. Entonces, la ley de control (3) es dada por: ui(t) = Σijkl Rij(t)GTjk(t)Qkl(t)xl(t); k = 1,…,n. La ecuación matricial de ganancia (4) puede ser reescrita como: (t)/dt = L (t) - ˜ a ka(t)Q (t) (13) dQi jdQ kj kj(t) (13) i j(t)/dt =ij Lij(t) k- Σ1ki 1ki(t)Q (t)a (t) - 2˜k lak 2ilajk2i(t)Q x (t) – ˜iQΣkiiQ ki(t)a 1ik 1ik(t) - 2Σ jk(t)Q klklxl l(t) – a2kljika2(t)Q (t)x (t) – 2˜kl2Σ (t)Q (t)x (t) – jik kl kl l l (t)R-1-1lmlm(t)G (t)GTTmn (t)Qnjnj(t), Σklmn QikQ(t)G (t), ˜klmn mn(t)Q ik(t)G(t)R kl kl con la condición final Qij(T) = yij. La ecuación del estado óptimamente controlado (5) toma la forma: dxk(t)/dt ia1ki(t)xi(t) + Σij a2ki j(t)xi(t)x j(t) + = ˜ia=1kiΣ(t)x (t) + ˜ a2kiTj(t)xi(t)x j(t) + dxk(t)/dt Σi jmlCiki(t)R i jij(t)G jm(t)Qml(t)xl(t), (t)xl(t), ˜i jmlCki(t)R i j(t)GTjm(t)Q ml donde k = 1,…,n. El modelo del proceso de polimerización reducido a diez ecuaciones cuadráticas, seleccionado de Ogunnaike, (1994)14 está dado por: dC (t)/dt = [(1/V)˜ /dt -((1/˜)+K C* + m1 m1 dCm1 (t)/dt = [(1/V)∆ /dt -((1/θ)+KL1L1C* + ; (14) K11˜oPP+Km121˜oQQ+K31˜oRR)Cm1 K11µo +K21µo +K31µo )Cm1; (14) P dCm2(t)/dt = (1/V)˜m2/dt-((1/˜)+KL2C*+K12˜oP (t)/dt = (1/V)∆m2 /dt-((1/θ)+KL2C*+K12µo dCm2 + K ˜ Q)C ; + K2222µoQo )Cm2m2; (t)/dt == (1/V)∆ (1/V)˜m3/dt-((1/θ)+K /dt-((1/˜)+K13 µ ˜ PP)Cm3;; dCm3(t)/dt dC m3 m3 13 oo )Cm3 (t)/dt==(1/V)∆ (1/V)˜m*/dt-((1/θ)+K /dt-((1/˜)+Kd+K +KL1CCm1++ dCm* (t)/dt dC m* m* d L1 m1 C )C* K Cm2m2 )C* KL2L2 (-1/ θ˜ -K -Kt1t1)µ )˜ooPP+K C m1C*d˜ooPP(t)/dt (t)/dt == (-1/ +KL1 C*dµ L1Cm1 C + K C )´ (K + K13C (K12C 12 m2m2 13m3)× m3 P Q Cm1 ˜ RR; µ˜ooP ++KK2121CCm1m1µ˜ooQ ++ KK3131C m1µoo ; Q C*d˜ooQQ(t)/dt (t)/dt == (-1/˜) (-1/θ)˜µooQ+K +KL2L2C Cm2 dµ m2C*QQ+K C ˜ PP; C + K ) ˜ C + K )µ +K Cm2m2µoo; (K(K 21 21 m1m1 t2 t2 o o 1212 RR RR (t)/dt = (-1/˜) ˜ -(K C + d ˜ dµoo (t)/dt = (-1/θ) µoo -(K3131Cm1 m1+ )˜oRoR++ KK1313CC µ˜ooP;P; KK t3)t3µ m3m3 100 100 100 100 d˜11 (t)/dt Cm2C* C* dλ (t)/dt == (-1/˜)˜ (-1/θ)λl l +K +KL1L1C Cm1 C*+ KL2 C m1C*+ L2 m2 Q Cm1 ˜om1 +K K21+K µoP31+Cm1˜oR ; 11C 010 µ+Q+K31Cm1µoR ; K21Cm1 d˜1010(t)/dt = (-1/˜)˜ 1010 o 010 dλ1 (t)/dt = (-1/θ)λ KL1C1 m1+C*+ KL2Cm2C* + C* +˜ Q; KL1KCm1CC*+˜ KP+K L2Cm2C 12 m2P o 22 m2Q o C µ +K C K 12 m2 001 o m2 µo ; (t)/dt = (-1/˜)˜ +(K22 C + K C ) C* d˜1001 Cm1m1 + KL2CL2m2) m2 C* dλ1001(t)/dt = (-1/θ)λ11001+(KPL1L1 C ˜ . + K P + K C13 µm3 .o 13 m3 o Aquí las variables de estado, Cm1, Cm2, y Cm3 son las concentraciones del reagente (monómero), C* es la concentración del catalizador. µoP, µoQ, y µoR son los momentos de vida cero del producto MWD, y λ1001, λ1010 , λ1100 son los primeros momentos de volumen. El volumen del reactor está dado por V y el tiempo de residencia θ. Los coeficientes K´s son parámetros conocidos, y ∆m1, ∆m2, ∆m3, ∆m4 son las posiciones para los flujos molares netos de los agentes y el catalizador activo dentro del reactor. En este caso sólo las primeras cuatro ecuaciones contienen entradas de control: ∆m1 =u1(t), ∆m2 = u2(t), ∆m3 = u3(t), ∆m4 = u4(t). La función cuadrática a ser minimizada toma la forma: R 2 2 0.2 2 2 ½((µRo ))2 + C (u0.21(s) 0 C2 2m1m1) )+ +½?½+» (u+212u(s)2(s)+ u22(s) J =J =½((˜ o2 0.20 R (s) + u+4(s))ds ((µ2o (s)) +»00.2+((˜? o0R(s)) + u23(s) ++2 uu243(s))ds (15) + C m1(s))ds; 2 + C m1(s))ds; (15) donde µoR y Cm1(t) son las variables a ser minimizadas. En otras palabras, el problema de control óptimo consiste en minimizar cierto momento producto µoR(t) y la concentración del reagente Cm1 con la mínima energía de control. En esta aplicación, la ley de control óptima toma la forma: (t);u*2(t);u* (t)); (16) u*(t) =(u* u*(t) =(u* (t);u*44(t)); (16) 2(t);u*33(t);u* 1 1(t);u* Q (t)x (t); u* =Σ (t)x (t); (t)1(t) =˜=Σ Q (t)x (t); u* (t) =˜ Q (t)x (t); u*1u* ii i i1i 1i i i 22 ii 2i 2i u*4(t) (t) =˜ =ΣiQ Q4i(t)x iQ 3i(t)x i(t); u* i(t); (t)3(t) =˜=Σ Q (t)x (t); (t)x (t); u*3u* i 3i i 4 i 4i i donde Qij(t) son las soluciones de las ecuaciones diferenciales que forman la matriz de ganancia, las cuales se pueden ver en el apéndice I. +K11Cm1˜oP+ mi _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _CIENCIA __ _ _ _2010 ~ UANL /_ VOL. XIII, No. _ 1, ENERO - MARZO 42 �MIKHAIL V. BASIN, MARÍA ARACELIA ALCORTA GARCÍA Al sustituir la ley de control óptimo (16) en las ecuaciones de estado (14), se obtienen las ecuaciones del estado óptimamente controladas, las cuales pueden observarse en el apéndice I. Para el proceso de simulación se tomaron las siguientes suposiciones, los valores de los parámetros fueron tomados como la unidad, éstos son: V,∆m1/dt, KL1, K11, etc. El tiempo final es T = 0.2seg. Las condiciones iniciales para las variables del estado son cero, excepto para Cm1(0) = µoR(0) = 0.5. De acuerdo con la ecuación de la matriz de ganancia (13) y la forma específica del criterio (15), las condiciones finales para (17) están dadas por Qij(T) = 0 para todo i, j = 1,…10, excepto para Q17(T) = Q77(T) = Q11(T) = 1. Estas condiciones finales han sido satisfechas con las condiciones iniciales Qij(0) = 0 para todo i, j = 1,…,10, excepto para Q17(0) = 0.49, Q77(0) = 0.397, y Q11(0) = 0.61. El resto de las ecuaciones para Qij son homogéneas y sus soluciones son iguales a cero. La eficacia del regulador obtenido para sistemas cuadráticos se verifica al compararla con el mejor regulador disponible para el sistema 0.7 1.4 1.2 0.6 - ¡_ - Control Cm 1 0.65 --"--- 0.55 0.5 0 1 0.8 0.6 0.05 0.1 time 0.15 0.4 0 0.2 0.5 0.05 0.1 time 0.15 0.2 linealizado (14). Aquí la óptima ley de control mantiene la forma (16), pero las ecuaciones de la matriz de ganancia (17) no incluyen términos bilineales, con lo cual se forma el clásico sistema de ecuaciones de Riccati. Las ecuaciones del estado óptimamente controlado mantienen la forma (18). Para la simulación numérica en el caso lineal, los parámetros del sistema, y las condiciones en tiempo inicial y final se asignan en la misma forma anterior. Las condiciones finales son también dadas por Qij(T) = 0 para todo i; j = 1,…,10, excepto para Q17(T) = Q77(T) = Q11(T) = 1. Estas condiciones finales han sido satisfechas con las condiciones iniciales Qij(0) = 0 para todo i; j =1,…,10, excepto para Q17(0) = 0.765, Q77(0) = 0.958, y Q11(0) = 0.61. El resto de las ecuaciones para Qij son homogéneas. En la figura 1 se presentan las gráficas de la simulación para las variables del estado reguladas o controladas: Cm1(t) y µoR(t), el criterio J, y la ley de control u(t) para los dos reguladores. Las gráficas correspondientes al regulador óptimo para sistemas cuadráticos son representadas por líneas continuas gruesas. Los valores finales obtenidos son J(0.2) = 0.1467 para el criterio y Cm1(0.2) = 0.635 y µoR(0.2) = 0.298 para las variables del estado reguladas. Las gráficas correspondientes al regulador lineal son representadas por líneas punteadas, y los valores finales obtenidos son J(0.2) = 0.16, para el criterio, y Cm1(0.2) = 0.662 y µoR(0.2) = 0.299, para las variables de estado reguladas. Conclusiones 0.2 1 I_ 0.15 0.4 Criterion Miu 0r 0.45 0.35 - - - t- - 0.1 0.05 0.3 - - - - - - r - ¡_ - - - 1 0.25 0 0.05 0.1 time 0.15 0.2 0 0 0.05 0.1 time 0.15 0.2 Fig.1. Gráficas de las variables de estado Cm1(t), ìo R(t), ley de control u(t), y el criterio J para los reguladores obtenidos. La línea continua corresponde al regulador bilineal, y la línea punteada corresponde al regulador lineal. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 En este trabajo se ha obtenido el control óptimo para un sistema polinomial cuadrático con entrada de control lineal y criterio cuadrático. Dada la solución del filtro óptimo para el estado polinomial con observaciones lineales, se contempla la posibilidad de obtener el regulador óptimo con entrada lineal de control y criterio cuadrático, al aplicar el principio de dualidad. Después de efectuar simulación con los resultados de la aplicación, se observa mayor eficacia del regulador 43 �CONTROL ÓPTIMO PARA LA ECUACIÓN DE ESTADO CUADRÁTICA Y SU APLICACIÓN cuadrático obtenido, con respecto al regulador existente para el sistema lineal. Resumen Este trabajo presenta el regulador óptimo para el estado de un sistema cuadrático con entrada lineal de control y función de costo cuadrática. El esquema general para la obtención del regulador en el caso de un sistema polinomial con entrada lineal de control y criterio cuadrático se plantea previamente. El regulador óptimo obtenido se aplica a la solución de un problema de control óptimo para un reactor de polimerización y comparado con el mejor regulador disponible para el modelo lineal. Los resultados de la simulación demuestran una considerable ventaja por parte del control cuadrático obtenido con respecto al caso lineal. Palabras clave: Control óptimo, Sistema no lineal cuadrático, Control de un proceso de polimerización. Abstract The paper presents the optimal regulator for a state of a quadratic system with linear control input and quadratic cost function. The general scheme for obtaining the optimal regulator in case of a polynomial system with linear control input and quadratic criterion is outlined. The designed optimal regulator is applied to the solution of the optimal control problem for a terpolymerization reactor and compared to the best linear regulator available for the linearized model. The simulation results show a definitive advantage of the designed optimal regulator with respect to the criterion and regulated state values. Keywords: Optimal control, Nonlinear quadratic system, Terpolymerization process control Referencias 1. Kwakernaak, H. and R. Sivan (1972). Linear Optimal Control Systems. Wiley–Interscience. New York. 2. Fleming W.H and R.W. Rishel (1975). Deterministic and stochastic optimal control, Springer. 3. Pontryagin, L. S., V. G. Boltyanskii, R. V. Gamkrelidze and E. F. Mishchenko (1962). The Mathematical Theory of Optimal Processes. Interscience. New York. 4. Bellman, R. (1957), Dynamic Programming. Princeton University Press.Princeton. 5. Albrekht (1962). On the optimal stabilizacion of nonlinear systems. J. Appl. Maath.Mech. 25, 1254–1266. 6. Haime, A. and R. Hamalainen (1975) On the nonlinear regulator problem J. Opt. Theory and Appl. 16, 3–4. 7. Lee, E. B. and L. Marcus (1967). Foundations of the Optimal Control Theory Systems. Wiley,New York. 8. Lukes, D. L. (1969). Optimal regulation of non linear dynamic systems. SIAM j. Control Opt. 7, 75–100. 9. McGreavy C., Polymer Reactor Engineering. VCH (1994). 10. Willemstein, A. P. (1977). Optimal regulation of nonlinear dynamical systems in a finite interval. SIAM J. Control Opt. 15, 1050–1069. 11. Yoshida, T. and K. Loparo (1989). Quadratic regulator theory for analitic nonlinear systems with additive controls. Automatica 25, 531–544. 12. Zubov, V. I. (1975). Lectures in Control Theory (in Russian). Nauka. Moscow. 13. Basin, M. V. (2003). Optimal filtering for polynomial system states. ASME Transactions. J. of Dynamic Systems, Measurement, and Control 125, 123–125. 14. Ogunnaike, B. A. (1994). On-line modeling and predictive control of an industrial terpolymerization reactor. Int. J. Control 59, 711–729. m- ____________________ 44 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �MIKHAIL V. BASIN, MARÍA ARACELIA ALCORTA GARCÍA Apéndice I Ecuaciones diferenciales componentes de la matriz de ganancia asociada a las ecuaciones del reactor de polimenrización (14). dQ (t)/dt = 1 + (2/˜)Q (t) - Q2 (t) - Q2 (t) - 2 11 11 2 12 dQ1111(t)/dt = 1 + (2/θ)Q 11 2 2 (t) - Q 11(t) - Q 12(t) (t) 2Q 13(t)-Q 2 Q 13(t)-Q 14(t)14 2 (t)/dt=(2/θ)Q (2/˜)Q(t) (t) -2 Q (t)2- Q2 (t) dQ22(t)/dt= dQ 22 24 24 - Q 12(t)12- Q 22(t) -22 2 2 2 (t)Q (t); Q2Q 23 24(t);24 23(t)Q 2- Q2 (t)2 - Q2 (t)(t)/dt= =(2/θ)Q (2/˜)Q (t) dQ3333(t)/dt dQ (t) - Q 23(t)- 23 33 33 Q 13(t) 13 2 2 2 2 (t)Q (t); QQ (t)Q (t); 33 33 34 34 dQ (t) +(t)4(K Q14(t)Q (t) (t)/dt= =2(1/θ+K 2(1/˜+K )Q + L14(K dQ4444(t)/dt d)Q44 d 44 L1 10014 P 100 (C (t) + C (t) – µ (t) - (t) (t) + m*C (t) –o ˜oP–λ (t)1 –˜(t) (Cm1010 m1 1 001m* λ (t) λ (t)) + 1 ˜1010 (t) - ˜1001(t)) + 1 KL2Q24(t) (Cm2(t) + Cm*(t) – + C (t) – KL2Q24(t)Q(Cm2(t) µo 2(t)- Q234(t)-Q2m* 44(t); Q 2 (t)Q (t)-Q (t); ˜ dQo55(t)/dt =342(1/θK44t1)Q55(t) + 4(K11Q15(t)x )Q55(t) + 254(K Q15(t)x dQ55(t)/dt(C=m12(1/˜K (t)+λ1100t1(t))+ K12Q (t)(C 11m2(t) 100 010 p Q (t)+˜ (t))+ K Q (t)(Cm2(t) + µ(C (t)-µ (t) λ (t)) + o m1 o l 1 12 25 P K+13Q (t)(CoQm3(t) (t)- +˜ l010 µo(t)) (t)- + µoR(t) – ˜o35p(t)-˜ λ l010 Q215(t) -(t)Q+225(t) Q – (t)(C ˜oP–(t)- ˜oR(t) – K(t))) m3 2 13 35 2 Q˜35010 (t)(t))) - Q 45–(t)Q;2 (t) - Q2 (t) – l 15 25 dQ66(t)/dt = -2(-1/θ 2 66(t) + t2)Q (t) ; Q235(t)+ -KQ p 4(K21Q16(t)(Cm145(t) -µo (t)+µoQ(t)+ K )Q (t) + 010 dQ66(t)/dt = -2(-1/˜ λ1100) +K22Qt226(t) 66 (Cm2(t)-λ (t))) p 1 Q (t) 4(K 2 Q (t)(C 2 2 -˜ (t)+˜ 2 16 26(t)–Q m1 36(t)-Q o o –Q 1621(t)-Q (t) ;(t)46 100 ) +K 22t3Q)Q2677(t) (t)-˜ 1 010 (t))) dQ77(t)/dt˜ 1= 1-2(1/θ+K +4(K(C m2 31Q 17(Cm1(t)2 2 2 p 2R 100 (t)-Qo 46(t)-λ (t) 1; (t)))-Q217(t)–Q 16(t)-Q 26(t)–Qµ36 o (t)+µ 2 2 - Q772+4(K )Q dQ77(t)/dt =Q 1-2(1/˜+K 27(t) – Q 37(t) 47(t); 31Q17(Cm1(t)t3 2 2 p R 100 2 (t)× 2 dQ88(t)/dt=(2/θ)Q88˜(t)-Q (t)+˜ (t)-˜ (t)))-Q (t)18(t)-Q 28(t)- Q 38 o o 1 17 2 2 Q248(t); 2 Q 27(t) – Q 37(t) - Q 47(t); 2 2 2 2 2 dQ 19(t)-Q 29(t)-Q 39(t)× 99(t)-Q (t)/dt=(2/˜)Q (t)-Q (t)-Q (t)Q238(t)´ dQ9988(t)/dt=(2/θ)Q 88 18 28 2 Q 49(t); 2 Q (t); dQ (t)/dt =48(2/θ)Q1010(t) 2- Q2110(t)2 - Q2210(t)(t)/dt=(2/˜)Q (t)-Q (t);(t)-Q 29(t)-Q239(t)´ dQ1010 2 99 99- Q241019 Q (t) 310 Q249(t); - Kt3)Q17(t) + 2(K31Q11(t)× dQ17(t)/dt = 1 +(2/θ 2 2 p (2/˜)Q dQ1010(t)/dt (Cm1=(t)µ µoR(t) (t) -– Q 110(t) - Q 210(t)o (t) +1010 Q2310(t) - Q2410(t); λl100(t))))Q11(t)Q17(t) -Q12(t)Q27(t)Qt313)Q (t)Q Q14(t)Q (t)(t)+- 2(K Q11(t). (t)´ dQ17(t)/dt = 1 +(2/˜ - K 17 37 31 47 Las ecuaciones de estado óptimamente controladas son las siguientes: t)/dt= [(1/V)du* = [(1/V)du* (t)/dt((1/˜) dCm1( m1( 1 dC t)/dt + KL1+CK*+L1C *+ 1(t)/dt((1/θ) P Q R P˜ +K Q˜ +K R˜ )C ; (18) µ11 K11K o 21µ21 o 31µ31 o m1;m1(18) o +K o +K o )C ( t ) / d t = ( 12(t)/dt((1/θ)+K / V ) d u * 2 (L2tC*+K ) / d12t µ( o(P 1 / d C dCm2(t)/dt=(1/V)du* m2 Q P µ )Cm2; ˜)+KL2C*+K+12˜K o 22 o K13µoP)Cm3; dCm3(t)/dt =+(1/V)du* 3(t)/dt((1/θ)+ K22˜oQ)C ; m2 Pm1 ((1/θ)+Kd +K dC 4(t)/dt(t)/dt = (1/V)du* (t)/dt((1/˜)+ K13L1˜C )Cm3; dCm*m3(t)/dt=(1/V)du* 3 o + K L2Cm2)C*; (t)/dt- ((1/˜)+K d dC m* (t)/dt=(1/V)du* P 4 dµ P(t)/dt=(-1/θ-K t1)µo + KL1Cm1C*- (K12Cm2 + +KL1Co m1 K13Cm3)µoP+K21Cm1µoQ+K31Cm1µoR; + KL2C )C*; Q Q m2 L2Cm2C*(K21Cm1+Kt2) dµo (t)/dt=(-1/θ)µ o +K P P P C C*- (K C + d˜o (t)/dt=(-1/˜-K ×µoQ + Kt112)˜Co m2+µK 12 m2 o ;L1 m1 R R R )˜ P+K C ˜ QR C +K C ˜ ; K dµo (t)/dt= (-1/θ)µ o -(K t3)µ m3o 13 m3 o 31Cm1 21+Km1 oo + K 3113C m1 Q +K C C*(K C +K ) d˜oQ(t)/dt=(-1/˜)˜ ×µoP; o L2 m2 21 m1 t2 PC*+K C C* + dλl100(t)/dt=(-1/θ)λ C ˜ ; ´˜oQ +1100K+K L1Cm1 L2 m2 12 m2 o Q R R m1µoR; Cm1µoPR+K + K)˜31C 21CC m1µo+K (t)/dt=K11 (-1/˜)˜ -(K + K13Cm3 d˜o010( o 31 m1 t3 o 010 P dλl t)/dt=(-1/θ)λ +K C C*+K C l L1 m1 L2 m2C* + ´˜o ; P + K22Cm2µoQ; K12C 100 m2µo 100 d˜ (t)/dt=(-1/˜)˜1 +KL1Cm1C*+KL2Cm2C* + dλll001(t)/dt=(-1/θ)λl001 +(K Cm1+KL2QCm2)C* + R ˜ + K31Cm1˜o ; KC11Cµm1P˜.oP+KL121C m1 o K 13 m3 o 010( 010 d˜l t)/dt=(-1/˜)˜l Recibido: 30 de noviembre de 2008 Aceptado: 3 de noviembre de 2009 (Cm1(t)˜op(t) + ˜oR(t) – ˜l100(t))))Q11(t)Q17(t) -Q12(t)Q27(t)Q13(t)Q37(t) - Q14(t)Q47(t). r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 45 �Modelación del pr oceso de lo dos ac tiv ados pro lodos activ tivados en la P lan ta de Tratamien Plan lanta tamientto de A guas Residuales N or est e, A podac a, N.L. Aguas Nor orest este Ap daca, JIMMY LUIS LOAIZA NAVÍA*, CHEIKH FALL** E l presente trabajo de modelación aborda la Planta Noreste, en virtud de haber visto incrementar su caudal en un tiempo relativamente corto, de forma por demás inusual, lo que derivó en dos ampliaciones sucesivas. Lo anterior sienta la necesidad de contar con un soporte técnico adecuado para la toma de decisiones que permitan ampliar o mejorar su desempeño, lo cual se puede alcanzar a través de su modelación. El primer paso será la implementación del modelo de lodos activados N°1 (ASM1), para lo cual se requiere de información detallada de las características (fracciones) del influente, el comportamiento hidrodinámico del reactor, las propiedades de sedimentación y la cinética de producción del lodo. Antecedentes La Planta Noreste, ubicada en Apodaca, N.L., fue puesta en servicio, en mayo de 1995, por el consorcio ganador bajo la modalidad de llave en mano. Con capacidad de 500 LPS y proyectada en dos trenes (figura 1), la capacidad fue rebasada, por lo que en 2000 se amplió a 750 LPS, luego, en 2003, se hizo una segunda ampliación por el continuo incremento de flujo, esta vez a 1,250 LPS. 46 Fig. 1. Planta Noreste (2000), Apodaca, N.L. Presentación del modelo ASM1. En 1982, la IWA auspició la creación de un grupo internacional de trabajo (Task Group on Mathematical Modelling for Design and Operation of Activated Sludge Process). Las conclusiones se publicaron en 19871 como el modelo ASM1, para describir la transformación de la materia orgánica, nitrificación y desnitrificación. Los logros son el consenso en los procesos, la estandarización de símbolos, la presentación matricial del modelo, la propuesta de valores por defecto de paráme* Asistente técnico en proceso de tratamiento, SADM. jloaiza@sadm.gob.mx ** Profesor investigador, CIRA-UAEM. c-fa--ll@hotmai.com CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �JIMMY LUIS LOAIZA NAVÍA, CHEIKH FALL tros cinéticos, la adopción de la DQO fraccionada para caracterizar el influente y los lodos, además de un código de programación para el desarrollo futuro de software de modelación.2 Estudios de hidrodinámica y pruebas de trazador. Cuando se planea simular una planta con el ASM1, uno de los objetivos es establecer el modelo hidráulico, la eficiencia del proceso se relaciona con la hidráulica del reactor. La definición de la estructura del modelo hidrodinámico es parte integrante en la mayoría de los protocolos de calibración. Calibración del sedimentador. La limitación en el diseño del clarificador final ya no es la carga hidráulica superficial, sino la capacidad de espesamiento. La teoría del flujo de sólidos establece criterios de carga de sólidos a la que la unidad está sometida.3 La calibración consiste en igualar los SST del efluente con el modelo. proceso, será necesario calibrar el modelo con los datos del influente y lodo de la misma planta (WERF 2003). Justificación Cada planta es única, para calibrarla se necesita conocer el patrón de fraccionamiento (DQO y nitrógeno) y la cinética de producción del lodo, así como la hidráulica del reactor. Los métodos de caracterización originales del ASM11 son complejos y lentos, lo que podría convertirse en un obstáculo para la utilización masiva de la modelación en países de América Latina y del Caribe; por lo que la adopción y validación de métodos más simples como el de la STOWA (Fundación Holandesa de Investigación Aplicada en Agua) serían beneficiosos.7 Objetivo Estado de arte Actualmente se dispone de varios modelos de lodos activados desarrollados para describir la transformación y degradación de la materia orgánica. Los más populares se derivan de la familia de los modelos de la IWA,1 con el ASM1, ASM2, ASM2d y ASM3. El ASM1 y el ASM3 son capaces de simular la remoción de la DQO y del nitrógeno. El ASM1 ha sido y es extensamente utilizado por la comunidad científica y es considerado actualmente como el estado de arte, el ASM3 fue introducido posteriormente a fin de corregir defectos conceptuales de su predecesor, pero presenta complejidad en los métodos de fraccionamiento.4 El ASM2 y ASM2d describen la transformación del fósforo. La calibración es el procedimiento de adoptar un modelo capaz de describir la información procedente de una planta tratadora.5 Desviaciones de 5 a 20% en régimen estacionario y de 10 a 40% con condiciones dinámicas son frecuentes, aun con datos bien calibrados. Cuando se requiere la simulación para fines de optimización del El objetivo fue modelar el proceso de lodos activados de la Planta Noreste con el ASM1, para reproducir su comportamiento en cuanto a remoción de materia orgánica, nitrógeno y producción de lodo, con el fin de que el modelo sirva como herramienta de toma de decisiones en el futuro. Material y métodos La metodología utilizada consistió en la integración y puesta en práctica de diferentes estudios intermedios, incluyendo una secuencia específica de calibración con base en una serie de métodos y recomendaciones. Los estudios intermedios fueron: caracterización del influente y efluente para determinar las fracciones de la DQO y del nitrógeno, determinación de la hidrodinámica del reactor, caracterización del sedimentador y experimentos de respirometría. Incluyendo medición de flujos internos en diversas corrientes, tasas de consumo de oxígeno, perfiles de oxígeno disuelto OD, de nitrógeno (NH3, NO3) y de temperatura, entre otros. r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 47 �MODELACIÓN DEL PROCESO DE LODOS ACTIVADOS EN LA PLANTA Con respecto a la duración, algunos autores consideran 15 días,6 otros más sugieren diez,4 incluyen un fin de semana. Otros autores consideran entre tres y siete días.8 En el presente trabajo se ha considerado como adecuada una campaña de muestreo y análisis de siete días. Puntos de muestreo. Los puntos de muestreo y medición están indicados con números del 1 al 7 (figura 2, tabla I). Los parámetros se evaluaron a diario (con base en muestras compuestas proporcionales al flujo), además de un muestreo suplementario horario, para observar las variaciones horarias de caudales y caracterización del influente y efluente. Aunque las mediciones de flujo en los reactores A y VLR-A y canal de retorno A se iniciaron a las 12 pm del 03-dic-06, a las 11 am del 05-dic-06; se seleccionó el punto 6 (inf luente a sedimentador), para evaluar la eficiencia del clarificador. DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES NORESTE, APODACA, N.L. guración actual, luego de la segunda ampliación a 1,250 LPS. Los datos son los requeridos para el modelo Influent Advisor del GPS-X. Aunque Monterrey se caracteriza por tener un clima cálido y seco; la campaña fue proyectada a finales de 2005 para estar en el periodo de estiaje. Los parámetros analizados fueron pH, sólidos suspendidos totales (SST), sólidos suspendidos volátiles (SSV9, demanda química de oxígeno (DQO)), demanda bioquímica de oxígeno DBO5, nitrógeno amoniacal NH 3, nitrógeno total Kjeldall NTK y fósforo total Ptot, según programa de muestreo oficial, cuya frecuencia es de tres veces a la semana, basado en muestras compuestas proporcionales al flujo. Filtración de muestras. Se presenta en la tabla II (resumen) la caracterización del influente y efluente incluyendo compuestos de carbono y nitrógeno, crudo y filtraciones a 0.45 y 0.1 mm. Tabla II. Influente y efluente (promedio), g/m3. Tabla I. Identificación de los puntos de muestreo. ln fl uente (vertedor del desarenador nuevo) Eflu ente sin clorar (regist ro de ecundario 3) Retomo de lodo (cana l de retorno de lodos) Drenados de lodos (registro del flotador de lodos) Reactor (al fin al RB y en u iete ce lda ) ln fl uente a sed imentador (entrada a ecundario C) Purga de lodos (succ ión de la bomba 630-8) . l. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1 1 ey....,. ~---~ 1 VI.R S 1 z::~'°I ·- ' 1 1 Retomo O. 1 -· 1 1 1 :l__ sr- ____________y ____ y - Fig. 2. Diagrama de flujo con los puntos de muestreo. Campaña de muestreo y análisis Según recomendación de WERF,6 se tomaron en cuenta datos de 2005, debido a que la planta bajo estudio opera desde noviembre 2004 en su confi48 lnfucnte crudo In fuente 0.45 ,1111 lnfücntc 0. 1 ,,m Eílueme total Efl uente 0.45 ¡1111 Efluente 0.1 ,un T 260.7 22.7 DQO 580.4 127.1 103.1 71.2 31.2 27.8 DBOS 237.2 TK 47.3 32.3 15.4 29.4 27.6 25.8 23.3 Nl-13 26.7 25.4 23.6 17.9 Los datos rutinarios y los de campaña necesitan ser evaluados y depurados antes de ser utilizados en la calibración. El control de calidad inicia con la verificación de los métodos, inspección de puntos de muestreo, análisis de tendencias y estimación de algunas relaciones básicas que permitan detectar errores, como DBO5/DQO, NTK/ DQO, SSV/SST y Ptot/DQO en el influente, y DQO/SSV y SSV/SST en el licor mezclado. Perfiles en reactores. La corriente 5 corresponde a mediciones en el reactor, como perfiles de OD, de temperatura y de NH3 y NO3. La planta bajo estudio cuenta con dos reactores centrales divididos en siete celdas (tipo pistón), para 500 LPS c/u, más dos reactores laterales de 125 LPS c/u. Los niveles de OD y temperatura serán impuestos en CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �JIMMY LUIS LOAIZA NAVÍA, CHEIKH FALL el modelo como dato de entrada, mientras que los perfiles de NH3, NO3 y rO2 servirán potencialmente en los ajustes del modelo. Fraccionamiento del substrato Para el fraccionamiento, se realizó una recopilación y análisis de datos de rutina, para caracterizar el influente y el efluente (compuestos de carbono y nitrógeno, totales y solubles), y así determinar el fraccionamiento, según nomenclatura del ASM1 (SS, XS, Si, Xi, SNH y SND) con el protocolo de caracterización de la STOWA, y posteriormente compararlos con el modelo Influent Advisor, para cargar (imput) en el programa GPSX. En la tabla III se presenta el resumen del fraccionamiento de la DQO, según el protocolo de la STOWA. Fraccionamiento del nitrógeno. Con los coeficientes y las fracciones obtenidas de DQO, se estiman las fracciones de nitrógeno7 (Ver tabla IV). Ss X X; DQO itrógeno 25. 