https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/20740/Ingenierias_2002_Vol_5_No_17_Octubre-Diciembre.pdf acda4b3a9f984613b3e52b7ff690c98f PDF Text Text ���Editorial La Academia de Ingeniería, México José Luis Fernández Zayas* La enseñanza de la ingeniería en México se remonta a los tiempos prehispánicos. Se sabe que las sociedades pobladoras del Valle de Anáhuac debieron acordar e implantar algunas de las más avanzadas técnicas de manejo del agua. En ese esfuerzo participaron cientos de ingenieros, a lo largo de varias décadas, quienes se trasmitían los conocimientos de manera rigurosa y formal, siendo el más famoso el también poeta Nezahualcóyotl (1402-1472). Los estudiosos de los antecedentes de la ingeniería mexicana lamentan que, durante los largos años de la conquista, se haya perdido esa tradición constructiva, amorosa y respetuosa de la naturaleza, y se iniciaran las catástrofes tecnológicas que todavía hoy se manifiestan como crisis sistemáticas en el manejo del agua en el valle de México. Como antecedente de la educación actual de la ingeniería en México se puede mencionar que en 1784, a instancias del Virrey de la Nueva España, Antonio María de Bucareli, el rey Carlos III de España emitió nuevas ordenanzas en sustitución de las del siglo XVI, para formalizar la enseñanza del laborío de minas. Ocho años más tarde se inaugura el Real Seminario de Minería, en una casa que se localiza en la actual calle de Guatemala número 90, y poco después, se encarga al arquitecto y escultor valenciano Manuel Tolsá la construcción del edificio definitivo de la minería en México, el Palacio de Minería, con capacidad inicial de hasta 50 alumnos. Este edificio, una de las joyas arquitectónicas de la era colonial, se localiza en la calle de Tacuba número 5, frente al Palacio de las Comunicaciones y la estatua ecuestre de Carlos IV. Actualmente, en el primer piso del Palacio de Minería, sobre la puerta principal, se encuentran las oficinas de la Academia de Ingeniería. Colegio de Minería (1864) Pintura por Casimiro Castro. Muchas son las profesiones que nacieron en el Palacio de Minería, donde además se originan los primeros trabajos de investigación científica del continente americano. Las ingenierías mexicanas nacieron sin duda ahí mismo, y tomaron la forma actual durante el siglo XX. Muchas son las carreras de ingeniería que se imparten en México y en el continente americano, que se han estructurado con atención especial a las carreras pioneras que nacieron, en respuesta responsable a las exigencias de la modernidad, en el Palacio de Minería. * Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 Presidente de la Academia de Ingeniería, México. 3 �La Academia de Ingeniería, México De dicho tronco común nacen en la ciudad de México en 1910 la Facultad de Ingeniería de la UNAM y en 1936 la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica del IPN, las que con el tiempo desarrollaron sus propias personalidades y sirvieron como modelo en el desarrollo de las escuelas de ingeniería en el resto del país. LAS ACADEMIAS DE INGENIERÍA En 1974 se formaron, casi al mismo tiempo, la Academia Nacional de Ingeniería, presidida entonces por el doctor Marco Antonio Murray-Lasso, ingeniero mecánico egresado de la UNAM y doctorado en el MIT, y la Academia Mexicana de Ingeniería, cuyo presidente fundador fue el ingeniero Luis Enrique Bracamontes, ingeniero civil graduado en la UNAM y afamado por una muy importante trayectoria profesional en el gobierno federal. La membresía de las academias pronto reflejó las diferentes trayectorias de sus fundadores. Una se caracterizó por incluir a los ingenieros de más alto rango en la investigación y la docencia, y la otra, por hacer lo propio con ingenieros destacados en la práctica profesional, en la empresa privada y pública así como en el gobierno. Con el curso de los años, un grupo de unos 50 académicos resultó electo a ambas academias, y cuestionó la conveniencia de que hubiese en México dos academias de ingeniería, dado que en países como los Estados Unidos hay una sola. Al fin, en 1999, cuando se integró el Foro Consultivo de Ciencia y Tecnología para asesorar en esos temas al Presidente de la República, las academias de ingeniería fueron excluidas por la autoridad federal, bajo la consideración de que dos academias en el mismo foro serían demasiado contrapeso a la Academia Mexicana de Ciencias. Ello bastó para que se emprendiera un esfuerzo serio de unificación, con el compromiso de que no se perdería ningún mérito ni ninguna tradición en el proceso. Así, surgió en febrero de Asamblea de creación de la Academia de Ingeniería, 2002 la academia unificaFebrero 2002. 4 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �José Luis Fernández Zayas da, que con el nombre de Academia de Ingeniería (México, en la correspondencia al extranjero), A.C., integra a los antiguos miembros de ambas academias, la cual ha sido ya reconocida como miembro en pleno derecho en dicho foro consultivo, único organismo que prevé la ley para asesorar al Poder Ejecutivo. Actualmente la Academia de Ingeniería cuenta con unos 850 miembros titulares, correspondientes y de honor, integrados en 22 comisiones de especialidad y seis comisiones interdisciplinarias; se tienen comisiones regionales en proceso de consolidación en Nuevo León, Jalisco, Morelos y Querétaro. FUNCIONES Y ORGANIZACIÓN Además de la muy importante función de asesorar al Poder Ejecutivo en temas de la ingeniería nacional, la Academia de Ingeniería promueve la vocación, la educación, el ejercicio profesional y la investigación en la ingeniería; estimula la formación profesional de ingenieros del más alto nivel, con gran sentido de responsabilidad social, para lo cual reúne en su seno a los ingenieros más destacados, quienes con su vida profesional ejemplar dan testimonio de cómo el país puede ser mejor para todos los mexicanos. El ingreso a la Academia es lento y complejo. Se requiere que al menos cinco académicos recomienden a un candidato, para iniciar un proceso minucioso de selección, que atiende tanto a las características de los aspirantes como a la necesidad de la propia Academia de preservar el equilibrio entre sus áreas. La Academia es al mismo tiempo el lugar idóneo para que se expresen las inquietudes de una ingeniería posmoderna, global y de punta, característica de las sociedades industrializadas más prósperas, y simultáneamente, se atiendan las necesidades de un pueblo que en su gran mayoría no alcanza niveles aceptables de calidad de vida y bienestar. Por ello se dice que la Academia es una organización nacionalista en el sentido moderno del término, pues se le reconoce como institución preocupada por los ingenieros mexicanos de éxito y Presidium del Salón de Actos. Palacio de Minería. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 5 �La Academia de Ingeniería, México por los mexicanos en general, a quienes la ingeniería mexicana puede ofrecerles aliento y esperanza de un mejor futuro, tanto para ellos mismos como para las generaciones venideras. La Academia tiene un presupuesto anual de varios millones de pesos, que obtiene de la cuota anual de sus miembros, de la firma de convenios con organizaciones afines o simétricas, y de donativos de mexicanos prominentes que ayudan a financiar estudios y proyectos de política tecnológica y científica. Con estos recursos la Academia financia cursos, simposia, conferencias magistrales, congresos, mesas redondas y conferencias de búsqueda, en los que participan los propios académicos así como otros expertos, nacionales y extranjeros. Mediante estas acciones, la Academia incide en las prácticas profesionales, universitarias y normativas, entre otras, para alcanzar mejor sus fines. En los últimos años, y en virtud del mal estado de la economía en general, la participación de la Academia se ha hecho más apremiante y es más intensa. Sin embargo, conserva su tradición de cuidar que no se escandalice en torno a estas cuestiones, sino que se haga llegar la información apropiada de manera oportuna a los tomadores de decisiones nacionales. COMENTARIOS FINALES La ingeniería mexicana es un ingrediente esencial para la recuperación de la economía. No sólo se trata de resolver problemas estructurales de la macroeconomía, sino de llevar el beneficio a las familias mexicanas, en la forma de mejores oportunidades de educación y salud, empleo y vivienda, así como ofrecerles un horizonte de desarrollo personal rico y variado. Este nuevo progreso es imposible sin la generación de nuevo conocimiento útil, trascendental, de clase global. En la redefinición de la ingeniería mexicana en el nuevo marco global, la Academia de Ingeniería busca destacar en un sitio de importancia para hacer efectivas las experiencias de los ingenieros mexiDiscurso de inauguración de la Academia de canos más experimentados. Ingeniería. Febrero de 2002. 6 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �El ingeniero civil♦ En su 150 aniversario Henry Petroski* La ingeniería es tan antigua como la civilización, pero el concepto de ingeniero es relativamente moderno en comparación al de arquitecto o al de especialista en construcción. Esto no significa que no existieran ingenieros en el Egipto, Grecia y Roma de la antigüedad. Tal como los «10 libros de arquitectura» de Vitruvius lo indican, individuos de la antigüedad que hoy llamaríamos ingenieros concebían ingeniosos proyectos, diseñaban maquinaria para mover materiales de construcción y para asaltos militares a fortalezas. Tales ingenieros estaban muy relacionados con objetivos militares así como con la organización de fuerzas de trabajo semejantes a las de un ejército. El trabajo de los ingenieros estaba asociado naturalmente con objetivos militares y por ello la cualidad especial para desarrollar la operación y seguridad de ciudades amuralladas era de gran valor militar. En el siglo XVII, los ingenieros militares en Francia estaban organizados como el Corps des Fortifications, también conocido como Corps du Genie. Esta era una organización de élite, con la mayoría de sus miembros pertenecientes a la nobleza francesa. A un ingeniero militar que también estaba involucrado con los proyectos de obra civil se le llamaba Génie Civil. Cuando el término Ingenieur fue establecido en Francia como un medio para distinguir a aquellos servidores públicos que tenían un entrenamiento más científico que el que poseía un técnico, la palabra también se usaba en la milicia para enfatizar las bases teóricas del Corps des Ingenieurs du Genie Militaire. La transición del énfasis militar al civil se completó en 1720 cuando fue formado el Corps des Ingenieurs des Ponts et Chaussées, dedicado especialmente a la construcción de puentes y carreteras. Para mediados del siglo XVIII, se estableció la École Nationale des Ponts et Chaussées, la cual es generalmente considerada como la primera escuela de Ingeniería Civil en el mundo. ♦ Artículo publicado en la revista American Scientist, Vol. 90, pp. 118-122, Marzo-Abril 2002, reproducido con autorización del autor y traducido por Alejandro Durán Herrera y Salvador Villalobos Chapa. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 Fig. 1. John Smeaton fue el primer ingeniero en describirse a si mismo como “Civil”, para diferenciarse de los Ingenieros Militares. También fue punto clave para establecer en 1771 la Sociedad de Ingenieros Civiles en Londres. (Imagen cortesía del Instituto de Ingenieros Civiles). Las bases teóricas altamente estructuradas de la ingeniería francesa contrastaban grandemente con las raíces prácticas de la ingeniería británica contemporánea, la cual fue basada de acuerdo a su experimentada mano de obra y fundada en un sistema de aprendizaje. Uno de los frutos de este sistema fue John Smeaton. Inició como fabricante de instrumentos matemáticos, pero su carrera marcaría un parteaguas en la ingeniería británica. Después de una visita a los países bajos en 1754, donde observó canales, muelles y molinos de viento, Smeaton regreso a Inglaterra con nuevas perspectivas. La reconstrucción que realizó en el faro de Edystone lo llevó a obtener una gran reputación en cuanto a la solución de problemas difíciles, y pronto logró ser reconocido como un Ingeniero que basaba su trabajo en cálculos e investigaciones experimentales en lugar de datos y reglas empíricas. Los artículos científicos que redactó lo condujeron a ser elegido por la Royal Society; su reseña experimental * Duke University E-mail: petroski@duke.edu 7 �El ingeniero civil. En su 150 aniversario acerca de los poderes naturales del agua y el viento sobre los molinos es un documento clásico en el área. En lugar de recibir órdenes dentro de una jerarquía militar, Smeaton se declaró a si mismo como su propio jefe, teniendo como aliados solamente a los principios de la ciencia y la práctica de la Ingeniería. Para diferenciar su trabajo del que realizaban los Ingenieros Militares, Smeaton se auto nombró “Ingeniero Civil”, y para enfatizar su independencia declaró ser un profesional. Asumió el derecho de trabajar en diversas comisiones simultáneamente, y cobraba su trabajo basándose en el tiempo que invertía en cada proyecto en particular. Cuando era contratado por algún cliente, Smeaton estudiaba el problema y elaboraba un reporte de lo que encontraba con sus respectivas recomendaciones. El cliente lo podía contratar para realizar cálculos adicionales detallados, preparar dibujos de diseño y procedimientos. Se elegía un contratista para que ejecutara el trabajo y se asignaba a un Ingeniero residente para supervisarlo. Esta metodología de trabajo, innovadora en su época, es la forma en que trabajan actualmente las consultorías y bufetes de Ingeniería. LA PRIMERA ASOCIACIÓN DE INGENIERIA Para 1770, había un cierto número de Ingenieros practicantes como Smeaton, y debido a que con frecuencia eran necesarias decisiones gubernamentales para llevar a cabo un proyecto, generalmente estaban en Londres presentando y defendiendo sus diseños cuando el parlamento estaba en sesión. Estos ingenieros también atestiguaban ante la corte, y Smeaton era generalmente considerado como el primer testigo experto, su testimonio ingenieril era admitido como una opinión conocedora en lugar de ser desechado como cualquier rumor. Como resultado de la evidente necesidad de conocer y discutir el estado del arte, aparte de otros aspectos de interés y experiencia, en 1771 se formó un Club Social y pronto se dio a conocer como la Sociedad de Ingenieros Civiles. De acuerdo a un miembro de dicho club, quien describió los eventos 8 que ocurrieron en una junta de 1778, los miembros pasaban el tiempo conversando, “canal, hidráulica, matemática, filosófica, mecánica, natural y socialmente”. El Club le debe a Smeaton la mayor parte del éxito y organización, pero con el tiempo él se retiró, y en 1792 el grupo se desintegró. Un año después de la muerte de Smeaton, la Sociedad renació como la Sociedad Smeatoniana de Ingenieros Civiles. En 1817 se convirtió exclusivamente en club social conocido como los Smeatonianos y mucho tiempo después de la muerte de Smeaton los miembros de la sociedad seguían brindando en su memoria. Aún sin una educación formal de Ingeniería establecida en Inglaterra (el primer curso de filosofía mecánica se impartió en el Colegio Universitario de Londres en 1826), los Ingenieros más jóvenes sintieron la necesidad de algo más que solo un Club Social. La situación condujo a un pequeño grupo de ellos a una reunión convocada por el joven de 23 años Henry Robinson Palmer, y a principios de 1818 planteó una propuesta para formar una Sociedad “que facilitara la adquisición del conocimiento necesario en la profesión de Ingeniero Civil y para promover la Filosofía Mecánica”. La Asociación fue pronto nombrada Institution of Civil Engineers, y llevaba a cabo reuniones cada martes cuando el parlamento estaba en sesión. Solamente la guerra interrumpió esta tradición que perduró por muchos años. Como requisito de membresía en la Institución cada miembro debía presentar en una de las juntas un artículo original durante el periodo del año en curso. El aumento de miembros hizo que esto fuera un requisito no viable, y en 1824 se anuló esta regla y a los miembros se les requirió redactar “mínimo un documento original y no publicado cada sesión o presentar un libro, mapa, plano, modelo o instrumento, de lo contrario se cobraba una multa la cual no sería parte de los fondos de la Institución sino utilizada para incrementar su acervo bibliográfico”. Estas condiciones de membresía se fueron haciendo menos estric- Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Henry Petroski tas al paso de los años, pero para ser admitido como miembro corporativo o ser miembro honorable, se seguía requiriendo hasta hace poco tiempo que los Ingenieros donaran un libro o dinero para la biblioteca. Hoy en día, la biblioteca de la Institución posee uno de los más grandes acervos en materia de Ingeniería Civil en el mundo. La membresía de la Institución de Ingenieros Civiles (ICE) era mayor a 150 en 1828, cuando la organización buscaba un estatus que le permitiera ser considerada como parte de la realeza, obteniendo con ello el prestigio y poder para “controlar y guiar a sus miembros hacia el interés público”. (Hasta la fecha es la ICE y no el gobierno quien establece los estatutos de los Ingenieros Británicos profesionales, una práctica también desarrollada en los países de la comunidad Británica). Como requisito para solicitar reconocimiento de la realeza, la profesión tenía que ser definida, y esto llevó a Thomas Tredgold a escribir su famosa definición de Ingeniería Civil como “el arte de dirigir grandes fuentes de energía en la naturaleza para el uso y conveniencia del hombre”. Militares fueron de gran utilidad para diseñar y construir edificios públicos, caminos, puentes canales y todo el trabajo de naturaleza civil. Thomas Jefferson, quien apoyaba la fundación de una academia militar, deseaba que ésta se convirtiera en una escuela nacional para la ciencia. Con su nombramiento en el congreso en 1802, West Point se convirtió en la primera escuela formal de ingeniería en el nuevo mundo, pero no tenía un sistema enfocado a la enseñanza y evaluación sino hasta 1817, cuando Sylvanus Thayer fue nombrado director. Pidió la ayuda de Claudios Crozet, un egresado de la Ecole Polytechnique en 1809, que sin sorprender, adoptó el diseño de uniformes y libros de texto del sistema de educación de los Ingenieros Franceses. A pesar de sus orígenes y propósitos militares, West Point también se convirtió en una fuente de educación general para los jóvenes que no estaban interesados en una carrera militar. Para 1830 era ampliamente reconocido que la educación ingenieril en la academia podía servir para diversos propósitos, incluyendo “dar una sana dirección del espíritu emprendedor” que en aquel entonces se comenzó a difundir en el país. LA INGENIERIA LLEGA A ESTADOS UNIDOS El desarrollo de la Ingeniería Civil en Estados Unidos empleó una combinación única de los modelos Franceses y Británicos. La construcción del sistema de canales de Nueva York, que inició en 1817, le dio la oportunidad a hombres jóvenes y talentosos de aprender trabajando y ascender empezando desde cadenero en una cuadrilla de topografía hasta diseñar cerraduras para compuertas. De hecho, el canal Erie ha sido llamado “la Primera Escuela Americana de Ingeniería Civil” de Estados Unidos, y fue el principal campo de entrenamiento para los Ingenieros Civiles hasta principios de 1830, cuando de una institución basada en el modelo francés egresaban ingenieros con una formación diferente. Entre los argumentos para establecer la academia militar de los Estados Unidos también los Ingenieros Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 Fig. 2. Alden Partridge, graduado de West Point quien fundó en 1820 la Academia Americana Literaria, Científica y Militar. Establecida en 1834 como la Universidad de Norwich, que fue la primer institución académica en ofrecer la cátedra especifica en Ingeniería Civil. (Imagen cortesía de la Universidad de Norwich). 9 �El ingeniero civil. En su 150 aniversario Además se predecía que los alumnos de West Point liberarían al país de la Ingeniería de charlatanes que, en diversas ocasiones provocó profundas heridas al sistema interno de desarrollo. La Secretaría de Guerra apoyaba el hecho de estudiar en la academia beneficiando al joven país en una “época de mejoras” y el Cuerpo de Ingenieros se convirtió en una fuerza importante dándole forma a la infraestructura del país. Pero los Ingenieros del Ejército sólo podían trabajar en las etapas iniciales de los proyectos civiles, y generalmente tenían que renunciar a su comisión militar para poder llevar a cabo cualquier construcción. LA EDUCACIÓN EN INGENIERÍA CIVIL Alden Partridge fue un egresado de West Point que trabajó un proyecto diferente. Él fundó la Academia de Literatura, Ciencia y Milicia que abrió sus puertas en Norwich, Vermont, en 1820 y pugnó por una educación más práctica y menos rígida que los cursos de estudio en West Point. Se opuso a los principios de las fuerzas armadas y formó un ejército de ciudadanos entrenados en escuelas militares a lo largo del país. A mediados de 1820 Partridge veía a su academia como una fuente de «Ingenieros formados para hacerse cargo de dirigir de la mejor manera la obra pública». Rápidamente se distinguió como un profesor de Ingeniería Civil. En 1834 la academia se convirtió en la Universidad de Norwich. A pesar de que la Universidad de Norwich no graduaba tantos ingenieros como West Point, es considerada como la primera escuela de Ingeniería Civil en los Estados Unidos. La escuela que para mediados del siglo XIX se convirtió en un acérrimo rival de West Point en el área de Ingeniería Civil fue Rensselaer. La escuela de Rensselaer fue fundada en 1824 en Troya, Nueva York, por un terrateniente local llamado Stephen Vand Renseelaer, quien quería que la institución “calificara maestros para enseñar a los hijos e hijas de los granje- 10 ros y mecánicos, por medio de clases u otra manera, en la aplicación desde química experimental, filosofía, historia natural, hasta la agricultura, economía doméstica, las artes y manufactura”. Después de aproximadamente una década, bajo el nuevo nombre de Instituto Rensselaer, la institución comenzó su enseñanza en “Ingeniería y Tecnología”. Partridge se dió cuenta que el “ plan de educación práctico” empleado en Rensselaer era similar al suyo en Norwich y observó que ambos estaban cayendo en un enfoque muy teórico como el de West Point, estableciendo que «el claustro comenzaba a rendirse al campo, donde las cosas, no las palabras, son estudiadas». En 1835, Rensseelaer graduó a un grupo de 4 estudiantes con los primeros cuatro títulos de Ingeniería Civil que se hubieran entregado en cualquiera de los países angloparlantes. Algunos de los Ingenieros Civiles más distinguios del siglo XIX fueron graduados de Rensselaer. Durante la década de 1830 el profesorado y las clases de Ingeniería Civil comenzaron a establecerse en otras instituciones educativas de todo el país, pero no solo la ruta académica era la única para distinguirse en ingeniería civil en el siglo XIX. James Buchanan Eads, nacido en 1820 y constructor del primer puente sobre el río Misissippi en San Louis y parte fundamental del proyecto de cómo mantener un canal para navegación en la desembocadura del Río Grande, obtuvo sus conocimientos por sí mismo, como muchos de sus contemporáneos. (No sería hasta 1860 cuando las leyes de garantía de tierra hicieron posible establecer escuelas de agricultura y mecánica en numerosas instituciones educativas especializadas en la formación de Ingenieros Civiles). LA PRIMERA SOCIEDAD AMERICANA DE INGENIEROS CIVILES Sin importar que fueran entrenados en campo o en aulas, se tenía una necesidad perceptiva entre los Ingenieros para compartir las experiencias profesionales y aprender los nuevos desarrollos tecnológicos. La Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Henry Petroski formalización de la Institución Británica de Ingenieros Civiles no pasó desapercibida, y durante la década de 1830 hubo algunos intentos fallidos de iniciar algo similar en los Estados Unidos. El establecimiento de una organización local era una tarea más sencilla. La Sociedad de Ingenieros Civiles de Boston se inició en 1848 y se convirtió en la primera organización permanente de Ingenieros en los Estados Unidos. Su singular éxito era atribuido a la concentración de Ingenieros de los alrededores; sus rigurosos requisitos de membresía, que excluía ingenieros inmaduros, de poco prestigio, e inestables en la práctica profesional; el inmediato establecimiento de una oficina central donde se pudiesen llevar a cabo las reuniones y se contara con una biblioteca; además de actividades sociales y profesionales. Otra ciudad donde se tenía una concentración similar de Ingenieros en circunstancias semejantes era Nueva York, y no es sorprendente que un último esfuerzo exitoso para organizar a los Ingenieros Civiles a nivel nacional haya provenido de este lugar. James Laurie, quien trabajaba como aprendiz de un fabricante de instrumentos, trabajó para un Ingeniero Civil en su natal Escocia antes de emigrar a los Estados Unidos a principios de la década de los años 1830 para trabajar bajo las ordenes de otro Ingeniero escocés llamado James Pugh Kirkwood. Laurie comenzó como un Ingeniero asociado en los ferrocarriles de Norwich y Worcester y ascendió a jefe de ingeniería y director de construcción. En poco tiempo comenzó a hacer trabajos de consultoría para ferrocarriles, canales, presas y compañías constructoras de muelles y puentes. Laurie fue uno de los fundadores de la Sociedad de Ingenieros Civiles de Boston, y cuando cambió su consultoría a Nueva York, se convirtió en la fuerza que impulsó el inicio de una Sociedad de Ingenieros Civiles en esta ciudad: Después de que la idea fue discutida entre algunos de los Ingenieros Civiles locales, se publicó un aviso en el New York Herald en 1852, y los profesionales del área fueron Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 invitados a asistir a una junta con el propósito de hacer arreglos para organizar, en la ciudad de Nueva York, una Sociedad de Ingenieros Civiles y Arquitectos (este nombre nunca fue oficial, ya que no se usó en ningún proceso formal de incorporación). La reunión para organizar la Sociedad a la cual asistieron otros 10 ingenieros, se llevó a cabo en la oficina del Ingeniero Alfred W. Craven, el jefe del Departamento de Acueductos de Croton, quien era responsable de suministrar agua a la ciudad desde una distancia de 41 millas desde la presa del Río Croton. Las oficinas del Departamento se encontraban localizadas en el parque Rotonda, llamado así porque era donde se encontraba un edificio romanesco conocido como La Rotonda, que había sido construido como museo de arte para albergar paisajes pintados por el neoclacisista americano John Vanderlyn, cuyos trabajos también se exhibían en la Rotonda del Capitolio de los Estados Unidos. El edificio se encontraba localizado cerca de lo que sería el inicio de la entrada del puente de Brooklyn en Nueva York. La localización actual se encuentra en los terrenos del parque del Fig. 3 James Laurie fue el primer presidente de lo que se convertiría en la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles, fundada en 1852. (Imagen cortesía de la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles). 