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���Editorial:
Las ftalocianinas y
la industria de pigmentos
Boris I. Kharisov
Facultad de Ciencias Químicas-UANL
bkhariss@hotmail.com
En la actualidad, una de las estrategias para reforzar el desarrollo económico
de México se enfoca a incursionar en la producción de satisfactores de elevado
contenido tecnológico y alto margen de utilidad.
Resulta claro que la situación actual, caracterizada por la producción y exportación de bienes de baja tecnología y escaso margen de ganancia, es altamente
desventajosa. Por eso es importante identificar áreas de oportunidad hacia donde se puedan concentrar las acciones de investigación, desarrollo e inversión.
Una de tales áreas puede ser el campo de las ftalocianinas y la industria de
pigmentos, en esta breve discusión me gustaría abordar algunos aspectos de
estos compuestos con objeto de llamar la atención de la comunidad ingenieril
nacional.
La ftalocianina (Pc o PcH2 ), y sus derivados con varios grupos orgánicos e
inorgánicos y numerosos complejos con casi todos los metales (PcM), pertenecen a una clase importante de macrociclos de color azul intenso que son muy
estables térmicamente, químicamente, no son tóxicos o contaminantes y tienen
diversas aplicaciones en la industria, principalmente en la producción de pigmentos.
Ftalocianinas metálicas clásicas
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
3
�Editorial / Boris I. Kharisov
La primera ftalocianina fue descubierta a principio de los años 30 del siglo
pasado y actualmente el interés en estos compuestos no se ha perdido, al contrario, el número de patentes y artículos de investigación publicados aumenta cada
año. La mayor parte de las patentes están dedicadas a la optimización de la
producción de Pc y PcCu a partir de sus precursores más baratos: urea, anhídrido
ftálico y ftalimida.
Para mejorar las técnicas de síntesis tradicionales con uso de urea y anhídrido ftálico, se buscan y utilizan nuevos catalizadores y promotores
(los clásicos son molibdato de amonio y
tetrametilurea, respectivamente), solventes y sus
mezclas, variando temperaturas, tiempos y otras
variables de los procesos. Al mismo tiempo, se han
reportado métodos poco comunes para esta área,
tales como: calentamiento con microondas sin uso
de solventes, tratamiento ultrasónico (que también se utiliza para cumplir el objetivo contradictorio - descolorizar y destruir
el macrociclo), uso de la “electrosíntesis directa” (electrólisis con ánodos de
sacrificio), uso de irradiación ultravioleta e incluso láser. Una serie de artículos tratan de la interacción entre las aleaciones metálicas y precursores de
ftalocianina que se lleva a cabo más fácilmente debido al gradiente de concentración de metal en la superficie de la aleación. En realidad, el uso de
aleaciones abre la ruta para producir ftalocianinas polinucleares, así como
separar la aleación en el caso en que solo un metal reacciona con el precursor.
Las ftalocianinas Pc y PcM son altamente estables hasta más de 500o C, lo cual no es típico para
materiales orgánicos, debido a la única conjugaN
N
N
ción de enlaces por toda la estructura
N
N
supramolecular. Son insolubles en agua, lo que
N
N
N
las hace atractivas para la industria de pigmentos.
Al contrario, a veces aparece la necesidad de
M
hacerlas solubles en agua; para ello, se introduN
cen los grupos hidrofílicos en calidad de sustituN
N
2+
tos. El ión metálico divalente, por ejemplo, Cu ,
N
N
N
N
forma generalmente 4 enlaces metal-nitrógeno,
N
dos de los cuales son formalmente covalentes y
M
los demás son covalente-coordinados. La estabilidad de estos enlaces depende de la naturaleza
N
N
N
del metal. Por ejemplo son «fuertes» los de Cu o Ni
N
N
pues no pueden ser eliminados sin destrucción del
N
N
N
macrociclo, y «débiles» los de Mg o Sb que se eliminan fácilmente con uso de un ácido diluido y como
resultado el PcM se transforma en PcH2 .
Ftalocianinas de lantánidos
4
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Editorial / Boris I. Kharisov
Como ya fue mencionado, casi todas las investigaciones dentro del área de
ftalocianinas se llevan a cabo para la industria de pigmentos, aunque una parte de
los datos reportados se dedica a la síntesis de sus nuevos compuestos o sustancias con nuevas propiedades útiles, por ejemplo semiconductores. Precisamente
gracias a su enorme uso práctico, el interés por las Pc se ha mantenido durante
más de 70 años. En realidad, eso es único para un solo tipo de compuesto.
Semiconductores poliméricos en base de las ftalocianinas.
El número creciente de automóviles producidos en el País, requiere más pinturas económicas y al mismo tiempo de alta calidad; las Pc satisfacen tales condiciones. Aquí en Monterrey, la ftalocianina y algunos de sus complejos con metales se producen y se investigan en las empresas PYOSA y FTALMEX. En
México hay grupos de investigación, dedicados al estudio de Pc y de sus derivados, apoyados por el CONACYT. En otros países, las Pc se estudian
intensivamente en grupos de investigación “teóricos” dedicados a la síntesis y
caracterización de nuevos Pc-derivados y en empresas privadas orientadas a la
optimización de la producción de Pc. Los resultados de estos trabajos se patentan
o se publican en numerosas revistas en varias áreas de la química y de materiales, en particular en la revista especializada “J. Porphyrins & Phthalocyanines”,
también se presentan en muchos congresos de química “pura” y aplicada. Hace
pocos años, se llevó a cabo el primer congreso de porfirinas y ftalocianinas y
desde entonces se lleva a cabo esta reunión regularmente.