12 78.09 3 18.25 159.1 SN11 S D XNn $ ¡,¡; X N; NO 26.96 1.78 16.83 0.25 4.77 <0.096 Parámetros cinéticos y estequiométricos. Uno de los objetivos del presente trabajo fue la estimación de coeficientes cinéticos y estequiométricos, según metodologías sugeridas por Spanjers et al.9 y WERF.6 Entre los coeficientes a estimar se incluye: YH (Rendimiento heterótrofio, g células (DQO)/g DQO oxidado), µH (tasa máxima específica de crecimiento heterótrofo, d-1) y bH (tasa de decaimiento de heterótrofo, d-1). La metodología para los experimentos de respirometría en la estimación de mH y bH fue según lo indicado anteriormente. Según Vanrolleghem et al.,10 es importante determinar YH con precisión, ya que influye en la CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 Tabla IV. Resumen de los coeficientes. Coeficieme Y11 Tcmp 0.6434 20.00 24.00 28.00 32.00 Tabla III. Fracciones de DQO y N (STOWA), g/m3. s, estimación de rO2 y en la producción total de lodo. Se puede determinar YH a partir de la pendiente al graficar DQOCel vs DQOSol. El valor promedio que se obtuvo para YH es 0.6434, que es próximo al reportado por Hanze et al.1 de 0.67. Con respecto de la tasa de decaimiento heterótrofo, bH, se siguió la metodología del ASM1 considerando el concepto de muerte-regeneración, para lo cual se requieren conocer los parámetros estequiométricos YH y fp, se consideró YH = 0.6434 (obtenido en la campaña) y fp = 0.08.1 En cuanto a la tasa máxima de crecimiento heterótrofo, µH, se utilizó la metodología basada en la respirometría considerando substrato sedimentado con una pequeña siembra de lodo, a fin de tener condición ilimitada de substrato para así obtener la máxima tasa de crecimiento a diferentes temperaturas. b,, 0.7443 0.9872 1.7172 2. 1319 p,, 5.5983 6.0376 10.3341 12.9158 En la tabla IV se presenta un resumen de resultados obtenidos en las pruebas cinéticas, los cuales podrán ser considerados o no como datos iniciales para la calibración en estado estacionario, lo anterior debido a que en algunas corridas de bH se tuvieron algunos problemas con las sondas de OD. Calibración hidráulica del sedimentador Calibración hidráulica. Otro requisito del procedimiento de calibración fue conocer la hidráulica de los reactores, por lo que se llevó inicialmente una presimulación para diseñar las pruebas de trazador con Rhodamina. Los datos se procesaron y analizaron con un enfoque innovador con base en el empleo de un simulador comercial (Aquasim). La respuesta presimulada responde a 49 �MODELACIÓN DEL PROCESO DE LODOS ACTIVADOS EN LA PLANTA lo esperado teóricamente al final de una serie de tanques de mezcla completa. Se ajustó el volumen a inyectar (masa) del trazador (tinte) comercial hasta obtener, como se buscaba, una concentración máxima residual que no exceda de 100 mg/m3 en la última celda del reactor y 10 mg/m3 en el río. El volumen de Rhodamina comercial a ser inyectado se fijó en seis litros (mezcla con concentración nominal de 20% de ingrediente activo), las concentraciones máximas del tinte llegaron a 76 mg/m3 a la salida del reactor central y 7 mg/m3 al punto de la descarga al río. Basado en el comportamiento simulado del trazador, se tomó la decisión de extender la prueba a 20 horas, que representa más de tres veces el tiempo de detención (cinco horas). De manera similar, se decidió fijar la frecuencia de muestreo: 30 minutos durante la primera hora, 15 durante las siguientes diez horas, y cada hora durante el tiempo restante. Esta metodología permitió establecer que el reactor central, diseñado como flujo pistón (siete celdas), se representa mejor por un modelo virtual de cinco tanques de mezcla completa en serie, el primero (anóxico) de 2,180 m3 y cuatro (aerados) de 3,912.5 m3. Con las pruebas de trazador, se mostró que el reactor lateral es mejor representado por un arreglo virtual de tres tanques en serie (uno de 3040 m3 que describe al VLR y dos de 800 m3 que describen al tanque de burbuja fina, más una pequeña recirculación interna de 262 m3/d). Calibración del sedimentador. En cuanto a la calibración del sedimentador secundario, los tres modelos más utilizados que relacionan la concentración X con la velocidad zonal de sedimentación vS, son los modelos de Vesilind, Cho y Takaks. Los primeros llevan dos y el tercero tres constantes a determinar. Vanderhasselt y Vanrolleghem anticipan problemas de dependencia entre los parámetros; por lo que no es suficiente determinar sus constantes, hay que evaluar su identificabilidad. Se utilizó una analogía con un proceso de primer orden un simulador comercial DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES NORESTE, APODACA, N.L. para determinar las constantes y posteriormente evaluar la identificabilidad. El estudio permitió hallar los parámetros para el modelo de Vesilind (v0 11.5 m/h y n 0.38 m3/kg) a partir de las pruebas de sedimentación en columna, y comprobar, vía Aquasim, que son identificables de forma única. Estos datos se transfirieron luego al programa de calibración del modelo biológico. Calibración del modelo biológico Finalmente, para la calibración del modelo biológico se utilizó el programa GPS-X; la base de datos fue carbón-nitrógeno (cnlib;, el modelo biológico fue ASM1 y la opción de modelo de influente fue “CODfractions” (mismo que se evaluó previamente con “Influent Advisor”). Se desarrolló y aplicó un procedimiento de calibración, que junto a las etapas previas de caracterizaciones del influente, de hidráulica y sedimentación, consistió en las siguientes fases: fase cero (estimación de Si con base a DBO y DQO del efluente), fase 1 (transferencia de parámetros de fraccionamiento en simulador), fase 2 (ajuste volumen de purga QWAS), fase 3 (terminación de la calibración del sedimentador), fase 4 (calibración en estado estacionario). Fase cero. La relación DBO5/DQO se puede obtener a partir de datos de campaña (DBO5 15.43 y DQO 71.23 g/m3), según los datos, la DBO5 del efluente ha tenido en promedio histórico 6 g/m3, comparado con los 15 g/m3 (relativamente alto), esta incertidumbre pudo haber sido causada durante la campaña. Se consideró más prudente basar los cálculos en la DBO5 de rutina del efluente, por lo cual la relación DBO5/ DQO a usar será (6/71.23 ≈ 0.1). Según el protocolo de la STOWA, el valor del rendimiento heterótrofo (YH), basado en DBO, se estima en 0.2, por lo que SS en el efluente puede ser estimada. La DQO soluble promedio del efluente (filtrado a 0.45 mm) fue 31.23 g/m3, por lo que Si sería 22.22 g/m3. Cabe mencionar que el Influent Advisor relaciona las fracciones solubles con fil- m- ____________________ 50 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �JIMMY LUIS LOAIZA NAVÍA, CHEIKH FALL traciones a 0.45 mm. Los valores de Si y frsi (fracción inerte DQO soluble) se requieren como entrada en el modelo Influent Advisor del GPS-X. Fase 1. Se seleccionó la librería carbón-nitrógeno (CN), ASM1 como modelo biológico y “CODfractions” como modelo del influente. Los datos de entrada fueron DQO total, NTK y NH3 obtenidos en campaña. El coeficiente (frsi) ya fue definido. Las concentraciones de oxígeno disuelto (SO), nitritos y nitratos (SNO) se igualaron a 0. Se seleccionaron por defecto las fracciones consideradas de nutrientes. Los coeficientes estequiométricos requeridos se determinaron con los datos de la campaña, a excepción de frxs (XS/XS+Xi), definido por iteración, buscando coincidir la DBO5 medida del influente (237.24 g/m3) con el valor calculado por el Influent Advisor, dando un valor para frxs (fracción particulada del substrato) de 0.53. En promedio, las fracciones SS, XS, Si y Xi, con respecto a la DQO total del influente, fueron, respectivamente, 17, 41, 5 y 37% con el método incluido en el GPS-X, contra 13, 56, 4, y 27% con base en el método STOWA. Esto mostró que los dos métodos no son equivalentes. Para mantener la coherencia en el estudio, se optó seguir el trabajo con los resultados del “Influent-Advisor de GPS-X”. Fase 2. Fue necesario determinar en forma confiable el caudal de purga, ya que de él depende el tiempo de retención de sólidos (SRT). La experiencia ha mostrado que este flujo es frecuentemente sospechoso y debe ser verificado. Durante la campaña la purga se efectuó sólo de los secundarios A y B. Cabe mencionar que no se disponía de medición confiable en la purga, ya que sólo hay medición en la línea que va al flotador. Por tanto, es importante, para la presente modelación, determinar el caudal de purga, del cual dependen la edad del lodo y el tiempo de retención de sólidos. Durante las pruebas de trazador se consideró, en primera instancia, un caudal de purga de 3,250 m3/d. Afortunadamente, la característica soluble del trazado, hizo que el valor inexacto (flujo) de purga en esa etapa no repercutiera en la calibración hidráulica, ya que sólo importa la cantidad total de trazador que sale de la planta, sin importar si éste sale por el vertedor o por la purga. Para la calibración del modelo biológico fue importante fijar QWAS con exactitud, éste se determinó a través del balance de masa de sólidos suspendidos inorgánicos (ISS = SST - SSV), entorno del tanque de lodos activados (WERF, 2003). Una manera de hacer este balance es usar el GPS-X y buscar que coincida el ISS medido en el reactor con el ISS que predice el simulador. Fase 3. Se usó un diagrama de flujo simplificado, reducido a influente y sedimentador. En esta fase, el “influente” fue modelado como “sludge”, por lo que sólo se requiere introducir la concentración de sólidos suspendidos totales (2,946 g/m3), flujo de 88,642 m3/d (influente + lodo de retorno) y la purga QWAS con 2,400 m3/d. Dos de los parámetros del modelo de Takaks (vSo y rh) son equivalentes a los parámetros vS y n de Vesilind, que fueron hallados durante la prueba de sedimentación, éstos fueron: v0 = 11.5 m/h y n = 0.38 m3/kg, o bien 276 m/d y 0.00038 m3/g. También hay otros parámetros obtenidos con los datos de campaña como la fracción no sedimentable (0.0024) y el parámetro de sedimentación interferida (0.00038 m3/gTSS). Los valores de SST en estado estacionario (por defecto) fueron los siguientes: efluente 17.77 g/ m3 y lodo de retorno 6,430.56 g/m3. Estos valores son más bajos que los medidos en campaña, por lo que se planteó un nuevo escenario (A). Se ajustó el valor del parámetro de sedimentación en zona floculenta a 0.00195 m3/gTSS, y con esto se predijo bien SST del efluente (22.42 g/m3) y lodo de retorno (7,080 g/m3). Los valores obtenidos en la campaña fueron 22.65 y 6,978.57 g/m3, respectivamente. Si el caudal del influente (rutina) se considera ahora confiable, los flujos que serían sospechosos son la purga QWAS y el retorno QRAS, por lo que el primero fue rebajado a 2,200 m3/d, y el segundo se cambió a 32,000 m3/d y, por lo tanto, “influente” en el escenario A quedó en 82,565 m3/d. La tabla V muestra que la dife- r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 51 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �MODELACIÓN DEL PROCESO DE LODOS ACTIVADOS EN LA PLANTA DE rencia entre el flujo de retorno medido en la campaña (38,075 m3/d) y el valor calibrado (32,000 m3/d), es de 16%, valor que se aprecia aceptable, si se consideran los niveles de precisión que se alcanzan en plantas de igual tamaño.5 Fase 4. Para esta fase se requiere un diagrama de flujo más acorde para el lado B de la planta (figura 3), que incluya la hidrodinámica de reactores, la calibración del sedimentador, así como los flujos y concentraciones ajustados previamente. Una síntesis de esta fase en estado estacionario se presenta en la tabla V, en la cual se muestran dos columnas, una con datos iniciales y otra lnílado B VLR-B Clarificador TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES NORESTE, APODACA, N.L. con los ajustes realizados con las observaciones. Los parámetros ajustados fueron: QWAS y QRAS para cerrar el balance en el reactor, rfloc (parámetro de sedimentación en el GPS-X) para reproducir la eficiencia de sedimentador, frsi (fracción de la DQO inerte soluble), para reproducir bien la DQO del efluente, bH y frxs (coeficiente de decaimiento y la fracción de la DQO particulada lentamente biodegradable) para reproducir las características de lodo (SST y DQO del licor mezclado y retorno de lodos), mA (coeficiente de crecimiento autótrofo) para ajustar NH 3 en el efluente. Los otros parámetros se quedaron en sus valores iniciales por defecto. La tabla VI presenta los valores de la campaña y los del modelo, observándose correspondencia entre el modelo y los datos medidos. Conclusiones a) El modelo calibrado fue capaz de describir de forma adecuada la calidad del efluente (carbo- Fig.3. Esquema para la calibración del lado B. Tabla V. Síntesis de parámetros ajustados en estado estacionario. hem Caudal de purga Caudal de retomo Vcl máx sedim (Vesilind) Scdim zona interferida edimentaci6n zona íloc Fracc no sedimentablc Máxima conc no sedim Alternativa con IVL frxs b11 frsi ,,A.,., (reactores) Objet ivo ajuste de ISS (P6) cierre balance cali brar sedim SST ~n eíluentc (P2) S Ten efluente (P2) ST en efluente (P2) SST en efluente (P2) calibrar edim ST en licor (1'6) Ten licor (1'6) ajuste DQO eff 11 1 efluente (1'2) Ini cio 1.625 38.075 276 0.00038 0.00250 0.00240 30 150 0.53 0.62 0.22 0.80 Fin al 2,200 32 ,000 276 0.00038 0.00195 0.00240 30 105 Campaña Unidad gN/m 3 gN/m 3 gN/m 3 glm' gDQO/m 3 gDQO/m 3 gDQO/m 3 glm 3 g/m 3 glm 3 gDQO/m 3 g/m 3 glm3 gDQO/m 3 Unidad 111 1/d Ob ajustado ajustado medido nocam. ajustado 111 3/d m/d m1/gTSS rn'/gTS nocam. nocam. medido ajustado ajustado ajustado asumido gTSS/m1 mUg 0.40 0.20 0.32 0.40 cl-1 d- 1 Tabla VI. Comparación entre el modelo y la campaña. Ítem Efluente Licor mezclado Lodo de retorno y purga Parámetro NTK total NTK soluble SNH SST DQO total DQO (045 Dm) DBO, SSLM SSVLM ISS DQO total SST ssv DQO total 52 Corriente P2 P2 P2 P2 P2 P2 P2 P6 P6 P6 P6 P3 P3 P3 Modelo 23.10 20.70 21. 0 0 22.5 0 69.12 28.30 6.50 2,961.00 2,416.00 545 0 0 3,700.00 7,117.00 8,854.00 27.60 22.1 O 23.60 22.60 71.20 31.20 15.00 2,946.00 2,460.00 549 00 3,756.00 6,978.0 0 5,878.00 9,021.0 0 Obs 1 ' •Juste de frsi de 0.218 a 0 .32 1 DBO histórica es 6 g/m 3 Re es 548, prom global 486 referido al cárcamo de ret. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �JIMMY LUIS LOAIZA NAVÍA, CHEIKH FALL no y nitrógeno) y la producción del lodo, en especial en estado estacionario. Por lo que se considera exitosa la secuencia de calibración desarrollada y puesta en práctica b) El reactor central, diseñado y construido como tipo pistón (siete celdas), se representa mejor por cinco tanques virtuales de mezcla completa en serie, uno (anóxico) de 2,180 m3 y cuatro (aerados) de 3,912.5 m3, y el reactor lateral se representó mejor por un arreglo de tres tanques en serie, uno de 3040 m3 (VLR) y dos de 800 m3 (burbuja fina), más una pequeña recirculación interna de 262 m3/h. c) En cuanto a la modelación del sedimentador secundario, el estudio permitió encontrar los parámetros del modelo de Vesilind (v0 = 11.5 m/h y n = 0.38 m3/kg), y probar que son identificables de forma única, mismos que junto a los índices medidos (70<IVL<105 y SSF, SSD, SSE ≈ 10 g/ m3), mostraron que el licor mezclado de la planta está bien floculado y debiera sedimentar en cualquier clarificador bien operado. d) Al no haber antecedentes de un trabajo de similar alcance en la república mexicana, esta investigación representa una contribución al esfuerzo internacional en la estandardización de los procedimientos de calibración del ASM1. fuerzo internacional de estandarización de los procedimientos de calibración del ASM1. Palabras clave: Modelación, ASM1, Lodos activados. Abstract For the purpose of modeling and simulation of the activated sludge process in Noreste WWTP with ASM1, a procedure of calibration was developed and applied with GPS-X program, along with previous stages of influent characterization, hydrodynamics of reactors, clarifier calibration, respirometry experiments, etc. The calibrated model was capable of describing adequately the effluent quality (carbon and nitrogen) and the sludge production, especially in the steady state. For this reason, the sequence of the developed calibration is considered to be successful. Having displayed these procedures in this project represents an important contribution to the international effort of standardization of the procedures of calibration of the ASM1. Keywords: Modeling, ASM1, Activated sludge. Referencias Resumen Para la modelación y simulación del proceso de lodos activados en la Planta Noreste con el ASM1, se desarrolló y aplicó un procedimiento de calibración con ayuda del programa GPS-X, junto a etapas previas de caracterización del influente, hidrodinámica de los reactores, calibración del sedimentador, experimentos de respirometría, entre otras. El modelo calibrado describió de forma adecuada la calidad del efluente (carbono y nitrógeno) y la producción del lodo, especialmente en estado estacionario. Por esta razón, se considera exitosa la secuencia de la calibración desarrollada, y su puesta en práctica en el proyecto, la cual representa, además, una contribución al es- 1. Henze M., Gujer W., Mino T. and Van Loosdrecht M.V. (2002) Activated sludge models ASM1, ASM2, ASM2d and ASM3, IWA Publishing, London, UK, 130 p. 2. Fall Cheikh, Díaz-Delgado Carlos y Chávez Romero Rafael (2006). Modelación matemática de plantas de tratamiento de lodos activados. Revista Técnica de Medio Ambiente RETEMA, España, Vol. 110, pp. 32-47. 3. Metclaf & Eddy, Inc., Tchobanoglous G., Burton F. and Stensel D. "Wastewater Engineering: Treatment, Disposal & Reuse", Mc Graw Hill, 4rd edition, 2003. 4. Langergraber G., Reijer L., Winkler S., Alex J., Weise J., O.C. Ahnert, Simon J. and r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 53 �MODELACIÓN DEL PROCESO DE LODOS ACTIVADOS EN LA PLANTA Maurer M. (2004), A guideline for simulation studies of wastewater treatment plants. Water Science & Technology, Vol. 50 (7), pp. 131138. 5. Petersen B., Gernaey K., Henze M. and Vanrolleghem P.A. (2002). Evaluation of an ASM1 model calibration procedure on a municipal-industrial WWTP, Journal Hydroinformatics IWA 4, pp. 15-38. 6. WERF (2003), Methods for wastewater characterization in activated sludge modelling, Water Environment Research Federation (WERF), Alexandria, VA, WERF publication N° 9 WWF3, pp. 596, 1ª Ed. 7. Roeleveld P.J. and Van Loosdretch M.C.M. (2002) Experience with guidelines for wastewater characterization in The Netherlands, Water Science & Technology, vol 45 (6), pp. 77-87. DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES NORESTE, APODACA, N.L. 8. Hulsbeek J.J.W., Roeleveld P.J. and Van Loosdretch M.C.M. (2002) A Practical Protocol for Dynamic Modelling of Activated Sludge Systems, Water Science & Technology, vol 45 (6), pp. 127-136. 9. Spangers H., Takaks I. and Brouwer H. (1999) Direct Parameter Extraction from Respirograms for Wastewater and Biomass Characterization. Water Science & Technology, Vol. 39 (4), pp. 137-145. 10. Vanrolleghem P.A., Spangers H, Petersen B, Ginestet P. and Takaks I. (1999) Estimating Activated Sludge Model No 1, Parameters and Components by Respirometry. Water Science & Technology, Vol. 39 (1), pp. 195-214. Recibido: 25 de noviembre de 2008 Aceptado: 3 de agosto de 2009 m- ____________________ 54 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �Efec tividad turístic a en la div ersidad ectto de la ac actividad turística diversidad y estr uc tur a del b osque de galería estruc uctur tura bosque en el nor est e de Méxic o norest este México PAMELA ANABEL CANIZALES VELÁZQUEZ*, GLAFIRO JOSÉ ALANÍS FLORES*, SUSANA FAVELA LARA*, MANUEL TORRES MORALES*, EDUARDO ALANÍS RODRÍGUEZ**, JAVIER JIMÉNEZ PÉREZ***, HERNALDO PADILLA RANGEL*** L os ríos han constituido, a lo largo de la historia, focos preferenciales de concentración de poblaciones, como consecuencia las comunidades que se desarrollan en las márgenes de los cauces de los ríos, arroyos y canales conocidos como bosques de galería1 han sido sometidas a una intensa presión antropogénica; debido a lo anterior y a su relevancia ecológica, éstos han sido ampliamente estudiados en diversas partes del mundo.2,4-6 Asimismo, el cambio de uso de suelo tiene un gran impacto en la diversidad de los ecosistemas,7 actualmente los bosques de galería en todo el mundo son cada vez más amenazados por esta condición y por la expansión urbana.5,7 Las zonas riparias son utilizadas en gran manera para la práctica de actividades antropogénicas, como agricultura8 (eliminación de vegetación para implantación de cultivos, contaminación de aguas con productos fitosanitarios, etc.), ganadería, minería,5 industria, transporte,2 actividades recreativas,5,8-10 comunicación y urbanización1, que en conjunto han causado la alteración o degradación de muchos ecosistemas riparios,1 además de factores ambientales como el clima, la hidrología y la estructura de las cuencas riparias que pue- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 den afectar la estructura de la población y conservación de las especies riparias dominantes.11 El presente estudio se llevó a cabo en el Río Ramos, en el noreste de México, en los municipios de Allende y Montemorelos, Nuevo León; dicho sistema hidrológico representa uno de los de mayor importancia en el centro del estado por su cercanía al área metropolitana de Monterrey, una de las ciudades más pobladas y económicamente importantes de México.12 Debido a la importancia escénica de los ríos y al papel fundamental que en términos ecológicos, hidrológicos y de biodiversidad desempeñan los bosques de galería, es fundamental proteger dichos ecosistemas y determinar las condiciones que presentan las comunidades vegetales, ya que en ellos se desarrollan especies que poseen un gran valor ecológico.13 Además, los corredores forestales a menudo son considerados el principal instrumento mediante el cual se atenúan los efectos de la pérdida y fragmentación del hábitat.14 En México, *Facultad de Ciencias Biológicas, UANL. **Parque Ecológico Chipinque, A.C. ***Facultad de Ciencias Forestales, UANL 55 �EFECTO DE LA ACTIVIDAD TURÍSTICA EN LA DIVERSIDAD Y ESTRUCTURA DEL BOSQUE DE GALERÍA EN EL NORESTE DE las especies que se ubican directamente en cauces de ríos y sistemas hidrológicos con flujo perenne son el sabino o ahuehuete (Taxodium mucronatum), especie longeva y de alta sensibilidad a disturbios ecológicos y climáticos,15 el álamo de río (Platanus spp.), el alamillo (Populus spp.) y el sauce (Salix spp.), entre otras especies arbóreas.16 El análisis estructural y la caracterización de ecosistemas forestales contribuyen a implementar medidas de conservación y de restauración para áreas con diferentes grados de perturbación.17,18 La hipótesis fue que las actividades turísticas modifican la diversidad, riqueza y estructura vertical del estrato arbóreo del bosque de galería en el noreste de México. Los objetivos del presente estudio fueron: 1) evaluar la riqueza de especies arbóreas del bosque de galería en tres áreas con diferente impacto turístico, 2) estimar la diversidad α (alfa) y ß (beta), 3) evaluar la estructura vertical (la disposición de las plantas de acuerdo a sus formas de vida en los diferentes estratos de la comunidad). MÉXICO al N-NE, hasta su desembocadura en el Río San Juan. El cauce principal del Río Ramos de manera general se origina a 800 msnm en la Sierra Madre Oriental, y vierte sus aguas al Río San Juan a los 300 msnm.19 NUEVO LEÓN Fig. 1. Localización del área de estudio. Materiales y métodos El Río Ramos pertenece a la cuenca Río BravoSan Juan, que forma parte de la región hidrológica Río Bravo; se ubica en dos regiones fisiográficas del estado de Nuevo León, la Provincia de la Sierra Madre Oriental y la Provincia de la Llanura Costera del Golfo Norte, y nace en la Sierra Madre Oriental; sus aguas fluyen sobre la Llanura Costera del Golfo, cubren una superficie de 96, 293 ha. Su origen se ubica en el parteaguas de la Sierra Mauricio, donde se generan dos corrientes: la de Lagunillas, de carácter permanente, que fluye por el Cañón de las Adjuntas en dirección SE, y una corriente intermitente que fluye por el Cañón de Corral de Piedra en dirección SE. Ambas corrientes se unen en el punto conocido como Las Adjuntas, y de ahí se dirigen al SE, ya con el nombre de éste. Considerando el cauce principal de éste, desde Las Adjuntas, recorre 87,9 Km hasta el poblado El Porvenir y luego se dirige 56 Para cumplir los objetivos planteados se seleccionaron tres áreas con diferentes características ecológicas. Cada área presentó diferentes grados de afectación por las actividades turísticas, de acuerdo a la clasificación de Suzán,11 se establecieron cuatro sitios de muestreo de 250 m2 en cada área, con una equidistancia de 10 m en las cuales se midieron todos los individuos con un diámetro normal (d1.30 m) > 5 cm, y las variables dasométricas evaluadas fueron: la especie, la altura total (h) y el diámetro (d1.30m). Los criterios utilizados para determinar el grado de afectación de cada área por las actividades turísticas fue una modificación de Suzán:11 1) existencia de vegetación herbácea ribereña, 2) que la ribera del río esté relativamente inalterada, 3) presencia de especies arbóreas de diferentes clases diamétricas, 4) ausencia de modificaciones o alteraciones para fines agrícolas o ganaderos, 5) ausencia de contaminación en las riberas del río y agua (evidencia CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �PAMELA A. CANIZALES, GLAFIRO J. ALANÍS, SUSANA FAVELA, MANUEL TORRES M., EDUARDO ALANÍS, JAVIER JIMÉNEZ, HERNALDO PADILLA de basura, fogatas, deposición fecal humana, así como otros tipos de residuos). Si todas las características se encontraban presentes en el área, se consideró como “Muy buena”; si presentaron de tres a cuatro características, se consideró “Media”; y si sólo presentó de 1 a 2 fue considerada “Preocupante”. Mediante el análisis de la información se derivaron parámetros estructurales de la vegetación como: abundancia relativa (Ai), frecuencia relativa (Fi), área basal (G), dominancia relativa (Di) e índice de valor de importancia (IVI).20-22 Los cuales se estimaron mediante las siguientes ecuaciones matemáticas: La abundancia relativa se obtuvo mediante la fórmula (1): Ai = n * 100 (1) N g * 100 (2) G N G = ∑ gi … I .V .I . = Ai + Di + Fi (5) Donde Ai es la abundancia relativa, Di es la dominancia relativa y Fi la frecuencia relativa. Para estimar la diversidad α se utilizó el índice de Shannon y Wiener23 y el índice de dominancia de Simpson.24 La riqueza de especies se evaluó mediante los índices de Margalef 25 y Menhinick.26 El índice de Shannon y Wiener se estimó mediante la ecuación (6): S Donde Ai es la abundancia relativa de la especie i con respecto a la abundancia total, n es el número de individuos de la especie i, y N el número total de individuos. La dominancia relativa se obtuvo mediante la ecuación (2): Di = Donde Fi es la frecuencia relativa de la especie i con respecto a la frecuencia total; m la frecuencia de la especies i en los sitios de muestreo, y M el número total de sitios de muestreo. El índice