11 �El ingeniero civil. En su 150 aniversario área administrativa de la ciudad y está identificada con una placa discreta. Sin ser sorprendente, James Laurie fue electo como el primer presidente de la nueva sociedad, que rápidamente contó entre sus miembros invitados al ingeniero en puentes colgantes John A. Roebling, quien después llegaría a ser el diseñador del puente Brooklyn en Nueva York. Pero Roebling y otros prominentes Ingenieros Civiles que se unieron a la nueva Sociedad no se encontraban en Nueva York con regularidad y no se podía contar con ellos en las reuniones o para que sirviesen como oficiales. A las primeras reuniones a veces asistían sólo tres miembros (todos directivos) y como no había fondos para rentar un local, continuaron reuniéndose en las oficinas del Departamento de Acueductos de Croton. Después de tres años, las reuniones pararon y la sociedad se volvió inactiva. Durante este periodo se formó el Instituto Americano de Arquitectos, lo que llevó a los Ingenieros a adoptar el nombre más corto de Sociedad Americana de Ingenieros Civiles. Después de más de una década de inactividad, la Sociedad fue reorganizada y llevó a cabo su primera reunión general de la nueva era en 1867. El presidente Laurie fue sustituido por su maestro, James Kirkwood. En su dirección presidencial, Kirkwood reconoció la perseverancia de Laurie para organizar la Sociedad e hizo una semblanza de su turbulento inicio. Por falta de fondos había sido “una sociedad sin habitantes, sin habitaciones en las cuales los miembros foráneos se pudiesen alojar cuando se encontraran en la ciudad, y en la cual tanto los miembros de la ciudad como los foráneos pudiesen mostrar evidencia de que somos algo más que un pergamino para la sociedad”. También aludió a “la falta de comunicación profesional entre los miembros” y atribuyó esa falta de comunicación a la baja asistencia a las reuniones. Decidió que se emplearían los recursos provenientes de aportaciones monetarias y membresías para el éxito de la Sociedad en la “segunda etapa” de su existencia. 12 Kirkwood estimó que se necesitarían al menos 200 miembros para que la sociedad fuera viable y se dió cuenta que era una meta que se podía lograr. También se dió cuenta que para ese entonces había tantos ingenieros en los Estados Unidos como en Inglaterra y Francia, e Inglaterra tenia dos «florecientes sociedades de Ingenieros» y en Francia existía «por lo menos una». Abogaba por obtener documentos, procedentes ya sea de Nueva York o de miembros foráneos, para publicarlos en memorias que pudieran ser distribuidas leídas por ellos a lo largo y ancho del país. Kirkwood consideraba la difusión de los artículos, o por lo menos los resúmenes de ellos, como una parte esencial de la “continua y exitosa existencia” de la sociedad, y describió los tipos de comunicación por los que él abogaba: «No es necesario que los artículos que deseamos sean muy detallados, que requieran mucho tiempo y trabajo para su elaboracion, sino que sean breves y veraces, ilustrando algún grado de dificultad profesional o un punto de interés hacia el cual se haya enfocado el esfuerzo particular del autor. Nuestros errores en la construcción, los cuales tenemos la libertad de mencionar, siempre serán de más valor para otros que nuestro propio éxito...» Kirkwood era un firme creyente de aprender de los errores, y aún en el esfuerzo de revitalizar a la Sociedad, creía que se deberían enfrentar las dificultades frente a frente, juzgando cómo pudieran evitarse o como enfrentarlas en un futuro. La nueva postura del presidente fue reiterada en un escrito del comité de documentos e impresiones, el que prometía dar arreglo a las lecturas cuando el autor no estuviera presente. Poco después los documentos que eran aceptados por el comité de publicaciones comenzaban a ser distribuidos mensualmente a sus miembros. William Jarvis McAlpine, sucesor de Kirkwood, se dió cuenta de que si no había una Sociedad de Ingenieros establecida, la gente no vería los documentos con carácter profesional real. La meta de la sociedad fue la de ver el distintivo de “M.A.S.C.E.”, siglas Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Henry Petroski de Member of the American Society of Civil Engineers después del nombre del ingeniero para catalogarlo como profesional. Teniendo un control de quién era aceptado como miembro, la sociedad representaba un respaldo para la comunidad. Desafortunadamente, el bajo número de miembros se tornó en contra de la meta fijada porque las consideraciones fiscales no deslindaban del pago a los miembros que se dieran de baja. En 1867 la Institución de Ingenieros Civiles de Londres tenia 1339 miembros de todos los niveles, con fondos equivalentes a 10 veces el costo anual de la publicación de minutas y memorias. Además, el derecho de anexar las siglas ”M.I.C.E.” (Member of the Institution of Civil Engineers) a su nombre era codiciado por los Ingenieros Civiles Británicos, y como las reuniones eran llevadas a cabo en Londres durante las sesiones legislativas, a la ICE se le llegó a referir como el “ Parlamento de los Ingenieros Civiles”. Era el tipo de respeto que buscaban los ingenieros civiles de Estados Unidos. El centésimo aniversario de la ASCE fue la ocasión para que se llevara a cabo una reunión conmemorativa en Chicago en 1952, y fue tomada como la oportunidad para denotar el aniversario número 100 de la profesión de Ingeniero en los Estados Unidos. A pesar de que la Sociedad haya deseado representar a todos los Ingenieros de Estados Unidos ajenos a la milicia, han proliferado sociedades especializadas desde la fundación en 1871 del Instituto Americano de Ingenieros en Minas y en 1880 la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos. El programa del 100 aniversario enlistó no menos de 65 organizaciones participantes, algunas de ellas representando subespecialidades como ingenieros en lubricación e ingenieros en refrigeración. La oficina de correos expidió una estampilla postal conmemorativa por el “100 aniversario de la ingeniería”. La fundación de la ASCE se considera como la ocasión para celebrar el establecimiento de la profesión de ingeniero civil, lo que en el contexto histórico fue apropiado. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 El año 2002 marca el 150 aniversario de la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles, que actualmente cuenta con 125,000 miembros y es una de las Sociedades de Ingenieros más sólidas del mundo. Si se hubiera planeado un 150 aniversario de la ingeniería, para destacar la ocasión se hubiera tenido entre los participantes a organizaciones representando Ingenieros Biomédicos, Ingenieros en Computación, Ingenieros en Microelectrónica y de otras nuevas disciplinas de la Ingeniería. A pesar de que tales especialistas también podrían ser llamados Ingenieros Civiles, ha pasado mucho tiempo desde que ese término del siglo XIX ha sido lo suficientemente preciso para referirse a la profesión que al transformarse a sí misma también ha transformado al mundo. BIBLIOGRAFÍA 1. Calhoun, Daniel Hovey. 1960. The American Civil Engineer: Origins and Conflict, Cambridge, Mass Technology Press. 2. Committee on the History and Heritage of American Civil Engineering (ed) 1970. The Civil Engineer- His Origins. New York: America Society of Civil Engineers. 3. Hunt, Charles Warren. 1897. Historical Sketch of the American Society of Civil Engineers. New York: ASCE 4. Straub, Hans. 1964. A History of Civil Engineering: An Outline From Ancient to Modern Times, trans Erwin Rockwell. Cambridge, Mass: MIT Press. 5. Watson, J. G. 1988 The Civils- The Society of the Institution of Civil Engineers. London: Thomas Telford. 6. Wisely, William H., 1974. The American Civil Engineer, 1852-1974: The History, Traditions and Developments of the American Society of Civil Engineers. New York: ASCE. 13 �Una introducción a las aleaciones con memoria de forma Parte II Enrique López Cuéllar* ABSTRACT Shape Memory Alloys (SMA) present a very different behavior from usual materials. These metallic alloys have the remarkable property for recuperate its original shape by simple heating after being «plastically» deformed. Other properties such as superelastic effect, rubber-like effect and a high damping capacity are exhibited in these alloys. For these reasons, SMAs are considered in the new generation materials, as «smart» materials. However they are not well known to the engineering public. The aim of this second part of this paper is to give to the engineering public an introduction to their different thermomechanical properties and their actual applications. Keywords: SMA, shape memory alloys, smart materials, thermomechanical properties. INTRODUCCIÓN Como ya se mencionó en la parte I de este artículo publicada en la edición N° 16,1 las aleaciones con memoria de forma (AMF) presentan propiedades completamente distintas a las de los materiales usuales como: el efecto memoria de forma, el efecto superelástico, el efecto cauchótico y una capacidad de amortiguamiento elevada. En este artículo se describen los distintos comportamientos termomecánicos que las AMF pueden presentar y se hace mención de los sectores de aplicación actuales. Esta segunda parte del artículo pretende ayudar al lector a comprender de una manera simple los campos de aplicación que estas aleaciones pueden tener (figura 1). PROPIEDADES TERMOMECÁNICAS DE LAS ALEACIONES CON MEMORIA DE FORMA Las aleaciones con memoria de forma tienen un comportamiento que depende fuertemente de la temperatura. Por ejemplo, se puede caracterizar a una 14 Fig. 1. Válvula mezcladora utilizando resortes de AMF y convencionales. (a) La posición de la guía y la temperatura del agua mezclada se controlan variando la longitud total del activador linealmente, a partir del ajuste de temperatura en la perilla de control. (b) Representación esquemática del comportamiento lineal de la curva característica de temperatura-deflexión de la AMF empleada en la válvula. (c) Aspecto de la válvula. (Imagen a partir de Otsuka2 y él, a su vez, de Ohkata H.3). AMF por su diagrama de estado (σ, T), como el que se mostró en la figura 6 de la parte I. En éste se indica, en función del esfuerzo y la temperatura, si la aleación se encuentra en domino austenítico, martensítico o bien en una zona de coexistencia de ambas fases. La deformación (ε) de la aleación es afectada también * Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, UANL E-mail: enlopez_73@yahoo.com. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Enrique López Cuellar por la temperatura y el esfuerzo aplicado. Las respuestas obtenidas de ε(σ) o ε(T) son completamente distintas según la trayectoria de carga que la aleación sufra en función de la frontera definida por la línea del esfuerzo crítico de transformación, indicada en la figura 6 parte I.4 Lo anterior se traduce en diferentes comportamientos termomecánicos que pueden agruparse en cinco clases. Los cuales se explican a continuación. Efecto Cauchótico Cuando una AMF es solicitada a una temperatura inferior a M f como se ilustra en la figura 2, la deformación que se obtiene después de la primera aplicación de un esfuerzo (1→2) es parcialmente reversible cuando el esfuerzo es retirado (2→3). Si nuevamente se aplica un esfuerzo, la deformación esta vez sí es reversible (2↔3). Este comportamiento es llamado efecto cauchótico o en ciertos casos por analogía con supertermoelasticidad es llamado efecto seudoelástico por reorientación. La recuperación parcial de la forma se debe a un movimiento reversible de las interfaces martensita-martensita, constituidas esencialmente por los contornos de maclas.5 Fig. 2. Esquema esfuerzo-deformación correspondiente al efecto cauchótico. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 Efecto Superelástico Esta propiedad se obtiene cuando se le aplica a una AMF un esfuerzo a una temperatura constante y superior a A f . En la figura 3 se muestra este comportamiento. La sección AB corresponde solamente a la deformación elástica de la fase austenítica. El punto B corresponde al esfuerzo necesario (σβ−m) para iniciar la introducción de las primeras variantes de martensita. Las variantes introducidas entre B y C, son aquellas a las que el cizallamiento favorece en el sentido del esfuerzo. Se puede observar una deformación importante de aproximadamente 8% (εβ−m) como máximo. En C la transformación finaliza. La pendiente de la línea BC refleja la facilidad del proceso de transformación completa. Para un monocristal favorablemente orientado, la inclinación es pequeña, en tanto que para un policristal, debido a los problemas de compatibilidad en los límites de grano se obtienen pendientes más grandes. Pero este comportamiento depende también de la dirección del esfuerzo (tensión o compresión) y de la dirección cristalina. El punto D es el límite elástico de la martensita transformada (σp), si el esfuerzo aplicado sigue aumentando, la martensita Fig. 3. Representación esquemática de la curva6 esfuerzodeformación del comportamiento superelástico. 15 �Una introducción a las aleaciones con memoria de forma. Parte II se deforma plásticamente y posteriormente se produce la fractura en E.6 Si el esfuerzo es retirado de la muestra antes del punto D, por ejemplo en el punto C, la muestra recuperará su forma inicial en varias etapas. La sección C’F corresponde a la descarga elástica de la martensita. En F (σm−β), comienza la transformación inversa martensita-austenita. La fracción de martensita disminuye hasta que la fase austenítica sea completamente restaurada (G). La sección GH representa la descarga elástica de la austenita. La deformación total puede en algunos casos no ser completamente recuperada, sobre todo durante los primeros ciclos de utilización. Se puede decir entonces, que el efecto superelástico es la traducción macroscópica de la transformación termoelástica inducida por esfuerzo a una temperatura superior a Af. La verificación de este comportamiento a distintas temperaturas T>A f permite trazar los diagramas de tipo σ-T , como el ilustrado en la figura 6 de la parte I.3 Efecto memoria de forma de sentido simple (EMSS) El efecto memoria de forma puede ser definido como el regreso mediante calentamiento a una forma predefinida a alta temperatura a partir de una forma a baja temperatura obtenida por deformación. Lo anterior está detallado en la figura 4. La forma predefinida es la forma en estado austenítico o en alta temperatura (1). Durante un simple enfriamiento hasta el estado martensítico (2) la forma no se modifica, esto se debe al fenómeno de autoacomodamiento. Si se le aplica un esfuerzo a la muestra (3) y después se descarga (4), se produce una deformación permanente. El regreso a la forma inicial se obtiene mediante un simple calentamiento a una T>A f durante la transformación martensita-austenita (1). Finalmente, si se lleva a cabo otro enfriamiento sin esfuerzo aplicado la forma no cambiará. A lo anterior se le 16 Fig. 4. Esquematización del efecto memoria de forma de sentido simple (EMSS). conoce como efecto memoria de forma de sentido simple (EMSS).5 y 7 Efecto memoria de forma de doble sentido asistido (EMDSA). Si el efecto memoria de forma de sentido simple es repetido varias veces y la carga aplicada es mantenida constante durante todo el ciclo de enfriamiento y calentamiento de la muestra, entonces se dice que se ha llevado a cabo el proceso para producir el efecto memoria de forma de doble sentido asistido (EMDSA). La carga aplicada debe de ser lo suficientemente grande para poder estirar la muestra en estado martensítico y debe de ser también limitada para no introducir una deformación plástica que pueda bloquear la transformación.8 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Enrique López Cuellar Efecto memoria de forma de doble sentido (EMDS) o reversible Fig. 5. Esquematización del efecto memoria de forma doble sentido asistido (EMDSA). La figura 5 muestra la esquematización del EMDSA. Como para el caso del EMSS, la forma predefinida es la forma que se tiene al estado austenítico (1). La aplicación de un esfuerzo inferior al límite elástico de la austenita provoca una pequeña deformación elástica (2). Durante el enfriamiento hasta el estado martensítico (3) la muestra sufre una deformación macroscópica gracias a la aparición de las variantes de martensita mejor orientadas en el sentido del esfuerzo. Si después, la muestra es calentada hasta el estado austenítico (T>Af) se provoca el regreso a la forma inicial durante la transformación inversa (2). Esto es el efecto memoria de forma doble sentido asistido. Con el aumento del esfuerzo aplicado se observa un aumento de las temperaturas de transformación o un desplazamiento de la curva mostrada en la figura 5 hacia su derecha. Este incremento, por lo general, sigue un patrón lineal con respecto al esfuerzo, en donde la pendiente corresponde a la ley de Clausius-Clapeyron modificada. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 Las aleaciones con memoria de forma pueden también ser capaces de memorizar una forma en alta temperatura y otra a baja sin necesidad de alguna solicitación mecánica exterior. Este comportamiento puede ser obtenido mediante diferentes tratamientos termomecánicos especiales llamados de “educación”. Los tratamientos pueden consistir por ejemplo, en repetir ciclos térmicos bajo un esfuerzo constante aplicado, o en repetir ciclos superelástico o bien simplemente en introducir una verdadera deformación plástica en el material. Estos tratamientos permiten la creación de sitios privilegiados (precipitación orientada, dislocaciones) que favorecen la nucleación y el crecimiento espontáneo de variantes orientadas de martensita. La figura 6 describe este comportamiento de las AMF: el material es fuertemente deformado al estado martensítico (1), esto introduce dislocaciones que van a estabilizar configuraciones de plaquetas de martensita. Durante el calentamiento de la muestra hasta el estado austenítico (2), ya sin esfuerzo aplicado, las variantes desaparecen pero las dislocaciones se quedan. Durante el enfriamiento (3), las dislocaciones favorecen, mediante su campo de esfuerzo, la misma configuración de variantes de martensita orientadas. Esto provoca un cambio en la forma macroscópica entre las fases a alta y baja temperatura y se le llama efecto memoria de forma doble sentido (EMDS). En tanto que las dislocaciones no desaparezcan por algún otro tratamiento, el EMDS aparecerá de manera repetida durante los ciclos térmicos.5 y 8 APLICACIONES DE LAS AMF Como se ha visto en los 5 puntos anteriores, las AMF poseen propiedades completamente distintas a las de las aleaciones metálicas comunes, además de 17 �Una introducción a las aleaciones con memoria de forma. Parte II Figura 6. Esquematización del efecto memoria de forma doble sentido (EMDS) después de sufrir una educación mediante deformación. su capacidad de amortiguamiento. Por esto, las AMF tienen un alto potencial de aplicaciones. Pero su alto costo de fabricación y las bajas temperaturas de transformación o de degradación limitan su campo de aplicación. A pesar de esto, más de 10,000 patentes han sido presentadas en el pasado.1 Esto hace muy difícil su clasificación. A continuación se hace un esfuerzo en este artículo por agrupar los sectores de aplicación7 y 9 existentes de las AMF: • Conectadores • Activadores Térmicos o Eléctricos • Productos Superelásticos • Amortiguadores • Materiales Inteligentes Cada sector de aplicación utiliza una propiedad termomecánica distinta, por ejemplo, en el sector de los conectadores se utiliza el efecto memoria doble sentido. Siendo este sector el primero en incursionar. Su primera aplicación fue un conectador en el sistema hidráulico de los aviones de combate F-14. El mismo efecto ha sido utilizado en los activadores térmicos o 18 eléctricos, como por ejemplo en las válvulas mezcladoras de agua (figura 1) o en el control de temperatura para el apagado y encendido de freidoras eléctricas o cafeteras. En este mismo sector se utiliza también el EMDSA en ciertas micro-pinzas o en funciones de robótica para realizar algún tipo de trabajo. El sector superelástico ha sido aprovechado en el campo de la medicina como en el alambre guía de catéteres y en los arcos para los frenos utilizados en la ortodoncia. Las antenas en los teléfonos celulares y el armazón en algunos sostenes para damas utilizan esta propiedad. Por último, las AMF son consideradas materiales inteligentes porque cuando son utilizadas como activadores, además de ésta actividad funcionan como sensores. Un ejemplo de aplicación de materiales inteligentes es un material compuesto de pequeñas fibras de Ti-Ni introducidas en una matriz polimérica utilizado para el control de vibraciones en vehículos espaciales ya que la constante elástica de las AMF sufre un importante cambio dentro de los rangos de las temperaturas de transformación.1 Lo visto anteriormente da una perspectiva general al ingeniero sobre las propiedades que pueden ser explotadas de las AMF y los actuales sectores de aplicación. La investigación científica, el mejoramiento de las propiedades y la búsqueda de nuevas aplicaciones de estas aleaciones han sido constantes en algunos países como Japón, Estados Unidos y Suiza. En general se puede concluir que para que una aplicación de este tipo de aleaciones tenga éxito, además de cumplir con los requisitos de dicha demanda, la ganancia encontrada en la aplicación, ya sea económica o de condiciones de operación, debe amortiguar el costo de la aleación. RECAPITULACIÓN En esta segunda parte del artículo se definió cada uno de los cinco comportamientos termomecánicos que presentan las aleaciones con memoria de forma. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Enrique López Cuellar Además se presentó una clasificación de los sectores de aplicación de estas aleaciones y se vieron algunos ejemplos de aplicaciones. REFERENCIAS 1. López Cuellar E. Una introducción a las aleaciones con memoria de forma. Ingenierías, JulioSeptiembre 2002, Vol. V, No. 16, p. 5-11. 2. Otsuka, K., Ren, X. Recent developments in the research of shape memory alloys. Intermetallics 7, 1999, p. 511-528. 3. Ohkata, H., Tamura H. MRS Symp. Proc. 1997, 459, 345. 4. Berveiller M., Patoor E. Comportement thermomécanique des matériaux usuels et des alliages à mémoire de forme. Patoor, E., Berveiller. Technologie des alliages à mémoire de forme. Paris: Hermès, 1994. 43-59p. ISBN 2-86601-426-X. 5. Federzoni L. Etude d’un acier inoxydable à mémoire de forme. Thèse d’Etat, INSA de Lyon , Lyon I, 1993, 266p. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 6. Krishnan R., Delaey H., Tash., Warlimont H. Thermoplasticity, pseudoelasticity and the memory effects associated with martensitic transformations. Journal of Materials Science 1974, Vol. 9. p.15361544. 7. López-Cuellar Enrique. Fatigue par cyclage thermique sous contrainte de fils à mémoire de forme Ti-Ni-Cu après différents traitements thermomécaniques. Thèse d’Etat, INSA de Lyon , Lyon I, 2002, 180p. 8. De Araujo, C. J. Comportement cyclique de fils en alliage à mémoire de forme Ti-Ni-Cu : analyse electro-thermomécanique, dégradation et fatigue par cyclage thermique sous contrainte. Thèse d’Etat, INSA de Lyon , Lyon I, 1999, 177p. 9. Olier P. Alliages à mémoire de forme : Influence du mode de fabrication, de la teneur en oxygène et de l’ajout de zirconium ou d’hafnium sur les caractéristiques métallurgiques et les propriétés thermomécaniques. Thèse d’Etat, Université de Paris-Sud, U.F.R. Scientifique d’Orsay. 1995, p. 21, 230p. 19 �La industria de esteroides en México y un descubrimiento que cambiaría el mundo Luis E. Miramontes Cárdenas* ABSTRACT The events which allowed the creation and development of the steroidal industry in our country are briefly described, as well as the synthesis and patent of norethysterone, the first efficient antiovulatory which allowed the planning of the family. A finding of great impact in the world. Keywords: Steroids, diosgenin, nor-ethysterone, history, Syntex, Marker, Rosenkranz, Djerassi, Pincus. Presenciar y constatar la influencia determinante que ha tenido el descubrimiento del primer antiovulatorio activo por vía oral para romper las viejas barreras ideológicas y transformar valores humanos en el ámbito mundial, constituye tal vez la mayor satisfacción y honor que he recibido en mi carrera como investigador; sin embargo, en muchos países, por desgracia, las cosas no han cambiado. Me considero afortunado, porque el investigador, en su afán, por encontrar la verdad, al iniciar sus trabajos, en muchas ocasiones ignora qué hallará finalmente, y cuál será la magnitud o campo en que repercutirán los resultados. Creo que aunque teníamos una idea de lo que íbamos a encontrar, tanto para la compañía en la que desarrollé la investigación como para mí, el resultado fue sorprendente por sus efectos posteriores. Antes de la Segunda Guerra Mundial, los esfuerzos por producir hormonas sexuales femeninas y masculinas habían culminado en Alemania, donde se había logrado su fabricación a partir de materias primas extraídas de animales sacrificados en los rastros. El procedimiento experimental de la obtención La planta “ cabeza de negro” (Dioscorea macrostaycha). de las hormonas esteroidales era muy complicada y excesivamente costosa: de los cerebros de los animales se extraía el colesterol, a partir del cual, y mediante una síntesis muy compleja y costosa, se fabricaban las hormonas sexuales. Durante la Segunda Guerra Mundial la industria hormonal quedó en suspenso en Alemania y en todo el continente europeo. Inmediatamente se registraron avances en América. El Dr. Russel E. Marker, profesor de la Universidad de Pennsylvania, descubrió que en México existen plantas del género de las dioscóreas que tienen en su raíz o rizoma, una sustancia llamada diosgenina. El Dr. Marker, de una manera genial, encontró el procedimiento para producir progesterona a partir de la diosgenina que obtuvo de la raíz de la planta “ cabeza de negro”(Dioscorea macrostaycha) Tal descubrimiento colocó a México a la vanguardia de la industria hormonal. Durante los años de la posguerra en nuestro país se producían con mucho éxito hormonas esteroidales femeninas y masculinas, las cuales eran exportadas a todo el mundo. ♦ Artículo publicado en la Revista de la Sociedad Química de México, Vol. 45, No. 3, Julio-Septiembre del 2001. Reproducido con autorización de la Sociedad Química de México. 20 * Colegio Nacional de Ingenieros Químicos y Químicos, A.C. E-mail: lemc@servidor.unam.mx Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Luis E. Miramontes Cárdenas A principios de la década de los 50, la empresa Syntex inició un programa muy ambicioso: esperaba sintetizar corticoesteroides. En aquellos años se consideraba a la cortisona como una panacea, capaz de curar la artritis y todas las enfermedades metabólicas, y la industria farmacéutica mundial se encontraba en una auténtica carrera por obtener un proceso de bajo costo que permitiera la producción de cortisona en el ámbito industrial. Para desarrollar el programa, Syntex contaba con dos destacados químicos de Hungría: los doctores Esteban Kaufman y Jorge Rosenkranz. Además contrataron al Dr. Carl Djerassi, químico norteamericano de ascendencia austriaca. Simultáneamente, un grupo de investigadores mexicanos inicia un programa adicional y de poca importancia para la empresa: tratar de sintetizar 19-nor-esteroides. Finalmente, Syntex perdió la carrera de la síntesis de cortisona; su proceso resultó muy caro como para compartir con otras empresas como Upjohn y Pfizer, quienes combinaron la química con los procesos fermentativos de esteroides. El programa adicional, de los 19-noresteroides, y al que se le concedió poca importancia, presentó resultados notables. Mi trabajo, que originó la planificación familiar, resultó importante. El 11 de octubre de 1951, aislé en el laboratorio de investigación de Syntex los primeros cristales de noretisterona con la esperanza de haber encontrado un fármaco antiabortivo. El futuro demostró que logramos lo que la humanidad realmente necesitaba: un antiovulatorio. La noretisterona se patentó primero en México y en todo el mundo después. La patente norteamericana se concedió el primero de mayo de 1956. fueron científicos y médicos investigadores norteamericanos los que hicieron los estudios toxicológicos y clínicos en la Fundación Worcester de Estados Unidos, a fin de desarrollar una píldora anticonceptiva que se probó Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 primero en Puerto Rico y en Haití con 6,000 mujeres y después en Estados Unidos con 10,000 mujeres voluntarias. En 1960, la Food and Drug Administration aprobó la comercialización de la píldora y en seguida apareció “Norlutin” con el compuesto de Syntex, y casi simultáneamente “Envoid” de Searle. Después salieron varios compuestos similares, unos mejores que otros, pero la noretisterona se sigue empleando en todo el mundo, sobre todo en china. En México existen una media docena de presentaciones farmacéuticos de ese fármaco como píldoras, inyectables y en forma de implantes. Yo no soy el inventor de la píldora anticonceptiva, el inventor fue el Dr. Gregory Pincus a quien conocí y me distinguió con su amistad; yo soy el descubridor del compuesto químico que originó la mencionada píldora. Algunos dicen que somos los padres de la píldora, no los inventores. La alteración de la relación natural entre sexualidad y concepción, a través de este descubrimiento, generó en muchos sectores sociales, profundos y graves cuestionamientos morales y en otros, actitudes obtusas y reaccionarias. Es verdad que paralelamente a la cada vez mayor autosuficiencia económica de la mujer, los anticonceptivos han promovido un cambio en el comportamiento humano, pero éste, desde mi punto de vista, ha sido positivo. Puedo afirmar que la idea que nos alentó durante la investigación no fue inspirada por Herodes, ya que la idea atrás del invento fue desde un principio, profundamente ética. Lograr que todo ser humano nazca sin desventajas, en un medio que permita el desarrollo de todas sus potenciales, es sin duda una meta más del alto valor humanitario. Hacia ello se orientó el resultado de nuestro esfuerzo y pensamos que debe cristalizar de manera importante en un futuro no muy lejano. La aparición de los anticonceptivos modernos presentó 21 �La industria de esteroides en México y un descubrimiento que cambiaría el mundo una opción para la generación de la conducta humana: la paternidad responsable. Su objetivo no fue ni es coartar la necesidad anímica e instintiva de procreación, simplemente ha dado a la pareja la capacidad de prever, determinar y procurar las condiciones propicias para la formación de la familia. Pero la píldora anticonceptiva pone también a nuestro alcance el cumplimiento de una responsabilidad mayor; la preservación de nuestro mundo ecológico, nuestro planeta casa. El desempleo, la desnutrición y la marginación del usufructo de los bienes del desarrollo son algunos de los defectos derivados del desequilibrio entre el aumento de la población y la incapacidad para producir satisfactores fundamentales al mismo ritmo. Actualmente la hambruna afecta a millones de personas y constituye un trágico e inalterable futuro para millones de niños que aún sin nacer, están predestinados al hambre. Los programas de planificación familiar han sido un éxito en casi todo el mundo, pero no así el control demográfico, el número de habitantes sigue creciendo sobre todo en países de Asia, África y América Latina. En el ámbito global, la situación se vuelve peligrosa por el impacto poblacional al planeta. Nuestra civilización ha desarrollado un sistema de vida que no puede prescindir del confort y las maravillas tecnológicas y que usa cantidades enormes de combustibles fósiles para el transporte y la generación de electricidad. Los bosques siguen sufriendo tala inmoderada, la deforestación del planeta avanza y se tiene una elevación de la temperatura global. Debemos apoyar la gran y atrevida idea de Margaret Sanger, una enfermera norteamericana que inventó la expresión “control natal”. Esta valiente mujer fundó Federación Internacional Para la Paternidad Responsable(International Planned Parenthood Federation) en 1950, cuando el control 22 Margaret Sanger, enfermera inventora del término “control natal”, a finales de los años treinta. natal se consideraba un delito en el estado de Massachussets y convenció a Catherine McCormick para financiar una investigación a fin de obtener un contraceptivo efectivo y seguro. Las dos mujeres fueron a ver al doctor Gregory Pincus y pusieron sobre la mesa 180,000.00 dólares para ayudar a la fundación Worcester de Boston a fin de hacer la investigación. El Dr. Pincus tuvo la fortuna de que, tanto en Syntex como Searle, se estaba investigando sobre progesteronas sintéticas y se le proporcionaron las sustancias para sus pruebas farmacológicas. Después el Dr. John Rock dirigió la investigación toxicológica y clínica. El resto es historia conocida. Russell Earl Marker. El profesor Marker fue un distinguido científico multidisciplinario dotado de una creatividad excepcional. Realizó estudios de plantas del género Discorea en los bosques del Norte y Centroamérica en busca de Sapogeninas esteroidales que pudieran transformarse químicamente en Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Luis E. Miramontes Cárdenas hormonas sexuales. Encontró rizomas de dioscóreas en las selvas tropicales del Sureste Mexicano de donde aisló las Diosgenina. Con esta sustancia como materia prima, preparó progesterona, la hormona de la gestación, e inició en México la industria esteroidal asociado con los doctores Emeric Somlo y Frederick Lehman en los laboratorios Syntex, S.A. Sus descubrimientos llevaron a la industria de esteroides a la fabricación masiva de hormonas con reducciones notables de precios y a iniciar múltiples programas de investigación que condujeron a las hormonas corticales y a la “píldora” anticonceptiva. El descubrimiento de las sapogeninas esteroidales y su conversión a hormonas sexuales de Marker no fue accidental, sino el resultado de imaginación creativa y trabajo intenso en química. Los indígenas de la región utilizaban las sapogeninas del barbasco, en forma de suspensión, para pescar; no hay datos fidedignos de que se utilizara como preventivo del embarazo. Marker hizo descubrimientos originales en todos los campos en que trabajó, desarrolló el concepto de número de octano para las gasolinas automotrices e hizo importantes contribuciones en rotación óptica. financieros y humanos. Carl Djerassi. Se le reconoce por su creatividad en química, probablemente su principal logro fue la síntesis de varios esteroides, entre ellos el compuesto que generó la píldora anticonceptiva. Fue contratado por Syntex, con el fin de lograr el objetivo de una síntesis comercial de los cortiesteroides, logró sintetizar químicamente el compuesto ”F” de Reichstein, pero no tuvo éxito comercial frente a la síntesis ayudada por una transformación microbiológica de los esteroles de la semilla de soya que logró y patentó Upjohn. Sin embargo, sus colaboradores del Instituto de Química de la UNAM, entre ellos el Dr. Alberto Sandoval Landázuri y Luis E. Miramontes Cárdenas, lograron sintetizar 19-noresteroides. Ya en Syntex Luis Miramontes logró aislar la noretisterona. En la publicación y la patente aparecen Carl Djessari, Luis E. Miramontes y Jorge Rosenkranz, Director de Investigación, Investigador y Vicepresidente de la empresa respectivamente. Carl Djerassi se enteró del trabajo del Dr. Birch quien publicó la síntesis de la 19-nor-testosterona y Después de varias dificultades con los dueños de Syntex, Russel E. Marker se retiró de la compañía para formar una nueva empresa fabricante de esteroides que no tuvo éxito comparada con Syntex. Los Drs. Somlo y Lehman decidieron contratar a los doctores Jorge Rosenkranz y Esteban Kaufman para continuar con la investigación y producción de esteroides. Posteriormente, se contrató al Dr. Carl Djerassi, a algunos investigadores del Instituto de Química de la UNAM(Alberto Sandoval, Octavio Mancera, José Iriarte, Humberto Flores Beltrán, Jesús Romo Armería y Luis E. Miramontes) y a una pléyade de químicos de diversas partes del mundo. El equipo de Syntex entraba en acción con más recursos, Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 Carl Djerassi, quimico y escritor. 23 �La industria de esteroides en México y un descubrimiento que cambiaría el mundo decidió sintetizar otros 19-noresteroides, entre ellos la noretisterona. Se retiró de Syntex para trasladarse a la Universidad de Lafayette y la investigación se organizó en Palo Alto, California por mayores facilidades para contratar investigadores y mayor facilidad para la compra de reactivos químicos y aparatos científicos; se evitaba la importación. Dr. Gregory Pincus. El Dr. Pincus, endocrinólogo y su colaborador Min Chueh Chang hicieron la investigación básica del uso de los antiovulatorios disponibles en 1951. Recibió la ayuda financiera de la Srita. Catherine Dexter McCormick, heredera de la fortuna de la International Harvester Co., y el El doctor Gregory Pincus, en los años cincuenta, sosteniendo en su mano una píldora anticonceptiva. 24 entusiasmo de la Sra. Margaret Sanger, una ferviente activista de los derechos de la mujer. La investigación clínica fue hecha por el Dr. John Rock, un eminente ginecólogo. En 1960 la Food and Drug Administration aprobó la venta del primer contraceptivo oral. Syntex no pudo aprovechar plenamente su descubrimiento y patente, por carecer de investigación en el área medico-biológica, y por no tener una organización para la comercialización internacional. Puede afirmarse que el pez fue demasiado grande para el pescador. Otras empresas aprovecharon el descubrimiento de Syntex. México se puso a la cabeza de la producción de materias primas esteroidales, pero no fue por mucho tiempo. La investigación en el área se fortaleció en Europa y en los Estados Unidos, y se perdió el liderazgo. Syntex no formó otras empresas químicas mexicanas exitosas. México obtuvo reconocimiento internacional temporal, después aparecieron otras materias primas para la síntesis de hormonas y China encontró una Discorea que es cultivable y que produce Diosgenina de mayor calidad que la mexicana. Finalmente, el gobierno de Luis Echeverría Alvarez formó la empresa Proquivemex para competir con la industria privada, y la producción de barbasco bajó notablemente. Por otro lado, es pertinente resaltar que Syntex contribuyó a la formación de investigadores en el instituto de Química de la UNAM. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �La ciencia y la empresa Juan Manuel Alcocer González* ABSTRACT The success of a country in our increasingly globalized world is related with the competitivity of its companies and products. This ability to compete can be enhanced through the support of the scientific and technological sectors to the productive proccesses. This article discusses the importance of connecting universities and research and development centers with the companies in order to increase their competitivity. Government actions to promote these interactions are also proposed. Keywords: Science, industry, university, R&D, technology. La caída del Muro de Berlín, a fines del año 1989, abrió una nueva etapa en cuanto a cómo enfrentar los desafíos de la prosperidad en la sociedad actual. Cayeron los constructivismos, la ingeniería social, encaminados a someter las voluntades de los individuos, desconociendo su naturaleza esencialmente libre. Se inició así una nueva circunstancia en que se aprecia el valor de la propiedad y de la iniciativa privada y se abren los espacios para el ejercicio de la capacidad empresarial en todos los ámbitos en los cuales ésta cuenta con la debida competencia. Asimismo, en la concepción de la subsidiariedad como principio de orden social, se le reserva al Estado la importante tarea de hacer converger a la sociedad en el objetivo del bien común, satisfaciendo los requerimientos de justicia, defensa y de igualdad de oportunidades. En ese contexto, el mundo contemporáneo se mueve en un marco de nuevos propósitos y de nuevas referencias. Ha surgido con fuerza el concepto de la ♦ Publicado en la revista CiENCiAUANL, Vol. V. No. 3, Julio-Septiembre 2002. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 ventaja competitiva que se aplica a los individuos, a las empresas y a las naciones como un factor esencial para efectos de alcanzar más altos niveles de desarrollo. Allí se ha canalizado, entonces, la presencia de los mercados libres, en los cuales la racionalidad económica de los individuos los conduce a una situación de mayor eficiencia en cuanto al uso de los recursos escasos. LA VENTAJA COMPETITIVA El concepto de la ventaja competitiva, a la cual se le reconoce su doble carácter de ser relativa y dinámica, ha dejado atrás el sello fatalista que circundaba los procesos de desarrollo en el pasado. Si un país no contaba con recursos naturales, estaba fatalmente destinado a no alcanzar estados superiores de desarrollo. Una nueva realidad de intercambio, de apertura y de innovación ha dejado obsoleto ese criterio que impidió a muchos países alcanzar todo su potencial de crecimiento. Además, ha dejado en evidencia que la auténtica fuente de rique* Editor de la revista CiENCiAUANL. E-mail: cienciauanl@hotmail.com 25 �La ciencia y la empresa za en la etapa contemporánea es el conocimiento. Alvin Toffler, en su libro El cambio de poder, nos señala que “de la base territorial del desarrollo, estamos pasando a la base del conocimiento para el desarrollo”. En esa referencia, entonces, la innovación, la capacidad de emprendimiento y una circunstancia de competitividad, permitirán establecer las condiciones para alcanzar mayores niveles de prosperidad. ¿En qué referencias se mueve esta búsqueda de ventajas competitivas? Puedo mencionar, por lo menos, cuatro perspectivas interesantes de destacar. La primera se refiere a la globalización. No cabe duda que el mundo se ha abierto a los flujos de productos de servicios y de capitales. Surge con fuerza una competencia internacional que obliga a los países a enfrentar nuevos desafíos, para efectos de ganar posiciones en un comercio que se ha hecho cada vez más exigente. Los países han enfrentado esta globalización de manera distinta, desde una apertura unilateral, caracterizada en una desgravación arancelaria, hasta la etapa de los acuerdos bilaterales y multilaterales que se observan cada vez con más frecuencia. Cada uno de ellos tiene sus particularidades, sus ventajas y desventajas, pero revelan una clara nueva realidad de la actual sociedad económica: la apertura de los mercados. El segundo aspecto se refiere a que este mundo competitivo quiere resguardar equilibrios vinculados al cuidado de la naturaleza. Ha surgido con fuerza, al igual que la globalización, el tema ambiental, y la advertencia que sólo cabe hacer en esta oportunidad es impedir que la custodia de los requeridos equilibrios ecológicos se transforme en una nueva ideología que coloque trabas al desarrollo. La sabiduría propia de los individuos debe tener la capacidad para lograr la conciliación de propósitos que en algunos surgen como antagónicos. establecidas y consensadas. Se da, entonces, la necesidad de un fundamento moral a la operatoria de los mercados, que dé fuerza ética a la espontaneidad de las conductas económicas. La última referencia es la que se vincula directamente con el tema de este artículo: la innovación tecnológica, que traducida en su dimensión económica tiene relación con el requerimiento de agregar valor a los bienes y los servicios que se ofrezcan hoy día en el comercio internacional. Es este aspecto el que principalmente permite establecer una ventaja competitiva por medio de acciones que estimulen la creatividad dirigida a mejorar los parámetros técnicos y ecónomicos de los productos. Aquí, entonces, se debe establecer una vinculación, muy fuerte entre el mundo de la ciencia, el mundo de la tecnología y el mundo de la empresa. Así como en el pasado los nuevos conocimientos sobre las leyes de la naturaleza nos brindaron la energía del vapor y la eléctrica y, luego, el desarrollo de un nivel de calidad de producción que facilitó las partes intercambiables nos trajo la producción en líneas de ensamblaje y, por último, el desarrollo de los ferrocarriles facilitó la evolución de los mercados masivos, hoy en día, la realidad de la interconectividad casi instantánea está generando una nueva revolución de carácter tecno- La tercera referencia tiene relación con los comportamientos éticos que se esperan de los miembros de la sociedad. La confianza para la preservación de una sociedad de libertades requiere de factores de lealtad de los individuos hacia las reglas del juego que han sido 26 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Juan Manuel Alcocer González lógico, con un notable impacto en la realidad económica. Y todo ello se ha dado en el contexto de la empresa. La revolución, de la cual somos testigos, ha acercado a los consumidores y ha colocado, igualmente, en una situación de contacto instantáneo a las empresas en cuanto a su disponibilidad de insumos. Todo esto está colaborando, de manera cada vez más significativa, al logro de mayor productividad, y ello ha influido, de manera obvia, en la competitividad de las empresas y de los países. LA IMPORTANCIA DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA PARA LAS EMPRESAS Por mucho tiempo, los estudiosos de los procesos económicos han destacado el rol de la innovación en el crecimiento económico de los países y en la competitividad de las empresas. El visionario economista Joseph Schumpeter ya proponía a principios de siglo que el crecimiento económico estaba basado en “destrucciones creativas”, que fue el término que acuñó para referirse a la innovación tecnológica. Para Schumpeter, eran estas “destrucciones creativas”, y no la dotación de factores productivos como lo indicaba la economía clásica, las principales responsables del crecimiento económico. En rigor, sin una innovación sostenida, la tasa de crecimiento de la productividad en una economía queda limitada al crecimiento de los factores de producción y ello, por supuesto, no resulta suficiente para satisfacer las crecientes demandas. Dado que el crecimiento de la productividad es el principal motor de la prosperidad de un país, una situación de ausencia de innovación generará, tarde o temprano, un estancamiento en el desarrollo del país. Por el contrario, un aumento en la capacidad innovadora de un país genera un aumento en su prosperidad. Michael Porter, Profesor de la Escuela de Negocios de la Universidad de Harvard y que ha estudiado en profundidad este tema, muestra en un estudio reciente la relación entre el número de patentes per cápita, tomado como una medida de innovación, y su efecto en el pro- Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 ducto per cápita de un país. Estos postulados a nivel nacional son aplicables al nivel de las empresas, lo cual se ha hecho hoy más evidente dado que el concepto moderno de innovación no sólo se refiere a la ciencia y la tecnología básica, sino a un concepto más amplio de transformar conocimiento en nuevos productos, procesos o servicios. La tecnología ayudará, igualmente, a reducir costos de producción como también al desarrollo de nuevos productos y todo ello, evidentemente, redunda en un mayor grado de competitividad y, por ende, de una mayor perspectiva de crecimiento. Debemos entender, entonces, que la innovación moderna exige de un adecuado desarrollo tecnológico y científico que, vinculado al mundo de la empresa, debe emerger de una inteligente investigación de las necesidades de los clientes, del aporte innovador que pueden hacer los proveedores, como también otros actores de la denominada cadena del valor. Es esta situación la que hoy está llevando a un cambio en las estructuras clásicas de las organizaciones, el cual busca generar una circunstancia en la que el aporte de los científicos signifique la diferenciación que defina la competitividad de la empresa. Se concluye, entonces, que el mundo contemporáneo al reconocer la necesidad de la innovación en la búsqueda de mayor competitividad ha abierto muy interesantes espacios para un encuentro entre la ciencia, la tecnología y la empresa. Pero, además, debe señalarse que la innovación ocurre dentro de un contexto nacional lo cual exige de estímulos y resguardos para la innovación. Así entonces, el fomento de ésta requiere de un nivel de educación, de un talento científico tecnológico, de una protección intelectual, además de empresas que fomenten, sistemáticamente, la innovación. Aquí surge, entonces, como un aspecto concreto de nuestra realidad, el bajo nivel de investigación y de desarrollo que se realiza al interior de las compañías y ello es el resultado de la no presencia de los 27 �La ciencia y la empresa estímulos requeridos. En algunos países latinoamericanos, las empresas financian sólo entre el 20% y el 25% del gasto de investigación y desarrollo que se realiza en el país. Lo cual contrasta notablemente con lo que ocurre en el mundo: en Asia el 70% y en Estados Unidos el 80%. Todo esto se refleja en el caso de nuestro país, el gasto en investigación y el desarrollo alcanza a mucho menos del 1% del PIB, lo cual hace una gran diferencia con países industriales que destinan a esta tarea más del 2% de un producto que, por lo demás, es sustancialmente más alto. La necesidad de investigación y desarrollo para efectos del crecimiento, se observa en el siguiente cuadro: Zona del mundo % mundial del PIB % % mundial del mundial de gasto en I+D publicaciones Unión Europea 27.6 27.6 31.5 USA 24.5 39.0 35.3 Latinoamérica 4.4 0.9 1.5 India 3.9 1.7 2.1 Israel 0.2 0.3 1.0 Japón 10.0 15.9 8.1 De ese cuadro es posible concluir que existe casi una correlación perfecta entre: gasto en investigación y desarrollo, y crecimiento en el producto; lo cual no debería sorprendernos desde el momento en que dicho gasto implica un importante potencial de crecimiento en la productividad. Ante esta realidad cabe formularse la pregunta si es de competencia de las empresas dedicarse a la tarea de la investigación y desarrollo para efectos de la innovación tecnológica. La respuesta es eminentemente afirmativa, lo cual no implica que ésta caiga estrictamente 28 al interior de una específica compañía. La configuración de consorcios y, todavía más importante, la vinculación con la universidad para el cumplimiento de estas tareas específicas, debiera surgir como una inminente necesidad para efectos de fortalecer la investigación y desarrollo, tendiente al logro de la innovación tecnológica, en la cual, como lo hemos dicho, se sustenta una parte significativa de la competitividad de una empresa. POLÍTICA TECNOLÓGICA Surge, entonces, la pregunta de si debe existir una política tecnológica y, una vez evaluada la conveniencia, deben definirse aspectos tan importantes como las siguientes: ¿Quién debe sostener la investigación básica? ¿Cómo influye el régimen de apropiación respecto de la innovación? ¿Qué debiera hacerse para incentivarla? ¿Deben existir sectores de privilegio para efectos de la investigación? ¿Cuál debiera ser el rol de posibles acuerdos entre gobierno, universidades y empresas? No cabe duda que responder estas preguntas excede este artículo. Sin embargo, debemos plantear que en materia de innovación tecnológica es necesaria una coordinación que potencie las tareas que en ese campo realizan el gobierno, las empresas y las universidades o centros de investigación. La motivación por el desarrollo tecnológico debe contar con instrumentos legales que por la vía de las patentes, los derechos de autor y la custodia de los secretos industriales, resguarden o garanticen la debida apropiación de los beneficios de la innovación. Por último, la política tecnológica debiera definir si ésta debe orientarse más en el campo de los procesos productivos, como fue el caso de Japón, o bien, por la vía de los productos, como ha sido el caso de los Estados Unidos. No cabe duda que del punto de vista de la apropiación, la tecnología de procesos tiene un carácter más permanente que aquella referida a la tecnología de productos, que puede ser más fácilmente copiada en el mercado. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Juan Manuel Alcocer González UN SISTEMA INSTITUCIONAL PARA LA INNOVACIÓN Una pregunta que surge con frecuencia es ¿por qué algunas naciones son más innovadoras que otras? La respuesta requiere aislar aquellos factores que influyen la habilidad de las empresas de un país, para identificar el valor económico de nuevos productos, servicios y procesos y desarrollarlos en forma comercial. Llegamos así al tema de la necesidad de un sistema nacional de innovación que podríamos definir como aquel que está integrado por los actores del proceso creativo que, en el ámbito de una nación, se interrelacionan con el fin de llevar adelante un proceso de innovación. ¿Quiénes son los actores? Las empresas, los institutos de investigación, las universidades y el gobierno, en sus funciones de regulador, de comprador de insumos y, por sobre todo, en su rol en cuanto a orientar las políticas económicas, comerciales, el sistema educacional y, por último, los clientes y los proveedores. De acuerdo al planteamiento de Michael Porter, las fuentes del crecimiento de la innovación y la productividad se encuentran en la interacción de cuatro áreas: • La presencia de recursos humanos especializados y de alta calidad. • Un contexto que estimule la inversión en activos suaves y duros, con intensa competencia local. • Presión de una sofisticada demanda doméstica. • La presencia de industrias relacionadas y de apoyo. La innovación envuelve mucho más que la sola ciencia y la tecnología. En el área de los recursos humanos, la búsqueda de la innovación incluye: recursos humanos de alta calidad, especialmente, en ciencia y tecnología; programas de investigación de frontera relevante para los tópicos industriales, un efectivo sistema para comunicar las mejores prácticas y la transferencia de conocimiento. En el área del contexto estratégico de la empresa y la competencia debe mencionarse la protección a la propiedad intelectual, Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 la apertura a la competencia internacional y una muy poderosa legislación antimonopolios. La protección a la propiedad intelectual estimula a la inversión en innovación, mientras que la apertura a la competencia internacional facilita el flujo de ideas y eleva la presión competitiva para un perfeccionamiento. Asimismo, una vigorosa política antimonopolios fortalece a la innovación, por la vía de estimular y preservar la competencia local. Sin embargo, aún con los recursos humanos de alta calidad y la competencia interna, la actividad innovativa sufrirá, a menos que las condiciones de la demanda doméstica también provea señales tempranas respecto a necesidades existentes y futuras, así como una realidad de clientes exigentes que presionen a las empresas para mejorar. Elevando los requerimientos a través de «su elección», los clientes exigentes dirigen las actividades de comercialización hacia las mejores tecnologías y crean un fuerte estímulo para la innovación de mercados. Así también, la presencia de una fuerza de trabajo tecnológicamente sofisticada contribuye a crear clientes exigentes. Lo mismo lo hace un ambiente de regulación que facilita la innovación. Finalmente, el ambiente para la innovación incluye a 29 �La ciencia y la empresa los proveedores y a las industrias relacionadas. Todo esto incentiva el flujo de ideas y provee las habilidades y capacita para poner las innovaciones en práctica. Un sistema de esta naturaleza crea toda una compleja red de intercomunicación en materia tecnológica, lo cual, evidentemente, colaborará a un sistema que en su dinámica competitiva estimulará en forma sostenida el alcanzar mayores niveles de productividad. Para la empresa resulta evidente la necesidad de la investigación científica. Sin embargo, ella en nuestra perspectiva, debiera focalizarse de preferencia en los ámbitos en los cuales tenemos fortalezas ganadas, como son los campos forestales, agrícolas, pesqueros y mineros, donde lo importante es agregar un valor que le dé una característica diferenciadora a los procesos y productos que hoy se observan en el área de los recursos naturales. Podemos entonces, hablar de una infraestructura de innovación, la cual debería incluir a lo menos los siguientes aspectos: • Inversión en investigación básica y en sectores de competencia. • Agregar niveles de educación en la población. • Un pool de científicos en ingeniería. • Infraestructura de información y comunicación. • Protección a la propiedad intelectual. • Política de impuestos para estimular la investigación y desarrollo a nivel de las empresas. • Fuentes de capital de riesgo. • Apertura al comercio internacional y a la inversión internacional. RECOMENDACIONES Concluyamos entonces con algunas recomendaciones de políticas que colaboren a estimular el acercamiento entre las ciencias y las empresas. 1. Imperiosa necesidad de mejoramiento de la educación básica y media que, además de los contenidos adecuados, permita despertar en el niño y en el joven una actitud hacia la innovación. Para ello 30 es absolutamente indispensable, un proceso de formación de profesores que puedan desarrollar su vocación de docencia en un ambiente que estimule su acción del traspaso de conocimiento, reconociendo que ése es el activo más importante en el mundo contemporáneo y que tal vez, sólo sobre él se puede construir un destino de prosperidad. Ese proceso educativo debe, igualmente fortalecer una actitud emprendedora, que reconozca la presencia de riesgos, propios a la existencia humana. 2. Se requiere de una revisión de la política financiera para estimular la estructura del capital de riesgo, el cual ha hecho posible que en Estados Unidos, prácticamente, el tema de la innovación haya adquirido los caracteres de una verdadera industria. El capital de riesgo ha sido la fuente de financiamiento para desarrollar proyectos vinculados a la tecnología y a sus aplicaciones en el campo de la empresa. Un paso siguiente, que debiera constituir un estímulo a los flujos de capital de riesgo, es la iniciativa de eliminar los impuestos a la ganancia de capital que, en ningún caso, debiera discriminar entre los nacionales y los extranjeros. 3. Establecer mecanismos de incentivos tributarios que hagan posible a las empresas contratar científicos para la realización de proyectos definidos. Un financiamiento conjunto abriría expectativas insospechadas para una alianza ciencia-empresa, de la cual se derivarían resultados altamente ventajosos para el país. Este incentivo tributario tiene su justificación en cuanto a las externalidades que genera un proceso de innovación en ciencia y tecnología que, como tal, es percibido por toda la sociedad. En esa misma perspectiva estimo conveniente proponer la constitución de un fondo especial con aportes públicos y privados destinado a financiar exclusivamente estudios superiores de postdoctorado en la referencia de proyectos específicos definidos de manera conjunta. Como Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Juan Manuel Alcocer González del 2%, lo que implica una cifra mínima de US$1.400 millones. El aporte de las empresas a ese gasto debiera subir del 20% a no menos del 60%. Para hacer realidad este logro, una vez más, la política de incentivos tributarios resulta indispensable. COMENTARIOS FINALES complemento a dicho estudio superior, el científico beneficiado debería asumir el compromiso de una asesoría directa por un período determinado de tiempo. 4. El Estado debe continuar impulsando y perfeccionando los mecanismos de apoyo público al desarrollo científico tecnológico, sobre la base de fondos concursables, mayormente focalizados en la demanda de investigación, originada por las propias empresas. Asimismo, debe definir normas que fortalezcan el derecho de propiedad intelectual. 5. A nivel de las empresas, se debe estimular la investigación mediante la contratación de jóvenes profesionales que, animados por un interés de carácter científico o tecnológico, puedan desarrollar al interior de empresas, debidamente seleccionadas, tesis de grado, bajo la conducción de profesores guía. 6. Estimular que en el nivel de las empresas existan contactos de carácter interregional, que hagan posible detectar y conocer las opciones de investigación conjunta que pudieran realizarse. 7. Proponer elevar el gasto global de investigación y desarrollo de un nivel del 0.7% a un nivel del orden Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 Concluimos con la idea de que una política de innovación tecnológica debiera tener como uno de sus objetivos principales el aumento de la competitividad; ello implica, por una parte, generar el entorno adecuado y, por la otra, tener conciencia de que una política de innovación es una parte de la política económica, en la cual inciden aspectos de educativos, financieros institucionales, tanto nacionales como internacionales. El bienestar de los países depende, hoy en día, en un mayor grado de los avances en la tecnología, lo cual implica que es necesario dedicar mayor atención al establecimiento de mecanismos de coordinación entre los actores principales. Es aquí donde se encuentra la justificación y necesidad de la colaboración estrecha entre las Universidades, las instituciones de ciencia y tecnología y el mundo de las empresas. La primera educando los talentos, la segunda explorando los caminos de la innovación y la tercera forjando la capacidad emprendedora. Con el propósito de mejorar la capacidad competitiva de nuestro país, tenemos la obligación de definir formas de apoyo y de colaboración mutuas entre las universidades, los centros de investigación y desarrollo y las empresas. Sin embargo, la base de todo ello, y no está de más reiterarlo, radica por una parte, en el continuo perfeccionamiento del sistema educacional, que desarrolle y estimule la capacidad de innovación y, por la otra, en un marco de referencia que desarrolle y estimule la capacidad emprendedora empresarial. 31 �Uso del método científico experimental en los laboratorios de física de la FIME Gabriel Martínez A., Rogelio G. Garza R., Alfonso González Z.* ABSTRACT The development and application of a didactic methodology based on the Scientific Method for the Physics Laboratory is presented in this work. The results of a survey among the students show that this methodology is considered the most useful for their future professional development. The positive feedback provided by both students and teachers encourage the adoption of this methodology in other laboratories. Keywords: physics, education, laboratory, scientific method. INTRODUCCIÓN La educación científica no debe limitarse a ser la introducción en los cursos sino que, además, ha de acercar al estudiante a los métodos y procedimientos del trabajo científico. Las prácticas de laboratorio de Física pueden y deben constituir un momento propicio para que el estudiante se apropie de las herramientas metodológicas que necesitará en el futuro, tanto para enfrentar actividades de la carrera, como tareas de su actividad profesional, en una sociedad del siglo XXI donde se exige de cada profesionista, una actitud científica. El presente trabajo tiene como objetivo mostrar algunos resultados obtenidos de la aplicación del Método Científico Experimental en las prácticas de laboratorio de Física, correspondientes a las materias de Mecánica Traslacional y Rotacional y a la de Ondas y Calor, de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. DESARROLLO En experiencias realizadas en varios países se pone de manifiesto que cada vez es más frecuente utilizar como guía los pasos del Método Científico Experimental.1 Algunos autores señalan la necesidad de cambiar el enfoque que se da al trabajo práctico proponiendo que los cursos de Física sean más orientados a dar una imagen más real de la naturaleza del trabajo científico.2 Otros autores destacan la necesidad de realizar las prácticas de diferentes tipos, desde “experiencias ilustrativas” hasta “investigaciones” diseñadas para que los estudiantes resuelvan problemas utilizando estrategias científicas.3 Es indiscutible que es una necesidad que al estudiante se le eduque en los métodos para desarrollar investigaciones científicas, tomando en cuenta las necesidades de nuestra sociedad y, las cada vez mayores, exigencias para los futuros graduados. En nuestro criterio las prácticas deben ser guiadas por los pasos del Método Científico Experimental, que sin ser una receta, le permite al estudiante una orientación de cómo debe desarrollar el trabajo para obte* 32 Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, UANL. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Gabriel Martínez Alonso, Rogelio G. Garza Rivera, Alfonso González Zambrano ner determinada regularidad y verificar cierta hipótesis planteada por él mismo. Para los fines de este trabajo tomaremos como pasos del método4 los siguientes: 3. El trabajo en pequeños grupos, con discusiones y elaboraciones conjuntas (aprendizaje colaborativo), pero manteniendo una responsabilidad individual. 1) Planteamiento del problema a investigar. 4. Enfocar las actividades de tal manera que el estudiante pueda «construir» sus propios conocimientos. 2) Formulación de la hipótesis. 3) Diseño del experimento, para comprobar la hipótesis 4) Desarrollo del experimento (observación y mediciones). 5) Elaboración de datos del experimento. 6) Obtención de conclusiones (se cumplió o no la hipótesis planteada). 7) Informe, oral y escrito, de la investigación realizada. Es importante destacar que este no es el único esquema de los pasos del Método Científico Experimental que puede plantearse, pero consideramos que es el indicado para que los estudiantes no relacionados con el mismo, puedan comprender de primera instancia las fases más importantes de una investigación. La forma concreta de desarrollar las prácticas debe hacerse teniendo en cuenta las tendencias modernas para la enseñanza de las Ciencias y la Física en particular, basadas en la mayoría de los casos en la tendencia constructivista,5 influenciada por aspectos de la pedagogía soviética cuyo más reconocido exponente es el psicólogo soviético L. Vigotsky. Entre los aspectos más importantes introducidos por esta tendencia podemos señalar: 1. Darle la posibilidad al estudiante de expresar sus propias ideas y concepciones, que pueden ser o no correctas. 2. La participación activa del estudiante en el proceso de enseñanza aprendizaje. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 Muchos autores de trabajos dedicados a ejemplificar aplicación de estas recomendaciones, nos dan algunas vías para lograr su realización en la práctica docente. Saunders,6 por ejemplo, señala que algunas de estas vías pueden ser el desarrollo de laboratorios de tipo investigativo, donde no hay métodos recetados ni procedimientos preestablecidos para explorar el fenómeno estudiado, donde se permite pensar en voz alta, formular hipótesis alternativas, diseñar experimentos para comprobar estas hipótesis, etc. El diseño de las prácticas, en nuestro caso, fue realizado de forma tal que al estudiante se le informa el problema que tiene que resolver (primer paso del Método) luego, como base orientadora de la acción, se le indican los pasos del método mencionados anteriormente. Teniendo en cuenta que los estudiantes no conocen algunos de los conceptos empleados (hipótesis, problema, etc.) se les proporciona una orientación breve de qué se requería de ellos en cada paso. Luego de ésto se les permite trabajar en pequeños equipos (4 ó 5 estudiantes), para que realicen los siguientes pasos del método. La primera tarea que debían resolver en el equipo era plantear la hipótesis que diera respuesta a la interrogante planteada y que además serviría de guía de trabajo a realizar. Con el planteamiento de hipótesis se busca que los estudiantes: • Pongan en evidencia sus preconcepciones. • Comprueben los conocimientos, sobre el tema estudiado. • Desarrollen el razonamiento, el análisis y la síntesis. • Desarrollen habilidades de solución de problemas. Para la formulación de las hipótesis los equipos de- 33 �Uso del método científico experimental en los laboratorios de física de la FIME ben trabajar en conjunto. Luego de formuladas las hipótesis el equipo debe diseñar el experimento para la comprobación de la misma. El diseño del experimento permite desarrollar una serie de habilidades, como: • Identificación de variables significativas para una situación. • Selección de instrumentos y métodos de medición. • Consolidación de conocimientos teóricos y su eva- luación a través de situaciones experimentales. • Vinculación con los objetivos del ingeniero, pues una de sus funciones es diseñar equipos e instalaciones. Por otra parte, aquí se provoca la necesidad de realizar una u otra medición y por tanto ya no se da el caso de estudiantes que no saben por qué están midiendo tal o cual magnitud, ya que son ellos mismos los que diseñan el esquema de medición. Durante toda esta parte del trabajo el profesor se limita a recorrer los puestos y responder a las interrogantes que le planteen los estudiantes tratando de intervenir lo menos posible. Si alguno de los equipos está detenido en algo, se le puede hacer alguna pregunta sugestiva que les permita continuar el trabajo. No dar demasiadas orientaciones y limitar su intervención a veces resulta difícil para los profesores acostumbrados a decirlo «todo», pero al final resulta mucho más provechoso dejar que el estudiante piense por sí mismo lo que desea «investigar» y cómo piensa hacerlo. plan de introducción de Metodologías de aplicación del Método Científico Experimental, en las prácticas de laboratorio de Física de la FIME, comenzando por el laboratorio de Mecánica Traslacional y Rotacional. En el primer semestre de la aplicación se desarrolló el trabajo de preparación del material escrito de Mecánica Traslacional y Rotacional, que incluye el manual para los estudiantes y un manual de apoyo para los maestros. Estos materiales fueron confeccionados teniendo en cuenta la opinión de los maestros de la academia de dicha materia y su experiencia en la impartición del laboratorio. El planteamiento de las prácticas se hace, siempre que es posible, partiendo de enfrentar al alumno a un problema que debe resolver, en muchos casos un problema de tipo práctico y vinculado con el perfil de Ingeniería. Este puede ser por ejemplo valorar la eficiencia de un sistema mecánico de poleas, determinar la velocidad de rotación de una polea que guía una banda transportadora u otro. Luego se le pide a los alumnos que, en trabajo conjunto con su equipo, formulen una hipótesis posible de respuesta al problema planteado. Aquí se trata de explorar las ideas que tienen los alumnos sobre estas situaciones físicas y ade- Se ha visto entonces como en este diseño de prácticas, se tienen en cuenta las recomendaciones dadas en la tendencia constructivista de permitir al estudiante expresar sus ideas, a través de la formulación de hipótesis, de tener una participación activa, ya que no es guiado constantemente por el profesor, de trabajar en pequeños grupos para desarrollar la práctica y de construir sus propios conocimientos a través de los resultados que logre en la ejecución del trabajo experimental. Desde agosto de 2000 se empezó a desarrollar un 34 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Gabriel Martínez Alonso, Rogelio G. Garza Rivera, Alfonso González Zambrano En el caso del laboratorio de Ondas y Calor, la metodología utilizada fue la misma, con la característica de que en este laboratorio se tratan temas diversos y el equipo utilizado es muy variado. Por ello en este caso se realizaron una serie de seminarios antes de cada ciclo de prácticas donde se les brindó a los maestros la información necesaria para desarrollar cada práctica y se les indicó la forma de operar con el equipamiento disponible en el laboratorio. De la misma forma que se realizó en el semestre anterior se confeccionó un material para los maestros con la información necesaria. Después de un año de aplicación de este método en el laboratorio de Mecánica Traslacional y Rotacional, que por segunda vez aplicó la metodología descrita, y el laboratorio de Ondas y Calor, que lo aplicó por primera vez, era necesario realizar una evaluación de los resultados obtenidos sobre todo para valorar la opinión de los estudiantes en cuanto al método descrito. Se debe señalar que en el laboratorio de Ondas y Calor hubo contratiempos con algún equipamiento, lo cual dificultó la aplicación de la metodología en la forma planeada. La práctica de Sonido no se pudo efectuar por faltar el equipo. EVALUACIÓN DE LOS ESTUDIANTES Para evaluar la percepción de los estudiantes acerca de la metodología aplicada en las prácticas de laboratorio se aplicó una encuesta a estudiantes de ambas asignaturas. En el caso del laboratorio de Mecánica Traslacional y Rotacional se tuvo una muestra de 153 estudiantes y en el caso de Ondas y Calor la muestra fue de 317 estudiantes, que corresponden a un 12% y un 25% del total de estudiantes en cada laboratorio. La encuesta aplicada se diseñó con el objetivo de evaluar: • El tipo de práctica desarrollada, por los estudian- tes, de acuerdo a su criterio. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 • Su papel durante la práctica. • El procedimiento seguido para la formulación de hipótesis. • El tipo de práctica que considera más útiles. • La contribución del laboratorio al aprendizaje de la Física. Al aplicar la encuesta a estudiantes de las dos asignaturas se pudo realizar una comparación de resultados entre ellas, así como entre los diferentes turnos de clase. El siguiente gráfico muestra los resultados en % acerca de la percepción que tienen los alumnos del tipo de prácticas que desarrollaron, en las dos asignaturas. Se plantearon al alumno 4 opciones de respuesta: A) Seguir detalladas instrucciones que le ha dado el profesor. B) Aplicar el Método Científico Experimental. C) Trabajar según las instrucciones dadas en un manual. D) Ninguna de las anteriores. Mec Trasl Tipo de prÆ ctica Ondas Cal 54.2 60.0 50.0 % respuestas más fomentar el trabajo en equipo. 36.0 40.0 30.0 20.0 22.9 16.1 36.9 19.6 11.0 3.3 10.0 0.0 Instruc Prof. Aplicar MCE Instruc. Manual Ninguna anteriores Se observa que en Mecánica Traslacional y Rotacional el 54.2 % de los encuestados plantea que realizó las prácticas aplicando el Método Científico Experimental, mientras que en Ondas y Calor solamente el 36 % da esta respuesta. En el laboratorio de Ondas y Calor la mayoría (36.9 %) responde que siguió instrucciones del manual. Preocupa el hecho que en Ondas y Calor un 11 % de las respuestas es «Ninguna de las anteriores», lo que indica que un número 35 �Uso del método científico experimental en los laboratorios de física de la FIME de alumnos no pudo identificar el tipo de práctica que estaban realizando. La pregunta 2 se refería a la valoración, por parte de los estudiantes, de su papel en el trabajo de laboratorio. Se daban 4 opciones de respuesta: 70.0 64.1 60.0 49.8 Las respuestas dadas en % del total de las muestras se ofrecen en la tabla siguiente. 50.0 40.0 30.0 20.0 23.3 22.2 13.6 M e c á ni c a Tr a n s l . y Rot. O nd a s y C alor P asi vo 9.8 10.7 Observador 36.6 33.1 A cti vo 41.2 39.4 Investi gador 12.4 16.7 Se observa que el % de respuestas de activo es mayoría en ambos laboratorios aún cuando todavía alrededor de un 10 % de los encuestados plantea que su trabajo fue pasivo, lo cual es elevado. Asimismo el % de respuestas de observador es también elevado. Debe trabajarse más en lograr aumentar el trabajo activo o investigador de los estudiantes en los laboratorios. La tercera pregunta estaba referida al procedimiento utilizado para formular hipótesis durante las prácticas. Se incluía una posible respuesta de «Nunca Formulé Hipótesis», para vincularla con aquellos alumnos que no hubieran aplicado el Método Científico Experimental. Las respuestas posibles eran: 36 Hacía una suposición. Pensaba en mis conocimientos anteriores. Nunca formulé hipótesis. Discutía con mi equipo de trabajo y entre todos la formulábamos. 13.2 11.1 10.0 A) B) C) D) Mec Trasl Formulaci n de hip tesis Ondas Cal Pasivo. Observador. Activo. Investigador. % respuestas A) B) C) D) Siendo las respuestas deseables la D, destacando el carácter de trabajo en equipo, y la B para aquellos que trabajaron solos. Las respuestas se muestran en el siguiente gráfico. 2.6 0.0 Suposici n Conoc. Anteriores Nunca formul Disc. Equipo Puede concluirse que en el laboratorio de Mecánica Traslacional y Rotacional la mayoría de los estudiantes (64.1 %) formuló las hipótesis utilizando el trabajo en equipo, mientras que en Ondas y Calor este resultado es menor (49.8 %). Preocupa el hecho de que en el laboratorio de Ondas y Calor, un 13.2 % de los estudiantes responde nunca haber formulado hipótesis, lo cual puede estar relacionado con el 11 % de los estudiantes que en la pregunta 1 no pudieron identificar el tipo de práctica que realizaron. Estos resultados son un indicativo de que en determinados grupos, de este laboratorio, no se aplicó la metodología del Método Científico Experimental. En la pregunta 4 se pide al estudiante que responda qué tipo de prácticas considera más útil para su desarrollo profesional. Aquí se trata de obtener la opinión del estudiante acerca del tipo de práctica que está acostumbrado, que más le agrada y si realmente pudo apreciar la utilidad de las prácticas desarrolladas con esta metodología. Las respuestas posibles eran: A) Aquellas en las que me dicen todo lo que debo hacer. B) Las que me dan una lista detallada de instrucciones a cumplir. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Gabriel Martínez Alonso, Rogelio G. Garza Rivera, Alfonso González Zambrano C) En las que me proponen un problema y me piden piense cómo resolverlo, aplicando el Método Científico Experimental. D) Otras. Las dos primeras respuestas se refieren a un tipo tradicional de las prácticas donde se le dan al estudiante las instrucciones detalladas de lo que debe realizar. La respuesta C corresponde al Método Científico, partiendo de un problema al que debe dar solución. Las respuestas obtenidas en % del total de la muestra, se ofrecen en la tabla siguiente. Mecáni cOndas y a Trasl. y calor Rot. D i cen todo 0 2.5 Li sta detallada 6.5 10.1 Propone problema y apli ca el método ci entífi co 92.8 77.9 Otras 0.7 promiso de continuar la aplicación de esta metodología en laboratorios de materias futuras. Por último se evaluó la opinión de los estudiantes en cuanto a la contribución del laboratorio a su aprendizaje de la Física, dándole las posibles respuestas en: A) B) C) D) Extraordinariamente. Mucho. Poco. Nada. Las respuestas dadas se muestran en el gráfico siguiente, de donde se puede concluir que si bien en ambas materias la mayoría consideró que el laboratorio contribuyó mucho a su aprendizaje de la Física, en el caso de Ondas y Calor se presenta que un 42 % de los encuestados consideró que el laboratorio contribuyó poco o nada a su aprendizaje, lo cual es un porciento elevado, mientras que en Mecánica Traslacional y Rotacional este resultado fue sólo de un 27.5 %. Mec Trasl Contribuci n del lab. al aprendizaje Ondas Cal 9.5 70.0 62.7 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 % respuestas 60.0 Es muy alentador que en la mayoría de los casos las respuestas de los estudiantes coinciden que las prácticas más útiles para su desarrollo profesional, son aquellas en que plantean la aplicación del Método Científico. En el laboratorio de Mecánica Traslacional y Rotacional esta respuesta es de un 92.8 % y en el de Ondas y Calor de un 77.9 %. En este último debe recordarse que la aplicación del Método fue reportada solamente por el 36 % de los estudiantes, lo que parece indicar que aún cuando no todos aplicaron el Método Científico, hay estudiantes que prefieren este tipo de actividad. Obsérvese además que en el caso de Mecánica Traslacional y Rotacional ningún estudiante responde que las prácticas en las cuales le dicen todo lo que debe hacer son las más útiles y sólo el 0.7 % responde que prefiere otras prácticas. El resultado de esta pregunta es muy alentador y plantea un com- 52.1 50.0 40.0 34.7 30.0 21.6 20.0 10.0 9.2 5.9 5.7 7.3 0.0 Extraordinario Mucho Poco Nada En el caso de Mecánica un 71.9% consideró que la contribución a su aprendizaje fue mucha o extraordinaria y sólo un 5.9 % valoró nula la contribución. Podemos relacionar este resultado con la aplicación más efectiva del Método Científico en el Laboratorio de Mecánica Traslacional y Rotacional. Este aspecto puede considerarse como una motivación más para la aplicación de este método en las prácticas de laboratorio, pues cuando se le da más in- 37 �Uso del método científico experimental en los laboratorios de física de la FIME dependencia al estudiante es cuando más útil resulta la actividad para su aprendizaje. 3) Formulación de hipótesis: A) Hacían una suposición. 12.5 % B) Pensaban en sus conocimientos EVALUACIÓN DE LOS MAESTROS Con el objetivo de conocer la opinión de los maestros que impartieron las clases de laboratorio se realizó una encuesta de opinión entre 8 maestros de Mecánica Traslacional y Rotacional y Ondas y Calor. Se le pidió su opinión sobre 4 aspectos similares a la encuesta de los estudiantes. Los resultados se muestran a continuación, con el % de las respuestas en cada caso: 1) Tipo de práctica desarrollado: A) Siguiendo detalladas instrucciones. 37.5% B) Observador. 25 % C) Activo. 25 % D) Investigador. entre todos la formulaban. 37.5 % 12.5 % 75 % 4) Prácticas que considera más útiles para el desarrollo profesional de sus estudiantes: A) Aquellas en las que le dicen todo 0% B) Las que le dan una lista detallada 12.5 % C) En las que le dan un problema y les piden resolverlo con el MCE 12.5 % 0 D) Discutían con su equipo y de instrucciones a cumplir. 62.5% 2) Trabajo de los estudiantes: A) Pasivo. C) Nunca formularon hipótesis. lo que debe hacer. B) Aplicando el Método Científico Experimental anteriores. % D) Otras. 87.5 % 0% Como se observa, las opiniones de los maestros coincide con las de los alumnos , la mayoría plantea que: (1) desarrolló las prácticas siguiendo el Método Científico, (2) evalúan el papel de sus estudiantes entre Investigador y Activo, (3) formulaban las hipótesis en discusión con sus compañeros y (4) consideran las prácticas más útiles para el desarrollo profesional de los estudiantes las que aplican el Método Científico a partir de un problema dado. Preocupa todavía el hecho que un 12.5 % de las respuestas (3) plantea que no se formularon hipótesis y también consideran como las prácticas más útiles (4) aquellas en las que se dan detalladas instrucciones a seguir por los estudiantes. Entre los criterios planteados por los maestros están: 1) Brigadas con un excesivo número de estudiantes lo cual dificultaba el trabajo. 38 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Gabriel Martínez Alonso, Rogelio G. Garza Rivera, Alfonso González Zambrano 2) Aún los estudiantes tienen problemas con los conocimientos elementales para el desarrollo del trabajo del laboratorio. 3) El manejo del equipo a veces resulta dificultoso. 4) Continuar con los cursos de capacitación a maestros. En general se puede evaluar que la aceptación de los maestros al método de impartición de las prácticas de laboratorio es buena y en algunas encuestas plantean continuar con el método en los siguientes cursos. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Teniendo en cuenta la información presentada podemos llegar a las siguientes conclusiones: 1) La mayoría de los estudiantes desarrollaron las prácticas de laboratorio siguiendo una metodología acorde con el Método Científico Experimental. 2) La opinión de los estudiantes en cuanto al tipo de prácticas que considera más útiles coincide en ser las del tipo de plantearles un problema a resolver aplicando el Método Científico. 3) Es necesario fortalecer aún más el trabajo en esta dirección en ambos laboratorios. 4) Los maestros coinciden con los estudiantes que este tipo de prácticas de laboratorio es más útil para el desarrollo profesional de los estudiantes y se continúe con su aplicación. 5) Debido a lo anterior se recomienda continuar con el seguimiento de esta aplicación en los laboratorios de Mecánica Traslacional, Ondas y Calor, Electromagnetismo y Física Moderna. 6) Implementar el Método Científico Experimental en todos los laboratorios de nuestra Facultad. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 REFERENCIAS 1. García Barros S., Martínez Losada C. y Mondelo Alonso M., “Hacia la Innovación de las Actividades Prácticas desde la Formación del Profesorado”, Enseñanza de las Ciencias, Vol. 16, No. 2, 1998, 353 – 366. 2. Hodson D., “Laboratory work as scientific method: three decades of confusion and distortion”, J. of Curriculum Studies, Vol. 28, No. 2, 1996, 115 – 135. 3. A.H. Johnstone and A. Al-Shuaili, “Learning in the laboratory; some thoughts from the literature”, U. Chem. Educ., No. 5, 2001, 42 – 51. 4. Riveros H., Rosas L., “El Método Científico aplicado a las Ciencias Experimentales”, Ed. Trillas, México, 1991. 5. Crowther D.T., Editorial, Electronic Journal of Science Education, Vol. 2, No. 2, December 1997. 6. Saunders W. “The constructivist perspective: Implications and teaching strategies for science”, School Science and Mathematics, 92 (3) 1992, 136 . 141. 39 �Algunas aplicaciones de los plásticos en las industrias del empaque y automotriz Carlos A. Guerrero S., Virgilio A. González G.* ABSTRACT The role of plastic materials in the packaging and automotive industries is commented. Specific applications such as poly(ethylene-terephtalate) as gas barrier on the soft-drink bottle industry and low density polyethylene on the flexible packaging industry are presented. The use of polypropylene, high density polyethylene and polyamides are also mentioned. Keywords: plastic, packaging industry, automotive industry INTRODUCCIÓN Plásticos, palabra que ya desde el Siglo XIX se utilizaba como adjetivo para denotar cualquier material, natural o sintético, con la capacidad de ser moldeado o formado;1 en la actualidad conserva su significado, sólo que ahora hace referencia a cierto tipo de materiales sintéticos conocidos como Polímeros. Este término, utilizado por primera vez por Berzelius en 1832 para distinguir substancias con igual composición pero propiedades diferentes,2 en nuestro uso contemporáneo se refiere a macromoléculas formadas por un número elevado de unidades repetitivas conocidas como meros.3 En nuestros días y de acuerdo a lo anterior, se puede considerar a los plásticos como polímeros o macromoléculas sintéticas capaces de ser moldeadas por algún proceso de manufactura. En la industria del empaque, las nuevas generaciones están acostumbradas a ver embutidos, jamones, quesos, carnes, frituras, pan, y un sinfín de alimentos empacados en plástico. De igual manera, las bebidas gaseosas, aceites, aderezos, agua purificada, pastillas, y otra gran cantidad de artículos se distribuyen en envases de plástico, ver figura 1. ¿Y qué decir de la industria automotriz? En un pasado próximo, mientras más accesorios metálicos cromados tuviese un coche, 40 Fig. 1. Ejemplos de productos envasados o empacados en plástico. más espectacular. En efecto, carrocería, defensas, accesorios diversos, todos ellos metálicos haciendo del auto un vehículo pesado y con consumos energéticos considerables. Hoy, al transitar por las avenidas de la ciudad, vemos cómo los plásticos han sustituido ampliamente a los metales en los vehículos modernos. Teniendo en mente lo anterior, se plantea como objetivo de este escrito el comentar algunas aplicaciones típicas de los plásticos en las industrias del empaque y automotriz. TERMOPLÁSTICOS Y TERMOFIJOS Retomando la definición de plástico, agregaremos que estos materiales, una vez que se transforman en producto final, son sólidos. Además, en alguna etapa * Doctorado en Ingeniería de Materiales, FIME-UANL. E-mail: cguerrer@ccr.dsi.uanl.mx Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Carlos A. Guerrero Salazar, Virgilio A. González González de su manufactura, se deformaron mediante flujo. Precisamente, dependiendo de su respuesta a la aplicación de una carga térmica y mecánica podemos clasificar a los plásticos en dos tipos: termoplásticos y termofijos. Estados Unidos en el año 2000, así como su aplicación principal. Tabla I. Venta total de polímeros termoplásticos en Estados Unidos en el año 2000.4 Los termofijos son polímeros que se pueden moldear o formar sólo una vez, ya que solidificados se vuelven infusibles e insolubles. Lo que sucede en este ciclo único de calentar-deformar-moldear es de que el material polimérico sufre una reacción química de entrecruzamiento (curado, vulcanizado, reticulado), formándose redes tridimensionales que impiden que el polímero vuelva a fluir al aplicársele una carga térmica. El material de inicio puede ser un polímero que se entrecruzará durante el ciclo, o bien monómeros que se transformarán en macromoléculas entrecruzadas al aumentar la temperatura. La desventaja en el uso de estos materiales estriba en la dificultad que presentan para reciclarlos. Ejemplos de termofijos, también llamados resinas, son: los fenólicos, los epóxicos, poliesteres no saturados, melamina, etc. Los termoplásticos son aquellos materiales poliméricos que bajo la acción de una carga térmica se reblandecen, pudiendo fluir al aplicarles una carga mecánica. Como fluidos, se pueden forzar, bajo presión, y alimentar un molde o pasar a través de un dado y así obtener su forma final. Al cesar la carga térmica se enfrían y solidifican. Para estos materiales se puede repetir varias veces el mismo ciclo, es decir, calentar-hacerlos fluir-alimentar un molde (pasar a través de un dado)-obtener un producto final, el cual no necesariamente tiene que ser igual al del ciclo anterior. Esta característica hace muy atractivos estos materiales, ya que propician su reciclado. Algunos ejemplos de termoplásticos importantes desde el punto de vista industrial son: polietileno (PE), polipropileno (PP), cloruro de polivinilo (PVC), poliestireno (PS), politereftalato de etilen-glicol (PET), nylon (PA), etc. La Tabla 1 muestra el consumo de estos materiales en Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 Las aplicaciones que se comentarán en este trabajo utilizan en su mayor parte materiales termoplásticos. INDUSTRIA DEL EMPAQUE El empaque de un artículo cualquiera debe de cumplir al menos con dos objetivos: (a) debe de hacer atractivo el producto a la vista del consumidor. El artículo puede ser de muy buena calidad, pero para el cliente puede pasar desapercibido en el anaquel si el empaque no le llama la atención, (b) debe de proteger al producto del medio ambiente. En muchas ocasiones, un artículo de calidad se descompone por no haber sido empacado en las condiciones o con los materiales adecuados. Centrándonos en el cumplimiento de este último objetivo, se puede considerar al empaque como una barrera entre el producto y el ambiente, tal y como se presenta en la figura 2. 41 �Algunas aplicaciones de los plásticos en las industrias del empaque y automotriz Fig. 2. El empaque como protección del alimento contra el medio ambiente. Los plásticos se utilizan extensivamente como empaque flexible, semi-rígido y rígido, pero debido a su estructura química y morfológica, no todos protegen de la misma manera a los alimentos. Hay algunos que se constituyen en una barrera excelente a la humedad (polietileno de alta densidad), mientras que otros actúan mejor como barrera al O2 y al CO2 gaseosos, v.g., cloruro de polivinilideno, nylon, etileno-alcohol vinílico. Otros guardan el olor y el sabor del alimento empacado, v.g., poliacrilonitrilo, politereftalato de etilen-glicol. Sin embargo, pocos protegen del efecto oxidante de la luz solar. En ese orden de ideas, es claro que no se puede utilizar cualquier plástico para empacar cualquier alimento. Hay que considerar también que para la selección del plástico de barrera adecuado impactan otros factores como las propiedades mecánicas, ópticas, facilidad de procesamiento y sobre todo costo. El poliestireno, que no presenta ninguna barrera contra la humedad, ni contra el O2, se emplea mucho en empaque semi-rígido, sobre todo por sus buenas propiedades ópticas, lo cual implica que los alimentos empacados en este material no estarían muy protegidos contra el medio ambiente. La figura 3 nos muestra el empaque de algunos alimentos con alto contenido de 42 grasas. Para que estos artículos posean una vida de anaquel considerable, se necesita que el plástico con el que se vayan a empacar tenga una barrera excelente al O2 ya que éste, al contacto con los lípidos, tiende a oxidarlos, tomando los alimentos el sabor característico a rancio. El empaque debe de poseer además buena resistencia mecánica, ya que es común que el proceso de empacado se realice al alto vacío. La facilidad con la que se selle la película plástica también es importante. Un plástico que cumple con la mayoría de las características mencionadas es el nylon, sin embargo es un material relativamente caro y muy higroscópico. Esto último afecta fuertemente su propiedad de barrera; además es difícil de procesar y sus temperaturas de sellado son elevadas y están dentro de un rango estrecho. Por el contrario, el polietileno de baja densidad (PEBD) es barato, fácilmente procesable y su sellado no presenta ninguna dificultad; posee buenas propiedades ópticas y presenta una barrera razonable a la humedad. Su gran desventaja es de que es permeable al O2 y a los compuestos orgánicos. Pareciera que una combinación de ambos plásticos solucionaría nuestro problema de empaque. Una de las opciones que utiliza la industria alimenticia para el empaque de alimentos con alto Fig. 3. Alimentos grasosos empacados en película plástica. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Carlos A. Guerrero Salazar, Virgilio A. González González contenido de lípidos es, en efecto, una combinación de PEBD y nylon, proporcionando al producto una vida de anaquel de varias semanas y ¡sin refrigerar! El empaque en este caso, consiste en una estructura formada de varias capas de película plástica de materiales diferentes unidas entre sí formando una especie de sándwich. Para nuestro ejemplo del párrafo anterior, la estructura consta de tres capas. La central es de nylon y posee un espesor tal que proporciona a la estructura las propiedades de barrera. Las otras dos capas, una exterior y la otra interior y en contacto con el alimento, son de PEBD. El sello se realiza sobre esas capas y éstas son las que están en contacto con la maquinaria de manufactura, facilitando de esta manera la operación de empaque. Así, con un empaque laminado o coextruido formando una estructura multicapa, se obtiene la combinación de propiedades necesarias para la aplicación deseada. Ver figura 4. lo demuestra un estudio de mercado realizado por Vitro Envases(5) el cual transcribimos en la Tabla II. En éste se pronosticaba que el consumo de envases desechables de plástico aumentaría hasta un 18% en 1999 y esto a expensas de los retornables de vidrio. No se poseen cifras más recientes, pero si observamos nuestro entorno, creemos que las predicciones anteriores se han cumplido con creces. El plástico más utilizado para envasar bebidas es un poliéster, el politereftalato de etilen-glicol, o simplemente PET, material que posee una barrera excelente a los gases, propiedad que lo posiciona en muy buen lugar en el mercado del envase de bebidas carbonatadas (ver Tabla II). Además posee una muy Tabla II. Proyección sobre la participación en el mercado mexicano, en porcentaje, de los diferentes envases de bebidas carbonatadas.5 Lejanos ya aquellos días en los que la leche y las bebidas gaseosas se encontraban sólo en envases de vidrio y gran parte de la latería en envases de acero. El aluminio, junto con los envases de plástico, han ganado terreno a expensas del vidrio y del acero. Así 1996 1997 1998 1999 Retornables de vi dri o 60 55 52 49 Retornables de poli eti leno* 26 23 18 15 D esechables de vi dri o 4 5.5 7 8 D esechables de poli eti leno* 6 10 15 18 Latas** 4 6.5 8 10 * En el artículo hablan de polietileno como el plástico utilizado en el envase. Sin embargo, el material utilizado es politereftalato de etilen-glicol. ** Las latas son de aluminio. Fig. 4. Salchichas empacadas utilizando una película coextruída en base nylon. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 buena transparencia y estabilidad dimensional lo que permite su utilización en el envasado de otro tipo de productos, tal y como se aprecia en la figura 5.a. 43 �Algunas aplicaciones de los plásticos en las industrias del empaque y automotriz Como comentario general, la diferencia entre el PEBD y el PEAD consiste en su densidad; la del primero situada alrededor de 0.91-0.93 gr/cm3 y la del segundo en un rango de 0.94-0.96 gr/cm3. Esto trae como consecuencia un aumento en el porcentaje de cristalización del PEAD, con el consiguiente aumento en sus propiedades de barrera. INDUSTRIA AUTOMOTRIZ Fig. 5. a. Envasado de productos diversos empleando PET. Otros materiales muy utilizados son el polietileno de alta densidad, PEAD, envasándose en este material agua y leche en presentaciones de galón o medio galón y cloruro de polivinilo, para el sustituto de leche en polvo y aceites, figura 5.b. Fig. 5. b. Aceites envasados en PVC. 44 Desde los 70’s, década en la que se produjo una de las peores crisis de energéticos en el mundo, las tendencias de la industria automotriz se modificaron. Cambios drásticos en el diseño y manufactura de los vehículos automotores condujeron a una mejoría en los procesos de combustión y a una reducción en el peso de los vehículos, lo cual a su vez condujo a una notoria disminución en el uso de combustible. La disminución en el peso se dio de dos maneras, por un lado las dimensiones se redujeron y por el otro se sustituyó el acero por materiales de menor densidad, aluminio y plástico, básicamente. Así, llegamos a los modelos de la década de los 90’s en donde el peso promedio de un auto mediano (Jetta, Cavalier) es del orden de los 1,400 Kg y de ellos, casi el 15% en peso corresponde a materiales plásticos. Esto también se presenta en automóviles de lujo, por ejemplo, un Audi Avant C4 de 1994 pesaba 1396 Kg y de ellos 200 Kg eran de plástico.6 De los 1365 Kg. que pesa un Porsche 911 Carrera del año 1994, el 15.6% eran de plástico. De ahí 154 Kg están en la carrocería, 35 Kg en el sistema eléctrico, 18 Kg, en el motor y 6 Kg en los sistemas de suspensión y dirección.7 Entre los materiales plásticos más utilizados está el polipropileno -alrededor del 2.6% en peso del total de plásticos en el automóvil- el cual se utiliza entre otras cosas, para formar el panel de instrumentos, figura 6, o el ensamble de una sola pieza (que reemplaza a 5 piezas metálicas) formado por la tapa del abanico del radiador, el recipiente para el Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Carlos A. Guerrero Salazar, Virgilio A. González González Fig. 7. Palanca para accionar las direccionales de un vehículo fabricada en Nylon. Fig. 6. Panel de instrumentos de una Mini-Van Dodge construido en Polipropileno. refrigerante, y para el líquido de los limpiadores (delantero y trasero) y el túnel de llenado de estos últimos contenedores. También podemos mencionar al nylon –alrededor del 4.3% en peso del total de plásticos en el automóvil- el cual se emplea como soporte a los espejos laterales, volante de la dirección, tapas en las ruedas, etc. Ver figura 7. El polietileno de alta densidad -0.7% en peso del total de plásticos en el automóvil- se encuentra formando los tanques de una sola pieza para almacenar la gasolina. Otros materiales plásticos como los acrílicos, los policarbonatos, PVC y materiales compuestos, tienen aplicaciones importantes en esta industria, pero limitaciones en cuanto a espacio nos impiden continuar con la descripción. Como conclusión podemos decir que estos materiales sintéticos llamados plásticos, cuya comercialización data de los cercanos 1950’s, han afectado a tal grado nuestro mundo que, tal y como lo conocemos actualmente, difícilmente podría concebirse sin ellos. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 REFERENCIAS 1. Jeffrey L. Meikle, American Plastic. A Cultural History, Rutgers University Press, New Jersey (1997) 2. Herbert Morawetz, Polymers. The Origin and Growth of a Science, Dover Publications, New York (1985) 3. Malcom P. Stevens, Polymer Chemistry. An Introduction, Oxford University Press, New York (1999) 4. APC Year-End Statistics for 2000, American Plastics Council (2001) 5. Havis Dawson, Envases desechables de bebidas, Reportero Industrial, Oct. (1994) 6. S. Schäper, H.G. Haldenwagner; Ecological and energy balance with regard to the various materials used in the automobile industry en Plastics in Automotive Engineers, editada por H.G. Haldenwagner y L. Vollrath, Hanser Publishers, Munich (1994) 7. G. Horsch, Innovative Plastics Applications on the Porsche 911 Carrera, en Plastics in Automotive Engineers, editada por H.G. Haldenwagner y L. Vollrath, Hanser Publishers, Munich (1994) 45 �Nucleación y crecimiento unidimensional Parte II. Análisis de la ecuación de Avrami Virgilio A. González G.* Carlos A. Guerrero S, Juan Aguilar G.* ABSTRACT The application of the Avrami-Johnson-Mehl model to the unidimensional simulations for nucleation and growth phenomena indicate that this model is imprecise, user dependent, and insensible to heterogeneity. These observations imply that the model is useful only as fitting model an not as analytical method for morphological analysis. Palabras clave: Nucleación, crecimiento, modelo, Avrami, simulación. ANTECEDENTES La importancia del modelado de los fenómenos de nucleación y crecimiento tales como cristalización y corrosión quedó establecida en la primera parte de este artículo1. En ella además se presentó el desarrollo de un modelo unidimensional basado en el conocido cono de tiempo2 y su validación. En esta segunda parte se utiliza el modelo para analizar los resultados de simulación de “cristalizaciones” con diferente grados de heterogeneidad y homogeneidad en la nucleación, poniendo a prueba el modelo de Avrami1,3-5 que relaciona a través de la ecuación de Avrami-Jhonson-Mehl (Ecuación 1) la rapidez de crecimiento lineal con la de “cristalización”. ln(1 − φ(t ) ) = −kt n (1) donde φ(t) es la fracción volumen de material transformado al tiempo “t” (Ejemplo cristalizado), k la constante de velocidad y “n” el llamado exponente de Avrami que puede tomar valores entre 1 y 4 de acuerdo a la dimensionalidad del crecimiento y el carácter homogéneo o heterogéneo de la nucleación. Nucleación y crecimiento bidimensional de cristales de isoo polipropileno durante la cristalización isotérmica a 179 C. donde: Kg es una constante geométrica, ρn es la densidad de nucleación de carácter heterogéneo, Gn la rapidez de nucleación homogénea, Gl la rápidez de crecimiento lineal de los “cristales”, el exponente ϕ que puede tomar valores entre 0 y 1, determina el carácter homogéneo (ϕ = 0) o heterogéneo (ϕ = 1) de la nucleación y n es el exponente que toma valores enteros entre 1 y 3 indicando la dimensionalidad del crecimiento. Ya que en nuestro caso la muestra es unidimensional, la variable φ(t) representa la fracción de línea cubierta por los núcleos en crecimiento y los valores que puede tomar “n” en la ecuación 1 o “n+ϕ” en la ecuación 2 son entre 1 y 2. SIMULACIÓN En ese primer artículo se describió el significado de las variables involucradas en la ecuación 1 y se propone que puede escribirse de la siguiente manera: Las simulaciones se hicieron con 250 repeticiones con la finalidad de hacer un análisis estadístico de los resultados. Se mantubieron las rapideces Gl y Gn constantes analizando los resultados de hacer variar el ca- ln(1 − φ(t ) ) = − K g ρ n1−ϕ Gnϕ Glnt n +ϕ * 46 (2) Doctorado en Ingeniería de Materiales, FIME-UANL. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Virgilio A. González González, Carlos A. Guerrero Salazar, Juan A. Aguilar Garib rácter de heterogeneidad de la nucleación (ρn), así como la consideración de tener una muestra acotada o de tamaño infinito. RESULTADOS Y DISCUSIÓN La figura 1, muestra las curvas de las cinéticas de 250 repeticiones considerando unas muestras acotadas de carácter heterogéneo (a) y homogéneo (b). Además de observar que la rápidez de cristalización es mucho mayor cuando la nucleación es heterogénea, se aprecia también que para unas mismas condiciones de cristalización, las curvas pueden variar considerablemente en distintos experimentos. Esta última observación se explica fácilmente: el tiempo al que se alcanza el final de la cristalización (φt = 1), es proporcional a la distancia mayor entre dos núcleos en crecimiento y en las etapas iniciales, el inicio del abatimiento de la pendiente de la curva depende de la distancia más corta entre núcleos en crecimiento y, como la distribución de los núcleos en la muestra es al azar, la forma de las curvas dependerá enteramente de las condiciones iniciales. Fig. 2. Curvas promedio de nucleación y crecimiento (“isotermas”). Simulaciones con 250 repeticiones de simulación con Gl = 0.003, Nucleación homogénea con Gn = 0.003 combinada con heterogénea, indicando a la derecha el número de núcleos iniciales. Esta simple observación es muy importante en experimentos de laboratorio, ya que indica el carácter estadístico de fenómenos como la cristalización, obligando a reportar junto con las variables cinéticas, sus desviaciones estándar. Ya que no se encontraron diferencias significativas entre simulaciones con muestra acotada o infinita, en seguida se reportará sólo los resultados con muestra acotada. Fig. 1. Curvas de nucleación y crecimiento (“isotermas”). Simulación con 30 repeticiones de simulación con Gl = 0.003, a) Nucleación heterogénea con rn=42 y b) Nucleación homogénea con Gn = 0.003 todas con muestra acotada. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 La figura 2 muestra las curvas promedio 250 simulaciones de nucleación combinada homogénea y heterogénea, donde se hizo variar el número de núcleos iniciales, es decir el carácter heterogéneo de la nucleación, el comportamiento es el esperado, la curva de nucleación enteramente homogénea corresponde a la gráfica b) de la figura 1 teniendo una forma de “S” y, conforme aumenta el número de núcleos iniciales la cristalización es más rápida perdiendo la forma de “S”. De acuerdo a la ecuación 1, graficando ln[-ln(1-φ(t))] se calcula el exponente “n” de la pendiente de la cur- 47 �Nucleación y crecimiento unidimensional. Parte II Análisis de la ecuación de Avrami Fig. 3. Gráficas de Avrami para 250 repeticiones de simulación con Gl = 0.003, Nucleación heterogénea con ρn = 48. La línea continua es para la gráfica promedio. va, que para el caso unidimensional con nucleación heterogénea debiera ser de 1. La figura 3 muestra las gráficas de Avrami para 250 repeticiones de la simulación de cristalización heterogénea. Esta gráfica, muestra mucha dispersión de los resultados, la cual se puede cuantificar obteniendo la media y la desviación estándar de los exponentes de Avrami, los resultados muestran una media de n = 1.11 y una desviación estándar de 0.03 Para determinar el mínimo número de simulaciones necesarias para obtener una buena precisión se construyeron para todas las simulaciones con diferente grado de heterogeneidad (Gráficas de la figura 1), las gráficas de ∆n = nf-ni contra el número de repeticiones “i”, donde “nf“ es la media de 250 repeticiones y “ni” son las medias para “i” repeticiones desde i=1 hasta 250. La gráfica se muestra en la figura 4, donde se aprecia que en general con menos de 10 repeticiones la precisión es del orden de ±0.05 y que para obtener precisiones superiores a ±0.01 es necesario más 48 Fig. 4. Precisión en el cálculo del exponente de Avrami en función del número de experimentos. Simulaciones con 250 repeticiones con Gl = 0.003, Nucleación homogénea con Gn = 0.003 combinada con heterogénea, indicando a la derecha el número de núcleos iniciales. de 30 repeticiones, en otras palabras estos resultados sugieren que en la determinación en el laboratorio, cuando se siguen las prácticas comúnmente establecidas de 3 repeticiones y utilizando sólo la gráfica a bajos grados de cristalización (v.g. φ(t) < 0.3), solamente la primera cifra significativa, después del punto decimal, puede ser utilizada La figura 5 muestra las gráficas de Avrami correspondientes a las curvas de la figura 2. aquí se aprecia como la linealidad de las gráficas de Avrami, analizada a simple vista, sólo se mantienen en las primeras etapas de la cristalización y además la pendiente parece aumentar entre menor sea el número de núcleos iniciales, lo cual es coincidente con lo esperado. Calculando el grado de heterogeneidad como la fracción de núcleos iniciales (φh), (Ecuación 3) φh = ρ n ρT (3) Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Virgilio A. González González, Carlos A. Guerrero Salazar, Juan A. Aguilar Garib Fig. 5. Curvas de Avrami promedio. Simulaciones con 250 repeticiones de simulación con Gl = 0.003, Nucleación homogénea con Gn = 0.003 combinada con heterogénea, indicando a la derecha el número de núcleos iniciales. donde ρT es el número total de núcleos al final de la cristalización, y graficando el exponente de Avrami vs. φh resulta la figura 6. Esta gráfica tiene un comportamiento inesperado y lo podríamos calificar de decepcionante, primero porque aún para la simulación en condiciones de nucleación puramente homogénea (primer punto), n no alcanza el valor de 2 predicho por la teoría y principalmente porque el exponente de Avrami no parece ser sensible al grado de heterogeneidad, lo que significa que la Ec. de Avrami solo puede distinguir si el fenómeno de nucleación y crecimiento es puramente homogéneo o no, pero no así entre una nucleación puramente heterogénea y otra en la que también hay formación de núcleos durante la cristalización. Esta observación tiene al menos dos implicaciones, primero que en el análisis de una cristalización el material debe estar muy puro para lograr una Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 Fig. 6. Exponente de Avrami calculado en función del grado de heterogeneidad. nucleación homogénea y segundo si la cristalización es heterogénea será imposible saber si hubo formación de nuevos núcleos durante la cristalización o no. La figura 7 describe el exponente de Avrami calculado con diferentes números de puntos de las gráficas de la figura 4, de nuevo tenemos resultados que restringen la aplicabilidad de la Ec. de Avrami, n depende del número de puntos escogidos para hacer la regresión lineal, siendo esta variación muy grande, por lo tanto la apreciación de quien hace los cálculos es determinante de “n”, y no existe ningún segmento de las curvas de la figura 6 que nos sirva de referencia para salvar este problema. Así podemos decir que para los experimentos realizados con el simulador unidimensional de nucleación y crecimiento, la ecuación de Avrami sólo es útil como un método de ajuste que es difícil de interpretar en términos de dimensionalidad de crecimiento y del carácter homogéneo o heterogéneo del fenómeno. 49 �Nucleación y crecimiento unidimensional. Parte II Análisis de la ecuación de Avrami Se infiere también que el método no es capaz de distinguir diferentes grados de heterogeneidad de la nucleación y que los resultados numéricos dependen fuertemente de la apreciación de quien hace los cálculos. Lo anterior permite concluir que la ecuación de Avrami solo sirve como método de ajuste aproximado de los fenómenos de nucleación y crecimiento. BIBLIOGRAFÍA 1. V. A. González, C.A. Guerrero y J. Aguilar., Ingenierías V15, 38, (2002). Fig. 7. Exponente de Avrami calculado en función del número de puntos utilizados en la regresión. Se indica el número de núcleos iniciales. CONCLUSIONES El modelo unidimensional de nucleación y crecimiento predice correctamente el efecto del carácter heterogéneo u homogéneo en la rapidez de cristalización. Muestra que una alta precisión en el cálculo del exponente de Avrami, requiere de un número grande de experimentos. 50 2. Carter W. C., Lecture notes on Nucleation and Grow, Department of Materials Sciences and Technology, MIT,19 August 2001. 3. Johnson W.A and Mehl R.F., Trans. Amer. Inst. Minning Met. Eng., V135, 426, (1939). 4. Avrami M., J. Phys. Chem. V7, 1103, (1939). 5. Avrami M., J. Phys. Chem. V8, 212, (1940). 6. Elías. H., Macromolecules Vol. 1, Ed. Plenum Press. New York 1977. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Fractal correlation dimensions and discretepseudo-phase-plots of percussion instruments in relation to cultural world view Rolf Bader* Abstract Fractal correlation dimensions C and discretepseudo-phase-plots are presented for four percussion instruments to show basic kinds of persussion instrument behaviour. The xylophone and the churchbell - a small and a large instrument - are two western examples, which are shaped in a way to have - among inharmonicity - at least some harmonic partials. The tibetian zimbel and the javanese gong gede - again a small and a large one - are non-western instruments with just inharmonic overtone structures. The initian of the small instruments have C = 3.5 (xylophone) and C ≈ 6 (zimbel) within the first 25ms respectively 50ms. Then the inharmonicity dies out and it is C = 1 in both cases.The second integration time of the ear, which is about 50ms, makes it impossible for listeners not to perceive these initians as a whole, because of the shortness of the initian. So a real initian like in non-percussion instruments is present here. The large instruments on the other side keep their values throughout the first 400ms. The gong gede is the only instrument examined (which includes also non-percussion instruments in former studies), which can be struck in a way, that no chaoticity appears. The try of western music to have a harmonic structure in partials, which is not present e.g. in indonesian music is interpreted in terms of the different world views of these cultures. Keywords: Percussion instruments, fractal correlation dimensions, discrete-pseudo-phase-plots. INTRODUCTION Initial transients of musical instruments are in many cases cruicial for identification of the instrument class [Reuter 1995,1 Grey 1977,2 Grey & Moorer 1977,3 Wessel 1979,4 Krumhansl 1989,5 Iverson & Krumhansl 1993,6 Mc Adams et al.1995].7 In Multidimensional Scaling Technique (MDS) the similarity judgements of subjects are related to the physical parameters of the sound. It comes out, that three dimensions are enough to explain about 80 % of all judgements. The most Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 ≠ common dimension is the spectral centroid Z, which is z= ∑ frecuency • amplitude( fecuency) ∑ amplitude( frecuency) (1) So after transformation of the time series by FFT or by Wavelet-Transform - the weighted frequencies, renormaliezed by the amplitudes is what is also referred to as brightness. The more higher frequencies with greater amplitudes exist, the brighter is the sound. It is widely agreed, that this is the best identification procedure for instrument sounds during the so called steady-state 8 [Kostek 2001]. This steady-state is reached after about 50ms in general. But this range can vay a lot [Luce & 9 Clark 1965]. So a piano sound has a transient phase, which lasts for about 2ms in a middle pitch region, while an flute organ pipe can take about 300ms to finally reach the steady state. But this steady state is also not totally steady. It is also referred to as a quasi-steady-state. This is because instruments like the violin or the saxophone keep producing the tone after the initian by steady bowing * Musikwissenschaftliches Institut Hamburg Neue Rabenstr. 13, 20354, Hamburg, Germany E-mail: R_Bader@t-online.de 51 �Fractal correlation dimensions and discrete-pseudo-phase-plots of percussion instruments in relation to cultural world view or blowing. So during continuing the sound, there are wide possibilities of controlling it like canges in loudness, or brightness (the centroid) or through vibrato. In MDS experiments this feature comes out to be the second dimension. The instruments where the player is able to continue the sound, have during the continuation in a middle pitch region very good identification possilibities, e.g. the violin can be identified due to the bowing noise which is produced by steady glueing and releasing of the bow on the string. The release break causes a short impulse, which 10 is the cause of the noise [Güth 1995]. The lip- and reed-driven instruments are said to have a formant region, a frequency band, in which the harmonic overtones have always higher amplitudes independent from the played pitch. The reason is a constant closing time of the reed or lip during the vibration over all playable notes of the instrument This causes a frequency band to act as formant, which can be seen by Wavelet-Transforms. But also these instruments are sometines hard to identify. The saxophone is very hard to distinguish from a clarinet in high regions. The fundamentals in the overtone structure get higher than the formats of the instrument. Also the initian is so short, that it can no longer serve as identification. The third dimension in the MDS is the initial transient. It was referred to as inharmonicity. Investigations concerning the ‘chaoticity’ of sounds, namely the fractal correlation dimension and an 11, 12 showed information structure [Bader 2001 a, b] that violins have the most complex initian with dimensions up do D=8. The reed-instruments like the clarinet and the saxophone are in a middle region together with the classical guitar - and have dimensions around D=3. In was shown, that the value of the dimension is related to the overall rules, governing the sound. A harmonic overtone spectrum is D=1. Each inharmonic component above a certain amplitude threshold increases the correlation dimension by one. Also strong amplitude changes are taken as an own rule and again increase the dimension by one. 52 But the pitch and the musical expression of the player change the dimension from sound to sound. There is not a single dimension value for each instrument. This is caused by the fact that music is lively and rich and instruments are built, which have a hughe amount of degrees of freedom. The violin shows an independence of the dimension in regard of pitch, but a variety of possibilities with loudness and attack (hard or soft attack). The guitar on the other side is not so much dependent on loudness, but on pitch, because the lower strings are much more stiff and are not able to vibrate in very complex fashion. Although the clarinet is able to increase the sound continuesly after the initian and so avoids a hard attack, the low initian itself has never just a dimension of D=1, like the steady-state thereafter. But the pianissimo beginning makes the tone sound very smooth even with such an initian. Now the initian of percussion instruments is caused by the most simplest driving mechanism: an impulse. This impulse has the strcture of a gauss distribution 13 with a drift to smaller time values. [Borg 1983]. If the impulse would be a dirac delta impulse, it would have an continous spectrum (or white noise musically speaking). The impulse is not a perfect dirac delta, but serves here in the same way by driving all possible eigenvalues of the vibrating system nearly with the same energy. These eigenvalues or eigenfrequencies of the intrument normally need no more than at least one sinusodial period to be stable and so there is no initian as with the other instruments, which are mostly coupled vibration systems. But nevertheless do percussion instruments have an initial transient. This is because most of the driven modes are damped very fast. They appear just within the first 50ms or so and die out imeadietly. So they do not reach the time border of 50ms (second integration time of the ear) beyond which a clear pitch is percieved. They sometimes not even reach the first integration ear time of 5ms, which is at least needed to built up the critical bands in the coclea. So subjectivly for the listener, there is an initian, which is a ‘conscious unit’, that means, it can Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Rolf Bader not be divided into smaller subpieces in means of perception or even analysed by the listener. But there are also findings, that the initian sometimes is more complex. First, instruments struck by soft mallets can be damped by that mallet, which is not moved away from the surface of the instrument after struck quickly enough. This can be the case with large gongs, like the javanese gamelan gong gede, 14 which is a about 80cm in diameter [Schneider 1998]. The backdriving of the gongs surface after the struck back against the mallet is relatively slow, but as the gong is played in a more meditativly way, the mallet is also moved not too fast. The mallet dampes the initian a bit, which is then expressed in the time series by an short amplitude breakdown after the initian. Then the sound continues with normal amplitude. When interpreting the initian by fractal correlation dimension and discrete pseudo-phase-plots, each frequency component has an own dimensional value. This is, because most percussion instruments do not have an harmonic, but an inharmonic overtone structure. The vibration is one of bending modes, not of transverse vibration. Bending, which mathematically speaking is caused by the fouth derivation of the space variable compared to transverse vibration (of a string, air column etc.), which is the second derivation of the space variable is like the relationship of dependence of the curvature of curvature to just the curvature (because curvature is the second derivation in space). ∂2 y 2 ∂2 y =c ∂t 2 ∂x 2 (2a) ∂2 y E • K 2 ∂4 y =− • 4 ∂t 2 ρ ∂x (2b) In 2b, the partial differential equation of the bending, x and y are the space coordinates, t is time, E is Youngs modulus, ρ is density and K is the radius of Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 gyration. In 2a, the equation of the string vibration, c is the speed of the soundwave. As 2a has as solution a harmonic overtone structure, 2b when applyed e.g. to a rod has an inharmonic overtone structure independent from boundary conditions. These boundary conditions chance the eigenvalues, but they never come to be harmonic. In western tonal music there is nearly always an harmonic overtone structure wanted. From a standpoint of the instrument builder this is much harder to achiev. The strings has to be streched with much tension, a drum skin has to be very thin but must stand strong pressures, when streched. The only easy example is an air column. And this also is the only way to get loud sounds without the use of a resonance body, which again acts with bending modes. So a harmonic overtone structure is much harder to achieve, because one has to overcome the gyration of mater. The only western percussion instrument, which has a nearly harmonic overtone structure is the xylophone. This palisander stick has a cutoff so that the second eigenvalue of the stick is 13 the double octave of the funreviewed in Fletcher & damental. [Borg 1983, 15 Rossing 1999]. Also round percussion instruments, like some drums or cymbals have not only inharmonic relations, but also some harmonic ones, because of the the combination modes of ring- and radialmodes. The used xylophone beam made of Palisol, which is a substitute for the rare wood Palisander. 53 �Fractal correlation dimensions and discrete-pseudo-phase-plots of percussion instruments in relation to cultural world view METHODS Fractal Correlation Dimension Correlation dimensions are well known in fractal geometry and used to calculate a fractal dimension from a time series. The other fractal dimension calculations like the information dimension or the boxcounting dimension are normally only used with twodimensional fields, in which several points (i.e. measurement values) are plotted. There is no timelike relation between the plotted points, what matters is just the spatial distribution. These dimensions could be applied to more than two-dimensional fields, but the calculations are very complicated then (especially with the information dimension). The dimensional-problem does not occur with the correlation dimension. High dimensions can be created easily. We have to keep in mind, that a 2-dimensional field as mentioned above may be i.e. a surface structure of a material and it would make no sense to transform it into a higher dimensional field. Time series on the other hand are originally just one-dimensional. So any higher dimensionality with time series is always artificial. But it is a way to describe the time series content in a more abstract way. To see this, we have to look first at the formalism of higher dimensional embedding. The time series is embedded in a d-dimensional space which is done by forming vectors of length d. Their components are the values of the discrete time series of the sound, staring from time point t and taking the values t + n * δ, (n = 0, 1, 2, 3 .. d-1). δ is called delay variable and in this paper δ = 4 is always used with correlation dimensions. δ = 4 is the minimum value which causes correct results. Greater values can 16 be used, but no smaller ones [Keefe & Laden 1991]. So taking δ = 4 and i.e. d = 5, the fist vector would consist of the amplitudes taken at time points (1, 5, 9, 13, 17). The second vector would be the amplitudes of the time points (2, 5, 10, 14, 18) etc. So in the end for a time series of N points, we have N - δ * d vectors (the last δ vectors cannot be formed, because the time series ends). 54 The reason for this embedding is, that complex time series are made simple (but with the disadvantage of high dimensionality). Would we take a sinusodial time series, in a two dimensional space, a circle would arise. If we add another sinusodial component, in the same two-dimensional space there would be seen a kind of Lissajous figure. But if the take a three dimensional embedding, this figure dissolves into two circles. For more complex time series higher embeddings are used. In theory, for a final fractal correlation dimension d, (2 * d ) + 1 embedding dimensions have to bee used. In practise this is true for time series, which are very long and do not change through time. For transients, which are analysed in this paper with short and changing time series, much higher embedding dimensions are necessary. In short a harmonic overtone structure will result in a fractal correlation dimension of C = 1, no matter how many harmonic components there are. If just one inharmonic component is added, C rises by one. As an example, in Table I there are correlation values for a balinese xylophone with a loud inharmonic overtone structure. P late C i ni ti a n C after 1 6.8 2.5 2 4.4 2.5 3 5.5 2.0 4 3.6 1.5 5 6.5 1.2 6 5.0 1.3 7 6.5 2.5 8 3.5 3.0 9 6.5 3.0 10 6.2 3.5 1s Tabla I. Correlation dimensions of a balinese Gender dasa plates 1 (lowest) - 10 for the transient and at t = 1s after the initian. The value of the dimension is the amout of inharmonic overtones within the spectrum over a certain threshold. As the tone of this bronze xylophone is hearable even a minute after the struck, most of the eigenvalues of the plates are gone short after initian. These fast damped frequencies can be said to be the initial transient of the gender. The time intervall of calculation is both times 50ms. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Rolf Bader size. All points falling into one box are counted, so this is also a kind of box-counting method known from fractal geometry. So each box has a certain value and therefore certain plot methods can be used to show the results (3D plot, density plot, contour-plot etc). Here a contour plot is used for a 3D plot would have to have a viewing angle and therefore the plot may not be represented in a good overall view. The used balinese bronze xylophone Gender dasa, which means Gender with ten plates. The frame is usually with wood-carving. This one was bought by the auther directly from a manifacturer in the town of Sawang, Bali and is a single instrument not used in an orchestra before, a typical practicing instrument used by musicians at home. Now out of the N-d * δ vectors a matrix is built, which represent the distances of each of the vectors from all others. Then the vectors-distances have to be counted, which are larger than a threshold r, N −n•δ N −n•δ 1 = ∑ ∑Θ(r −ν (tk ) −ν (t1)) c(r) = ( N − n • δ ) k =1 1=k (3) 2 and normalized by, as can be seen in (3). The Heavyside function is 1 for the distance of a vector beeing geater than r and otherwise it is 0. The slope of the plot Log C(r) vs. Log r is the correlation dimension. The Log / Log - plot is the usual calculation method for fractal geometry, which seem to be a phaenomenon 17 often found in nature [West 2001]. Discrete pseudo-phase-plot The second method used here is a visual representation, the discrete pseudo-phase-plot. It is based on the calculations of the d - dimensional embedding discussed with the correlation dimension. But here we have only d = 2, because the output should be a two-dimensional graphical representation. Now all the vectors created through the embedding are plotted into a two dimensional grid with a certain box Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 The right box size is cruicial for good results. For a very wide box would have too many points in it, so there would be no good differentiation. On the other hand, boxes that are too narrow may count just a few points (or even just one). This representation would be the same as plotting just the points in a two-dimensional array, which can be helpfull sometimes with time series, which are quite regular. The transient time series used here are more complex and it was found, that the discrete pseudo-phase-plots are a very good graphical representation for them. Wavelet transform Also Wavelet-Transforms are used here. This method is an excellent tool for small time series as transients, as one can zoom into the sound as needed. Also the relation of frequency vs. time accurancy, the problem of the uncertainty principle, can be choosen freely. Here18a complex Morlet Wavelet is used [Haase et al. 2002] in the discrete form, because the input is the discrete sampled sound time series: −1 t2 1 DWf (ω, b) = = ∑ f (t + b) • e ω o 2 eiωt N t (4) Here, the Discrete Wavelet-Transform DWf depends on the frequency ω and the place in the time series (the physical time) for which the transform is done. f is the discrete time function and N is the actual number of time points, which are summerized. ω0 is comparable with the time window in classical FFT. A larger value of ω 0 will separate nearby frequencies, a smaller value will show the detailed amplitude structure and frequency shifts. 