de valor de importancia se obtuvo para cada especie, mediante la ecuación (5): (3) i =1 Donde Di es la dominancia relativa de la especie i, con respecto a la dominancia total, g es el área basal de la especie i, y G ecuación (3) es el área basal total. La frecuencia relativa se obtuvo mediante la fórmula (4). m Fi = * 100 (4) M CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 (6) H ′ = − ∑ pi * ln( pi ) i =1 Donde S es el número de especies presentes, ln es logaritmo natural y pi es la proporción de las especies. pi=ni/N; donde ni es el número de individuos de la especie i, y dividido entre N que es el número total de individuos. El índice de Simpson se estimó mediante la ecuación (7): λ = ∑ pi 2 (7) Donde pi es la proporción de la especie i. Además se estimaron los índices de Equitatividad24 y Complemento de Simpson24. El índice de Equitatividad se estimó mediante la ecuación (8): E= H' ln S (8) 57 �EFECTO DE LA ACTIVIDAD TURÍSTICA EN LA DIVERSIDAD Y ESTRUCTURA DEL BOSQUE DE GALERÍA EN EL NORESTE DE Donde: H´= índice de diversidad de Shannon, LnS= logaritmo del número de especies (S>1), el Complemento de Simpson mediante la ecuación (9): 1 − λ = 1 − ∑ pi 2 (9) Donde el resultado varía de 0 a 1 (donde 1 denota mayor diversidad). El índice de diversidad de Margalef se estimó con la ecuación (10): Da = ( s − 1) LogN (10) Db = S (11) pij = nij / N 2∑ (ani * bn j ) (da + db)aN * bN t = (H '1 − H ' 2 ) (var H '1 + var H ' 2 ) (12) g.l. = 2 − (∑ pi ln pi ) 2 (var H '1 + var H ' 2 ) 2 2 N1 ] + [(var H ' 2 ) 1 [(var H ' ) ] N + (S − 1) 2 N 2 N2 2 ] (13) 58 (14) Donde S es el número de especies presentes; Z el número de zonas de altura y pij (13) la proporción de especies en cada zona de altura, nij es el número de individuos de la misma especie (i) en la zona (j), y N el número total de individuos. Parámetros ecológicos 1/ 2 [∑ pi(ln pi ) (14) Resultados y discusión Donde ani es el número de individuos de la iésima especie en el sitio A, bnj es el número de individuos de la j-ésima especie en el sitio B. Para determinar las diferencias significativas entre sitios en la diversidad de especies se utilizó la prueba de t de Hutchenson.24,27 Dicha prueba se estimó mediante la ecuación (13): var H ' = Z i =1 j =1 s N Donde s es el número de especies y N el número total de individuos. La diversidad β se estimó mediante la similitud entre las áreas evaluadas y se determinó por medio del índice cuantitativo de Morisita-Horn21 con la ecuación (12): I MH = Donde H’1 es la diversidad del sitio 1 y H’2 es la diversidad del sitio 2; varH’1 es la varianza de la diversidad calculada para el sitio 1, y varH’2 es la varianza de la diversidad calculada para el sitio 2; g.l. son los grados de libertad que se debe de utilizar para obtener el valor de t calculada (tc). De acuerdo a Pretzsch,28 se interpretó la distribución de las especies en tres diferentes zonas de altura: zona I: 80%-100% de la altura máxima de la población, zona II: 50%-80%, zona III: 050%. Posteriormente se calculó el índice de distribución vertical de especies (A), el cual cuantifica la diversidad de especies y su ocupación en el espacio vertical en la población.18 El índice de distribución vertical se calculó de acuerdo a la fórmula: A = − ∑ ∑ p ij ⋅ ln ( p ij ) y el de Menhinick con la fórmula (11): MÉXICO La tabla I muestra los valores absolutos y relativos de abundancia (N/ha), dominancia (m2/ha), frecuencia y valor de importancia de las especies arbóreas. El área denominada “Muy Buena” presenta la mayor abundancia (970 N/ha) y los parámetros ecológicos muestran que las especies Taxodium mucronatum y Platanus occidentalis son las más abundantes con 50, 52% y 48,45%, respectivamente y de mayor valor ecológico con un IVI >104%. La especie de menor valor ecológico en el área “Muy Buena” es Juglans mollis (12,21%). Por otra parte, en las áreas “Media” y “Preocupante” Taxodium mucronatum es la especie más CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �PAMELA A. CANIZALES, GLAFIRO J. ALANÍS, SUSANA FAVELA, MANUEL TORRES M., EDUARDO ALANÍS, JAVIER JIMÉNEZ, HERNALDO PADILLA abundante y de mayor valor ecológico (>232%); las especies de menor importancia ecológica son Cephalanthus salicifolius (16,98%) y Prosopis glandulosa (20,35%), respectivamente. La especie más dominante en todas las áreas fue Taxodium mucronatum, debido a que presentó grandes dimensiones diamétricas, ya que son especies predominantes de estos ecosistemas.15,16 Tabla I. Parámetros ecológicos. Especie Taxodium mucronatum Juglans mollis Platanus occidentalis Total Taxodium mucronatum Psidium guajava Cephalanthus salicifolius Platanus occidentalis Total Taxodium mucronatum Populus tremuloides Prosopis glandulosa Total Abundancia Dominancia N/ha m2/ha Abs. Rel. Abs. Rel. Muy buena 490 50,52 97,43 88,77 10 1,03 0,08 0,07 470 48,45 12,25 11,16 970 100 109.76 100 Media 460 88,46 145,56 99,62 10 1,92 0,04 0,03 30 5,77 0,15 0,10 20 520 510 10 10 530 3,85 0,37 100 146,12 Preocupante 96,23 95,00 1,89 7,85 1,89 1,88 100 104,74 Frecuencia Rel. IVI 44,44 11,11 44,44 100 183,73 12,21 104,06 300 44,44 22,22 11,11 232,53 24,17 16,98 0,25 100 22,22 100 26,32 300 90,70 7,49 1,80 100 66,67 16,67 16,67 100 253,60 26,05 20,35 300 De acuerdo a los índices de Menhinick y Margalef, el área “Muy Buena” (Db =0,30 y Da =0,44) presentó la menor riqueza y el área “Media” (Db =0,55 y Da=0,76) la mayor riqueza; de acuerdo al índice de diversidad de Shannon, el área “Muy Buena” (H´= 0,74) fue la más diversa y el área Preocupante (H´= 0,18) la de menor diversidad. El índice de dominancia de Simpson muestra que el área Preocupante (λ= 0,93) se encuentra dominada por pocas especies y el área “Muy Buena” (λ= 0,49) presenta homogeneidad en el número de especies y dichas especies se presentan de manera equitativa o uniforme (E: 0,67), contrario a lo obtenido en el área Preocupante (E: 0,16) (tabla II). Diversidad beta (β) Mediante el índice de Morisita-Horn, se estimó la similaridad entre las áreas de muestreo y se Tabla II. Índices de diversidad. ÍNDICES Riqueza específica Menhinick Margalef Shannon Equitatividad Simpson Complemento de Simpson Muy Buena 3 ÁREA Media 4 Preocupante 3 0,30 0,44 0,74 0,67 0,49 0,51 0,55 0,76 0,47 0,34 0,79 0,21 0,41 0,50 0,18 0,16 0,93 0,07 obtuvo la mayor similitud para las áreas “Media” y “Preocupante” (IMH= 99,30%) y la menor para las áreas “Muy buena” y “Preocupante” (IMH= 68,62%) (tabla III) dicha influencia se debe a la alta sensibilidad del índice en la abundancia de la especie dominante.22 Esta información indica que existe diferencia entre las abundancias de las distintas especies en las áreas “Muy Buena” y “Preocupante”, las cuales disminuyen o aumentan de acuerdo a las condiciones ecológicas de la misma.11 Tabla III. Índice de Morisita-Horn para similitud/disimilitud entre áreas. ÍNDICE MORISITA-HORN (IMH) Preocupante Muy Buena ÁREA Media 68,62% 99,30% Media 72,86% Igualmente se analizó la similitud entre áreas mediante el índice de similitud de Bray & Curtis,29 el resultado se expresa por medio de un dendrograma (figura 2) y obtuvieron como resultado dos grupos donde las áreas Media y Preocupante presentan una alta similitud, mientras que el área Muy Buena se muestra diferente en relación a las otras dos. La prueba de t de Hutchenson determinó, de acuerdo a la diversidad de especies, que el área Media presenta igualdad, tanto con el área “Preocupante” como con el área “Muy Buena”; mientras que las áreas “Preocupante” y “Muy Buena” _____________________ 59 m] CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �EFECTO DE LA ACTIVIDAD TURÍSTICA EN LA DIVERSIDAD Y ESTRUCTURA DEL BOSQUE DE GALERÍA EN EL NORESTE DE MÉXICO Bray-Curt11 Cluste r Analysls (Slngle Link} , - - - - - Preocupante .__ _ _ _ Media .__ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Muy Buena 60, O, % Slmllarlty 100 Fig. 2. Dendrograma de similitud de Bray & Curtis. presentaron diferencia (tabla IV) e indicaron con ello que existe un disminución significativa en la diversidad de especies conforme aumentan las condiciones de disturbio en las áreas, mostrando que el área Media presenta un disturbio avanzado por la pérdida de diversidad biológica de tal manera que puede llegar a sitación “Preocupante” en poco tiempo si no se establecen programas de manejo y restauración. de especies; sin embargo el área “Preocupante” se encuentra constituida en su mayoría por la especie Taxodium mucronatum, lo que sugiere que existe una disminución en las clases menores de las especies arbóreas que conforman la comunidad de bosque de galería, ya que la mortalidad de plántulas aumenta en condiciones de hábitats perturbados,11 siendo esta área la más influida turísticamente (tabla V). Distribución vertical de especies Conclusión La distribución vertical de las especies muestra que el estrato III es el mejor representado en todas las áreas con alrededor del 50%, siendo el área “Muy Buena” la de mayor heterogeneidad Las diferentes actividades turísticas realizadas en las áreas muestreadas han revelado un efecto desfavorable en la estructura vertical y diversidad del estrato arbóreo del bosque de galería, ya que la diversidad arbórea disminuyó en áreas con mayor influencia turística. Además, presenta una disminución en la distribución vertical de especies en el estrato III, ya que existe mayor mortalidad de plántulas en áreas con mayor presencia turística y, por consiguiente, más perturbadas. Por lo anterior, se rechaza la hipótesis y se concluye que las actividades turísticas modifican la diversidad y estructura vertical del estrato arbóreo del bosque de galería en el noreste de México. Sin embargo, no se mostró efecto en la riqueza de espe- Tabla III. Índice de Morisita-Horn para similitud/disimilitud entre áreas. PRUEBA DE T DE HUTCHENSON Preocupante/ Media Preocupante/ Muy buena Medio/ Muy buena 60 G.L. TC TT 97.34 1.70 1.98 Igualdad 149.95 3.28 1.96 Diferencia 135.90 1.40 1.96 Igualdad CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �PAMELA A. CANIZALES, GLAFIRO J. ALANÍS, SUSANA FAVELA, MANUEL TORRES M., EDUARDO ALANÍS, JAVIER JIMÉNEZ, HERNALDO PADILLA Tabla V. Distribución vertical de especies. Especie Muy buena No. % Ind. Media No. % Ind. Preocupante No. % Ind. Estrato I Taxodium mucronatum Platanus occidentalis 7 3 7,22 3,09 3 5,77 8 15,09 Suma Estrato II 10 10,31 3 5,77 8 15,09 Taxodium mucronatum Platanus occidentalis 15 20 15,46 20,62 20 38,46 18 33,96 Prosopis glandulosa 1 1,89 Populus tremuloides 1 1,89 Suma Estrato III 35 36,08 20 38,46 20 37,74 Taxodium mucronatum Juglans mollis 27 1 27,84 1,03 23 44,23 25 47,17 Platanus occidentalis 24 24,74 2 3,85 Psidium guajava 1 1,92 Cephalanthus salicifolius 3 5,77 29 52 55,77 100 Suma Total 52 97 53,61 100 25 53 cies. La información referente a la estructura y composición de las comunidades de bosque de galería es de gran relevancia, debido que representan áreas de continuas perturbaciones por actividades turísticas y condiciones ambientales, por lo que la información pertinente a la situación actual de dichos ecosistemas brinda una perspectiva general de su condición ecológica, y otorga los elementos básicos para desarrollar estrategias y planes de conservación de estas áreas prioritarias. Una estrategia importante es la implementación de medidas para disminuir la afluencia turística hacia las áreas con menor perturbación turística de tal manera que dichas áreas logren restablecerse y utilizarlas como zonas núcleo de corredores riparios, ya que en estas zonas se observaron brinzales de Taxodium mucronatum, mientras que en áreas de mayor perturbación es necesario establecer vigilancia suficiente para evitar que en ellas aumente la perturbación; entre las medidas principales se encuentran la colocación de sanitarios públicos, ya que las deposiciones fecales humanas a la orilla del río ocasionan un problema muy grave, así como la colocación de depósitos de residuos sólidos que han deteriorado fuertemente este corredor biológico, además de establecer áreas exclusivas para acampar, en las cuales no se rebase la capacidad de carga y mantener el flujo de turistas controlado en las diferentes áreas del río. Asimismo, realizar la zonificación ecológica del área para brindar la protección adecuada a este valioso corredor biológico. Resumen El presente estudio evaluó la riqueza, diversidad, distribución vertical de especies y similitud de áreas con diferentes grados de afectación por la actividad turística en 47,17 100 el Río Ramos, Nuevo León, México. El objetivo fue evaluar el efecto de las actividades turísticas en la diversidad y estructural vertical del estrato arbóreo en el bosque de galería. Se clasificaron tres áreas con diferentes grados de afectación, de acuerdo a Suzán. Los resultados demostraron que la riqueza no ha sido afectada por la actividad turística, no obstante las áreas fueron diferentes en la composición, diversidad y estructura vertical. Palabras clave: Afectación, Turística, Estrato arbóreo. Abstract The present study evaluated the richness, diversity, vertical structure, and similarity of areas with different degrees of affectability by tourism in the Ramos River, Mexico. The aim was to evaluate the effect of tourism on diversity and vertical structure of the arboreal layer in the gallery forest. We classified three areas with different degrees of affectability according to Suzán. The results showed that the richness has not been affected by tourism; however the areas differed in species composition, diversity, and vertical structure. _____________________ 61 m] CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �EFECTO DE LA ACTIVIDAD TURÍSTICA EN LA DIVERSIDAD Y ESTRUCTURA DEL BOSQUE DE GALERÍA EN EL NORESTE DE Keywords: Affectation, Tourism, Arboreal layer. Agradecimientos Los autores agradecen al Dr. Marco Aurelio González Tagle, por su apoyo en los análisis estadísticos. Referencias 1. Treviño, E.J., C. Cavazos, O. A. Aguirre. 2001. Distribución y estructura de los bosques de galería en dos ríos del centro sur de Nuevo León. Madera y bosques 7(1): 13-25. 2. Naiman, R.J. y H. D´ecamps. 1997. The ecology of interfaces: Riparian zones. Annual Reviews of Ecology and Systematics 28: 621-658. 3. Apan, A.A., S.R. Raine y M.S. Paterson. 2002. Mapping and analysis of changes in the riparian landscape structure of the Lockyer Valley catchment, Queensland, Australia. Landscape and Urban Planning 59(1): 43-57. 4. Richardson, D.M., P.M. Holmes, K.J. Esler, S.M. Galatowitsch, J.C. Stromberg, S.P. Kirkman, P. Pysek y R.J. Hobbs. 2007. Riparian vegetation: degradation, alien plant invasions, and restoration prospects. Diversity and Distributions 13: 126–139. 5. Allan, J.D. 2004. Landscapes and riverscapes: the inf luence of land use on stream ecosystems. Annual Reviews of Ecology and Systematics 35: 257–84. 6. Alanís, E., J. Jiménez, O. Aguirre, E. Treviño, E. Jurado, M. González. 2008. Efecto del uso del suelo en la fitodiversidad del matorral espinoso tamaulipeco. CiENCiAUANL 9(1): 56-62. 7. Burton, M.L. y L.J. Samuelson. 2008. Influence of urbanization on riparian forest diversity and structure in the Georgia Piedmont, US. Plant Ecology 195(1): 99-115. 8. Knopf, F., R.R. Johnson, T. Rich, F.B. Samson y R.C. Szaro. 1988. Conservation of riparian ecosystems in the United States. MÉXICO Wilson Bulletin 100(2): 272-284. 9. Johnson, R.R. y S.W. Carothers. 1982. Riparian habitats and recreation: interrelationships and impacts in the Southwest and Rocky Mountain Region. U. S. Department of Agriculture, Forest Service. Eisenhower Consortium Bulletin 12. 10. Washitani, I. 2001. Plant conservation ecology for management and restoration of riparian habitats of lowland Japan. Population Ecology 43(3): 189–195. 11. Suzán, H., G. Enríquez, G. Malda. 2007. Population structure of the Mexican baldcypress (Taxodium mucronatum Ten.) in Querétaro, México. Forest Ecology and Management 242: 243–249. 12. Martínez, A., I. Cantú, R. Aranda. 2003. El medio ambiente y los recursos naturales de Nuevo León. CiENCiAUANL 6(1):3-4. 13. Canizales, P.A. 2008. Estudio de comunidades riparias con diferentes grados de afectación por la actividad antropogénica en el Río Ramos, Nuevo León, México. Tesis de licenciatura. FCB-UANL. 14. Lees, A. C. y C. A. Peres. 2007. Conservation value of remnant riparian forest corridors of varying quality for Amazonian birds and mammals. Conservation Biology 2(1): 1-11. 15. Villanueva, J., J. Cerano, D.W. Stahle, M.D. Therrell, L. Vázquez, R. Morán, B.H. Luckman. 2006. Árboles viejos del CentroNorte de México. Importancia Ecológica y Paleoclimática. Folleto científico No. 20. INIFAP CENID-RASPA. Gómez Palacio, Durango. 46 p. 16. Alanís, G.J., G. Cano, M. Rovalo. 1996. Vegetación y flora de Nuevo León. Una guía botánico-ecológica. Impresora Monterrey, S. A. de C. V. Pp. 137. 17. Aguirre, O.A., J. Jiménez, H. Kramer, A. Akça. 2003. Análisis estructural de ecosistemas forestales en el Cerro del Potosí, Nuevo León, México. CiENCiA UANL 6(2): 219225. m- ____________________ 62 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �PAMELA A. CANIZALES, GLAFIRO J. ALANÍS, SUSANA FAVELA, MANUEL TORRES M., EDUARDO ALANÍS, JAVIER JIMÉNEZ, HERNALDO PADILLA 18. Jiménez, J., O. Aguirre, H. Kramer. 2001. Análisis de la estructura horizontal y vertical en un ecosistema multicohortal de pinoencino en el norte de México. Investigación Agraria: Sistemas y Recursos Forestales 10 (2):355-366. 19. INEGI. 1986. Síntesis geográfica de Nuevo León. Secretaría de Programación y Presupuesto. México, D. F., 170 p. 20. Curtis, J. T. y R. P. Mcintosh. 1950. The inter relation of certain analytic and synthetic phytosociological characters. Ecology (31): 434-455. 21. Mueller-Dombois, D. y H. Ellenberg. 1974. Aims and methods of vegetation ecology. John Wiley and Sons Ltd., New York. 22. Magurran, A. 2004. Measuring Biological Diversity. Blackwell Science Ldt. Blackwell Publishing Company. Oxford, UK. 256 p. 23. Shannon, C. 1948. The mathematical theory of communication. En C.E. Sahnnon; W. Weaver (Ed). Univ. of Illinois. Press. Pp. 134154. 24. Magurran, A. 1988. Ecological diversity and its measurement. Princeton University Press. New Jersey. 179 p. 25. Clifford, H. y W. Stephenson. 1975. An introduction to numerical classification. Academia Press, London. 26. Whittaker, R. H. 1977. Evolution of species diversity in land communities. En: Evolutionary biology. Vol.10. Hecht M.K., Steere W. C., Wallace B. (Ed.), Plenum. Pp. 1-67. 27. Corral, J., O.A. Aguirre, J. Jiménez, J.J. Návar. 2002. Muestreo de diversidad y observaciones ecológicas del estrato arbóreo del bosque mesófilo de montaña “El Cielo”, Tamaulipas, México. Revista Chapingo. Serie forestales y del ambiente. Universidad Autónoma de Chapingo (8)2:125-131. 28. Pretzsch, H. 1996. Struktur vielfalt als Ergerbnis waldbaulichen Handels. Deutscher Verband Forstlicher Forschungsanstalten. Sekt. Ertragskunde. Jahrestagung, Nehresheim. Pp. 134-154. 29. Bray, J.R. y J.T. Curtis. 1957. An ordination of the upland forest communities of southern Wisconsin. Ecological Monographs (27): 325–349. Recibido: 11 de febrero de 2009 Aceptado: 3 de agosto de 2009 r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 63 �Modelado del clima par a un in ver nader o para inv ernader nadero en M arín, N ue vo LLeón, eón, Méxic o Marín, Nue uev México JAVIER LEAL IGA*, JUAN FCO. PISSANI ZÚÑIGA** E n este trabajo se presenta el modelado de clima para un invernadero ubicado en la zona del municipio de Marín, Nuevo León, México. Cada zona climática define las condiciones y elementos que se tienen en el invernadero. Por ejemplo, en climas fríos, como en Holanda, se requieren invernaderos de vidrio y sistemas de calentamiento; en climas extremosos, como la zona de Marín, se requieren sistemas de enfriamiento como la malla sombra y los nebulizadores. Debido a que el modelo debe representar lo más fiel posible la realidad, cada modelo de invernadero debe elaborarse a la mediada, debido a que las condiciones en cada zona climática son particulares.9 Motivados por esta necesidad, en este trabajo se realiza un modelado ajustado a las condiciones climáticas catalogadas como extremosas1 de un invernadero localizado en Marín, Nuevo León. Además se presenta la validación del modelo elaborado mediante simulación con datos obtenidos en un invernadero de la localidad. Los invernaderos o cultivos protegidos procuran un clima independiente al que se encuentra en el exterior, adecuado al desarrollo de las plantas. Las características, equipamiento y forma de los invernaderos dependerán de qué tanta dife- 64 rencia haya entre el clima del exterior y el que requiera el cultivo en el interior. De tal manera que un invernadero en clima templado, como el de Almería, en España,2 que cuenta con clima mediterráneo, le basta con un techo de plástico para cumplir con los requerimientos de la planta. Un invernadero localizado en clima frío, como el de Holanda,3 cuenta con sistemas de calefacción y estructuras térmicas con base en el uso del vidrio. Y un invernadero localizado en clima extremoso cálido, como el de la zona de Marín, N.L.,1 requiere de sistemas de enfriamiento como la malla sombra, nebulizadores y ventilación forzada. Debido a esto, los modelos de clima para invernaderos deben elaborarse explícitamente para cada zona donde se localicen, considerando todos los factores presentes. Para desarrollar el modelo ajustado al invernadero localizado en Nuevo León, se tomó como punto de partida el modelo elaborado por Tap F.,4 el cual es resultado de desarrollos previos propuestos por el grupo de investigación de la Universidad de Wageningen, en Holanda,5,6 al cual se le hicieron las modificaciones necesarias para considerar los efectos no modelados en el invernadero, porque correspon*Facultad de Ingeniería Civil, UANL jlealiga@yahoo.com.mx **Departamento de Ingeniería Agrícola Ambiental. Facultad de Agronomía UANL. jpissani@ccr.dsi.uanl.mx CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �JAVIER LEAL IGA, JUAN FCO. PISSANI ZÚÑIGA de a un clima y equipamiento diferente. Si se desea aplicar algún proceso de control de clima es de suma importancia contar con un modelo ajustado a las condiciones que reales del invernadero.18 Para la modelación y validación se efectuaron mediciones de los datos climáticos de un invernadero localizado en Marín, zona climática del noreste de México, el cual se describe más adelante. piración, entrada de calor debida a la condensación del vapor de agua en el techo. Donde: Modelo del clima en invernaderos tomado de base e 1 T = - T + -T El modelo que se tomó de base es el desarrollado por Tap F. 4 Debe tomarse en cuenta que la propuesta de Tap F.4 es consecuencia de modelos previos propuestos por Udink Ten Cate5 y continuados con los de Tchamitchian, M. ,6 en la Universidad de Wageningen, en Holanda. Así, el modelo propuesto por Tap F.4 se integra de cuatro ecuaciones diferenciales para las variables de estado: la temperatura del aire Tg(t), temperatura del suelo Ts(t), humedad del aire Vi(t) y la concentración de CO2. La descripción de todas las variables de las ecuaciones puede encontrarse en J. Leal Iga.7 s = s1Tg2 + s2 Tg + s 3 g = g 1(1- g2e-g'c )e-g.c, 'A, =L1 -L2Tg e e+1 " w·,. = p e ¡; p· (.t) mm e -P• e qSr1r1 e+ rpcf) Dggb E=Wl - - - ~ ~ 11.(S + y(l + gb) g Temperatura del aire en el invernadero La ecuación correspondiente es: Wi: >-W,~ A Z11G - ).E + - Mc e+I (1) La ecuación de la temperatura del aire (1) considera los intercambios de calor entre: el aire del interior con el exterior por la ventilación, el aire del interior del invernadero y la tubería del sistema de calentamiento, el aire del interior y la cubierta del invernadero, el aire interior y el suelo. Así como la influencia de la radiación solar, pérdida de calor por evaporación debido a la trans- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 Wg :s; W/ Temperatura del suelo en el invernadero (2) La ecuación diferencial del suelo considera el intercambio de calor entre el aire en el interior del invernadero y el suelo profundo; además del intercambio de calor entre el suelo superficial y el suelo profundo. 65 �MODELADO DEL CLIMA PARA UN INVERNADERO EN Concentración de vapor de agua en el invernadero V8 d V¡ A dt =E- <D (V - V ) - M ,. , o (3) e g Esta ecuación considera el efecto del balance de masa entre la transpiración del cultivo, la humedad del interior y el exterior, y resta la condensación en la cubierta. Concentración de CO2 dentro del invernadero vg dC¡ (C e) ---=<P . . +R-µP Á df ,- Q - . +m 'Yuy MARÍN, N.L., MÉXICO estructura es de tubos de acero galvanizado, cubierta de polipropileno en cuatro claros o espacios. Con cuatro nebulizadores, uno en cada claro, y ocho ventiladores interiores, uno en cada extremo de los claros. Además, cuenta con ventilas cenitales y laterales de plástico enrollables, equipadas con mallas antiinsectos, cuatro abanicos extractores en el muro norte que operan continuamente día y noche, debido a los requerimientos de enfriamiento este factor induce un efecto fuerte sobre los demás factores. Durante la investigación se cultivó tomate en el invernadero. (4) 1 g Donde: Af (T,-20) - -¡:;¡--- Q1O io Pr W R- co, 111 _ CH,?_ Fig. 1. Vista exterior invernadero (A); vista interior invernadero (B), Marín. N.L. P Log [ P=~ K (1-m)Pmn., + E p K p 1 ( 1-m ) pmox +EPK/e - K' ·LA/ l La ecuación diferencial de CO2 se forma por el balance de masa entre CO2 interior y el exterior, el flujo de inyección de CO2, la fotosíntesis del cultivo y el CO2 adicionado por la respiración del cultivo. Descripción del invernadero de Marín Para el desarrollo del trabajo de investigación se aprovechó el invernadero de Marín, Nuevo León, México, ubicado a 25º43' latitud norte y 100º2' longitud oeste, con una elevación de 363 msnm. El clima del área es típicamente seco, semiseco y semicálido.1 El invernadero se muestra en las figura 1, con 50 m de longitud, 21 m de ancho, 4.35 m de altura a la cumbrera. La cubierta tiene una forma parabólica orientada a norte-sur. La 66 Efectos agregados al modelo tomado de base para ajustarlo a al invernadero de Marín, N.L. Los efectos que fueron necesarios agregar al modelo de Tap F.4 para ajustarlo al invernadero de Marín, N.L., fueron: 1) Efecto de los nebulizadores Este efecto se agregará a la ecuación de variación de humedad (3), de tal manera que quedaría como: V~ dV¡ - - = E-<J) ,.