55 �Fractal correlation dimensions and discrete-pseudo-phase-plots of percussion instruments in relation to cultural world view RESULTS To show the difference between western and nonwestern percussion instruments in their physical structure and in their sounds, four instruments have been analysed. With the two western instruments there is a small one the western xylophone - and a large one - a churchbell. This idea was also used with the non - western instruments, a small one - the tibetian zimbel - and a large one - the javanese Gong “Gong Gede”. It is shown, that both western instruments are prepared in a way to have a harmonic overtone structure, while the two non-western instruments are not tuned like this. The reason for the - in western eyes - untuned manner of the zimbel and the Gong Gede can not be found in any carless construction. For the Gong Gede is found to be not exactly round, causing a vibrating sound, which represents the quality of the Gong. And the zimbel is made with beautiful handcraft and formed very precise in shape. Tibetian zimbel First we examined a tibetian zimbel, which is usually used in religios context. It is a small handbell and is 9cm in diameter and 7cm in hight without the stick. [For an overview of the vibration of handbells see Rossing 19 2001]. The used handbell, normally used in religious ceremonies, e.g. in tibet. 56 Figure 1 shows the time evolution of the discretespeudo-phase-plott for the first 400ms from initian. It shows up, that the initian itself has a correlation dimension which is about C ≈ 6 but very unstable, so the sound ist really chaotic. This can clearly be seen with the Wavelet - Transform (Figure 2). Fig. 1. Discrete pseudo-phase-plots of a zimbel. Time step: 50ms, last plot up to 400ms. Here C is just approximable for the first 50ms. There are too many frequencies. At least it is about C » 6 but there is too mach ‘chaoticity’ in the initian. But the second 50ms have a clear dimension of C=1.8, which decreases with time up to C=1.0 for a sinusodial. The sound of a zimbel also lasts for about a minute to die out, but here the higher harmonics are just present within the first 50ms over a certain threshold. Fig. 2. Wavelet -Transform of the zimbel sound in the first 400ms. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Rolf Bader The initian has broad bands of frequencies instead of discrete values. This would be very unusual for nonpercussion instruments. But after this initian, the values decrease to between 1 < D < 2, so there is just one strong harmonic partial left. The other partial in figure 2, that can be seen is much lower in amplitude. In higher regions over 10 kHz there are partial dying out very quickly. Also a constant amplitude oscillation can be observed in all partials. This is always the case in any kind of instruments. It may be caused by an interchange of energy between the modes. Western xylophone Next a xylophone beam was examined theoretically and experimentally. For the theoretical values a 13 method of Borg [Borg 1983] was used. It takes the Rung-Kutta method to evaluate the eigenvalues. As the differential equation is fourth order, two RungKutta algorithms are combined. The xylophone has a cutoff (Fig. 3) for tuning the second and third partials to the double octave and the fifth over the third octave (or the middle of the major and minor third over the third octave, which listeners found as the most interesting sound color). The first cutoff tunes the second partial, the second cutoff tunes the third partial. Now this cutoffs cause the radius of gyration to change throughout the beam. This changing can be modelled by the Runge-Kutta method, because this method partitions the beam. Each partition is given his own radius of gyration. For calculation of the correct eigenvalue, a certain value is estimated. This first extimation is not correct, but we increase or decrease this value as long as we found the right one. Now, the Runge-Kutta is calculated twice for one eigenvalue which different boundary conditions. The two curvatures of the beam w can be expressed as a linear combination of the two single versions with two constants C: w( x) = c1w1( x) + c2 w2( x) Now the two curvatures are for the boundarys in x = 0 as w1(0) = 1 and w2(0) = 0. Only when the chosen eigenfrequency is correct, this is also fullfilled with the momenta - second derivation - and the force - third derivation - (which is not the restoring force). The results when reaching the end of the beam can be written in two equations, which only when both are satisfied, if the eigenvalue of. 2 Μ (1) = 0 = C 1( 2 d w1 2 d x ) 2 X = 1 + C 1( F (1) = 0 = C 1( 3 d x 3 2 2 d x 3 d w1 d w1 ) X = 1 3 ) X = 1 + C 1( d w1 3 d x 3 ) X = 1 is correct. Then the determinant of the two equations becomes zero. The algorithm was implemented with the assumption of the first curvature being a sinusodial curve from phase ϕ = 0 to ϕ = π/2. When powered by values p < 1, the curvature becomes more flat. As there is no rule for the curvature, different values of p were used. A pure sine curve seems to fit best. Fig. 3. Shape of the xylophone-beam of length 31 cm with two cutoffs, the large first cutoff and the small second cutoff in the middle. The length from top to the beginn of the cutoff is 8,2 cm, the curvature of the cutoff 3,0 cm, the way to the second cuttoff in the middle is 3,7 cm, the second cuttoff is 1,2 cm. The curvature is sin (x)p. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 But in all cases, there was one mode missing compared to the measured results (Table II). The frequencies f1, f2, f5 and f6 of the theoretical calculations fit satisfying to the measured f1, f2, f6 and f7, but f3 and f4 (theoretical) face f3, f4 and f5 57 �Fractal correlation dimensions and discrete-pseudo-phase-plots of percussion instruments in relation to cultural world view Measured f1 260,1 Hz f2 1055,0 Hz 24,1 cent + 1 Okt f3 2658,1 Hz 423,9 cent + 3 Okt f4 4954,6 Hz 302,0 cent + 4 Okt f5 6496,8 Hz 771,1 cent + 4 Okt f6 8198,1 Hz -26,2 cent + 5 Okt f7 10 324,3 Hz 373,0 cent + 5 Okt Theoretical (p = 1) f1 263,1 Hz f2 1050,4 Hz -3,5 cent + 2Okt f3 2912,3 Hz 561,5 cent + 3 Okt f4 5814,2 Hz 3558,4 cent + 4 Okt f5 8279,1 Hz -29,7 cent + 5Okt f6 10 688,2 Hz -413,1 cent + 5 Okt Theoretical (p = .7) f1 261,9 Hz f2 1030,9 Hz -27,9 cent + 2 Ok t f3 2808,2 Hz 5072,0 cent + 3 Okt f4 5644,4 Hz 3515,7 cent + 4 Okt f5 8245,5 Hz -28,2 cent + 5 Okt f6 10 691,6 Hz 421,6 cent + 5 Okt Theoretical (p = .4) f1 259,6 Hz f2 997,6 Hz -69,3 cent + 2 Okt f3 2648,0 Hz 420,0 cent + 3 Okt f4 5368,9 Hz 444,3 cent + 4 Okt f5 8143,1 Hz -34,5 cent + 5 Okt f6 10 712,2 Hz -4140,2 cent + 5 Okt Tabla II. Measured and calculated eigenvalues of a OrffXylophone beam of length 31 cm. It can be seen, that for all curvatures p = 1, p = .7 and p = .4, there is one mode missing compared to the measured values. This may be caused by a mixed mode of longitudinal and transversal bending. All of the values exept for the fundamental frequency exist just within the first 40 ms after the struck. (experimental) with no clear connection. There seems to be a combination mode along and perpendicular to the beam length, which causes a new eigenvalue. In theory, the beam was assumed just as beam, not as plate which has combined modes. The phase-space in figure 4 shows the time evolution of the xylophone. The fractal correlation dimension is C=2.5 in the first 25ms. Then it decreases to 1 < C < 2. The low value for the initian is explained due to three partials beeing in harmonic relations as mentioned above. A harmonic overtone structure has the Dimension C=1, so here at least 1 more overtone is present in the sound. The second reason here is that the beam was struck as soft as possible. But even then a dimension of C=1 for the initian can not be reached. Fig. 4. Discrete pseudo-phase-plots of a palisander Orffxylophon. Time step50ms. Like in the case of the zimbel, the first 25ms have C=2.5, which is not so much, because the strike was as smooth as possible. But even then there are at least 4 overtones above the threshold, because the xylophon has three harmonic partials, which would rise to a dimension of D=1. But the higher partials die out quickly for only the time interval 25ms < t < 50ms has a dimension of C=1.5. This can clearly be seen by the nearly perfect circle in the second picture of this figure. Also the overall amplitude of the sound decrease quickly. Because of a high sampling frequency of 96kHz, it was possible to calculate a dimension within only 25ms istead of the usual limit of 50ms. The churchbell sounds for a long time. Figure 5 shows the phase-plot evolution. There seems to be no fundamental change through time, which is also expressed in the correlation dimension value of C≈3.5 throughout the 400ms. A churchbell also has a kind of tuned overtone structure with octaves and normally Churchbell After the results for small instruments, here the xylophone and the handbell zimbel, two large vibrating systems, a churchbell and a gamelan gong gede are examined. 58 Fig. 5. Discrete pseudo-phase-plots of a church-bell. Time step: 50ms, last plot up to 400ms. The fractal dimension of C = 3.5 does not change during the sound. Church bells continue their sound long after initian. Because of the finite number of points in a sampled sound interval, it hardly possible to calculate fractal correlation dimensions for time Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Rolf Bader 19 a minor third [minor-third bell see Rossing 2001]. So this value of 3.5 means at least two strong additional overtones added to the harmonic structure. As a characterization of a churchbell it is said, that the initial struck is bright and first the prime tone is heared as a fundamental. But after a while the so called hum tone, which is an octave beneath the fundamental is accepted as the fundamental, because the higher modes died out. But this lasts more then 400ms. So here it can be seen, that compared to the smaller instruments, the compexity of a church bell stays on, as expected. The initial burst of inharmonic high components in a Wavelet-Transform is was found, that this special sound actually do not have an initial struck, the partials are just starting, which itself is heard as a struck. But the sound itself is percieved still as a normal church bell sound. Javenese gong «Gong gede» The last example is that of a javanese gong gede with a diameter of d ≈ 80cm. It is the only instrument we observed which has a correlation dimension value for the initian C < 2, which means there are no large inharmonic overtones or any other chaotic behaviour. figure 6 shows the time evolution in phase-space. The pictures show a clear circle which is getting larger and smaller. This is due to the so called ‘ombak’. The Fig. 6. Discrete pseudo-phase-plotts of a Gamelan Gong Gede. Time step: 50ms, last plot 400ms. The Gong has a strong fundamental frequency and so is one of the few examples, of a correlation dimension of C = 1.3 throughout the initian (a sine tone would have a circle in the phase plot, which is also the case here). The beakdown of amplitude towards picture 7 of this series and again an increase in picture 8 shows the so called ‘ombak’ of this Gong. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 diameters of the gong are not exact equal. So for each diameter there are different mode frequencies, which vary only a bit. The result is an amplitude oscillation, a beat, which is a quality criterion for that gong. But of course this does not change the dimension. It could only do so, if a very large time window would be used for calculation. The listener hears a very low sound with the ombak and without a certain initian just due to the fact, that the sound starts. But in musicology not only the pure sounds have to be analysed. There is also a need of an interpretation in terms of what music means to people. Although a detailed discussion is beyond the scope of this paper, just a few ideas should be presented here. The hermeneutical interpretation of music is derived out of analogies between the structure found in the musical syntax or sound and the structures underlying non-musical terms. [For an analogy between the world view of cultures and 20 the music they use see e.g. Bar-Yosef 2001]. In terms of musical syntax a very widely known concept is that of tention and relaxation, of kinetic21and static energy in the musical flow [Kurth 1931]. A possible analogy in terms of an inharmonic overtone structure is the missing fusion of sounds. [A review of fusion as used by the phenomenology and gestalt22 psychology especially by Stumpf see Schneider 1997]. Fusion means, that in the case of a hamonic structure, the listener is not able to perceive the singel sinusodial components out of the sound. Fusion is a hole of individual components. But these components do not loose their individuality through fusion. Rather without these individualities, fusion would not exist. Inharmonic overtones are not fused. Every component is heard as a single one. The inharmonic structure can be refered to the hindu religios concept of many diversive parts existing next to each other, but without a need of a common rule, for a hindu does percieve god as the nature of all things in all things [which may be compared with Heideggers „Ding an sich“, which means existence 59 �Fractal correlation dimensions and discrete-pseudo-phase-plots of percussion instruments in relation to cultural world view 23 per se]. Just the pure existence is the common rule, not a special individual property. The Western thinking in contrast is hieracically. There is a search of common rules building up the structure, which are found in a common fraction of the sinusodial frequency values. The connection between the harmonic / inharmonic overtone structure and the world view is argued to be through the consious space being the same in both cases. If we hear an inharmonic sound, the conscious space, in which we are in that moment, is one of diversive things existing next to each other without a common denominator. The same thing happens, if we imagine - or have to deal with - different diversive cultures, which are all at once in our consious field. The subjects are different - here overtones, there cultures - but in abstraction, it is the same experience we make. This can also be refered to by the fact, that all sensual information adapted by different senses all end to be activation potentals in the nervous brain system. This may be the cause of many spacious words - derived from vision - in terms of music (high / low pitches etc.). The cultural diversity is more abstract than that, but it may be the same phaenomenon on a higher level. Of course we have to be carefull in this field, because analogies work in some places but can fail in other example. Hindu religion also have a hierarchy of gods and know hierarcical structures. But they also have the world view mentioned above and this can be refered to with the problem of inharmonic spectra. So like in statistical empirical work, just tendencies can be found. In the case of Bali, where I did some field work, the analogy is quite obvious and the hindu concept of accepting foreign ways of thinking is a major part of the incredible continuation of tradition in Bali. For each year there enter the same amount of tourists the island, than it has inhabitants. 60 CONCLUSION There is a try with western percussion instrument to create an harmonic overtone structure by verying the shape of the instruments. This try is not found in indonesian culture among others. The reason could be found in the different world views of these cultures. The hindu thinking of the only common feature of all things being the existence of these things is different from the western view of a hierarcical structure of nature, which is found in the cognitive fusion of harmonic partials in just one not seperatable sound sensation. Also a special behaviour is found with the percussion instruments discussed here compared to non-percussion instruments. Normally non-percussion instruments (as discussed in the introduction of this paper) are not able to start without a kind of chaotic behaviour or a strong complexity. But with one of the here analysed percussion instruments - the Gong Gede - there actually is no such chaos within the initial transient. This is unusual and may be caused by the hugh weight of such a big instrument as a gong, for also the churchbell does not change its correlation dimension value through time. As expected, larger percussion instruments keep their complexity for a much longer time. So their initian - if one should say so - is very long. On the other hand, small percussion instruments have such a short initian, that it is beyond the second integration time of the ear and can just be perceived as a whole. They have a real initian like non-percussion instruments - the violin or the saxophone as discussed in the introduction. Short after the inition, the fractal correlation dimension decreases to 1 < C < 2, so just one strong sinusodial partial is left behind (or only the harmonic overtone structure, when talking in terms of non-percussion instruments). These findings like everything in experimental data in music are just tendencies. There may - and there will - be found exeptions. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Rolf Bader REFERENCES 1. Reuter, Christoph: Der Einschwingvorgang nichtperkussiver Musikinstrumente. Frankfurt a.M. 1995. 2. Grey, J.M.: Multidimensional perceptual scaling of musical timbres. In: JASA, 61/ 5, 1977, S. 1270-1277. 3. Grey, J.M. & Moorer, J.A.: Perceptual evaluations of synthesized musical instrument tones. In: JASA, Vol. 62, 2, 1977. S. 454-462. 4. Wessel, D.L.: Timbre Space as a Musical Control Structure. In: Computer Music Journal 3(2), 45-52, 1979. 5. Krumhansl, C.L.: Why is Musical Timbre so hard to understand? In: Structure and Perception of Electroacoustic Sound and Music. Nielzén, S & Olsson, O. (ed.). Amsterdam 1989, S. 43-53. 6. Iverson, Paul & Krumhansl, C.L.: Isolating the dynamic attributes of musical timbre. In: JASA 94 (5), 1993, S. 2595-2603. 7. Mc Adams, S., Winsberg, S., Donnadieu, S., De Soete, G. & Krimphoff, J.: Perceptual scaling of synthesized musical timbres: Common dimensions, specifities, and latent subject classes. In: Psychological Review, 58, S. 177 - 192, 1995. 8. Kostek, B.: Representing Musical Instrument Sounds for Thier Automatic Classification. In: J. of the Audio Engineering Society, 49/9 2001. 12. Bader, R.: Information structure of initial transients of musical instruments. Submitted to Akustica. 2001b. 13. Borg, I: Entwicklung von akustischen Optimierungsverfahren für Stabspiele undMembraninstrumente. PTB Report, Projekt 5267, Braunschweig 1983. 14. Schneider, A.: Klanganalysen bei Aerophonen der Volksmusik. In: Ethnologische, Historische und Systematische Musikwissenschaft. F. Födermayer, L. Burlas (Hrsg). Bratislava 1998, S. 51-80. 15. Fletcher, N. H. & Rossing, T. D.: The physics of musical instruments. New York 1999. 16. Keefe, D.H. & Laden, B.: Correlation dimension of woodwind multiphonic tones. In: JASA 90/4, S. 1754-1765, 1991. 17. West, B.J.: Social, Biological and Physical Metamechanisms: A Tale of Tails. In: Novak, M. M. (ed.): Emergent Nature. World Scientific 2002. p. 77-92. 18. Haase, M., Widjajakusuma, J. & Bader, R.: Scaling laws and frequency decomposition from Wavelet Transform maxima lines and ridges. In: Novak, M. M. (ed.): Emergent Nature. World Scientific 2002. p. 365-374. 19. Rossing, Th.D.: Science of Percussion Instruments. Singapore 2001. 9. Luce, D. & Clark, M.: Durations of attack transients of nonpercussive orchestral instruments. In: Jour. of the Audio Engineering Society 13, S. 194-199, 1965. 20. Bar-Yosef, A.: Musical Time Organization and Space Concept: A Model of Cross-Cultural Analogy. In: Ethnomusicology, 45,3, 2001, p. 423-442. 10. Güth,W.: Einführung in die Akustik der Streichinstrumente. Stuttgart 1995. 22. Schneider, A.: „Verschmelzung“, Tonal Fusion, and Consonance: Carl Stumpf Revisited. In: Music, Gestalt, and Computing. Leman, M. (ed.) Berlin 1997, p.117-143. 11. Bader, R.: Correlation dimensions of initial transients of musical instruments. Submitted to Akustica. 2001a. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 21. Kurth, E.: Musikpsychologie. Berlin 1931. 23. Heidegger, M: Sein und Zeit, 6. Aufl. 1949. 61 �Reconocimientos y eventos I. PAICYT II. PROVERICYT-UANL En el marco del Programa de Apoyo a la Investigación Científica y Tecnológica, la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL obtuvo la aprobación y apoyo económico para la realización de los siguientes proyectos. El Programa Verano de la Investigación Científica y Tecnología, que por cuarta ocasión organiza la UANL, se realizó durante Julio y Agosto de 2002, con el fin de sembrar entre los mejores estudiantes de preparatorias y facultades el gusto por la investigación y el desarrollo. • • • • • • • • • • • • • • • • 62 Modelos linealizados para optimización de controles en redes eléctricas: Potencia Real Angulo Nodal y Potencia Reactiva-Voltaje. Dr. Salvador Acha Daza. Estudio de la falta de detectabilidad de fallas de los métodos de diagnóstico basados en observadores. Dr. Efraín Alcorta García. Clasificación de fallas y oscilaciones de potencia mediante mecanismos de vectores soporte. Dr. Oscar Leonel Chacón Mondragón. Métodos heurísticos para la optimización de redes de gasoductos. Dr. Roger Z. Ríos Mercado. Análisis de la similitud entre la agregación iterativa y los métodos de puntos interiores. Dr. Igor S. Litvintchev. Fenómenos viscoelásticos en polímeros. Dr. Carlos A. Guerrero Salazar. Fenómenos de cristalización en materiales. Morfología y cristalización dinámica. Dr. Virgilio A. González González. Simulación por elemento finito de procesos de manufactura. Dra. Martha Patricia Guerrero Mata. Control de un servomecanismo hidráulico. Dr. René Galindo Orozco. Desarrollo del prototipo para un refractario de CaZrO3. Dr. Guadalupe Alan Castillo Rodríguez Diseño de controladores para sistemas multimáquinas. Dr. Jesús de León Morales. Recristalización anisotérmica. Dr. Ubaldo Ortiz Méndez. Sinterización de compuestos niquel-manganeso mediante microondas. Dr. Juan Antonio Aguilar Garib. Diseño robusto de red multiproducto con capacidad en las aristas. Dra. Ada M. Álvarez Socarrás. Control de sistemas mecánicos no regulares. Estudio de sistemas con juego dinámico. Dr. Marco T. Mata Jiménez. Sistema interactivo de investigación en microscopía a través de Internet. MC. Alfonso Molina Rodríguez Algunos de los estudiantes participantes en el Verano de la Ciencia 2002 en la FIME-UANL. En esta ocasión la FIME fue el anfitrión de 31 estudiantes quienes se involucraron en investigaciones en las áreas de: materiales, potencia eléctrica, sistemas y control, bajo la asesoría directa de los siguientes investigadores de la FIME Dr. Alan Gpe. Castillo Rodríguez Dr. Carlos A. Guerrero Salazar Dr. Efraín Alcorta García Dr. Igor S. Litvintchev Dr. Jesús de León Morales Dr. Juan Antonio Aguilar Garib Dr. Oscar L. Chacón Mondragón Dr. René Galindo Orozco Dr. Roger Z. Ríos Mendoza Dr. Salvador Acha Daza Dr. Ubaldo Ortiz Méndez Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Reconocimientos y eventos Dr. Virgilio González González Dra. Ada M. Álvarez Socarrás Dra. Martha Patricia Guerrero M. M.C. Alfonso Molina Rodríguez III. 5o.ANIVERSARIO REVISTA CiENCiA UANL El pasado 5 de Agosto de 2002, en el auditorio de la Biblioteca «Raúl Rangel Frías» de la UANL, con motivo de la celebración del V aniversario de la revista CiENCiA UANL, órgano de divulgación científica y tecnológica de la UANL, se efectuó una ceremonia de reconocimiento a los fundadores y colaboradores de la misma. De la FIME-UANL recibieron reconocimientos el Ing. Fernando Javier Elizondo Garza, editor fundador, y el Dr. Ubaldo Ortiz Méndez, miembro fundador del consejo editorial. Los premios a las Mejores Tesis UANL 2001 fueron entregados por el rector de la UANL, el Dr. Luis Galán Wong, quien exhorta a los estudiantes y directores de facultades a promover la realización de tesis como medio de titulación a nivel licenciatura. zaron la tesis, a sus asesores y a los directores de la facultad a la que pertenecen los tesistas. En esta ocasión la FIME obtuvo los premios: «Mejor Tesis de Licenciatura en el área de Ciencias Exactas» con el trabajo “Fractografía y Fractometría del vidrio” desarrollado por el Ing. Leonardo Chávez Guerrero con la asesoría del Dr. Moisés Hinojosa Rivera, y «Mejor Tesis de Maestría en la categoría de Ingeniería y Tecnología» con el trabajo “Influencia de la alúmina como absorbedor de microondas en la reacción de formación de espinel alúmina-magnesia” desarrollada por el Ing. Zarel Valdez bajo la supervisión del Dr. Juan Aguilar Garib. Año 1998. Algunos de los participantes en la ceremonia de fundación de la revista CiENCiAUANL. PREMIO A LA MEJOR TESIS UANL 2001. El día 3 de septiembre de 2002 en la biblioteca Alfonsina se llevó a cabo la premiación a las mejores tesis de licenciatura y maestría realizadas por alumnos de la Universidad Autónoma de Nuevo León. El reconocimiento se otorgó a los estudiantes que reali- Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 Galardonados con el premio a Mejor Tesis UANL 2001. Dr. Juan A. Aguilar G. (asesor), Ing. Zarel Valdez (tesista), MAC Rogelio Garza (Director de la FIME-UANL), Ing. Leonardo Chávez G. (tesista) y Dr. Moisés Hinojosa (asesor). 