(V.-V )-M +Q AR d/ , " e (5) Donde: Q= ¡P}1 si ( V) 2.16 • f'._. T0 +273.15 ' g o SI_ ( 2. 16 · P,. , , 70 + 273. 15 ' 0 ,, ) CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �JAVIER LEAL IGA, JUAN FCO. PISSANI ZÚÑIGA Q es la humedad agregada por los nebulizadores, en m 3/s·m 2 ,Q f es el consumo de agua por nebulizadores, en m3/s, Αg es el área del invernadero, en m2, ρ es la masa especifica del agua, en Kg/m3. 1) Ventilación forzada mediante abanicos en el muro El efecto de la ventilación forzada provocada por los extractores se aplicará directamente al parámetro de ventilación φv. Resultando en: r ) ++ (6) ·r,,., S ~ · "'"' W 'lf q>fim Donde φ fan es el f lujo de ventilación por extractores, m/s. _ <l> v - ( l G·rwl++ +x cial de la variación de humedad dentro del invernadero (3). Y afectó: • Al coeficiente de capacidad de calor del aire en (8) el invernadero Cg = MAir • cp • h • así como al coeficiente de transferencia de ca(9) lor por ventilación Kv = MAir cp φv En el desarrollo de J. Leal Iga7 se establece que la densidad del aire MAir se define como la división de la masa de las moléculas que componen el aire mAir entre el volumen que las contienen, medida como Kg/m3. Ahora, agrupa las moléculas en la correspondiente parte seca mseco y parte húmeda mvapor_Agua, quedaría como: M Air -- 2) Malla sombra m Air Volumen - l11seco Volumen 111,,"par Agua + --'---------'"-- Volumen Así: La malla sombra provoca una disminución en la radiación solar que incide en el invernadero, de tal forma que se aplicará como: (7) ZηG Donde: Z es la radiación solar efectiva por malla sombra, adim; η es el parámetro de radiación y G la radiación solar, watts/m2 3) Efecto de la variación de la densidad del aire debido a los cambios en la humedad El punto inicial para este trabajo es el modelo tomado de Tap F.,4 en el cual la densidad del aire es considerada como constante. Este punto es importante, ya que en climas extremosos calientes, como la zona de Marín, N.L., es común el uso de nebulizadores como medio de enfriamiento, agregando grandes cantidades de humedad al interior del invernadero. Para tal efecto se tomó el trabajo elaborado por J. Leal Iga,7 donde se hacen las modificaciones necesarias para considerar la densidad del aire variante en el tiempo, y no constante como se tomó originalmente en Tap F.,4 aprovechando que se cuenta con la correspondiente ecuación diferen- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 (10) Donde: γο es la densidad del aire seco en Kg/m3 y representa la masa del aire seco por unidad de volumen a una temperatura específica de 20ºC. Valor que se considerará constante; y Vi(t) es la concentración de humedad dentro del invernadero, en Kg/m3, y representa la masa de vapor de agua por unidad de volumen. Valor que varía con el tiempo, calculado por la ecuación (3). Aplicando la ecuación (10) en (8) y (9), quedarían como: C ·-d (T) :::;, -d (C •T) = -d • el! " di • • dt e , /, ,y + C ,¡, .~ ] •T ) (11) 11 1 P " s (12) Da por resultado la siguiente ecuación al aplicar (11) en (1): A K,. (T0 - T, )+ K., (T, - Tg)+Z11G - 11,E + - Me8 e +1 CH •Tg (E-<b ,, (V-V)-M t o · e +Q)~~ (13) 67 �MODELADO DEL CLIMA PARA UN INVERNADERO EN De esta manera, el modelo modificado a las condiciones del invernadero de Marín N.L., obtenido en la presente investigación se expresa en las ecuaciones (2), (4), (5), (6), (12) y (13). Validación del modelo modificado mediante comparación con las mediciones efectuadas en el invernadero de Marín, N.L. MARÍN, N.L., MÉXICO verano de 2004, del 20 al 25 de junio, cuando la temperatura del aire exterior se presentaba por encima de los 30ºC, en un día normal para esta zona donde el clima se cataloga como extremoso. Los datos medidos se muestran en las figuras 2 y 3. 1) Simulaciones y comparación con los datos medidos Rad iac io n solar soo ~-----------~-----~ 500 1) Datos medidos en el invernadero de Marín N.L. 400 ······· ~ : l ········ l j } 300 'l6 Las mediciones consistieron en colocar dos estaciones meteorológicas automáticas (modelo 540A, Handar, U.S.), una en el interior y otra en el exterior del invernadero. En el exterior se midió: radiación solar (modelo PY9653, Li-Cor, U.S.); temperatura del aire y humedad relativa (modelo 435ª, Handar, U.S.); velocidad del aire (modelo 436ª, Handar, U.S.). Y en el interior: temperatura del aire y humedad relativa (modelo 435ª, Handar, U.S.). Para la temperatura del suelo superficial y el suelo profundo se usaron mediciones puntuales. El periodo de muestreo fue de cinco días en intervalos de 15 minutos, durante el i . . . . . . .. : s: 200 1 00 ºo 50 100 Tiempo Hrs . 150 Velocidad del v iento 4 ............ . 3 ~ 2 , ºo 150 T e m per a tura de l ai re exterior 40 T em p era t ura del aire inte ri o r 35 'is 30 25 200 50 100 Tiempo Hrs . 150 Hu medad de l aire exterior 0 .03 H um edad del aire interior 0 .028 0.0 3 ~ - - - - - ~ - - - - - - ~ - - - - - ~ i 0.028 ········ ......... · . ................. . 0 .026 .. ... .... ¡ . .. 0 .024 0 .02 :,.:: 0 .0 1 8 0.0 2 100 0.018 150 Ti ern po Hrs . 50 1 00 Ti e m po Hr s. Fig. 2. Datos medidos en el interior del invernadero de Marín, Nuevo León. 68 0 .024 ""' 0 .022 150 Fig. 3. Datos medidos en el exterior del invernadero de Marín, Nuevo León. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �JAVIER LEAL IGA, JUAN FCO. PISSANI ZÚÑIGA Con los datos colectados en el invernadero de Marín, N.L., se calculó mediante simulación de la temperatura en el interior con el modelo propuesto en este estudio, el cual se modificó para ajustarlo a las condiciones presentes; así como con el modelo originalmente tomado de base. La validación consistió en comparar la temperatura real del aire medida en el interior contra la temperatura resultante de las simulaciones, usando: a) El modelo originalmente tomado de base (Tap F.),4 ecuación (1). La gráfica correspondiente se muestra en la figura 4. b) El modelo modificado, ajustándolo al invernadero de Marín N.L., ecuación (13). La gráfica correspondiente se muestra en la figura 5. ''º "º ..." . 3• l:: ~ "" 26 22 6 6 Fig. 4. Comparación de temperatura medida en el interior contra la simulación con el modelo originalmente tomado de base (1). Línea continúa. Real medida en el interior. Línea discontinua. Simulada con el modelo original tomado de base. La estadística descriptiva de las diferencias entre la temperatura real mediada en el interior usada como referencia, contra las resultantes de las simulaciones se presentan en la siguiente tabla: Tabla I. Estadística descriptiva de las diferencias entre la temperatura real mediada en el interior. -Promedio entre las diferencias: -Mínima diferencia: -Máxima diferencia: -Desviación estándar entre diferencias: Modelo original tomado de base 4.36 oC 0.03 oC 8.72 oC 1.90 1 Modelo modificado 1.45 oC 0.003 oC 7.09 oC 1.23 Discusión de resultados Una vez efectuadas las simulaciones para observar el comportamiento del modelo modificado, al cual se agregaron los efectos necesarios para ajustarlo a las condiciones del invernadero de Marín, N.L., se puede comprobar el buen desempeño de éste. Según se puede concluir al observar las gráficas de las figuras 4 y 5, donde se puede ver claramente que el modelo original se aparta de las mediciones reales que se presentaron en el interior del invernadero (en la figura 4), y con el modelo modificado se obtiene una temperatura más ajustada a la realidad (figura 5). Esto mismo se concluye de la estadística descriptiva correspondiente a las diferencias obtenidas entre la temperatura real medida y las salidas de los modelos presentados en la tabla I. Y resulta una media entre las diferencias de 4.36oC para el modelo original, y de 1.45oC para el modelo modificado. Los valores mínimos, máximos y desviación estándar (tabla I) corroboran esta misma tendencia al señalar el mejor desempeño del modelo modificado. Conclusiones Dias. Fig. 5. Comparación de temperatura medida en el interior contra la simulación con el modelo modificado (13). Línea continúa.Real medida en el interior. Línea discontinua. Simulada con el modelo modificado. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 Como se puede apreciar de los resultados, el modelo modificado presenta un comportamiento que se ajusta más a la realidad de las condicio- 69 �MODELADO DEL CLIMA PARA UN INVERNADERO EN nes presentes en el invernadero de Marín, Nuevo León, después de agregar los efectos no modelados en el originalmente tomado de base. La calidad del modelo del clima en el invernadero dependerá en gran medida de los efectos considerados durante el proceso de modelación, ya que el equipamiento utilizado, la relevancia de los factores físicos involucrados en los balances de masa y la energía de cada invernadero dependerán en gran medida de las condiciones climáticas presentes en la zona donde se encuentre ubicado. Es indispensable elaborar un modelado ajustado a la medida para cada uno de ellos, donde se tomen en cuenta todos los factores involucrados para cada caso individual. MARÍN, N.L., MÉXICO considerations were made to the previous model such as the effects of variations in air density due to changes in humidity, the effect of nebulizers, the shade cloths, and forced ventilation; effects not considered in the model originally taken as a basis. These effects are important in the northeast region of México, where Nuevo León is located. Due to the extreme hot climate, it is necessary to use these elements as a means of economic cooling. The well behavior of the proposed model is shown through simulations. Keywords: Modeling greenhouse climate, México, Air density, Nebulizers, Shade cloths, Forced ventilation. Resumen Referencias Se presenta la modificación de un modelo de clima en invernadero para ajustarlo a las condiciones del localizado en la zona climática de Marín, N.L. Adicionando al modelo los efectos de la variación en la densidad del aire debido al cambio en la humedad, el efecto de los nebulizadores, la malla sombra y la ventilación forzada, efectos no considerados en el modelo tomado originalmente de base. Dichos efectos son importantes en la zona noreste de México, a la que corresponde Nuevo León, debido a que por el clima extremoso cálido, es necesario el uso de éstos elementos como medio económico de enfriamiento. El buen comportamiento de las modificaciones propuestas se muestra mediante simulaciones. Palabras clave: Modelado clima en invernaderos, México, Densidad del aire, Nebulizadores, Malla sombra, Ventilación forzada. Abstract A modification of a greenhouse climate model has been presented in order to adjust to the present conditions of its location in the climatic zone of Marín, Nuevo León. Adjustments and 1. 1. "Síntesis geográfica de México", Secretaría de Programación y Presupuesto, Coordinación General de los Servicios Nacionales de Estadística Geografía e Informática, Insurgentes sur 795, planta baja, Delegación Benito Juárez, México D.F. 1981. 2. Las Palmerillas de Cajamar, Estación Experimental las Palmerillas, 2o43´ latitud norte, 36o48´ longitud oeste, altitud 155 msnm, Cajamar, Autovía del Mediterráneo, Km 419, CP.04710, El Ejido, Almería, Andalucía, España., 2007. 3. Royal Netherlands Meteorological Institute, DeBilt [Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (KMNI) ] http:// www.knmi.nl 4. Tap, F. 2000. "Economics-based optimal control of greenhouse tomato crop production", PhD Thesis. Wageningen Agricultural University. Institute of Agricultural and Environmental Engineering and Physics The Netherlands., P.O.Box 43,NL -6700 AAWageningen University. 5. Udink Ten Cate, A.J. 1983. "Modeling and (adaptive) control of greenhouse climates", m- ____________________ 70 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �JAVIER LEAL IGA, JUAN FCO. PISSANI ZÚÑIGA PhDThesis. Wageningen Agricultural University. Institute of Agricultural and Environmental Engineering and Physics The Netherlands. P.O.Box 43, NL -6700 Wageningen University. 6. Tchamitchian, M. 1993. Optimal control applied to tomato crop production in a greenhouse. In: European Control Conference. Groningen, The Netherlands. 7. J. Leal Iga, E. Alcorta García, and H. Rodríguez Fuentes. "Efecto de la variación de la densidad del aire en la temperatura bajo condiciones de invernadero". Revista CiENCiAUANL, IX (3) : 290-297, julio-septiembre 2006. 8. Rodríguez Díaz Francisco, "Modelado y control jerárquico de crecimiento de cultivos en invernadero", PhD Tesis, Universidad de Almería, Escuela Politécnica Superior, Departamento de Lenguajes y Computación, Almería, España. 9. Leal Iga Javier, "Modelado para control predictivo de la temperatura en invernaderos", PhD Tesis, Universidad Autónoma de Nuevo León. San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. 10. C. Otaduy. "Información básica para proyectos agrícolas en invernaderos". En Segundo simposio internacional de producción de cultivos en invernaderos, Fundación UANL, 20-21 mayo, Biblioteca "Raúl Rangel Frías", Ciudad Universitaria, Monterrey, Nuevo León, México, 18-23 July 2004. Recibido: 30 de noviembre de 2008 Aceptado: 3 de agosto de 2009 r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 71 �Evaluación de la siembr a dir ec ta ccon on esp ecies de siembra direc ecta especies pino en la rrestaur estaur ación de un ec osist ema estauración ecosist osistema semiár ido-t emplado semiárido-t ido-templado JOSÉ MANUEL MATA BALDERAS*, EDUARDO J. TREVIÑO GARZA*, JAVIER JIMÉNEZ PÉREZ*, ÓSCAR AGUIRRE CALDERÓN*, EDUARDO ALANÍS RODRÍGUEZ* WILBER ENRIQUE SALINAS CASTILLO** L os disturbios son eventos discretos en el tiempo que modifican la estructura de un ecosistema, comunidad o población y cambian el ambiente físico, sustrato o la disponibilidad de recursos.1 Su presencia a lo largo del tiempo contribuye a la pérdida de la biodiversidad de los ecosistemas forestales.2 El deterioro de éstos se acentúa por diversos factores que inciden en su degradación o desaparición, siendo los incendios forestales uno de los disturbios más importantes.3 En 1998, se presentó una alta incidencia de incendios forestales en el mundo, en México se afectaron 585.000 ha, incluyendo zonas de importancia ecológica la región de Miquihuana, donde ocurrieron ocho incendios, que afectaron una superficie de 862 ha, principalmente de pinos piñoneros.3 La importancia de esta área radica en la presencia de dos especies productoras de piñones: Pinus cembroides y Pinus nelsonii, ésta última se encuentra listada en la NOM 059-EMARNAT2001 como especie en protección especial y endémica. 72 Una alternativa para la recuperación de áreas degradadas es la restauración ecológica, la cual se refiere, de acuerdo a la Sociedad de Restauración Ecológica (Society for Ecological Restoration, SER), como el proceso de reparación de daños causados por el ser humano a la diversidad y dinámica de ecosistemas nativos.4 A su vez, se define como el conjunto de acciones con una visión a largo plazo, mediante el cual se asiste, facilita o simula la sucesión natural,5,6,7 promueve el restablecimiento de la estructura y función del ecosistema en toda su complejidad, y favorece las interacciones entre los organismos. Una de las estrategias de la restauración ecológica es la revegetación, la cual puede hacerse por medio de plantaciones forestales, o bien, por diferentes tipos de siembra como la aérea, al voleo y directa. En la Sierra Madre Oriental del noreste de México se ha limitado la utilización de la revegetación como * Sistemas de Innovación y Desarrollo Ambiental, S.C. ** Facultad de Ciencias Forestales, UANL. *** Unidad Académica Multidisciplinaria de Agronomía y Ciencias (UAMAC). CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �JOSÉ M. MATA B., EDUARDO J. TREVIÑO G., JAVIER JIMÉNEZ P., ÓSCAR AGUIRRE C., EDUARDO ALANÍS R. WILBER E. SALINAS C. técnica de restauración de ecosistemas degradados por incendios, sin embargo existen algunas investigaciones8,9,10,11que evalúan la sobrevivencia de especies en plantaciones forestales con otros fines. A nivel internacional se ha evaluado la efectividad de la siembra directa en áreas de difícil acceso,12,13,14 la información disponible de su aplicación en México y su efectividad son escasas. Considerando lo anterior y las características de la zona de trabajo, se planteó la hipótesis de que la siembra directa con estas especies de pino sería una alternativa viable para la rehabilitación de la misma, teniendo como objetivos: determinar la pertinencia de la siembra directa de Pinus cembroides y Pinus nelsonii en la rehabilitación de áreas impactadas por incendios. Paralelamente se determinaron la forma y el tamaño adecuado de los sitios de muestreo, para obtener de manera eficiente la información de estas labores, en función de su precisión y costos operativos del levantamiento. Una estrategia evolutiva del género Pinus es su resistencia a los incendios,15 en este caso en particular debido a la intensidad y duración del incendio no hubo sobrevivencia de este género en el área. Dos años después del fenómeno natural se estableció un programa de restauración ecológica, donde se realizaron prácticas para favorecer la sucesión natural, colocando restos del material vegetal incendiado y rocas de forma perpendicular a la pendiente, para evitar la pérdida de suelo por arrastre.16,17 En los meses de abril, mayo y junio del 2002 se realizó una siembra directa, se utilizaron ambas especies con una densidad de 1,089 cepas por hectárea y un espaciamiento de tres por tres metros, en cada cepa se colocaron cinco semillas a una profundidad de tres a cinco centímetros. y 23° 35 y 23° 40 de latitud norte. La vegetación del área está representada por elementos de pino piñonero y encinos arbustivos bajos sobre suelos someros en climas templado subhúmedo y semiseco cálido.18 El área de estudio se concentra en cinco parcelas de restauración (Miquihuana = 17 ha, Marcela 1 = 35 ha, Marcela 2 = 35 ha, Cervando Canales = 64 ha y Aserradero = 49 ha) con una superficie total de 200 hectáreas, en una zona impactada por un incendio forestal ocurrido en abril de 1998, el incendio fue superficial y de copa, con una duración de cuatro días, e impactó significativamente a la vegetación nativa. Se realizó un inventario bietápico, en la primera etapa, y con ayuda de la cartografía de la zona se establecieron cuadros de 100 por 100 metros (una hectárea) considerados como unidades primarias de muestreo (UPM). Dentro de las UPM se establecieron, en una segunda etapa, sitios de muestreo considerados como unidades secundarias de muestreo (USM). La selección de las unidades en ambos casos fue de manera aleatoria, en primera instancia las UPM se numeraron progresivamente del 1 al 200. Para determinar el tamaño de la muestra se seleccionaron de manera preliminar cinco UPM. Este premuestreo sirvió de la misma manera para determinar la forma y el tamaño de los sitios. En Materiales y métodos El área se localiza al suroeste del estado de Tamaulipas, en el municipio de Miquihuana. (figura 1), entre los 99° 45 y 99° 50 de longitud oeste CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 Fig. 1. Ubicación del área de estudio. 73 �EVALUACIÓN DE LA SIEMBRA DIRECTA CON ESPECIES DE PINO EN LA RESTAURACIÓN DE UN ECOSISTEMA SEMIÁRIDO-TEMPLADO éstas se establecieron, por un lado, líneas de 30 metros, y por otro, sitios circulares de 100 y 250 m2. En cada USM se registró como variable la presencia o ausencia de plantas vigorosas, independiente del número de plantas presentes por cepa. En caso de la presencia de plántula en malas condiciones, se consideraba como ausencia (figura 2). S n= s 2 + 2 E + S mº 1 ( N S 2 2 E + D S 2 M D ) Resultados y discusión Derivado del muestreo preliminar se determinó que la forma y el tamaño de la muestra con mayor precisión fueron en las líneas de 30 metros (tabla I). Tabla II.- Muestra la comparación de los valores estadísticos del muestreo de dos parcelas experimentales para ambas especies evaluadas. x= valor promedio, σ= desviación estándar, E= error. Fig. 2.- Muestra el registro de una plántula de Pinus nelsonii. Los parámetros del inventario se calcularon con las ecuaciones propuestas por Akça,21 donde la media se calcula del promedio del total de las muestras. La varianza de la estimación considera la variabilidad que se presenta dentro de las UPM y entre las UPM, como lo muestra el siguiente modelo: Sx2 = 1 ⎡ 2 ⎛ n ⎞ n * SDentro ⎛ m ⎞⎤ • ⎜1− ⎟⎥ ⎢SEntre⎜1 − ⎟ + m* n ⎣ N ⎝ N⎠ ⎝ M ⎠⎦ El tamaño de la muestra de las USM (m) en este diseño de inventario se estima con el siguiente modelo, en el cual se incluyen, además de la estimación de la varianza, los costos de la estimación del levantamiento, tanto de las UPM (Cp) como de los costos de las USM (Cs). mo = Fs2D Cp * s2E Cs Para el cálculo del número de UPM (n) se utiliza el siguiente modelo: 74 Método Líneas 30 m 100 m2 250 m2 x 2.64 4.22 7.84 σ 3.4 5.46 9.841 E 0.481 0.772 1.392 Una vez que se determinó la forma de los sitios a utilizar, y con los resultados obtenidos del premuestreo, se calculó una n de 31 UPM y con m de 10 USM. La sobrevivencia general de la siembra directa fue de 24.8 %, que es baja si se consideran los resultados obtenidos en reforestaciones establecidas por la CONAFOR, en 2002, en la zona con plántulas, donde se reporta una sobrevivencia entre 40 y 60 %.8 La varianza de la estimación (S2x) fue del 5.43. Sin embargo, la variabilidad entre las UPM fue alta (29.4 %) como resultado de la diferencias existentes entre las UPM (S2E) a causa de orografía, exposición y disponibilidad de humedad (figura 3). En el caso de la variabilidad dentro de las USM (S2D) fue de 12.15, debido a que existe una relación espacial entre las muestras Para evaluar si existía una diferencia significativa entre la sobrevivencia de las especies piñoneras evaluadas, se procedió a calcular los CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �JOSÉ M. MATA B., EDUARDO J. TREVIÑO G., JAVIER JIMÉNEZ P., ÓSCAR AGUIRRE C., EDUARDO ALANÍS R. WILBER E. SALINAS C. operativos y se compararon con los costos de una plantación forestal en la localidad (tabla III). A continuación se muestran el desglose de las actividades, cantidades, costos unitarios y totales para ambos métodos en una superficie similar de 100 hectáreas, tomando como base los costos de producción de plántulas, contrastándolos con los costos de procesamiento de de la siembra directa. Fig. 3. Muestra la orografía heterogénea ubicada en la parcela experimental denominada Marcela 1. valores promedios de las UPM, se calculó la prueba de t de Student, y se obtuvo como resultado que sí existe una diferencia significativa en los valores promedios (t=0,002). Razón por la cual se procedió a estimar estadísticamente las diferencias registradas en dos de las cinco parcelas de restauración, en la cuales se establecieron ambas especies de piñonero, de tal manera que se determinó que la sobrevivencia para la especie cembroides en las parcelas, Aserradero y Marcela 2, presentan valores superiores, en comparación con la especie nelsonnii, es decir, los valores de sobreviviencia fueron más altos para la especie cembroides en la mayor parte las parcelas de restauración, siendo esta especie la que se considera más adaptada para las prácticas de reforestación en la zona (tabla II). Además de la sobrevivencia de la siembra directa, se tomaron en consideración los costos Tabla II.- Muestra la comparación de los valores estadísticos del muestreo de dos parcelas experimentales para ambas especies evaluadas. x= valor promedio, σ= desviación estándar, E= error. Aserradero Pinus Pinus cembroides nelsonnii Marcela 2 Pinus Pinus cembroides nelsonnii x 2.857 2.024 3.00 1.903 σ 3.586 2.948 3.86 2.577 E 0.678 0.455 0.618 0.463 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 Tomando en consideración todo el proceso, desde la obtención de semilla hasta el monitoreo Tabla III.-Costos de plántulas con base en la CONAFOR, 2005 y el costo de proceso de semilla. C. =Cantidad unitaria, C.T. = Costo total. Actividades Costo de semilla Proceso de estratificación Proceso de peletización Acondicionam iento del área Colecta de semilla Costos de manejo de vivero Traslado y plantación Monitoreo Total Siembra Directa C. C.T 150 Kg 15,000 C. Plantación Forestal C.T --- 150 kg 6,000 -- -- 150 Kg 10,500 -- -- 100 ha 120,000 100 ha 120,000 3,000 -- -- 30 Kg -- -- 100,000 100,000 -- -- 100,000 800,000 -- 27,000 $178,500 -- 27,000 1´050,000 después de dos años posteriores a la ejecución de la siembra o plantación, la siembra directa tiene un costo total de $178,500 para 100,000 cepas sembradas, mientras la plantación forestal tiene un costo total de $1´050,000 para plantar 100,000 plántulas en el mismo numero de cepas. El costo de la plantación es tan alto como resultado de la ausencia de caminos de acceso para transportar las plántulas en vehículos motorizados, por lo que tienen que trasladarse en animales de carga, teniendo un costo de traslado y plantación de ocho pesos por plántula. Tomando en consideración que la siembra directa tiene una sobrevivencia del 24.8% y un cos75 �EVALUACIÓN DE LA SIEMBRA DIRECTA CON ESPECIES DE PINO EN LA RESTAURACIÓN DE UN ECOSISTEMA SEMIÁRIDO-TEMPLADO to $178,500 por cada 100,000 cepas, esto tendría un valor unitario por planta viva de $7.19 pesos, en contraste con la plantación en una superficie similar, se obtuvo un costo de $1´050,000 pesos con una sobrevivencia promedio del 50%, y un valor unitario de $21.00 pesos por planta viva después de dos años. Conclusiones Por lo anterior podemos concluir que la siembra directa con Pinus cembroides y Pinus nelsonii es una alternativa viable para la rehabitación en estos ecosistemas semiáridos de difícil acceso, ya que es tres veces más económico que una plantación forestal El análisis de la información derivada del levantamiento en diferentes formas y tamaños de sitio permite concluir que el muestreo de líneas de 30 m es el más adecuado, debido a su precisión (σ=3.4, E=0.481) y su facilidad para la obtención de datos en campo. La comparación de la sobrevivencia de las dos especies de pino piñonero utilizadas permite concluir que P. cembroides es la especie más adecuada para la recuperación de esta región. Recomendaciones Con base en los resultados de la baja sobreviviencia, se recomienda, para alcanzar el estándar de una plantación, aumentar la densidad de siembra al doble, sin que esta medida incremente los costos considerablemente. Por otro lado, el establecimiento de una cepa para la siembra directa se considera innecesario, se recomienda la utilización de una coa para este fin, limitándose la profundidad de siembra a tres centímetros. Resumen En la presente investigación se evaluó la pertinencia de la siembra directa de Pinus cembroides y P. nelsonii, como una técnica de rehabilitación de zonas afectadas por incendio en Tamaulipas, México. Se utilizó un inventario bietapico para la evaluación de la sobrevivencia de las especies utilizadas en cinco parcelas restauradas en una región semidesértica templada a dos años de establecidas. Como unidades de muestreo, se utilizaron líneas de 30 metros seleccionadas después de una comparación con otras formas de sitio. Los resultados de la presente investigación mostraron que la siembra directa con estas especies de pino es técnicamente viable y económicamente rentable, la especie que mostró una mejor adaptación fue P. cembroides. Palabras clave: Noreste de México, Pinus cembroides, Especie endémica. Abstract In the present study assessed the relevance of direct seeding of Pinus cembroides and P. nelsonii as a technique of rehabilitation of areas affected by fire in Tamaulipas, Mexico. Two-stage inventory was used to evaluate the survival of the species used in five restored plots in a temperate semi-desert region set to two years. As sampling units were used 30-meter lines selected after a comparison with other forms of site. The results of this investigation showed that direct seeding with pine species is technically possible and economically feasible; the species that showed a better adaptation was P. cembroides. Keywords: Norwest of México, Endemic species, Pinus cembroides. Agradecimientos De manera especial, se agradece al proyecto Restauración de Zonas Incendiadas en la Región de Peña Nevada, desarrollado por la Unidad Académica Multidisciplinaria de Agronomía y Ciencias (UAMAC) de la UAT, que se encargó del diseño y establecimiento de la siembra. También agra- m- ____________________ 76 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �JOSÉ M. MATA B., EDUARDO J. TREVIÑO G., JAVIER JIMÉNEZ P., ÓSCAR AGUIRRE C., EDUARDO ALANÍS R. WILBER E. SALINAS C. dezco a José Juan González Álvarez, por su apoyo en el levantamiento de datos. Bibliografía 1. Caribello, J. 2003. Restauración de ecosistemas a partir del manejo de la vegetación. Guía metodológica. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. Colombia. 96 pp. 2. Lindenmayer, D.; Margules, C.R.; Botkin, D. B. 2000. Indicators of Biodiversity for Ecologically Sustainable Forest Management. Conservation Biology. 14(4):941-950. 3. Conafor, 2009. Comisión Nacional Forestal. Áreas afectadas por incendios forestales. www.conafor.org.mx 4. Choi, Y. 2007. Restoration Ecology to the Future: A Call for New Paradigm. Restoration Ecology 15(2): 351–353. 5. Cipollini, K.; Maruyama, A.; Zimmerman, C. 2005. Planning for restoration: A decision Analysis Approach to prioritization. Restoration Ecology. 13(3):460-470. 6. Keith, B. 2004. Global restoration network. Ecological Restoration. Vol. 22(4):252 pp. 7. Ruiz, M.; Mitchell, T. 2005. Restoration Success: How is it being measured? Restoration Ecology. 13(3):569-577. 8 . Alanís, E.; Jiménez, J.; Espinoza, D.; Jurado, E.; Aguirre, O. A.; González, M. A. 2008. Evaluación del estrato arbóreo en un área restaurada post-incendio en el Parque Ecológico Chipinque, México. Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales y del Ambiente 14(2):113118. 9. Barrera, J.; Ríos, H. 2002. Acercamiento a la ecología de la restauración. Pérez-Arbelaezia (13) 33-46. 10. Jiménez, J.; Jurado, E.; Aguirre, O.; Estrada, E. 2005. Effect of grazing on restoration of endemic dwarf pine (Pinus culminicola Andresen et Beaman) populations in northeastern Mexico. Restoration Ecology 13(1):103-107. 11. Marroquín, R.; Jiménez, J.; Garza, F.; Aguirre, O.; Estrada, E.; Bourguet, R. 2006. Pruebas 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. de regeneración artificial de Pinus pseudostrobus en localidades degradadas por incendios. CiENCiA UANL, (9):298-303. Coffey, K.L. y Kirkman, L.K. 2006. Seed Germination Strategies of Species With Restoration Potential in a Fire-Maintained Pine Savanna. Natural Areas Journal 26(3):289-299. Lindborg, R. 2006. Recreating Grasslands in Swedish Rural Landscapes – Effects of Seed Sowing and Management History. Biodiversity and Conservation 15:957-969. Pausas, J.G.; Bladé, C.; Valdecantos, A.; Seva, J.; Fuentes, D.; Alloza, J.A.; Vilagrosa, A.; Bautista, S.; Cortina, J.; Vallejo, R. 2004. Pines and oaks in the restoration of Mediterranean landscapes of Spain: New perspectives for an old practice – a review. Plant Ecology 171:209220. Rodríguez, D. A.; Fulé, P. Z. 2003. Fire ecology of Mexican pines and a fire management proposal. International Journal of Wildland Fire 12(1):23-37. Whisenant, S. 2005. First steps in erosion control. Forest restoration in landscapes. Springer New York, pp. 350-356. Chauhan, M. 2005. Book Review. Rehabilitation and Restoration of Degraded Forests. Restoration Ecology. 13(3):578-579. Mata, J. M. 2008. Pertinencia de la siembra directa en la rehabilitación de áreas incendiadas con dos especies de pino piñonero (pinus cembroides y pinus nelsonii) en la Sierra Madre Oriental, en el municipio de Miquihuana, Tamaulipas. Tesis de maestría. FCF, UANL. González, M. A.; Himmelsbach, W.; Jiménez, J.; Müller, B. 2005. Reconstruction of fire history in pine-oak forests in the Sierra Madre Oriental, Mexico. Forestarchiv 76:138-143. Murthy, M. N.: A note on estimation of variance components in a multi-stage sampling design based on interpenetrating sub-samples. Metrika, 13, 1968, •. 2-3, s. 98-103 AKCA A (2001) Waldinventur. Frankfurt, Sauerländer’s Verlag. 193 p. Recibido: 26 de abril de 2009 Aceptado: 3 de agosto de 2009 r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 77 �Evaluación de hábitat para la restauración del borrego cimarrón (Ovis canadensis ) en Coahuila, México ALEJANDRO ESPINOSA T., * ARMANDO J. CONTRERAS B.** E l borrego cimarrón, en México, se encuentra enlistado dentro del marco de especies prioritarias para el país, bajo la categoría de protección espe- cial.1, 2 Actualmente están en desarrollo las actividades de repoblación del borrego cimarrón en Coahuila.3, 4 Debido a estas actividades, se crea la necesidad de tener información actualizada para el manejo del borrego cimarrón en dicho estado, por lo cual el presente estudio se enfoca a determinar el estatus histórico de la especie, así como a identificar y evaluar las sierras con mayor potencial para su repoblación en Coahuila. Área de estudio El estado de Coahuila de Zaragoza se encuentra en la porción noreste de México, limita al Norte con Texas, Estados Unidos, al Este con Nuevo León, y al Oeste con Chihuahua. El presente estudio se enfocó a los municipios con registros históricos de borrego cimarrón, particularmente 78 Cuatro Ciénegas, Sierra Mojada y Ocampo.5-8 La vegetación característica de las sierras en los municipios antes mencionados es de matorral desértico chihuahuense compuesto por varias comunidades, donde se incluye el matorral micrófilo y el rosetófilo, caracterizados por plantas como: la lechuguilla (Agave lecheguilla), sotol (Dasylirion texanum), palma (Yucca sp), nopal (Opuntia sp.), candelilla (Euphorbia antyphisilitica), huizache (Acacia farnesiana), mezquite (Prosopis spp.), gobernadora (Larrea tridentata) y ocotillo (Fouqueria splendens).9 Metodología Para el análisis histórico se revisó la bibliografía disponible sobre el borrego cimarrón en México; además, para determinar las sierras con distribución histórica en Coahuila, se consideraron registros arqueológicos en las sierras en las que encontró algún registro y referencia sobre la espe* CEMEX V.P de Sustentabilidad, Monterrey, N.L ** Fac. C. Biológicas, UANL, San Nicolás, N.L. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �ALEJANDRO ESPINOSA T., ARMANDO J. CONTRERAS B. cie. Los registros se ubicaron en las cartas geográficas elaboradas por el Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática (INEGI), de escala 1:250,000. Posteriormente se visitaron las comunidades cercanas a las sierras con registros históricos, para entrevistar ancianos residentes del área. La evaluación de hábitat potencial para las sierras con registro histórico de borrego cimarrón en Coahuila consistió en la elaboración de un sistema de información geográfica (SIG) para todo el estado de Coahuila. Para ello se incluyeron cubiertas de información digital (formato vectorial) de uso de suelo y vegetación del INEGI (1995), a escala 1:250,000, y modelos digitales de elevación del INEGI (MDE formato Raster TIFF) con resolución de 30 x 30 m por píxel, e información de fuentes de agua permanentes (manantiales y ríos) y temporales (lagunas intermitentes, tinajas y bordos), obtenidas de cartas topográficas escala 1:50,000. El SIG se estructuró y analizó en Arc View GIS 3.2. Las variables de hábitat seleccionadas para la evaluación del hábitat fueron: el terreno de escape y la vegetación, de la cual se seleccionó la presencia de pastizales naturales (PN) y el matorral desértico de tipo rosetófilo (MDR), siguiendo la clasificación del INEGI. Para la ubicación de sitios con terreno de escape en Coahuila, se transformaron los MDE INEGI, al sistema de coordenadas UTM Zona 13 Norte, DATUM NAD27, y se realizó una búsqueda y filtrado de aquellos píxeles con valores entre los 30° y 90 °, equivalentes al 60 % y 100 % de pendiente, respectivamente. Como resultado del filtrado se generó una cubierta de tipo vectorial, donde sólo se incluyeron los polígonos que cumplieran con el valor de pendiente > 60 %, lo cual se definió como pendiente óptima para la especie. La vegetación se analizó mediante una cubierta digital de vegetación y uso del suelo del INEGI de 1995, a escala 1:250,000, en coordenadas UTM zona 13 Norte, DATUM NAD27. De la cubierta total seleccionaron aquellos CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 polígonos que correspondían a las comunidades vegetales etiquetadas como matorral desértico rosetófilo (MDR) y pastizal natural (PN). Una vez que se obtuvieron las zonas con pendiente > 60 % y las zonas que presentan vegetación de tipo MDR y PN, se definieron como terreno de escape sólo aquellas áreas que presentaran una combinación tanto de pendientes como de vegetación óptima para el borrego cimarrón. Una vez finalizado el proceso, se calculó el área total de terreno de escape para cada sierra y se determinó un índice de continuidad (I.C) mediante la aplicación de la siguiente fórmula: I.C=Σ perímetro de polígonos con T.E ÷ Σ área total de T.E Se consideró que el terreno de escape (T.E) es más continuo a medida que el índice se aproxime a 0. Para el cálculo del área de hábitat total utilizable por el borrego cimarrón, se incluyó un búfer de 150 m alrededor del terreno de escape, y se incluyeron sólo pendientes entre 20 y 59 % de inclinación, y con presencia de vegetación de MDR y P.N; al área resultante se le sumó el área del terreno de escape. Posteriormente, de la cubierta digital de topografía, se ubicaron y digitalizaron las vías de comunicación pavimentadas, los poblados y caminos secundarios (vías no pavimentadas), para establecer un área búfer de 2 km para las vías de comunicación pavimentadas, 3 km para los poblados y 500 m a las vías secundarias, estas zonas búfer se determinaron como áreas no aptas para la especie y fueron eliminadas del hábitat total. La disponibilidad de agua se analizó mediante la ubicación de cuerpos de agua permanentes (ríos y manantiales) y temporales (tinajas, lagunas intermitentes y bordos), en las cartas topográficas INEGI, escala 1:50,000. El análisis consintió en colocar un búfer de 3.5 km alrededor de los cuerpos de agua, considerando como área con disponibilidad de agua sólo los sitios que 79 �EVALUACIÓN DE HÁBITAT PARA LA RESTAURACIÓN DEL BORREGO CIMARRÓN estuvieran a una distancia < 200 m del terreno de escape. Una vez realizado este proceso, se calculó el área total con disponibilidad de agua en Km². Con los resultados del área total de terreno de escape (T.E), índice de continuidad (I.C), hábitat total (H.T) y área con disponibilidad de agua (D.A), se calculó un índice de hábitat potencial (I.H.P), propuesto por Dunn.10 Éste considera que entre mayor sea el valor del índice, será mayor el potencial del sitio para la repoblación de la especie. De esta manera se comparó el potencial de las sierras con registro histórico. A continuación se explica la fórmula utilizada en el índice de hábitat potencial de Dunn: IHP=[(H.Ti/H.Tmax)+(T.Ei/T.Emax)+(I.Ci/I.Cmax) +(D.Ai/D.Amax)]/ N En donde: IHP= Índice de hábitat potencial. H.T.= Hábitat total. D.A. = Disponibilidad de agua. i = valor para la sierra estudiada max = máximo valor para ese componente en todas las áreas estudiadas N = número de sierras con registros históricos. Fig. 1. Hábitat de borrego cimarrón caracterizado por pendientes inclinadas y salientes rocosas, con vegetación baja y abierta. 80 (OVIS CANADENSIS ) EN COAHUILA, MÉXICO Los resultados de este análisis SIG se verificaron después mediante observaciones directas en campo, donde se buscó identificar visualmente el hábitat característico del borrego cimarrón (figura 1), mediante la realización recorridos terrestres y sobrevuelos en una avioneta cessna de tres plazas, por la periferia de cada sierra, las verificaciones se registraron con un aparato receptor del sistema de posicionamiento global (G.P.S), marca Maguellan, modelo 315. Resultados Se logró documentar que el borrego cimarrón ocurrió en al menos 12 localidades de Coahuila, las cuales incluyen a la Sierra los Alamitos, 11 Sierra Santa Rosalía, Sierra San Marcos y del Pino, Picacho de San Antonio, Sierra la Paila, Sierra Maderas del Carmen, Sierra de los Hechiceros, Sierra de los Aparejos, Sierra del Rey, Hacienda la Encantada, parte sur de la Sierra el Pino, y los alrededores de Sierra Mojada.5 (figura 3). En cuanto a registros arqueológicos, se reportan restos de borrego cimarrón en dos cuevas en Cuatro Ciénegas: una en la Sierra La Fragua, y la otra en la Sierra San Vicente.12 También se reporta un cuerno de borrego cimarrón encontrado en la Cueva de La Candelaria, que data de aproximadamente del año 1200 A.C.13 Se reportó la presencia de petroglifos de borrego cimarrón en el Ejido Fraustro, municipio de Ramos Arizpe.14 (figura 2). De abril de 2003 a diciembre de 2004, se entrevistaron a 36 adultos del sexo masculino en los municipios de Cuatro Ciénegas (n=17), Sierra Mojada (n=10), Ocampo (n=5), y Saltillo (n=4), las edades de los entrevistados fueron de entre 45 y 90 años, siendo la media de 79. El mayor grupo de edad de los entrevistados fue (n=14) entre las edades de 71 a 80 años; se entrevistaron a seis individuos de edades entre 81 y 90, siete individuos de edades entre 61 y 70; seis de edades entre 51 y 60, y tres individuos entre 45 y 50 años. Con base en las entrevistas, se obtuvieron CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �ALEJANDRO ESPINOSA T., ARMANDO J. CONTRERAS B. Fig. 2. Petroglifos de borrego cimarrón en el ejido Fraustro, Ramos Arizpe, Coahuila. 52 reportes de distribución histórica de borrego cimarrón, la mayoría de éstos anecdóticos. Sin embargo, de los entrevistados se concluyó que diez de ellos habían observado borregos cimarrones en Coahuila, cuatro de los entrevistados mayores de 85 años se refirieron a la especie con el nombre común de “borrego marino”, y no borrego cimarrón. Las sierras identificadas por los entrevistados como las que ocupó el borrego cimarrón en Coahuila incluyen: La Sierra de la Madera, San Marcos y del Pino, Sierra La Gavia, Sierra La Fragua, Sierra El Fuste, Sierra Hechiceros, Sierra del Rey, Sierra Mojada, y Sierra El Almagre. Cuatro de estas sierras (La Madera, La Fragua, El Almagre y El Fuste) no habían sido reportadas previamente en la bibliografía, y cinco de las sierras registradas en la bibliografía (Los Alamitos, Maderas de El Carmen, La Encantada, El Pino y La Paila) no fueron mencionadas por los entrevistados; sin embargo, cinco sierras (Hechiceros, Mojada, El Rey, San Marcos y del Pino y La Gavia) se reportaron en la bibliografía y en las entrevistas (figura 3). CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 Los resultados de la evaluación del hábitat potencial para borrego cimarrón en las sierras con registros históricos en Coahuila, mediante la aplicación del índice de Dunn, se muestran en la tabla I, en donde se aprecia que las sierras con mayor potencial para la especie se ubican en la región de Cuatro Ciénegas, siendo las de mayor valor en el índice La Fragua, La Madera, La Paila, Alamitos y San Marcos y del Pino, seguidas por La Sierra Maderas del Carmen, ubicada en la parte norte del estado. La distribución del hábitat potencial para borrego cimarrón en las sierras con registros históricos se muestran en color verde en la figura 3. De abril de 2003 a junio de 2006, se realizaron recorridos terrestres de verificación del SIG, durante este lapso fue posible visitar todas la sierras con registros históricos al menos una vez, con una duración promedio de tres días cada visita. Además, fue posible realizar vuelos de verificación en una avioneta, en cuatro sierras: San Marcos y del Pino, La Fragua, La Madera, Maderas de El Carmen y La Encantada. Tabla 1. Valores del índice de Dunn en las sierras con registros históricos de borrego cimarrón en Coahuila. Nombre de la Sierra Índice de Dunn La Fragua La Madera La Paila Los Alamitos San Marcos y del Pino Maderas del Carmen El Fuste Hechiceros El Pino S. Mojada La Gavia La Encantada El Almagre El Rey 0.265 0.238 0.230 0.229 0.227 0.201 0.147 0.129 0.128 0.126 0.120 0.106 0.090 0.088 81 �EVALUACIÓN DE HÁBITAT PARA LA RESTAURACIÓN DEL BORREGO CIMARRÓN Fig. 3. Hábitat potencial para borrego cimarrón (color verde) y sierras con registros históricos de la especie en Coahuila. Discusiones En el análisis de la situación histórica del borrego cimarrón en Coahuila, los resultados concuerdan en lo general con lo reportado para la especie en Coahuila.5-,7,15-16 Sin embargo, los resultados de las entrevistas identificaron cuatro sierras adicionales que no se encontraron en la bibliografía: Sierra Almagre, Sierra el Fuste, Sierra de la Madera, y Sierra la Fragua. Además, los registros arqueológicos de la cueva La Candelaria no se habían incluido en la documentación sobre la distribución histórica del borrego cimarrón en Coahuila. La gradual desaparición del borrego cimarrón en Coahuila se debió a la combinación excesiva cacería ilegal, desplazamiento y competencia con ganado doméstico, particularmente cabras, seis de los individuos entrevistados y dos referencias en la bibliografía5,11 mencionaron actividades de cacería de borrego cimarrón, y confirmaron que la 82 (OVIS CANADENSIS ) EN COAHUILA, MÉXICO especie estuvo sujeta a un cierto grado de aprovechamiento cinegético. El pastoreo de ganado, particularmente borregos domésticos y cabras, según se ha documentado, ocasiona impactos negativos por la transmisión de enfermedades fatales,17-19 y ésta ha sido la principal causa de extirpación del borrego cimarrón en la mayor parte de su rango nativo.20 Se encontraron tres reportes de contacto directo entre borrego cimarrón y borregos domésticos en Coahuila, una mediante las entrevistas realizadas, y dos en la bibliografía.11, 21 Esto indica que los contactos entre borregos cimarrones y sus similares domésticos ocurrieron, y sugiere la posibilidad de transmisión de enfermedades, al menos en algunas áreas de Coahuila. Mortandades de borrego cimarrón han sido documentadas seguidas de asociaciones y contactos entre borregos cimarrones con chivas19 y borregos domésticos.18,22 El sitio arqueológico de Fraustro se encuentra en la vecindad de la Sierra la Paila, la cual fue identificada como el límite sur de distribución del borrego cimarrón en Coahuila.5 En el sitio se ubican 16 petroglifos que representan cabezas de borrego cimarrón y numerosas representaciones de otros grabados, incluyen atlats (arroja-lanzas). Sitios con representaciones similares se encuentran en a <20 km en Puerto San Nicolás y San Bernabé en el área de la Sierra la Popa, en Mina, Nuevo León. Se reporta que los grabados tienen una antigüedad aproximada de 5,000 años, y fueron asociados como zonas de caza, por parte de los nativos americanos23 y representan una evidencia del hábitat que históricamente ocupó el borrego cimarrón.14 Sin duda, el borrego cimarrón fue cazado por los nativos americanos, pero el impacto de esta actividad en las poblaciones de borregos fue probablemente poco significativo. Los esfuerzos de repoblación de borrego cimarrón deben enfocarse en áreas con al menos 15 km² de terreno de escape.24 Con la excepción de la Sierra El Almagre, ninguna de las sierras con registros históricos en Coahuila tiene menos CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �ALEJANDRO ESPINOSA T., ARMANDO J. CONTRERAS B. de 15 km², lo cual indica el gran potencial que el estado presenta para al especie. Según el resultado del presente estudio, las sierras con registros históricos de borrego cimarrón en Coahuila tienen más 3,647 km² de hábitat potencial para la especie. Conclusiones El análisis de la situación histórica del borrego cimarrón en Coahuila indica que la especie se encontraba en su límite de distribución sur en la región noreste del país, por lo que es concebible que sus poblaciones nunca fueron muy abundantes antes de la llegada de los europeos. Sin embargo, no se cuenta con algún estimado de la población que habitó la zona en ese tiempo. Por otro lado, los registros encontrados sugieren que el cimarrón se distribuyó ampliamente en el estado. Seguido de la colonización europea, la mayoría de las poblaciones de borrego cimarrón fueron extirpadas y sólo unas pocas persistieron hasta mediados del siglo XX en las regiones más apartadas e inaccesibles de su distribución en Coahuila. La pérdida de hábitat, enfermedades introducidas por ganado doméstico, competencia por espacio y forraje, y la cacería contribuyeron para que el borrego cimarrón fuera gradualmente extirpado. Con base en lo registrado en la bibliografía y los datos obtenidos en las entrevistas, se concluye que el borrego cimarrón persistió en la región de Ocampo al norte de Coahuila, hasta cerca de 1940, para la región centro (Cuatro Ciénegas) hasta finales de 1950. Aparentemente el último sitio donde los cimarrones persistieron fue la región de Sierra Mojada, al oeste de Coahuila, a lo largo del límite con Chihuahua, donde se encontraron registros de la especie hasta la década de 1970. El estado de Coahuila, que cuenta con una gran cantidad de hábitat potencial para el borrego cimarrón, se encontraron 3647 km² con potencial para la especie, sólo en las sierras con registros históricos, esto es una muestra del hábitat disponible para la especie en el estado, lo cual probablemente permitió la existencia de una me- tapoblación de borrego cimarrón que se distribuyó en gran parte del estado y que, por los factores antes mencionados, se fue fragmentado hasta su final extirpación hace más de 30 años. Considerando las sierras identificadas con registros históricos de borrego cimarrón, los resultados de la evaluación de hábitat del presente trabajo indican que el mayor potencial en el estado de Coahuila se ubica en la región de Cuatro Ciénegas, probablemente esto permitió que la especie persistiera hasta finales de los cincuenta. Las sierras que se encuentran en estas áreas se ubicaron entre los primeros seis sitios en el índice de hábitat potencial. La segunda región con mayor potencial se ubica en la parte norte del estado en la Sierra de Maderas del Carmen, donde se considera que la especie fue extirpada en 1940. La región que presentó la menor área potencial es la zona oeste, en donde se encuentra la Sierra Mojada, El Almagre, Hechiceros y El Rey. El presente análisis de hábitat potencial para borrego cimarrón en Coahuila concluye que es factible la repoblación de la especie en el estado, sin embargo, los factores que llevaron a la extirpación de la especie siguen persistiendo, entre estas lo más importante, la presencia de cabras en la mayoría de las sierras analizadas, e incluso de mayor riesgo es la presencia de ovejas domésticas, las cuales es común encontrarlas junto a los hatos de cabras. Este sería el principal factor biológico que podría obstaculizar la repoblación de la especie. Otro factor que podría afectar la repoblación de borrego cimarrón es la cacería de subsistencia, que sigue presente en algunos sitios; sin embargo, este factor es más localizado, y con vigilancia y educación puede ser controlable. Resumen Con el objetivo de determinar los sitios con mayor potencial para la repoblación de borrego cimarrón (Ovis canadensis) en Coahuila, México, se desarrolló un análisis de la situación histórica de la especie, se evaluó el hábitat y se identifica- r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 83 �EVALUACIÓN DE HÁBITAT PARA LA RESTAURACIÓN DEL BORREGO CIMARRÓN ron las sierras con mayor potencial. Se encontraron registros históricos en 14 sierras, y se deduce que las causas probables que extirparon la especie en Coahuila fue la transmisión de enfermedades por cabras y ovejas domésticas, junto con la cacería furtiva. Las 14 sierras cuentan con 3,647 km² de hábitat potencial para borrego cimarrón, siendo las sierras con mayor potencial las que se ubican en la región de Cuatro Ciénegas (La Fragua, La Madera, Alamitos y San Marcos y del Pino), seguida por la Sierra Maderas del Carmen, ubicada en la parte norte del estado. 2. 3. Palabras clave: Distribución histórica, Borrego cimarrón, Evaluación de hábitat, Coahuila. 4. Abstract The historical desert bighorn sheep (Ovis canadensis) distribution in the State of Coahuila, Mexico was determined, and the habitat was evaluated in order to identify and prioritize potential sites for the restoration of the subspecies. Historical documentation of desert bighorn sheep was found for 14 mountain ranges. The probable causes responsible for the extirpation of desert bighorn in Coahuila were loss of habitat, disease introduced by domestic sheep and goats, competition for food and space, and unregulated hunting. The known historical range of desert bighorn in Coahuila contains 3,647 km² of suitable habitat. The sierras with the major potential are located in Cuatro Ciénegas (La Fragua, La Madera, Alamitos, and San Marcos y del Pino), followed by Sierra Maderas in the northern region of the State of Coahuila. Keywords: Historical distribution, Desert bighorn sheep, Habitat evaluation, Coahuila. 5. 6. 7. 8. 9. Referencias 1. Secretaría de Medio Ambiente Recursos Naturales y Pesca (Semarnap). 2000. Proyecto 10. (OVIS CANADENSIS ) EN COAHUILA, MÉXICO para la conservación manejo y aprovechamiento sustentable del borrego cimarrón (Ovis canadensis) en México. 92 pp. Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat). 2001. Norma Oficial Mexicana NOM-059-ECOL-2001, Protección de especies nativas de México de flora y fauna silvestres. Categoría de riesgo y especificaciones para su inclusión, exclusión o cambioLista de especies en riesgo. Diario Oficial de la Federación, México, 6 de marzo. Sandoval, A.V. y A. Espinosa-T. 2001. Status of the bighorn sheep management programs in Coahuila, Mexico. Desert Bighorn Council Trans. 45: 53-61. Reynolds McKinney B., y J. Delgadillo Villalobos.2005. Desert bighorn reintroduction in Maderas del Carmen, Coahuila, México. Desert Bighorn Council Trans. 48:46-49. Baker, R.H. 1956. Mammals of Coahuila, México. University of Kansas Publ., Mus. Nat. Hist. (9): 327-329. Villa, B. R.1959. Brief notes of the present status and distribution of bighorn sheep in México. Desert Bighorn Council Trans.3:77-79. Monson, G. 1980. Distribution and abundance. Pp.40-51. In: G. Monson and L. Summers, eds. The desert bighorn. Univ. of Arizona Press. Tucson. Sandoval, A. V. 1985. Status of bighorn sheep in the republic of Mexico. 86-94 pp. In: M. Hoefs, ed. Wild sheep: Distribution, abundance, management and conservation of the sheep of the world and closely related mountain ungulates. Northern Wild Sheep and Goat Council Special Report. Yukon, Canada. Villarreal Quintanilla, J..A. y J. Valdés Reyna.1993.Vegetación de Coahuila. Manejo de pastizales. Vol. 6. No. 1 diciembre 1992No. 2 abril de 1993. 9-18 pp. Dunn. W. C. 1996. Evaluating bighorn habitat: a landscape approach. Technical note m- ____________________ 84 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �ALEJANDRO ESPINOSA T., ARMANDO J. CONTRERAS B. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 395. Department of Game ad Fish of the State of New México. U.S Department of the interior.Bureau of Land Management. 42 pp. Imaz-Baume, A. 1949. Cacería. Segunda edición. Secretaría de Educación. Pública. México, D.F. Gilmore, R.M. 1947.Report on a collection of mammal bones from archaelogical cavesites in Coahuil, México. Journal of Mammalogy 28:147-165. González-Arriata.1999.Museo Regional de La Laguna y la Cueva de la Candelaria. Instituto Nacional de Antropología e Historia. México, D.F. 29 pp. Murray, W. B y A. Espinosa-T. 2006. The natural setting of sheephorn petroglyphs in the eastern Sierra Madre (Nuevo León, Coahuila, México). American Indian Rock Art, Vol. 32. Angus R. Quinland and Anne Mcornnel, editors. American Rock Art Reserrch Asociation, 2006 .45-51 pp. Leopold, A.S. 1959. Wildlife of México: The game birds and mammals. Univ. of California Press. 568 pp. Hall.1981. The Mammals of North America. Volume II. Second edition. Jhon Wiley & Sons. 1115-1117 pp. Foreyt, W.J., y D.A. Jessup. 1982. Fatal pneumonia of bighorn sheep following association with domestic sheep. J. Wildl. Disease 18:163-168. 18. Sandoval, A.V. 1988. Bighorn sheep die-off following association with domestic sheep: case history. Desert Bighorn Council Transactions 32:36-38. 19. Rudolph K.M., D. L. Hunter, W. J. Foreyt, E. F. Cassirer, R. B. Rimler, y A. C. S. Ward. 2003. Sharing of Pasteurella spp. between freeranging bighorn sheep and feral goats. J. of Wildl. Dis. 39(4):897-903. 20. Gross J.E, F J. Singer y M.E. Moses. 2000. Effects of disease dispersal, and area on bighorn sheep restoration. Rest. Ecol. 8(48): 25-37. 21. Marsh, E. G. 1937. Biological survey of the Santa Rosa and Del Carmen mountains of northern Coahuila, México. Department of Botany, University of Texas, Austin. 22. Singer. J. F , M. C. Papouchis y K. K. Symonds. 2000. Translocations as a tool for restoring populations of Bighorn Sheep. Rest. Ecol. 8(48): 6-13. 23. Murray, .W. B. 1999. San Bernabé, Nuevo León: Lugar de cazadores. Expresión y memoria, pintura rupestre y petrograbado en las sociedades del norte de México. Inst. Nac. de Antrop. e Hist. México, D. F. 45-61. 24. McKinney, T., A.R. Boe y J.C de Vos, Jr. 2003. GIS-based evaluation of scape terrain and desert bighorn sheep populations in Arizona. Wildlife Society Bulletin, 31:12291236. Recibido: 16 de agosto de 2009 Aceptado: 10 de septiembre de 2009 r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 85 �tJ re alyc 86 http://redalyc.uaemex.mx CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �m Bitácora □ Eduardo Estrada Imagen: taringa.net Células solares imprimibles Muy pronto será posible pintar nuestras casas, y todo lo que se nos ocurra, con una coloración que pueda ser impresa sobre un sustrato flexible, podría ser algún polímero, o bien sobre capas delgadas de metal, o aplicarla como solución con un pulverizador sobre la superficie deseada, con el fin de utilizarla como fotoreceptor para células solares de bajo costo. Brian Korgel, químico de la Universidad de Austin, Texas, junto con Al Bard, Paula Barbara y Ananth Dodabalapur, de los departamentos de Química, Electrónica y Computación, respectivamente, en un artículo publicado recientemente en la revista de la Sociedad Americana de Química, reportan haber creado colectores solares fotovoltaicos con nanopartículas de seleniuro de cobre, indio, galio y selenio (CIGS). El cobre es ampliamente conocido por su alta conductividad eléctrica, al elemento indio se le ha empleado, principalmente, como recubrimiento en motores de alto rendimiento y para aleaciones en la industria de la aviación, en la indus- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 tria electrónica, en el uso de fosfuros semiconductores y, junto con el estaño, en el desarrollo de pantallas de cristal líquido, LCD (liquid crystal display), permitiendo, también, el procesamiento del color azul en los diodos de LED (ligh emiting diode). El galio, por su parte, es usado comúnmente en la construcción de circuitos integrados, dispositivos optoeléctricos y en los diodos emisores de luz (LED). De todos estos elementos, el selenio y el galio son los únicos que se han usado para producir efecto fotoeléctrico, el cual consiste en la emisión de electrones por parte de un material cuando se le ilumina (radiación electromagnética luz visible o ultravioleta), proceso utilizado para generar electricidad en los paneles solares. Actualmente el material base para la elaboración de células solares fotovoltaicas es el silicio, y aunque es un elemento relativamente abundante en la naturaleza, su extracción resulta sumamente costosa, por lo que la tecnología solar así obtenida es demasiado cara. Al presente, el equipo de investigadores de la Universidad de Texas cuenta con un prototipo cuya eficiencia de un uno por ciento de conversión de luz solar en electricidad está muy lejos del 40% producido por los paneles de silicio actuales. Sin embargo, los científicos prevén que dentro de tres a cinco años se obtendrán resultados suficientes como para iniciar su comercialización. Si esto fuera así, en un futuro próximo los avances de la nanociencia en este ramo nos podrán ofrecer un producto barato, inocuo hacia el medio ambiente y sumamente versá- 87 �BITÁCORA til para la fabricación de celdas fotovoltaicas. Pronto bastará con pintar la casa, el auto o los ventanales de los grandes edificios para empezar a producir electricidad a bajo costo. Más información en: Enviroment New Service www.amazings.com El transhumanismo y la singularidad tecnológica Imagen: rescepto.wordpress.com Durante el transcurso de esta primera década del nuevo milenio, han aparecido nuevos enfoques y configuraciones de formas de percibir la realidad. Determinados, éstos, por la innovación, el desarrollo tecnológico y los avances de las ciencias en general, y sus repercusiones en las ciencias sociales, en la psicología, la filosofía y la religión, poniendo en el tablero de las discusiones las “sacrosantas” nociones de Dios y del alma. Por lo que al escuchar términos como transhumanismo y singularidad tecnológica, al momento nos surge la inquietud de lo que éstos significan, y sus probables consecuencias en nuestras vidas y en la concepción que actualmente tenemos de la realidad. El transhumanismo implica un enfoque interdisciplinario que evalúa las posibilidades de superar las limitaciones biológicas a través de la aplicación de las presentes y futuras 88 tecnologías, haciendo posible que las personas puedan ser más saludables, longevas y con un alto potencial intelectual, físico y emocional. De la mano con este término nos llega el concepto de singularidad tecnológica, concebido durante los ochenta por el escritor norteamericano de ciencia ficción Vernor Vinge. Vinge propone un punto de inflexión al momento en que podamos crear una inteligencia artificial, potencialmente mayor que la nuestra; que a su vez produzca una inteligencia aún mayor, y así sucesivamente. Conduciéndonos, como especie, a un momento de singularidad al ocasionar un crecimiento tecnológico exponencial, a partir del cual resulta improbable especular sobre el futuro de la humanidad. Según Vinge, la singularidad tecnológica se obtendrá cuando se logre crear una computadora que alcance el nivel de inteligencia humana y, a su vez, la supere. Posteriormente, redes de computadoras, que actuarían como las redes neuronales del cerebro, darían lugar al surgimiento de un ente consciente. Otra forma de lograr dicha singularidad, según Vinge, sería la creación de elementos de interacción o interfaces que nos permitirían conectarnos con las máquinas, de tal forma que emerja un ser súper inteligente. Y por último, siempre según Vinge, la singularidad se lograría a través de manipulaciones biológicas que admitan mejorar el nivel humano en todas sus potencialidades. Así es como nos encontramos en el ámbito de discusión del transhumanismo, el cual se refiere al efecto que en el ser humano podrían tener las innovaciones en ingeniería genética, informática, biotecnología, así como nuevas aplicaciones en la nanotecnología, inteligencia artificial y los avances tecnológicos procedentes de la exploración espacial. El transhumanismo analiza y reflexiona sobre las ventajas y riesgos de dichos avances, con el fin de desarrollar estrategias y políticas que permitan a las sociedades e individuos enfrentar estos nuevos retos que se nos presentarán en un futuro no muy distante. Otro personaje que actualmente explora los diversos caminos por los que la ciencia y la tecnología pueden hacernos transcurrir es el científico y escritor Raymond Kurzweil. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �EDUARDO ESTRADA Kurzweil actualmente realiza una película denominada La singularidad está cerca: una historia real, basada en su libro publicado en 2005, The Singularity Is Near. En éste entrevista a prominentes científicos y tecnólogos, siguiendo una línea narrativa en la que ilustra algunas de sus ideas a través de un avatar de computadora. En sus conferencias y escritos, Kurzweil pronostica, por ejemplo, que los avances tecnológicos en el siglo XXI lograrán la cura de las enfermedades y revertir los procesos de envejecimiento, a la vez propone varios niveles preliminares para alargar la vida, preparando al organismo para el momento de la irrupción de la singularidad, que calcula se suscitará para mediados del presente siglo, si no es que antes. Primero plantea un régimen alimenticio que denominó de Kurzweil, mientras que el segundo y el tercer nivel estarían basados en los avances de la biotecnología y la nanotecnología. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 Kurzweil también pronostica que la especie humana, a finales del siglo XXI, se beneficiará notablemente de los avances en el desarrollo de la inteligencia artificial, lo que para él sería el punto crítico de inflexión o singularidad, al lograr alcanzar una fusión total con las máquinas. Esto dará como resultado un ser nuevo infinitamente inteligente y poderoso. También prevé que se puedan trasplantar, para ese entonces, los cerebros humanos en receptáculos artificiales en una mezcla de robot y ser humano, como en las novelas de ciencia ficción, con lo cual se lograría prácticamente la inmortalidad. Más información en: transhumanismo .org es.wikipedia.org/wiki/transhumanismo neoteo.com/ray-kurzweil-250-pastillas-diarias-parallegar.neo 89 11 �AL PIE DE LA LETRA Políticas de profesionalización en la agenda pública Profesionalización del servicio público bajo el enfoque de competencias: experiencias comparadas Carlos Gómez Díaz de León (compilador). Universidad Autónoma de Nuevo León/CiENCiAUANL México, 2008 El servicio profesional de la carrera de la Administración Pública Federal atiende a una idea novedosa que incluye, por un lado, los componentes de los servicios tradicionales (el ingreso, la capacitación) y, por el otro, incluye elementos de vanguardia, afirma Rafael Martínez Puón en su artículo “Las capacidades o competencias en el servicio profesional de carrera en México: la experiencia federal”, el cual forma parte del libro Profesionalización del servicio público bajo el enfoque de competencias: experiencias comparadas, una compilación de Carlos Gómez Díaz de León. Martínez Puón menciona que el servicio profesional de carrera está dirigido para rangos de puestos que van de director general a enlace, y compone un universo actual de 36, 966 servidores públicos. Su ámbito de aplicación es la administración pública federal centralizada, compuesta por dependencias y órganos desconcentrados, que al parecer suman setenta y seis. Además del artículo de Martínez Puón, en la compilación se incluyen los textos: “Gestionar las competencias profesionales”, de Albert Galofré; “La adquisición y el desarrollo de competencias: un desafío fundamental en la competitividad de las organizaciones modernas”, de 90 Michael Boisclair; “La gestión por competencias en los Estados Unidos”, de Donald E. Klingner; “Las competencias básicas del servidor público: hacia la construcción de identidad profesional”, de Magalys Ruiz Iglesias; y “Estrategia para la implantación del enfoque de competencias en la formación de servidores públicos: el caso Nuevo León”, de Carlos Gómez Díaz de León y Cynthia Carolina Arroyo Rivera. Gómez Díaz de León menciona que si bien la incorporación de una política de profesionalización a la agenda pública constituye una tendencia muy clara en todas las administraciones públicas, existe otro paradigma que desde los mercados laborales ha condicionado los procesos formativos y, en general, los procesos de enseñanza-aprendizaje de las organizaciones del capital humano. Agrega que este paradigma se observa con la transición de los modelos profesionales y la capacitación tradicional, enfocados al dominio de conocimientos, hacia el modelo de formación centrado en competencias profesionales, en el cual se enfatiza la posesión no sólo de conocimientos, sino fundamentalmente de habilidades y destrezas cuya aplicación se verifica en el puesto de trabajo, y esto da mayor pertinencia a las políticas de profesionalización. (Zacarías Jiménez) Probablemente Introducción a la probabilidad. Primer curso Miguel Ángel García Álvarez Fondo de Cultura Económica México, 2008 Desde los tiempos en que estuvimos en la secundaria hemos aprendido que la probabilidad mide la frecuencia con la que se obtiene un resultado (o conjunto de éstos) al llevar a cabo un experimento aleatorio, del que se conocen todos los resultados posibles, bajo condiciones suficientemente estables. Y sabemos que la teoría de la probabilidad se usa CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �ZACARÍAS JIMÉNEZ, LUIS ENRIQUE GÓMEZ extensamente en áreas como la estadística, la física, la matemática, la ciencia y la filosofía para sacar conclusiones sobre la probabilidad de sucesos potenciales y la mecánica subyacente de sistemas complejos. El cálculo de probabilidades como disciplina matemática surgió durante el periodo 1654-1657, aproximadamente, gracias a las respuestas que científicos como Blaise Pascal, Pierre de Fermat y Christiaan Huygens dieron a ciertos problemas; y es precisamente en el seno de esta teoría, la de la probabilidad, donde se inserta la Introducción a la teoría de la probabilidad. Primer curso, de Miguel Ángel García Álvarez, un libro que, como su título lo anuncia, “se presenta como introductorio con todo el material que forma parte de los dos primeros cursos de probabilidad que se ofrecen en varias universidades”. A este nivel, según el autor, el primero, la teoría de la probabilidad utiliza como herramientas básicas el cálculo combinatorio, la teoría de series de números reales y el cálculo diferencial e integral de una o más variables, lo que da como resultado un texto bastante interesante y completo para los lectores involucrados en estos temas. Dividido en dos partes, Introducción…nos presenta, en la primera, ‘El calculo de probabilidades’, temas como “El modelo matemático”, “Reglas básicas”, “Muestreo aleatorio”, entre otras. En la segunda, ‘Variables aleatorias’, nos trae “Variables aleatorias”, “Variables aleatorias discretas”, “Variables aleatorias absolutamente continuas”, entre otros. Dando en conjunto una panorámica que sirve de base para estudios más avanzados en un tema tan interesante como complejo. (Luis E. Gómez) La ingeniería, al servicio del hombre El rompecabezas de la ingeniería. Por qué y cómo se trasforma el mundo Daniel Reséndiz Núñez Fondo de Cultura Económica/SEP/Conacyt México, 2008 Aunque las obras y productos de la ingeniería son en nuestra época lo más perceptible de cuanto rodea a cualquier CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 persona, la sociedad en general desconoce qué hace el ingeniero para concebir y producir lo que crea, menciona el investigador Daniel Reséndiz Núñez en su libro El rompecabezas de la ingeniería. Por qué y cómo se transforma el mundo. Reséndiz Núñez menciona que la ingeniería tiene dos funciones principales, o una función que se realiza en dos etapas: en primer lugar, analizar y entender ciertos problemas que alguien plantea, y luego concebir las soluciones más apropiadas para los mismos. A la primera etapa se le llama diagnóstico y a la segunda diseño. Para definir la ingeniería, el investigador acude como apoyo al ingeniero Emilio Rosenblueth: “La ingeniería es una profesión, no un arte, no una ciencia, no una técnica. Estas categorías comparten herramientas, capacidades y propósitos. Sus diferencias son cuestión de énfasis”. ¿Qué conocimientos y capacidades necesita el ingeniero para diagnosticar? Cuestiona el investigador y afirma que el ingeniero echa mano del acervo de conocimientos científicos y teorías generales que aprende principalmente en la escuela. Conceptualizar el problema exige además destreza lógica, que se adquiere de manera incipiente en la escuela, y luego se agudiza en la práctica. Reséndiz Núñez afirma que en ingeniería se llama diseño a lo que en medicina se denomina prescripción. Si el público desconoce los procesos intelectuales del ingeniero y éste encuentra difícil describir racional y detalladamente algunos de ellos, pero el mundo sigue tan campante, afirma el investigador, está de más justificado preguntarse si se requiere o vale la pena hacer explícitos tales procesos. La comprensión por parte de la sociedad de los procesos y criterios de decisión del ingeniero propiciaría una más franca participación social en las decisiones que se requieren en cada proyecto de ingeniería; a la vez contribuiría a eliminar prejuicios derivados de dos posiciones radicales y antagónicas de nuestro tiempo: una que pone en duda los beneficios de la tecnología, y otra que soslaya los costos no reconocidos (casi siempre indirectos y diferidos) que la sociedad termina pagando por casi todo proyecto de ingeniería. 91 �AL PIE DE LA LETRA La justificación para escribir El rompecabezas de la ingeniería y sus objetivos son claros para el investigador, pues busca que su aportación trascienda el aula y su lectura corresponda aun a los principiantes en el tema. Afirma que el libro está dirigido a todos los electores cultos y curiosos (incluso ingenieros) interesados en que la ingeniería, a la vez que siga atendiendo a las necesidades humanas, ponga atención creciente en hacer mínimas las repercusiones indeseables de sus proyectos. Para Reséndiz Núñez es necesario que la sociedad conozca cómo funciona la ingeniería, y que los ingenieros y no ingenieros compartan ciertas nociones sobre la que reconoce abiertamente como una profesión, y no un arte o una ciencia. Si se avanza en ese sentido, la ingeniería podrá cumplir mejor su misión al servicio del hombre. (Zacarías Jiménez) Tecnología y educación La tecnología para el cambio educativo. Reflexiones y experiencias Magda García Quintanilla, Martha Casarini Ratto (compiladoras) CiENCiAUANL, México, 2008 Es indudable que la sociedad ha experimentado un enorme cambio en los últimos años, y así como ella, la educación ha evolucionado. Como elementos de una colectividad global hemos presenciado un cambio paradigmático de indudables consecuencias: la educación ha pasado de un paradigma que ponía énfasis en la enseñanza y el profesor, a un modelo que acentúa el aprendizaje y el alumno que aprende. Aho- 92 ra, lo importante es que el alumno aprenda, y a ese proceso de aprendizaje se subordinan todos los elementos del sistema educativo, incluidos el profesor y la enseñanza. Estamos ante un presente en el que la tecnología se encuentra, de manera casi inevitable, en todas las aristas de la vida humana: social, informativa, deportiva, científica, económica o familiar. Sin ella, es poco probable que hayamos alcanzado los niveles de eficacia, precisión, rapidez y comodidad a los que hoy estamos acostumbrados. La tecnología en general, y especialmente las nuevas tecnologías de la información y la comunicación, constituyen ahora el verdadero motor del cambio, transformando la sociedad industrial en una sociedad de la información, del aprendizaje y de la inteligencia. Se trata pues de todo un cambio social, un cambio radical de valores que hace que el conocimiento se convierta en la clave del crecimiento y la riqueza, y que la mente humana sea una fuerza de extraordinario poder. De ahí la importancia que toma un texto tan interesante como La tecnología para el cambio educativo. Reflexiones y experiencias, una compilación de las doctoras Magda García Quintanilla y Martha Casarini Ratto, en el cual, en dos partes, se nos presentan artículos como “Interacción de alumnos y maestros con la tecnología educativa en el aula universitaria”, de Martha Casarini Ratto; “Tecnología informativa y cultura digital”, de Roberto Rebolloso Gallardo; “Promesas y realidades en el uso de las tecnologías de la información y de la comunicación en la educación: el caso de Costa Rica”, de J.L. Ramírez Romero, por mencionar sólo algunos de los once artículos que conforman esta interesante obra que reúne las experiencias y reflexiones de diferentes investigadores sobre la tecnología educativa en el marco de la educación universitaria. (Luis E. Gómez) CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �Imagen: www.uanl.mx CiENCiA en breve Jesús Ancer presenta proyectos como nuevo rector de la UANL n su presentación como nuevo rector de la Universidad Autónoma de Nuevo León, el Dr. Jesús Ancer Rodríguez dejó claro que bajo su gestión reconocerá y recompensará la labor de su personal académico, pues ésta es una condición ineludible para consolidar la calidad de la institución. Asimismo, anunció que haría una reestructuración administrativa en la universidad para optimizar recursos y per- E CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 sonal, y adelantó que podrían desaparecer algunas dependencias para crear otras, pues el objetivo es rediseñar la ingeniería administrativa para aprovechar mejor lo que se tiene y darle impulso a algunas áreas que ahora lo requieren. En consonancia con sus palabras el primer día de mandato, en su primera sesión ante el Consejo Consultivo Internacional (CCI) de la UANL, en calidad de rector, el doctor Ancer Rodríguez presentó a los integrantes de este órgano colegiado los indicadores actuales de la máxima casa de estudios y los proyectos que ya están en marcha para beneficio de la comunidad universitaria y de Nuevo León. 93 �En dicha sesión el rector de la máxima casa de estudios de Nuevo León nuevamente dejó claro que una de las prioridades de su administración será trabajar la educación continua no sólo para los universitarios, sino para la comunidad en general, por lo que, dijo, creará la Dirección General de Educación Continua. Asimismo, otro proyecto importante que iniciará en su gestión será el impulso a la vinculación con las empresas, por lo que instituirá la Secretaría de Fomento y Vinculación, a través de la cual se pretende allegar de recursos para programas de impacto local y nacional. También habló de la Dirección de Sustentabilidad y Medio Ambiente, que se creará con el objetivo de coordinar y difundir el conocimiento en esta materia; en este proyecto se vincularán todas las facultades relacionadas con esta área. Asimismo, el Centro de Investigación en Ingeniería Aeronáutica es otro proyecto que el doctor Ancer Rodríguez presentó al CCI, mismo que ya cuenta con los apoyos necesarios para iniciar su construcción, para lo que se prevé la presencia del gobernador del estado, Rodrigo Medina. (Luis E. Gómez) Ven oportunidad en nuevas tecnologías de la información Sergio Alcocer Martínez de Castro, secretario general de la UNAM, durante la presentación del libro 50 años de cómputo en México, señaló que las tecnologías de la información y comunicación (TIC) representan la oportunidad para que nuestro país rehaga su economía ante la actual crisis financiera, por lo que se debe impulsar una agenda digital agresiva que le permita competir con otras naciones. Detalló además que varios estudios muestran que si México aumentara 10 por ciento la penetración de computadoras personales en los hogares, en seis años –tiempo de vida útil de esta tecnología– se incrementaría 5.2 por ciento el PIB, lo que representaría 175 mil millones de pesos, poco más de diez veces de lo que el Estado invierte en ciencia y tecnología. Según la Unidad de Competitividad e Inteligencia, “incrementar en 10 por ciento la penetración de banda ancha 94 EN BREVE Imagen: www.telecentros.org.co CIENCIA generaría cerca de millón y medio de nuevos empleos, traduciéndolo económicamente en 159 mil millones de pesos, poco más de siete veces el presupuesto anual de la UNAM, antes del recorte”. Según el secretario de la UNAM, la medida también permitiría aumentar el nivel promedio de escolaridad de la población, en 1.32 años y representaría ahorros por más de 3 mil 500 millones de pesos en el presupuesto federal en materia de salud y 75 mil 500 millones en gasto corriente. Asimismo, esa penetración de banda ancha generaría ingresos fiscales adicionales por 28 mil 804 millones de pesos. (Luis E. Gómez) Hace falta visión de desarrollo en México En México, el desarrollo científico se encuentra estancado por la falta de iniciativas de las instituciones educativas para hacer alianzas con la industria, así lo manifestaron algunos egresados del IPN y la UNAM que estudian una maestría en Arabia Saudita. Para Gregorio Alanís Lobato, ingeniero en sistemas computacionales egresado del IPN, es necesario pasar del discurso a las acciones en materia de incentivos, preparación y formación de profesionales. En su opinión, “los planes de estudio se tienen que mejorar con una visión de futuro; algo se hace mal cuando hay muchos graduados en ingenierías, como la computacional, pero con un bajo nivel, no saben CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �expresarse y comunicar sus ideas, se puede ser muy bueno en matemáticas o física pero si no se sabe explicar no funciona igual”. Por su parte, para Miguel Galicia, ingeniero industrial y en telecomunicaciones egresado de la UNAM, la selección que hacen las grandes empresas para contratar a expertos en tecnología y desarrolladores se basa en los conocimientos técnicos, comerciales, administrativos y sociales. Alanís y Galicia son dos de los 48 egresados de universidades mexicanas, como el Tecnológico de Monterrey, la Universidad Iberoamericana, la Universidad Autónoma de San Luis Potosi, la Universidad de Monterrey y la Unitec, que fueron elegidos para ingresar a la Universidad de Ciencia y Tecnología del Rey Abdullah (KAUST, por sus siglas en inglés). Entre las maestrías que cursarán con todos los gastos pagados se encuentran la de Mecatrónica, Sistemas Computacionales, Ingenierías Industriales, Químicas, Ciencias Ambientales, Matemáticas Aplicadas y Ciencias Computacionales, entre otras. (Luis E. Gómez) Es necesaria la inversión para el desarrollo tecnológico En nuestro país es necesaria una inversión de al menos mil millones de dólares para garantizar la digitalización de 100 ciudades, esto permitiría que miles de personas pudieran acceder a infraestructura, servicios y contenidos tecnológicos, afirmó Mariano Gamboa Zúñiga, coordinador general del Cinvestav, IPN. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 En su participación durante la Conferencia Latinoamericana 2009: “Sociedad de la información y el conocimiento”, reconoció que otro de los retos es el desarrollo y la consolidación de un modelo para la educación a distancia, pues aún se plantea como una iniciativa particular y no como una propuesta nacional. Asimismo, advirtió que falta atender a 3.5 millones de jóvenes que no pueden acceder a las aulas universitarias. Subrayó, además, que la crisis económica no puede ser obstáculo ni excusa para dejar de invertir en nuevas tecnologías de comunicación, pues se corre el riesgo de “perpetuar el rezago”. En el encuentro, el cual reunió a científicos de Francia, Colombia, Brasil y México, José Luis Gordillo Ruiz, jefe de- Imagen: www.cinvestav.mx Imagen: http://tesislabrasalas.files.wordpress.com LUIS ENRIQUE GÓMEZ VANEGAS partamental de la Dirección General de Cómputo Académico de la UNAM, señaló que nuestro país enfrenta grandes retos para impulsar el desarrollo de conocimientos de punta en ciencias computacionales. Destacó que llegar a la lista del Top 500 –que incluye el registro de supercomputadoras potentes y rápidas en todo el planeta– requiere de inversión y planificación. Por ahora, sólo la supercomputadora de la Universidad Autónoma Metropolitana se ubica en esa lista en la posición 224, pero aún “falta verificar si permanece entre las mejores 500, porque hay cambios rápidos ante el avance tecnológico”, indicó. (Luis E. Gómez) Invitan a usar tecnología como motor de la equidad María Otero, subsecretaria de Estado para la Democracia y Asuntos Globales de Estados Unidos, convocó a los jóvenes del mundo a que pongan la tecnología al servicio de los 95 �menos favorecidos para lograr la justicia social. Al inaugurar, en la Ciudad de México, la segunda Conferencia Internacional de la Alianza de Movimientos de Jóvenes, la funcionaria norteamericana destacó la importancia de esa materia como herramienta para lograr la equidad social. Resaltó como de vital importancia el que los instrumentos como las redes sociales que existen en Internet sean utilizados por todo el mundo para que los grupos menos favorecidos mejoren sus condiciones. En ese sentido, destacó que los jóvenes reunidos en nuestro país para la conferencia internacional tienen la oportunidad de enseñar al resto de las personas a aprovechar la técnica para enriquecer al mundo. Los invitó a utilizar las redes sociales por Internet (Facebook, Hi5, Sky y otras) para unir las experiencias y capacidades pensando en favorecer a las poblaciones con menos oportunidades. Ademas señaló que la Subsecretaría a su cargo constituye un ejemplo de cómo la tecnología se puede utilizar para colocar temas importantes en los más altos niveles de la agenda internacional. A su vez, el embajador de Estados Unidos en México, Carlos Pascual, destacó la importancia de utilizar la tecnología para compartir ideas, propuestas y enfatizar la fuerza de las organizaciones para mejorar la calidad de vida de la gente. El siglo XXI, señaló, ha demostrado que la “aldea global” debe compartir no sólo la información, sino también las soluciones y sobre todo la calidad de vida para un mayor número de personas posibles. (Luis E. Gómez) Inversión en ciencia en México por debajo de países africanos De continuar la débil inversión federal en el rubro de educación superior, ciencia y tecnología –la menor entre los miembros de la OCDE–, el futuro de México “está en riesgo”, porque “no podrá competir con ninguno de los otros países del mundo”, incluso los africanos, advirtió el grupo de científicos organizadores de Reto México. José Franco, director del Instituto de Astronomía de la UNAM, señaló que no comparte la visión de que el desarro- m 96 EN BREVE Imagen: www.elperiodicodemexico.com CIENCIA llo científico se debe dejar a otros países y México dedicarse únicamente al desarrollo tecnológico y de innovaciones, porque las ciencias básicas son lo que nutre y genera el desarrollo tecnológico. Consideró además que el proceso de generación de conocimiento es el que da la generación de tecnología y desarrollo, por lo que “no financiar a la ciencia básica es uno de los errores más grandes que ha cometido nuestro país”. Mencionó que trece países africanos, considerados en situación de deterioro económico y social desde hace décadas, han decidido invertir arriba de uno por ciento de su PIB en ciencia y tecnología. “Ruanda, que no es la punta tecnológica ni puede ser considerada primer mundo, está invirtiendo más de 1.7 de su PIB en ciencia y tecnología; en contraste, México está invirtiendo menos de 0.4 por ciento de su PIB en lo mismo”, detalló. (Luis E. Gómez) Piden reconocer impacto de ciencia en beneficio del país Rosaura Ruiz Gutiérrez, presidenta de la Academia Mexicana de Ciencias, manifestó que el tránsito hacia el fin de la primera década del siglo XXI obliga a reconocer el impacto que tiene la ciencia en la solución de los problemas nacionales. Durante la celebración del Sorteo Superior número 2216 de la Lotería Nacional (Lotenal), cuyo billete es alusivo al 50 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �Imagen: http://portal.sre.gob.mx LUIS ENRIQUE GÓMEZ VANEGAS Aniversario de la AMC, señaló que el momento también exige plantear las tareas necesarias para contribuir a la consolidación de una nación más democrática. Ruiz Gutiérrez aseveró que dicha acción debe darse en un marco de justicia social en el que se asegure el acceso universal a los beneficios de una economía basada en el conocimiento y capaz de distribuir mejor su riqueza, y destacó la importancia de defender el presupuesto para la educación superior, la ciencia y la tecnología en México, pues, subrayó, “un país sin desarrollo científico es un país que depende del extranjero”. Subrayó que en la búsqueda del objetivo de que México sea siempre un país soberano el organismo que preside mantendrá una postura crítica y propositiva y planteará siempre acciones respecto a los temas más acuciantes y urgentes del país. (Luis E. Gómez) de dicho sistema y presidente del patronato que otorga esta distinción. Este premio fue establecido en 1967, en memoria del filántropo Luis Elizondo, con el objetivo de reconocer la labor de destacados científicos, humanitarios y organizaciones benéficas que han creado conciencia de la necesidad de aportar soluciones para el desarrollo de México, y es entregado cada año en las categorías “Científico y Tecnológico”, “Humanitario” y, a partir de 2009, “Humanitaria para Agrupaciones Estudiantiles”. La categoría Científico y Tecnológico tiene como objetivo recompensar y honrar a las personas físicas de nacionalidad mexicana que hayan contribuido a elevar el nivel científico y tecnológico de México mediante investigaciones, trabajos científicos, nuevos sistemas, descubrimientos o avances que representen progreso en la ciencia o en la técnica en el área de medicina. Por su parte, la doctora Rodríguez Padilla, quien actualmente es jefa del Departamento de Inmunología y Virología, coordinadora de la maestría en ciencias con especialidad en inmunológica y jefa del Laboratorio de Bioseguridad nivel 3 de la Facultad de Ciencias Biológicas de la UANL, ha formado parte de 74 proyectos de investigación en el área de inmunología, de los cuales 30 han estado bajo su responsabilidad y cuyos resultados han beneficiado a quienes padecen de cáncer severo, particularmente a la población femenina. Asimismo, ha publicado 104 artículos en revistas con arbitraje, 72 en internacionales y 43 en nacionales. Ha obte- Investigadora de la UANL recibe Premio “Luis Elizondo” CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 Image: www.uanl.mx La doctora María Cristina Rodríguez Padilla, profesora e investigadora de la Facultad de Ciencias Biológicas de la UANL, recibió el premio “Luis Elizondo” 2009, en la categoría Científico y Tecnológico, por su destacada labor en la docencia e investigación en inmunología, y por sus servicios a la comunidad en materia de salud. Rodríguez Padilla recibió el galardón, otorgado por el ITESM, de manos del doctor Rafael Rangel Sostman, rector 97 �CIENCIA nido ocho patentes y tiene cuatro en trámite, además ha publicado cuatro libros de divulgación general el más reciente es el titulado: Introducción al cultivo celular. Durante la ceremonia de entrega del reconocimiento, realizada en la Sala Mayor del ITESM, estuvieron presentes el director general del Conacyt, doctor Juan Carlos Romero Hicks; el rector de la UANL, doctor Jesús Ancer Rodríguez, y los miembros del patronato del Premio Luis Elizondo. (Luis E. Gómez) para la ampliación del Programa de Becas de Posgrado. Ruiz Gutiérrez planteó que México precisa invertir 12 mil millones de pesos más cada año para que en 2018 gaste 107 mil 971 millones, con lo que se puede alcanzar la meta de destinar uno por ciento del Producto Interno Bruto al ramo. Sin embargo, el objetivo se logrará en 2042 si se continúa con la tendencia actual en el presupuesto, de 0.36 en 2008; 0.37 en 2009 y la pretensión de 0.34 en 2010. Destacó que, de aprobarse el proyecto de presupuesto presentado para el próximo año, el ramo de ciencia y tecnología tendrá una reducción de 12 millones de pesos, al pasar de 43 mil 528.8 a 43 mil 516.6 millones. “Empero, si nos atenemos a la inflación, vemos que el impacto real es de menos 4.6 por ciento, lo que significa más de dos mil millones de pesos”. Por otra parte, rechazó la iniciativa del Consejo Nacional para la Ciencia y la Tecnología de que las universidades que ofrecen posgrados paguen una parte de las becas de sus estudiantes. La experta también habló de la problemática que atraviesa la ciencia en el país y ejemplificó que sólo hay 15 mil investigadores en una población de 108 millones de habitantes. Esos investigadores se concentran en unas cuantas entidades, como el Distrito Federal, el estado de México, Michoacán, Morelos, Nuevo León, Puebla y Jalisco. (Luis E. Gómez) Piden aumentar presupuesto de AMC La Academia Mexicana de Ciencias (AMC) envió a la Cámara de Diputados una solicitud de recursos adicionales para el presupuesto 2010 por siete mil 272 millones de pesos, informó su presidenta, Rosaura Ruiz Gutiérrez. Detalló que dos mil 329 millones de pesos son sólo para resarcir la disminución de recursos implícita en el Proyecto de Presupuesto presentado por el Ejecutivo y dos mil 670 para atender requerimientos de ampliación en proyectos específicos. Además, 500 millones de pesos en recursos de inversión para equipamiento de laboratorios en las instituciones de educación superior públicas, institutos nacionales de investigación y centros públicos de investigación. Otros 500 millones para la creación de nuevos centros públicos de investigación; 400 millones para un fondo de prioridades nacionales de investigación en ciencia básica y 873 millones Latinoamérica está en buen momento para cooperar en ciencia Imagen: www.elperiodicodemexico.com 98 EN BREVE Según Juan Pedro Laclette, coordinador general del Foro Consultivo Científico y Tecnológico de México, en América Latina y el Caribe se está dando un “momento interesante” de posibilidades de colaboración regional en ciencia, esto durante su participación en el IV Foro Mundial de la Ciencia, en Budapest, donde se presentó la “Declaración de América Latina y el Caribe en el décimo aniversario de la Conferencia Mundial sobre la Ciencia”. En declaraciones a Efe, el biomédico dijo que este documento fue elaborado mediante “una consulta muy amplia” CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �de toda la región y que la experiencia es que “se muestra una voluntad de colaboración verdaderamente interesante y para aprovecharla, la cual quizá no se había dado con anterioridad”. Subrayó además que en el documento se plantea la visión de “colaboración sur-sur” entre países como México, Brasil, Argentina y Chile, que tienen una considerable capacidad científica como para “plantear estrategias que no requieren al norte”. De esta manera también se plantean proyectos específicos como la creación de un centro multinacional científico de la región para que los países de América Latina puedan sumar sus capacidades. Por su parte, Juan Carlos Romero Hicks, director general del Conacyt, añadió que la declaración se compone de dos partes, una retrospectiva, que recoge lo “que ha venido ocurriendo recientemente” y otra que da una visión sobre el futuro y las grandes líneas de trabajo. (Luis E. Gómez) Ven posgrado como vía de desarrollo Juan Carlos Romero Hicks, director general del Conacyt, destacó que las universidades tienen la facultad de hacer oír la voz de la sociedad, por lo que deben potenciar sus recursos a fin de incidir en los grandes problemas nacionales. Al participar en el XXIII Congreso Nacional de Posgrado, en la Universidad Autónoma de San Luis Potosí (UASLP), el director del Conacyt aseguró que todos CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 Imagen: www.conacyt.gob.mx Imagen: www.elperiodicodemexico.com LUIS ENRIQUE GÓMEZ VANEGAS los caminos del desarrollo de un país pasan por el posgrado de las instituciones de educación superior, las cuales resaltan por su excelencia académica y pertinencia social. Aseguró que el Padrón Nacional de Posgrados de Calidad del Conacyt (PNPC) cuenta con 1,069 programas, de 167 instituciones, donde los interesados en cursar una maestría, doctorado o especialidad tienen múltiples opciones y pueden acceder a una beca del Consejo. Además informó que el PNPC busca la acreditación en organismos internacionales de evaluación, como el Consorcio Europeo para la Acreditación de la Educación Superior. Romero Hicks exhortó a las Instituciones de Educación Superior a participar de manera corresponsable en la formación de recursos humanos de alto nivel, a fin de lograr que la ciencia, la tecnología y la innovación ofrezcan soluciones a problemáticas sociales como la pobreza, la inseguridad, el cambio climático, las nuevas enfermedades, energías renovables, entre otros. Asimismo, aseguró que no hay recorte a becas ni tampoco a los posgrados acreditados en el Consejo. Sin embargo, hizo un llamado para que haya mayor movilidad de los programas, es decir, que aumenten el número de alumnos y que sus profesores sean miembros del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), entre otros. Al referirse al SNI, Romero Hicks señaló que en 2010 habrá 16 mil 469 investigadores registra- 99 �CIENCIA dos en ese padrón. Reconoció que el número es bajo para la cantidad de población que tiene México. Agregó que cada investigador gradúa un doctor cada seis años, situación que debe corregirse a través, entre otras acciones, de la potenciación de recursos de parte de las instituciones de educación superior. Luego de dar a conocer los aspectos que involucran el sistema nacional de ciencia y tecnología, el titular del Conacyt informó que en 2009, el gobierno federal aportó recursos por 45 mil millones de pesos, mientras que los estados invirtieron mil 800 millones de pesos; de los cuales, cinco estados concentran el 80 por ciento de esa aportación. (Luis E. Gómez) impulsar que el presupuesto destinado a ciencia y tecnología no disminuya. Explicó que a través de los centros públicos de investigación se pueden generar efectos positivos a nivel nacional, para crear y, posteriormente, fortalecer la relación entre instancias de gobierno, empresas e investigadores. Por su parte, Juan Carlos Romero Hicks, director general del Conacyt, enfatizó que en esta reunión los CPI’s deben revisar sus expectativas a mediano y largo plazo, a fin de que se conviertan en elemento clave para alcanzar la competitividad que demanda el país. De igual forma, convocó a los titulares de los centros a impulsar a los profesores para que se incorporen al Sistema Nacional de Investigadores y lleven a estas instituciones al más alto nivel de competitividad internacional. Romero Hicks indicó que los centros públicos de investigación tienen la obligación de presentar resultados a las demandas que tiene la sociedad. El director del Conacyt manifestó que los CPI‘s constituyen un importante medio de descentralización de la actividad científica y tecnológica y contribuyen al entendimiento de la realidad y los problemas regionales y locales del país en las diversas áreas del conocimiento. (Luis E. Gómez) Centros públicos de investigación, pieza clave en competitividad Reyes Tamez Guerra, presidente de la Comisión de Ciencia y Tecnología de la Cámara de Diputados, advirtió que no se puede aspirar a tener un mejor país si no se incrementan los recursos en ciencia, tecnología e innovación, ya que los países que destacan en competitividad es porque cuentan con una masa crítica que les permite vincular los esfuerzos de la academia, el sector productivo y el gobierno. Durante la inauguración de las actividades de los órganos de gobierno de la red de Centros Públicos de Investigación (CPI’s) del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) en la Universidad Autónoma de Coahuila, el diputado ratificó el compromiso de la comisión que preside para Hace falta mayor presupuesto y control en ciencia Imagen: www.conacyt.gob.mx m 100 EN BREVE La innovación, como proceso fundamental de los sistemas locales y regionales en México, acelerará el posicionamiento de nuestro país en el terreno económico, brindando crecimiento en competitividad, por ello requiere no sólo que se destinen mayores recursos, sino un control más adecuado. Ésta es la premisa a partir de la cual se realizó la 1ª Jornada Nacional de Innovación y Competitividad organizada por el Conacyt. Durante la inauguración del evento, el director general del Conacyt, Juan Carlos Romero Hicks, dijo que el mundo de hoy tiene varias constantes como la competencia: “Hoy, el mundo está urgido de contribuyentes, y la academia, la empresa y el gobierno inciden en la población abierta, y el tema transversal más importante es el de la innovación”. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �LUIS ENRIQUE GÓMEZ VANEGAS Imagen: www.conacyt.gob.mx Llaman a fortalecer relación empresa-IES Comentó que a partir de los estudios realizados por la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE), México tiene muchas áreas de oportunidad en materia de innovación y competitividad; y que es necesario aprender a trabajar por regiones para lograr el impacto deseado; para ello, dijo, es necesaria la participación de las entidades federativas del país, del sector empresarial, de la academia y de los tres niveles del gobierno. Durante esta jornada de día y medio se dieron cita representantes de la Secretaría de Economía (SE); del Banco Mundial (BM) y del Banco Interamericano de Desarrollo (BID); del CONACYT y el COECyTJAL; de la Agencia Vasca de la Innovación (Innobasque); la Cámara Nacional de la Industria Electrónica, de Telecomunicaciones y Tecnologías de la Información (Canieti); la Asociación Mexicana de Directivos de la Investigación Aplicada y el Desarrollo Tecnológico (ADIAT); la Asociación Mexicana de Secretarios de Desarrollo Económico (AMSDE); las empresas IDOM; Owens Corning y Tegraphic Printing Arts, así como representantes de distintos consejos estatales de ciencia y tecnología del país para compartir su visión e ideas en torno a los componentes de los sistemas de innovación y los retos más importantes en el tema, como el financiamiento. (Luis E. Gómez) CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 Con el objetivo de analizar los problemas del país y el impacto del conocimiento generado por las Instituciones de Educación Superior (IES), se llevó a cabo la Segunda Reunión de la Red Nacional de Vinculación de la Asociación Nacional de Universidades e Instituciones de Educación Superior (ANUIES), con el tema “Las realidades del país y la vinculación con las IES”. Durante la inauguración, el Dr. Rodolfo Tuirán, subsecretario de Educación Superior de la SEP, dijo que dicha secretaría y la ANUIES están obligadas a realizar esfuerzos muy significativos para potenciar la vinculación con las empresas: “La vinculación ya no es más una actividad marginal de las instituciones. Es una tarea estratégica, sin ella, las IES están condenadas a quedarse atrás. La educación superior es pertinente de acuerdo a las necesidades económicas del entorno. Debemos reconocer que la tasa de desempleo abierta ha crecido, y por los desajustes de la oferta educativa, los profesionistas jóvenes son los que resultan más vulnerables. Debemos garantizar que los jóvenes cuentan con las herramientas necesarias para innovar y crear nuevos productos y servicios, y que tengan la capacidad para resolver problemas directos”. En su participación en el panel “La vinculación como política pública en un contexto de crisis”, Juan Carlos Romero Hicks, director general del Conacyt, dijo que es necesario que las universidades cumplan con su función, en tanto que son resonadores potentes que registran las vibraciones de la sociedad. Mencionó que la innovación tiene que ser una clave para acelerar la recuperación económica, pues pone en ruta a los países hacia el crecimiento sostenible, y destacó los apoyos del Consejo para potenciar la vinculación. Asimismo, hizo mención a la creación de las AERIS (Alianzas Estratégicas y Redes de Innovación para la Competitividad), en sectores de alto valor agregado como el aeronáutico, el de tecnologías de la información, el automotriz, etc. (Luis E. Gómez) 101 m �m Tips Bioestadísticos Tema 22: Muestreo multietápico A high intraclass correlation means that the corrected sample size is considerably lower, and this means less precise standard errors! At the end of the day, this makes sense; if observations on a beach are highly correlated, we cannot treat them as independent observations. Why then bother taking many observations per beach? Perhaps we should sample more beaches with fewer observations per beach? Alain F. Zuur1 □ Peter B. Mandeville U n marco muestral es una relación completa de las unidades en el universo del estudio. El muestreo estratificado requiere que los elementos en este universo sean divididos en grupos, llamados estratos, antes de empezar el proceso de muestreo. Cada unidad es asignada a un estrato basado en el conocimiento previo de las características de la unidad. Entonces, se seleccionan muestras aleatorias independientes de cada estrato.2 Un muestreo polietápico utiliza más que una etapa de selección para formar la muestra. La primera etapa utiliza las unidades de muestreo de mayor tamaño que se llaman unidades de muestreo primarios, PSUs primary sampling units, mientras que la en etapa final se utilizan las unidades de muestreo más pequeño denominadas unidades de muestreo secundarias, SSUs secondary sampling units. Si el objeto es investigar alumnos, entonces los PSUs pueden ser las escuelas y los SSUs los alumnos dentro de las escuelas seleccionadas. Si el objeto es investigar pacientes, enton- 102 ces los PSUs pueden ser los hospitales, y los SSUs los pacientes dentro de los hospitales seleccionados. La pregunta es ¿cómo tomar una muestra estratificada cuando no existe un marco muestral