63 �Reconocimientos y eventos V. RECONOCIMIENTO A PROGRAMAS DE POSGRADO DE LA FIME-UANL Investigadores de la FIME presentaron en el congreso 11 trabajos los cuales se listan a continuación: Tras haber sido sometidos a evaluación por parte del CONACYT, los programas de «Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales» y de «Maestría en Ciencias de la Ingeniería Eléctrica con Especialidad en Potencia y Control» fueron ubicados en el Padrón Nacional de Posgrado en la categoría de «Alto Nivel». Lo anterior implica que los alumnos de tiempo completo de dichos programas podrán seguir contando con becas otorgadas por el CONACYT. • AFM study of multiwalled carbon nanotubes obtained by µW heating. O. V. Kharissova, C. Robledo J., M. Hinojosa R. FCFM y FIME, UANL. • Electrical conductivity of MgAl2O4 with iron additions during sinterizing by microwave heating. E. Zavala, O. V. Kharissova, J. A. Aguilar G., R. Morones, U. Ortiz M. FCFM y FIME, UANL. • Finite element simulation of the forming process of seamless elbows. E. Salas, M. P. Guerrero M., R. Colás, P. Fodor, FIME-UANL. • Growth of carbon nanotubes by microwave heating. O. V. Kharissova, A. Hernández C., J. A. Aguilar, U. Ortiz M. FCFM y FIME, UANL. VI. XI INTERNATIONAL MATERIALS RESEARCH CONGRESS, CANCUN, QR, MX. En la semana del 25 al 29 de Agosto de 2002 se celebró en la Ciudad de Cancún, Q.R., el XI Congreso Internacional de Investigación en Materiales organizado por la Academia Mexicana de Ciencia de Materiales A.C. El congreso consistió de veintiún simposia sobre campos del conocimiento como Procesamiento de cerámicos, ingeniería de superficies y nanotecnología, entre otros. La participación de la FIME-UANL incluyó además la organización del Simposium «Advanced Materials: Ceramics Processing» a cargo de Juan A. Aguilar Garib y Guadalupe Alan Castillo Rodríguez. Algunos participantes del Simposium: Advanced Materials: Ceramics Processing. Mohamed Abatal (izq.) del Intituto de Materiales UNAM, Eulalio Contreras, Guadalupe A. Castillo, Juan A. Aguilar y Edén Rodríguez de la FIME. 64 • On the influence of hercynite in an innovative refractory phases combination based on MgO-CaZrO 3 in presence of alkalis at high temperature. J.E. Contreras, G. A. Castillo, E.A. Rodríguez. FIME-UANL. • On the influence of spinel (MgAl2O4) in an innovative refractory phases combination based on MgO-CaZrO3 in presence of alkalis at high temperature E. A. Rodríguez, G. A. Castillo, J. E. Contreras. FIME-UANL. • Processing of Ni0.60Fe0.82Mn1.57O4 with microwaves. J. Aguilar G., S. Guillemet, Z. Valdez, F. Garza. FIME-UANL, Université Paul Sabatier, Laboratoire de Chimie des Materiaux Inorganiques et Energétiques, France. • Properties of Galvannealed HSLA Steels. J. L. Fuentes-Rabiella, M. P. Guerrero M., R. Colás, R. Garza. FIMEUANL. • Self-affine fractography of aluminum: three directional analysis. E. I. Morales, N. Mohamed, M. Hinojosa R. FIME-UANL • Self-affine properties of fracture surfaces of opal glass. L. Chávez, M. Hinojosa R., V. González G., U. Ortiz M. FIME-UANL. • Synthesis of MgAl2O4 at low temperature with CaCO3 additions J. Aguilar G., A. Arato, M. Hinojosa R., U. Ortiz M. FIME-UANL. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Reconocimientos y eventos VII. CONGRESO CONJUNTO DE INGENIERIA MECANICA, MONTERREY, NL., MX. Durante los días 4, 5 y 6 de Septiembre de 2002 se llevó a cabo el 1er. Gran Congreso de Ingeniería teniendo como temática los «Retos de la ingeniería mecánica en el contexto nacional». Este histórico encuentro fue el producto del trabajo conjunto de tres asociaciones: la AMIME (Asociación Mexicana de Ingenieros Mecánicos y Electricistas, A.C.), la SOMIM (Sociedad Mexicana de Ingeniería, México) y la AI (Academia de Ingeniería-México). Más de trescientos asistentes se dieron cita a los diferentes talleres, cursos, conferencias magistrales y sesiones técnicas, además de una exposición industrial y un concurso de diseño rápido. El evento se llevó a cabo en la Biblioteca Magna Universitaria «Raúl Rangel Frías», con excepción del concurso de diseño y algunos cursos, que se efectuaron en las instalaciones de la FIME. El M.E.C. Rogelio Garza Rivera durante su participación en el panel sobre acreditación de los programas de ingeniería mecánica en México, el cual fue moderado por el M.C. José A. González, Secretario General de la UANL. Destacó el panel sobre la «Acreditación de los Programas de Ingeniería Mecánica en México», moderado por el M.C. José A. González Treviño y donde participó como panelista el Director de la FIME, M.E.C. Rogelio Garza Rivera. Entre los catedráticos de la FIME que participaron como ponentes estuvieron el Dr. Rafael Colás, la Dra. Patricia Zambrano, el M.C. Eugenio López, el Dr. Marco T. Mata, entre otros. También participaron distinguidos catedráticos como moderadores y presidentes de sesión. Directivos de la AMIME, de la SOMIM, de la AI y de la UANL en el presidium durante la ceremonia de inauguración de las actividades del congreso conjunto «Retos de la Ingeniería Mecánica en el contexto nacional» realizada en el auditorio de la Biblioteca Magna de la UANL. Inauguración de la exposición del Congreso Conjunto de Ingeniería Mecánica. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 El módulo de la FIME-UANL en el área de exibición durante el Congreso Conjunto de Ingeniería Mecánica. 65 �Titulados a nivel Maestría en la FIME Abril-Agosto 2002 Guadalupe A. Castillo Rodríguez* Gustavo Moreno Carreón, M.C. Administración, especialidad Producción y Calidad, “Diseño de la metodología para transferir un componente de una empresa a un proveedor” 8 de Abril de 2002. Sergio Arrieta tamez, M.C. Ingeniería Eléctrica, especialidad Potencia, “Ubicación óptima de bancos de capacitores en sistemas de potencia”, 10 de Abril de 2002. Juan Carlos Contreras Hernández, M.C. Ingeniería Eléctrica, especialidad Diseño Mecánico, “Rediseño de eslabones en el mecanismo de abrir y cerrar moldes de la máquina formadora de envases de vidrio”,11 de Abril de 2002. Celia Iveth García Cervantes, M.C. Administración, especialidad Relaciones Industriales, “El proceso de la administración de recursos humanos”, 12 de Abril de 2002. Alberto Eustacio Ibarra Ramírez, M.C. Administración, especialidad Finanzas, “Estudio para desarrollar una metodología para la caracterización del sitio contaminado por derrame de hidrocarburo”, 17 de Abril de 2002. José Clemente Cano Cantú, M.C. Administración, especialidad Producción y Calidad, “Administración de la producción empresa «Carolay»”, 17 de Abril de 2002. Demetrio García Salinas, M.C. Administración, especialidad Producción y Calidad, “Elaboración básica de los procesos a nivel 6 sigma”, 17 de Abril de 2002. Guillermina Garibay Martínez, M.C. Administración, especialidad Sistemas, “Factores que intervienen en el desarrollo de sistemas de información aplicaciones en el área de control de accesos de una empresa”, 17 de Abril de 2002. José Arturo Garza Reyes, M.C. Administración, especialidad Producción y Calidad, “Ingeniería de la manufactura aplicada a nuevos productos”, 18 de Abril de 2002. Ricardo Daniel Mendoza Valadez, M.C. Administración, especialidad Producción y Calidad, “Desa- 66 rrollo de un sistema de control integral de procesos”, 24 de Abril de 2002. Antonio Cayetano Lozano García, M.C. Ingeniería, especialidad Telecomunicaciones, “Sistemas de programación y diseño de antenas enfocados al análisis de enlaces de comunicación”, 25 de Abril de 2002. Ninfa Chávez Hernández, M.C. Administración, especialidad Sistemas, “Universidad virtual como apoyo a la educación”, 29 de Abril de 2002. Sergio Gerardo García Lozano, M.C. Administración, especialidad Producción y Calidad, “Herramientas computacionales para planeación de la demanda”, 29 de Abril de 2002. Raúl de Jesús García Lozano, M.C. Administración, especialidad Finanzas, “Creación y desarrollo de un departamento hipotecario en una institucion financiera”, 29 de Abril de 2002. Alberto Martínez Mares, M.C. Ingeniería Eléctrica, especialidad Potencia, “Análisis y estudio de líneas de transmisión en C. A. Desbalanceadas”, 2 de Mayo de 2002. Ernesto Sanmiguel Garza, M.C. Ingeniería, especialidad Potencia, “Coordinación de protecciones en sistemas eléctricos en Industria del Álcali S. A. C. V.”, 7 de Mayo de 2002. Virginia Yolanda Gallegos Oviedo, M.C. Administración, especialidad Finanzas, “La aplicación de los sistemas de información como herramienta que genera ventaja competitiva en la planeación estratégica y financiera de una organización del ramo cervecero”, 9 de Mayo de 2002. Rosa María Torres Luévano, M.C. Ingeniería Mecánica, especialidad Térmica y Fluidos, “Envejecimiento artificial para el Ba O. Ti O2, utilizado como elemento dieléctrico en un capacitor”, 10 de Mayo de 2002. José Izquierdo Franco, M.C. Ingeniería Eléctrica, especialidad Potencia, “Estudio de flujos de potencia * Sub-Director de Postgrado de la FIME-UANL. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Guadalupe A. Castillo Rodríguez y análisis de fallas en sistemas eléctricos de distribución radial”, 13 de Mayo de 2002. Jorge de la Rosa Fernández, M.C. Ingeniería Eléctrica, especialidad Potencia “Diseño de instalaciones eléctricas”, 24 de Mayo de 2002. María de Lourdes Espino Zúñiga, M.C. Ingeniería Mecánica, especialidad Materiales, “Estudio termodinámico de la formación de dioxinas (pcdd/es) en la etapa de sinterización del proceso hy-recovery”, 23 de Mayo de 2002. Reynol Leal Vera, M.C. Administración, especialidad Relaciones Industriales, “Actualización del bono de productividad de una empresa metal-mecánica”, 27 de Mayo de 2002. José Candelario Gutiérrez Rodríguez, M.C. Ingeniería Manufactura, especialidad Diseños de Productos, “Análisis y solución a la problemática del ensamble mecánico del núcleo y la bobina en planta fabricante de transformadores de tipo industrial inversos en aceite”, 30 de Mayo de 2002. Roberto Carlos Garcés Rodríguez, M.C. Ingeniería Mecánica, especialidad Materiales, “Evaluación de la corrosión atmosférica acero expuesto en diversas atmósferas”, 10 de Junio de 2002. Fernando Martínez Contreras, M.C. Ingeniería Mecánica, especialidad Materiales, “Propiedades mecánicas en aceros de bajo carbono laminados en frío”, 13 de Junio de 2002. Edgardo Manuel Cruz Garza, M.C. Administración, especialidad Producción y Calidad, “Redistribución de instalaciones en planta”, 18 de Junio de 2002. Erik Tarango Blanco, M.C. Ingeniería Eléctrica, especialidad Potencia, “Detección e identificación de errores topológicos mediante una técnica de estimación de estado generalizado”, 28 de Junio de 2002. Marco Antonio Ramos González, M.C. Administración, especialidad Producción y Calidad “Estudio para Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 aumentar la productividad y reducir el costo de material en proceso en una línea de producción aplicando técnicas y conceptos de calidad”, 13 de Julio de 2002. Adriana Guadalupe González Guerra, M.C. Administración, especialidad Relaciones Industriales, “Estrategias para el desarrollo exitoso de una empresa de fiestas infantiles”, 9 de Julio de 2002. Rogelio Francisco Salas Garza, M.C. Administración, especialidad Finanzas, “Teoría y análisis del desarrollo económico de México desde el siglo XX a inicios de un nuevo milenio”, 11 de Julio de 2002. Francisco Javier Lazalde Núñez, M.C. Administración, especialidad Finanzas, “Administración: función básica en las empresas”, 11 de Julio de 2002. Artemio González Ramírez, M.C. Administración, especialidad Relaciones Industriales, “Capacitación hacia una mejora continua en el proceso de ensamble de termostatos”, 15 de Julio de 2002. Francisco Agustín Vázquez Esquivel, M.C. Ingeniería Eléctrica, especialidad Control, “Control de velocidad de tensión en un interpretador de radiografías” 26 de Julio de 2002. Claudia García Ancira, M.C. Administración especialidad Producción y Calidad, “Manual de implementación del ISO 9000 para la división de energy jar perteneciente al grupo jar”, 30 de Julio de 2002. Jorge Manuel Quiroga Míreles, M.C Administración, especialidad Producción en Calidad, “Planeación, administración y control de los inventarios en forja Monterrey S. A. de C. V.”, 12 de Agosto de 2002. Juan Manuel Mendivil Ávila, M.C. Ingeniería Eléctrica, especialidad Control, “Diseño de controladores para una clase de sistemas no lineales, aplicación al motor a pasos de magneto permanente”, 19 de Agosto de 2002. 67 �Titulados a nivel Doctorado en la FIME DR. CESAR ANTONIO JUÁREZ ALVARADO Fecha de examen: 7 de junio del 2002 Asesor: Dra. Patricia Rodríguez López. Resumen: La ingeniería civil y los materiales de construcción se han desarrollado considerablemente a partir de la segunda mitad del siglo XX. Sin embargo, los países pobres y en vías de desarrollo hacen grandes esfuerzos para desarrollar tecnologías que les permitan aprovechar sus vastos recursos naturales y generar sus propios materiales de construcción. Nació en Cd. Lerdo, Durango, el 7 de Octubre de 1968. Ingeniero Civil por la Facultad de Ingeniería Civil de la UANL (1986-1991), obteniendo el título profesional con la tesis “Elaboración y análisis de las curvas I-D.Tr para el estado de Nuevo León”. Obtuvo el grado de Maestro en Ciencias con Especialidad en Ingeniería Estructural en la misma Facultad, el 14 de Diciembre de 1998, defendiendo la tesis “Estudio analítico de los efectos causados por el aislamiento de las vibraciones en cimentaciones para maquinaria industrial”. Es Maestro por Asignatura en la Facultad de Ingeniería Civil impartiendo la clase de Concreto Reforzado desde 1993. Título obtenido: Doctor en Ingeniería de Materiales. Nombre de la tesis: Concretos base cemento portland reforzados con fibras naturales (Agave lechuguilla), como materiales para construcción en México. 68 La investigación desarrollada pretende dar alternativas de solución al problema de la falta de vivienda e infraestructura en las zonas ixtleras, las cuales representa el 10% del territorio nacional. Sus objetivos son: producir un material compuesto a partir de cemento portland reforzado con fibras naturales de lechuguilla, que posea resistencia, durabilidad y pueda ser usado para fabricar materiales de construcción baratos. Los principales resultados indicaron que la fibra de lechuguilla es resistente a la tensión, pero es severamente deteriorada por el medio alcalino del concreto. Sin embargo, si la fibra es protegida y la matriz es densificada con ceniza volante, el compuesto soporta aceptablemente la exposición a ambientes agresivos y a las variaciones de humedad y temperatura. Por otra parte, las fibras largas y en cantidades reducidas proporcionan incrementos en la resistencia a flexión y tensión del concreto. De esta forma resultó factible fabricar, con este material compuesto, elementos constructivos tales como: láminas acanaladas, prefabricados arquitectónicos y cimbras perdidas, que permitirán dar otra alternativa de desarrollo para las zonas más pobres de México. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Acuse de recibo Revista CIENCIAS TÉCNICAS AGROPECUARIAS Revista THE INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED MANUFACTURING TECHNOLOGY Recibimos desde Cuba la revista «Ciencias Técnicas Agropecuarias», nueva epóca, editada por la Universidad Agraria de la Habana y su Centro de Mecanización Agropecuaria y coauspiciada por varias instituciones académicas cubanas, la cual aparece trimestralmente. La publicación The International Journal of Advanced Manufacturing Technology presenta de trabajos de investigación en el área de sistemas de manufactura, haciendo énfasis en la integración por computadora. Ofrece sin embargo, un contenido balanceado que cubre los diferentes aspectos de la manufactura, lo que permite mantenerse al día de los avances científicos y tecnológicos de este activo campo de la ingeniería. Esta publicación arbitrada, fundada en 1986, aborda los diferentes aspectos de las ciencias agropecuarias, dando un gran énfasis a la práctica ingenieril. Por ejemplo en el Vol. 10 No. 2 se incluyen los artículos: “Determinación del punto... de aplicación de vibraciones para el desprendimiento de frutos...”, “... diseño de sistemas híbridos eólico-fotovoltáicos para instalaciones agropecuarias...” y en el Vol. 10, No. 3 se discuten: el uso de GPS en agricultura y el efecto del tratamiento magnético del agua de riego en el ajo, entre otros artículos. Para más información y suscripciones puede contactarse a: Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, Apartado postal 18-19, San José de las Lajas, La Habana, Cuba, o por e-mail con el director de la revista a la dirección: paneque@main.isch.edu.cu (FJEG) En cada número se destina espacio para las técnicas de medición y tratamiento de datos, así como el diseño 3D para geometrías complejas.También se presentan trabajos relacionados con los sistemas de manufactura, técnicas de maquinado y sistemas inteligentes. El lector interesado en los aspectos de los materiales para la manufactura, encontrará temas tales cómo caracterización de materiales para herramienta, silicones, cerámicos, análisis de superficies, desgaste de herramientas, preparación de materiales, etc. La editorial Springer Verlag es ampliamente conocida, y es también una garantía de lectura de calidad. La revista se publica quincenalmente y su costo es de 36$ USD. Suscripciones y más información Email: orders@springer-ny.com (FELG) Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 69 �Colaboradores Aguilar Garib, Juan Antonio Profesor investigador del Programa Doctoral en Ingeniería de Materiales de la UANL. Obtuvo su licenciatura y su maestría en el Instituto Tecnológico de Saltillo y el doctorado en Ingeniería de Materiales en la UANL. Realizó una estancia de investigación en el Centro para Recursos Energéticos y Ambientales de la Universidad de Texas en Austin. Es miembro del SNI nivel I. Alcocer González, Juan Manuel Químico bacteriólogico y parasitólogo, egresado de la Facultad de Ciencias Biológicas. Tiene maestría en inmunobiología y doctorado en microbiología. Actualmente es profesor del Laboratorio de Inmunología y Virología de la Facultad de Ciencias Biológicas de la UANL. Sus investigaciónes recientes son sobre el desarrollo de vacunas para cáncer y enfermedades infecciosas basadas en plásmidos, adenovirus y bacterias lácticas recombinantes. Ha obtenido premios de investigación, otorgados por el Instituto Nacional de Salud Pública y la compañía farmacéutica Roche-Syntex y Glaxo-Wellcome. Bader, Rolf Nacido en 1969, es músico y musicólogo. Estudió musicología sistemática e histórica, etnología y física en Hamburgo, Alemania, donde trabaja en el Musikwissenschaftliches Institut como maestro e investigador. Es Magister Artium y su doctorado lo obtuvo en el campo de la acústica física en el 2002. Su campo de interés es la música, específicamente en los aspectos etnológicos, sociológicos, estéticos y de composición. Como guitarrista compone y hace presentaciones y está familiarizado con un amplio rango de estilos desde rock hasta jazz, desde clásico hasta improvisación. Castillo Rodríguez, Guadalupe Alan En 1989 obtuvo su título de Ingeniero Mecánico Electricista en la FIME-UANL. En 1992 obtuvo el Grado de Maestro en Ciencias de la Ingeniería de Materia- 70 les, y en 1997 obtuvo su Grado de Doctor en Ingeniería de Materiales por la FIME-UANL. Trabajó 2 años como investigador en el Instituto de Materiales Cerámicos en la TU Clausthal en Alemania. De 1997 a 1999 trabajó como investigador en el Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico Peñoles. Desde 1999 es Profesor de Tiempo Completo en la FIMEUANL. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores. Actualmente es Subdirector de la División de Estudios de Postgrado de la FIME-UANL. Durán Herrera, Alejandro Ingeniero Civil y Maestro en Ciencias con especialidad en Ingeniería Ambiental por la Facultad de Ingenieria Civil de la UANL. Doctorante en el Programa Doctoral en Ingeniería de Materiales de la FIME-UANL. Actualmente es Profesor de Tecnología del Concreto en la FIC-UANL y labora en el Dpto. de Tecnología del Concreto del Instituto de Ingeniería Civil de la UANL. Fernández Zayas, José Luis Ingeniero Mecánico Electricista por la Facultad de Ingeniería de la UNAM, en 1970. Trabajó tres años en el diseño y construcción de equipo industrial y en 1975 obtuvo su Doctorado en Ingeniería Mecánica en la Universidad de Bristol. Ha sido profesor desde 1969 en la Facultad de Ingeniería de la UNAM. Desde 1975 es investigador del Instituto de Ingeniería. Con el apoyo de una centena de alumnos ha publicado más de cien artículos y ponencias internacionales y ha dirigido más de cincuenta tesis de licenciatura y posgrado. Actualmente se desempeña como Director General de Investigación y Desarrollo de Tecnología y Medio Ambiente de la Subsecretaría de Política Energética y Desarrollo Tecnológico en la Secretaría de Energía. Es Presidente de la Academia de Ingeniería-México. Garza Rivera, Rogelio Guillermo Ingeniero Mecánico Electricista por la FIME – UANL. Obtuvo la Maestría en la Enseñanza de las Ciencias, Ingenierías, Octubre-DIciembre 2002, Vol. V, No. 17 �Colaboradores con especialidad en Física, en la UANL. Diplomado en Didáctica de la Física. Actualmente es Director de la FIME. Guerrero Salazar, Carlos Alberto Es egresado de la Facultad de Ciencias Químicas de la UANL, donde también estudió la Maestría en Ciencias. Doctor en Ingeniería Química por la Ecole Politecnique de Canadá. Miembro del SNI nivel 1. Asesora a diferentes industrias de Monterrey en el área de plásticos y vidrio. Es Maestro de la FIME de la UANL. Ganador del Premio de Investigación UANL 1999 en el área de Ingeniería y Tecnología. González González, Virgilio A. Egresado de la Facultad de Ciencias Químicas de la UANL. Maestría en química orgánica y doctorado en ingeniería de materiales. Ha sido jefe del Departamento de Macromoléculas y del de Fisicoquímica en el Centro de Investigaciones en Química Aplicada de Saltillo, Coahuila. Es profesor de tiempo completo en la FIME. González Zambrano, Alfonso Ingeniero Mecánico Electricista por la FIME – UANL. Obtuvo la Maestría en Mecánica con especialidad en diseño mecánico en la UANL. Ha sido Jefe del Dpto. de Física y Coordinador de Ciencias Básicas de la FIME. Actualmente es catedrático de esta Facultad. López Cuéllar, Enrique Ingeniero Mecánico Electricista y Maestro en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales por la FIME de la UANL. Doctor en Ingeniería de Materiales por el INSA de Lyon, Francia. Fue catedrático en la FIME y coordinador de proyectos de ahorro de energía en DIRAM. Martínez Alonso, Gabriel Master en Ciencias Físico Matemáticas graduado de la Ingenierías, Octubre-Diciembre 2002, Vol. V, No. 17 Universidad de Moscú, en Rusia. Investigador en enseñanza de la Física, fundamentalmente en la impartición de los laboratorios docentes. Es catedrático de la FIME y profesor Titular de la Maestría en la Enseñanza de las Ciencias de la UANL. Miramontes Cárdenas, Luis Ernesto Licenciatura en Ingeniería Química, Escuela Nacional de Ciencias Químicas de la UNAM (19451949). Estudios de Posgrado en Química, Instituto de Química de la UNAM (1948-50) y (1954-1956). Curso de Economía en la Universidad de Fordham, New York, EEUU. de América (1969). Curso de Administración de la Investigación, Instituto Politécnico Nacional (1981). Tiene una amplia experiencia tanto en los ámbitos acádemicos como en los industriales. Es miembro de diferentes sociedades relacionadas con la química, ha publicado un gran número de artículos, cuenta con 26 patentes, ha asesorado un gran número de tesis y ha recibido más de 10 premios. Petrosky, Henry Es profesor de Ingeniería Civil y profesor de historia en la Universidad de DUKE desde 1980. Es también representante del Comité de Historia y valuarte de la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles (ASCE). Es un activo divulgador tanto en revistas como periódicos y entre sus libros se pueden mencionar: The Evolution of Useful Things, Engineers of Dreams Invention by Design,Remaking the World. Ha recibido gran número de distinciones, entre ellas medallas y premios de: ASME, ASCE, y de la Universidad de Illinois, Clarkson y Valparaiso. Villalobos Chapa, Salvador Alumno del 9° semestre de la carrera de Ingeniero Civil de la FIC-UANL. Miembro del American Concrete Institute. 71 �� 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 Ingenierías Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. 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 Ingenierías Año de publicación El año cuando se publico 2002 Volumen Volumen de la revista 5 Número Número de la revista 17 Mes de publicación Mes cuando se publicó Octubre-Diciembre 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=1751916&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 Ingenierías, 2002, Vol 5, No 17, Octubre-Diciembre Creator An entity primarily responsible for making the resource González Treviño, José Antonio, Director Subject The topic of the resource Ciencia Tecnología Ingeniería Investigación Publicaciones periódicas Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Elizondo Garza, Fernando J., 1954-, Director Hinojosa Rivera, Moisés, Editor Méndez Cavazos, Julio César, Coordinador Editorial Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/10/2002 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource tex/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2020780 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource http://ingenierias.uanl.mx/archivo.html Spatial Coverage Spatial characteristics of the resource. San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Rights Information about rights held in and over the resource 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 Aleaciones con memoria Crecimiento unidimensional Industria de esteroides Ingeniero civil Plásticos en las industrias