de los SSUs? Una estrategia es efectuar un muestreo multietápico, tomando primero una muestra aleatoria de los PSUs y entonces levantar marcos muestrales de cada PSU seleccionado, los cuales se utilizarán para efectuar muestras aleatorias de los SSUs en cada PSU.2-4 Cada etapa del muestreo tiene covariables asociadas que permiten la estratificación de la muestra después de que ésta es tomada con respecto a cualquier combinación de las covariables. En algunos casos se pueden estratificar los agrupamientos antes de la primera etapa, por ejemplo, si las escuelas son particulares o públicas. El tamaño de la muestra está directamente ligado al tipo de análisis, y se puede pensar estos modelos como extensiones de modelos lineales, pero sería una equivocación analizar los datos como si los elementos fueran muestras CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �PETER B. MANDEVILLE aleatorias simples. En educación, por ejemplo, los alumnos toman clases en salones que están en escuelas, y el comportamiento de los alumnos en un mismo salón estará correlacionado, como también lo estará el comportamiento de los alumnos en la misma escuela. Se necesitan incluir estas correlaciones en el análisis para efectuar inferencias correctas de la investigación. El análisis debe ser efectuado con modelos mixtos.5 σ2 Otra característica de datos multietápicos es que los elementos en el mismo agrupamiento son más homogéneos que los de distintos agrupamientos. Generalmente se mide el grado de homogeneidad de los agrupamientos con un coeficiente de correlación intraclase, ICC. Si la correlación es alta, los agrupamientos son homogéneos dentro de cada grupo o muy diferentes de un agrupamiento a otro.6 En general si el ICC es pequeño, los agrupamientos solamente son un poco diferentes uno de otro. Si la ICC es muy pequeña o igual a cero, no existen diferencias de los agrupamientos para las variables de interés. Un ICC de cero quiere decir que los agrupamientos no tienen consecuencias para la relación entre las variables de interés, por lo que pueden ser ignorados en el análisis. Por suponer una correlación intraclase y modelar esta correlación, la estructura anidada de los datos es tomada en cuenta. El ignorar una correlación intraclase tiene consecuencias para la confiabilidad de los resultados solamente si la correlación es significativa y sustancial.6 La ICC aplicable en estos casos es la ICC(1) de Bartko7 y la ICC(1,1) de Shrout and Fleiss.8,9 En el modelo de medias no condicionadas, unconditional means model, el componente fijo es el intercepto y el componente aleatorio son los interceptos aleatorios.9 Se utilizó R versión 2.9.210 con la función lme() del paquete nlme11 para efectuar los cálculos. Los datos bh1996 están en el paquete multilevel.12 > library(multilevel) > library(nlme) > data(bh1996) >Null.Model<-lme(WBEING~1,random= CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 ~1|GRP,data=bh1996, control=list(opt=»optim»)) Se utilizó la función VarCorr() del paquete nlme para efectuar las estimaciones de las varianzas para un objeto lme. > VarCorr(Null.Model) GRP = pdSymm(1) Variance StdDev (Intercept) 0.03580079 0.1892110 Residual 0.78949727 0.8885366 La estimación de τ 00 (varianza entre-agrupamientos o intercepto) es 0.035, y el estimado de (varianza dentro-agrupamiento o residuo) es 0.789. > 0.03580079/(0.03580079+0.78949727) [1] 0.04337922 τ 00 La estimación de la ICC es 0.04, ICC = , τ 00 + σ 2 la proporción de la varianza, se debe al nivel de agrupamiento.13 Un concepto útil es el efecto del diseño, deff design effect, que indica cómo el diseño seleccionado, en este caso el diseño multietápico, afecta al error estándar de los parámetros.14 En una muestra aleatoria simple, el error estándar de la media aritmética está relacionado con el tamaño de la muestra, por la fórmula desviación estándar error estándar = ————————————————tamaño de la muestra Se puede utilizar esta fórmula para indicar el tamaño de la muestra requerida en una muestra aleatoria simple, si se desea un error estándar dado.13 Cuando se utilizan muestras de dos etapas, es necesario tomar en cuenta los agrupamientos de los datos en la 103 �TIPS BIOESTADÍSTICOS determinación del tamaño de la muestra. El deff indica por cuánto se debe ajustar el tamaño de la muestra en el denominador de la ecuación anterior, por razón del diseño utilizado.13 Está definido como: Error estándar con este diseño deff = ———————————————————————— —Error estándar con el diseño estándar con el diseño estándar definido como el diseño utilizando una muestra simple aleatoria con el mismo tamaño de la muestra al nivel uno.14 El deff de una muestra de dos etapas con agrupamientos del mismo tamaño está dado por deff = l+(n-l)p 1 . Esta fórmula indica que una muestra de dos etapas es menos atractiva cuando (ICC) 13 y el tamaño de los agrupamientos aumentan. En el ejemplo de Snijders y Bosker13 se supone que se está estudiando el grado de la satisfacción de los pacientes con los tratamientos de sus médicos. Además, se supone que algunos médicos tienen más pacientes satisfechos que otros, resultando en una ICC de 0.30. Los investigadores utilizarán un muestreo de dos etapas dado que esto es más barato que seleccionar los pacientes al azar. Primero se seleccionaron aleatoriamente 100 médicos y de cada médico se seleccionaron cinco pacientes al azar, los cuales fueron entrevistados. En este caso el deff es 1+(5-l) x 0.30 = 2.20 . Cuando se estima el error estándar de la media aritmética, no se puede suponer que las observaciones son independientes y el tamaño efectivo de la muestra que se debe utiliN11 zar para estimar el error estándar es igual a N - •.., = -del[ , donde N es el número de agrupamientos seleccionados. Para x 5 = 227 , por lo cual el ejemplo se encuentra que N '-"""". = 100 2.20 la muestra de dos etapas con un total de 500 pacientes es equivalente a una muestra aleatoria simple de 227 pacientes. También se puede derivar el tamaño de la muestra total con un diseño de dos etapas para un nivel de precisión deseado, suponiendo que la ICC es conocida y n fijo por consideraciones de presupuesto o tiempo. La regla general es: el 104 tamaño de la muestra requerido aumenta cuando la ICC aumenta y también cuando aumenta el número de elementos que se desea seleccionar de cada agrupamiento. Numéricamente , donde N ts refiere al tamaño total de la muestra cuando se utiliza una muestra de dos etapas, mientras que N,., refiere al tamaño de la muestra si fue utilizada una muestra aleatoria simple.13 En la práctica, la ICC es desconocida, pero muchas veces es posible estimarla con base en investigaciones anteriores,13 de no ser así es preciso un estudio piloto. Referencias 1. Alain F. Zuur, Elena N. Ieno, Neil J. Walker, Anatoly A. Saveliev, and Graham M. Smith. 2009. Mixed Effects Models and Extensions in Ecology with R. Statistics for Biology and Health. Springer Science+Business Media, LLC, New York, NY, USA. 2. Gary T. Henry. 1990. Practical Sampling. Applied Social Research Methods Series Volume 21. Sage Publications, Inc., Newbury Park, CA, USA. 3. Floyd J. Fowler, Jr. 2002. Survey Research Methods. Third Edition. Applied Social Research Methods Series Volume 1. Sage Publications, Inc., Newbury Park, CA, USA. 4. Paul S. Levy and Stanley Lemeshow. 1999. Sampling of Populations: Methods and Applications. Third Edition. Wiley Series in Probability and Statistics. John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, USA. 5. Brady T. West, Kathleen B. Welch, and Andrzej T. Galecki. 2007. Linear Mixed Models: A Practical Guide Using Statistical Software. Chapman and Hall/CRC, Boca Raton, FL, USA. 6. Ita Kreft and Jan de Leeuw. 1998. Introducing Multilevel Modeling. ISM Introducing Statistical Methods. Sage Publications Ltd., London, UK. 7. J.J. Bartko. 1976. On various intraclass correlation reliability coefficients. Psychological Bulletin, 83, 762-765. 8. Shrout, P.E., and Fleiss, J.L. (1979). Intraclass correlations: Uses in assessing rater reliability. Psychological Bulletin, 86, 420-428. 9. Paul Bliese. 2009. Multilevel Modeling in R (2.3): A Brief Introduction to R, the multilevel package and the nlme package. URL http://www.R-project.org. 10. R Development Core Team (2009). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. ISBN 3-900051-07-0, CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �PETER B. MANDEVILLE URL http://www.R-project.org. 11. Jose Pinheiro, Douglas Bates, Saikat DebRoy, Deepayan Sarkar and the R Core team (2009). nlme: Linear and Nonlinear Mixed Effects Models. R package version 3.1-96. URL http://www.R-project.org. 12. Paul Bliese. 2008. multilevel: Multilevel Functions. R package version 2.3. URL http://www.R-project.org. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 13. Tom A.B. Snijders and Roel J. Bosker. 1999. Multilevel Analysis: An introduction to basic and advanced multilevel modeling. Sage Publications Ltd., London, UK. 14. Tom A.B. Snijders. 2005. Power and Sample Size in Multilevel Modelling. Pages 1570-1573 in B. S. Everitt and D.C. Howell (ed). 2005. Encyclopedia of Statistics in Behavioral Science. Volume 3. John Wiley & Sons, Ltd., Chichester, UK. 105 11 �m Óscar A. Aguirre Calderón Ingeniero agrónomo especialista en bosques por la Universidad Autónoma de Chapingo. Doctorado en la Facultad de Ciencias Forestales de la Universidad de Gotinga, Baja Sajonia, Alemania, con especialidad en manejo forestal. Profesor-investigador en la FCFUANL. Miembro del SNI y presidente de la Sociedad Mexicana de Recursos Forestales. Sus líneas de investigación son manejo sustentable de recursos forestales y análisis estructural de ecosistemas forestales. Glafiro Alanís Flores Biólogo por la FCB-UANL, maestro en ciencias (botánica) por el Colegio de Posgraduados y doctor en ciencias biológicas por la UANL; profesor Promep y emérito por la UANL; integrante del Diccionario biográfico de científicos y tecnólogos de Nuevo León. Profesor de tiempo completo y exclusivo de la FCBUANL. Sus líneas de investigación están orientadas al manejo y conservación de los recursos naturales regionales, con enfoque hacia los ecosistemas de matorrales xerófitos y bosques templados. Eduardo Alanís Rodríguez Ingeniero forestal y con maestría en ciencias forestales, por la UANL. Realizó una estancia en la Universidad de 106 Colaboradores Göttingen, Alemania. Actualmente es gerente del Departamento de Investigación y Manejo de Recursos Naturales del Parque Ecológico Chipinque. Estudia del doctorado en ciencias, con especialidad en manejo de recursos naturales en la UANL. Sus principales líneas de investigación son ecología forestal y restauración ecológica. Ma. Aracelia Alcorta García Doctora en ingeniería física industrial, egresada de la FCFM-UANL, en la cual labora actualmente como profesora-investigadora. Miembro del SNI, nivel I. Cuenta con una estancia posdoctoral por un año en la Universidad de California en San Diego. Responsable del Cuerpo Académico de Matemáticas Aplicadas y con algunos proyectos financiados por Conacyt-UANL y Paicyt. Sus áreas de investigación incluyen filtrado y control de procesos estocásticos, para sistemas polinomiales. Actualmente implementa el método risksensitive y método max-plus en la obtención de los mismos. Peter B. Mandeville Licenciado en economía por la Iowa State University. Tiene maestría en antropología social en la SUNY-Stony Brook. Fue catedrático de las materias de bioestadística y diseños experimen- tales en la Facultad de Agronomía de la UASLP. Es jefe del Departamento de Informática y Bioestadística de la Facultad de Medicina de la UASLP, donde es catedrático de bioestadística a nivel pregrado y de bioestadística en la maestría y del doctorado en ciencias biomédicas básicas y en la maestría de investigación clínica. Es consultor asociado de la empresa BioEstadística. www.bioestadistica.com Cinthya Guadalupe Caamal Olvera Licenciada en economía por la UANL. Trabajó en la Conferencia Interamericana de Seguridad Social (CISS) en la Ciudad de México. Tiene estudios de maestría y doctorado en la University of Essex, Reino Unido. Actualmente es profesora de tiempo completo en la FeEco-UANL, e investigadora del Centro de Investigaciones Económicas de la UANL. Sus trabajos de investigación se han enfocado a temas de desarrollo económico, economía laboral, economía de la educación y seguridad social. Pamela Anabel Canizales Velázquez Bióloga egresada de la FCB-UANL. Actualmente labora como investigadora en el Departamento de Investigación y Manejo de Recursos Naturales del Parque Ecológico Chipinque, A.C. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �Pedro César Cantú Martínez Doctor en ciencias biológicas. Actualmente trabaja en la FASPyN-UANL, participa en el INSO-UANL y en el posgrado de la FCB-UANL. Su área de interés profesional se refiere a aspectos sobre la calidad de vida e indicadores de sustentabilidad ambiental, en la que ha dirigido tesis de posgrado y licenciatura. Fundador y editor de la revista Salud Pública y Nutrición (RESPyN), miembro del Comité Editorial del ARTEMISA, del Centro de Información para Decisiones en Salud Pública de México. Armando J. Contreras Balderas Doctor en ciencias biológicas con especialidad en ecología por la UANL. Miembro del SNI, nivel I; tiene perfil Promep. Con más de 150 publicaciones a nivel nacional e internacional; más de 180 presentaciones en congresos nacionales e internacionales. Árbitro de revistas nacionales e internacionales. Árbitro de Conacyt. Ha recibido diversos reconocimientos: Excelencia Profesional, Federación de Colegios Profesionales del Estado de Nuevo León, Felow Award de la Texas Academy of Sciences y Donald W. Tinkle Research Excelllence Award de la Southwestern Association of Naturalist. Alejandro Espinosa Doctor en ciencias, con acentuación en manejo de vida silvestre, por la UANL. Ha participado en diversas publicaciones y en congresos, nacionales e internacionales. Es vicepresidente en Sustentabilidad de CEMEX. Responsable del Programa de Restauración del Borrego Cimarrón. José Eduardo Estrada Loyo Licenciado en psicología clínica por la UANL. Ha laborado como editor del periódico regional Voz de la zona citrícola y publicado artículos en Vida Universitaria y en Ingenierías de la FIME. Coordinador editorial de la revista CiENCiAUANL. Cheikh Fall Ingeniero mecánica por la École Polytechnique de Thies, Senegal; maestro en biotecnología, y doctor en ingeniería ambiental, ambas por el Departamento de Ingeniería Química de la École Polytechnique de Montreal, Canadá. Profesor-investigador del Centro Interamericano de Recursos del Agua (CIRA), Universidad Autónoma del Estado de México. Líder del Cuerpo Académico en Tratamiento de Aguas y Control de la Contaminación. Sus áreas de competencia son: tratamiento de aguas, suelos contaminados y residuos peligrosos, control de la contaminación industrial y evaluación ambiental. Correo: cfall@uaemex.mx Susana Favela Lara Bióloga por la FCB-UANL, maestra en ciencias (botánica) por el Forestry Intitute, Oxford University, England, UK, y doctora en filosofía (biología molecular) por la School of Biology, Institute of Cell and Molecular Biology, University CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 of Edinburgh, Scotland, UK. Actualmente es profesora-investigadora de la FCB-UANL. Responsable del proyecto “Variación Genética de Pinus pinceana en la Sierra Madre Oriental”. Es profesora Promep. Armando V. Flores Salazar Licenciado en arquitectura, especialista en diseño arquitectónico y maestro en ciencias por la UANL. Doctorado en arquitectura por la Universidad Autónoma de México. Es maestro de tiempo completo y exclusivo en la Facultad de Arquitectura de la UANL. Sus líneas de investigación son los objetos arquitectónicos como objetos culturales, con subtemas como lectura arquitectónica, la arquitectura como: documento histórico, los componentes básicos de la arquitectura y el estudio directo de ésta en los edificios de la ciudad. Es miembro del SNI, nivel II. Marco Francesconi Terminó sus estudios universitarios en el Departamento de Economía de la Bocconi University, Milán, Italia. Concluyó su doctorado en la New York University, EE UU. Actualmente es profesor y director de los estudios de posgrado en la University of Essex en el Reino Unido. Participa como investigador asociado de diferentes organizaciones internacionales como: el Centre for Household, Income Labour and Demographic economics (CHILD); la University of Torino; el Institute for Social and Economic Research (ISER), la 107 11 �University of Essex; el Institute for Fiscal Studies (IFS), Londres; el Institute for the Study of Labor (IZA), Bonn, Alemania y el Centre for Economic Policy Research (CEPR), Londres. Luis Enrique Gómez Vanegas Egresado de letras hispánicas de la Facultad de Filosofía y Letras de la UANL. Autor del libro Soledades. Participó como investigador en el libro Violencia y ciudad, en la FCC-UANL. Es secretario de redacción de la revista CiENCiAUANL. Primitivo Hernández Guerrero Médico por la UAT. Autor de varios libros de poesía: Eratus, La noche y el fuego, Luna de octubre y Algunas precisiones. Ha escrito ensayo literario y colaborado en algunas revistas literarias de Tamaulipas. Fue revisor de la revista CiENCiAUANL. Su más reciente libro es Canta el viento en las ceibas, publicado por el Consejo para la Cultura de Nuevo León. Zacarías Jiménez Méndez Licenciado en letras españolas por la UANL. Autor del libro La eternidad comienza a las siete de la noche y coautor de El capitán de dos armas. Ha publicado en diversas revistas de la localidad. Revisor de la revista CiENCiAUANL. Javier Jiménez Pérez Ingeniero forestal por la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro, de m 108 Saltillo, Coahuila. Realizó el doctorado con especialidad en el área de mediciones forestales en la Facultad de Ciencias Forestales de la Universidad de Göttingen, Baja Sajonia, Alemania. Es profesor-investigador en la FCFUANL y miembro del SNI, nivel I. Sus líneas de investigación son evaluación de recursos naturales y análisis estructural de ecosistemas forestales. Javier Leal Iga Ingeniero civil, maestro en ingeniería ambiental y doctor en ingeniería eléctrica, con especialidad en control y automatización, todos por la UANL. Sus áreas de investigación son: modelado y control de clima en invernaderos, aplicación de sistemas para la descripción y optimización de procesos, energía, sustentabilidad y medio ambiente. Actualmente es profesor en la FIC-UANL. Jimmy L. Loaiza Navía Ingeniero civil por la Universidad Autónoma Tomás Frías de Potosí, Bolivia. Maestro en ciencias con especialidad en ingeniería ambiental por la UANL y doctor en ingeniería, con énfasis en ciencias del agua por la Universidad Autónoma del Estado de México. Docente de posgrado en la FIC-UANL. Sus áreas de competencia son: acondicionamiento del agua, tratamiento y disposición de aguas residuales y diseño de plantas de tratamiento, reingeniería de los sistemas de aeración en las Plantas Dulces Nombres, Norte y Noreste. jloaiza@sadm.gob.mx María E. Magallanes-Lundback Bióloga por la UANL, con estudios de posgrado en el ITESM. Ha sido catedrática en las facultades de Biología y Agronomía de la UANL y en el ITESM. Sus áreas de investigación son: bioquímica de plantas, fotosíntesis, metabolismo, uso de la variación natural para comprender las bases genéticas y bioquímicas de la biodisponibilidad de minerales, vitamina E y carotenoides en plantas. Ha sido investigadora asociada en las universidades de Texas A&M and University of Nevada, en Reno. Actualmente es investigadora asociada y jefa de laboratorio del doctor Dean DellaPenna, en el Departamento de Bioquímica y Biología Molecular en la Michigan State University. Cuenta con diversos artículos publicados en prestigiadas revistas internacionales. José Manuel Mata Balderas Ingeniero forestal por la UANL y maestro en manejo de recursos forestales. Actualmente es socio de una consultoría ambiental especializada en la gestión y elaboración de estudios ambientales. Participa en programas de la Secretaría de Desarrollo Social (Sedesol) como evaluador de proyectos sustentables, con aplicación en zonas rurales. José Moral de la Rubia Licenciado en psicología por la Universidad Pontificia de Comillas; psicólogo especialista en psicología clínica por el CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 �Programa de Psicólogo Interno Residente y doctor en filosofía y ciencias de la educación, con especialidad en psicología, por la Universidad de Alcalá de Henares, todas en Madrid, España. Profesor-investigador de la FaPsiUANL. Miembro del SNI, nivel I. Posee perfil Promep (docente de calidad) y es miembro del Cuerpo Académico Consolidado de Psicología Social. Posee numerosas publicaciones como artículos y capítulos y ha presentado numerosas ponencias: sobre alexitimia, adicciones, trastornos alimentarios, maltrato infantil, familia, pobreza, sexualidad, satisfacción marital y participación ciudadana. Además, es coautor en tres manuales de pruebas psicológicas y de tres libros de psicología de la salud. Hernaldo Padilla Rangel Biólogo egresado de la FCB-UANL. Actualmente estudia el posgrado, en la Facultad de Ciencias Forestales de la UANL. Juan Francisco Pissani Zúñiga Ingeniero agrónomo, doctorado, con especialidad en uso, manejo y conservación del agua. Profesor titular de tiempo completo “C”, con participación en otras instituciones como profesor invi- tado en el posgrado de administración de recursos hidráulicos del Instituto Tecnológico de Sonora. Profesor invitado, en el programa de posgrado del ITESM. Investigador invitado en el Programa de Intercambio Científico y Tecnológico con el Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España. Investigador invitado por la estación Experimental de Zonas Áridas, en Almería, España. Wilber Enrique Salinas Castillo Ingeniero agrónomo y doctor en ciencias agrícolas, con especialidad en geomática aplicada al manejo de recursos, ambas por la UAT. Profesor-investigador de la Unidad Académica Multidisciplinaría Agronomía y Ciencias de la UAT. Sus líneas de investigación son evaluación de recursos naturales y geomática aplicada al manejo de los recursos naturales. Manuel Torres Morales Biólogo, maestro en ciencias, con especialidad en ecología acuática y pesca. Profesor-investigador, jefe del Departamento de Ecología en la FCBUANL. Su línea de investigación es la ecología, manejo y conservación de ecosistemas. Ha realizado numerosas contribuciones en la evaluación de recursos bióticos acuáticos, evaluación CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 1, ENERO - MARZO 2010 de impacto y ordenamiento ambiental. Posee amplia experiencia como consultor en el manejo integral de ranchos diversificados, planes de manejo de embalses y áreas naturales protegidas. Eduardo Javier Treviño Garza Biólogo por la UANL; doctor en ciencias forestales, con especialidad en manejo forestal, por la Universidad de Gotinga, Baja Sajonia, Alemania. Profesor investigador de la FCF-UANL. Miembro del SNI, nivel I. Sus áreas de estudio son la aplicación de la geomática para el inventario y manejo de los recursos naturales. Mikhail Valentinovich Basin Doctor en ciencias físico-matemáticas, con especialidad en control automático y análisis de sistemas, por el Instituto de Aviación de Moscú, en Rusia. Profesor-investigador del Programa Doctoral en Ingeniería Física Industrial de la FCFM-UANL. Miembro del SNI, nivel II, y de la Academia Mexicana de Ciencias; Senior Member del Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica (IEEE). Sus áreas de investigación son: filtrado y control óptimo de sistemas no lineales, sistemas con retardos, filtrado y control H-infinito, filtrado y control en modos deslizantes. 109 11 � Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ciencia UANL Description An account of the resource La revista Ciencia UANL tiene como propósito difundir y divulgar la producción científica, tecnológica y de conocimiento, de la Universidad Autónoma de Nuevo León en los ámbitos académico, científico, tecnológico, social y empresarial. Ciencia UANL está dirigida al público abierto, con y sin preparación universitaria, a científicos, académicos, tecnólogos, investigadores y estudiantes de todas las áreas profesionales, así como a alumnos de bachillerato y secundaria interesados en aumentar sus conocimientos y fortalecer su perfil cultural. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ciencia UANL Año de publicación El año cuando se publico 2010 Volumen Volumen de la revista 13 Número Número de la revista 1 Mes de publicación Mes cuando se publicó Enero-Marzo Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Trimestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1751701&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ciencia UANL, 2010, Vol 13, No 1, Enero-Marzo 1 Creator An entity primarily responsible for making the resource Salinas Carmona, Mario César, Director Subject The topic of the resource Ciencia Tecnología Divulgación científica Investigación científica Publicaciones periódicas Description An account of the resource La revista Ciencia UANL tiene como propósito difundir y divulgar la producción científica, tecnológica y de conocimiento, de la Universidad Autónoma de Nuevo León en los ámbitos académico, científico, tecnológico, social y empresarial. Ciencia UANL está dirigida al público abierto, con y sin preparación universitaria, a científicos, académicos, tecnólogos, investigadores y estudiantes de todas las áreas profesionales, así como a alumnos de bachillerato y secundaria interesados en aumentar sus conocimientos y fortalecer su perfil cultural. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Secretaría Académica Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Estrada Loyo, José Eduardo, 1952-, Coordinador Editorial Gómez Vanegas, Luis Enrique, Secretario de Redacción Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/01/2010 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2017240 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Spatial Coverage Spatial characteristics of the resource. Monterrey, N.L. México Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Conciencia humana Control óptimo Europa Oferta laboral Patrimonio arquitectónico Satisfacción sexual