Creo que todo lo arriba mencionado permite
suponer que el desarrollo de la química sintética
de los macrociclos tipo ftalocianina será muy útil
para México. Una combinación de conocimientos teóricos en el área de la química
supramolecular por parte de los investigadores
universitarios en conjunto con las posibilidades
de las empresas de pigmentos podría resultar en
la producción nacional de nuevos tipos de
pigmentos así como otros productos químicos de
calidad mundial.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
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�Simulación del proceso de
forja en caliente de codos
sin costura
Ezequiel Salas Zamarripa, Martha Patricia Guerrero Mata,
Rafael Colás
Doctorado en Ingeniería de Materiales
FIME-UANL
José Martínez
Tamsa, S.A. de C.V.
ABSTRACT
In this work, a finite element numerical model of the hot forging process
of seamless elbows was validated. The validation was carried out by
comparing the equivalent strain distribution predicted by the model with the
computed strain values from a visioplasticity analysis. A visual and
dimensional correlation of the numerical and actual elbow was made as
well. Mechanical properties of the material were obtained from axial
compression tests carried out at the working temperature of the process.
KEYWORDS
Simulation, visioplasticity, metal forming, seamless fittings.
RESUMEN
Este trabajo presenta la validación de un modelo numérico por elementos
finitos del proceso de forja en caliente de codos sin costura. La validación
se llevó a cabo por medio de la comparación de la distribución de
deformación equivalente obtenida en el modelo numérico con la distribución
calculada por medio de un análisis visioplástico. También se llevó a cabo
una correlación dimensional y visual del codo del modelo numérico con un
codo formado en planta. Las propiedades mecánicas del material fueron
obtenidas mediante ensayos de compresión en caliente.
PALABRAS CLAVE
Simulación, visioplasticidad, formado de metales, conexiones sin costura.
INTRODUCCIÓN
Las conexiones soldables sin costura son comúnmente usadas en redes de
tuberías a alta presión. Para asegurar la calidad del producto es necesario obtener
propiedades mecánicas y físicas dentro de tolerancias muy estrechas.
La fabricación de codos comienza con el corte de tubería recta sin costura en
dimensiones específicas según el producto final. La operación de forja en caliente
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Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Simulación del proceso de forja en caliente de codos sin costura / Ezequiel Salas Zamarripa, et al
se efectúa en una prensa hidráulica horizontal que
hace pasar los segmentos de tubería recta a través
de un eje, en cuyo extremo se encuentra la
herramienta de formado o mandril. La etapa de
deformación tiene lugar dentro de un horno, donde
las preformas alcanzan una temperatura de alrededor
de 800 ºC.1, 2 En la figura 1 se muestra un diagrama
de la operación de formado.
La práctica ha mostrado que las propiedades
mecánicas y características geométricas del producto
final dependen en parte de la forma del mandril. Otras
variables presentes en el proceso son la temperatura,
la velocidad de alimentación, la posición de los
quemadores en el horno. Este proyecto tiene como
objetivo evaluar el efecto de la geometría del mandril
sobre las características finales del codo, por medio
de la prueba de distintos diseños de mandril haciendo
uso de la simulación por el método de elementos
finitos. Sin embargo, el primer paso es la obtención
de un modelo numérico que reproduzca el proceso
real para su validez. Este trabajo muestra los
resultados obtenidos en la validación del modelo.
Fig. 2. Identificación de celdas en la preforma.
Cada celda fue medida antes y después de la
deformación, en dirección circunferencial (y) y
longitudinal (x), como se muestra en la figura 3.
Fig. 3. Esquema de las mediciones en las celdas.
Mediante estas mediciones se pueden calcular los
componentes de deformación en la dirección
circunferencial (θ) y longitudinal (z) con las siguientes
ecuaciones:3
Fig. 1. Diagrama del proceso de forja en caliente de
codos sin costura.
EXPERIMENTACIÓN
La distribución de deformación en los codos
producidos en planta fue obtenida por medio del
método de visioplasticidad. 3,4 Preformas utilizadas en
planta (tubería recta sin costura de acero ASTM
A106) de 60 mm de diámetro externo, 6 mm de
espesor y 317 mm de longitud, fueron maquinadas
en su superficie externa para producir una rejilla. La
circunferencia fue dividida en 12 segmentos iguales
y en 20 segmentos en su longitud, como se muestra
en la figura 2.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
(
å = ln y y
è
i f
)
å z = ln (x i x f )
El componente de deformación radial (r) se
calcula considerando volumen constante:
å r = − (åè + åz )
El componente cortante se relaciona al cambio
en el ángulo por la distorsión de las celdas:
ã èz = 2Äá = 2( á f − á i )
La deformación equivalente está dada por:
å=
2
(å z − åè )2 + (å è − å r )2 + (år − å z )2 + 3 ã 2èz
3
2
1/2
7
�Simulación del proceso de forja en caliente de codos sin costura / Ezequiel Salas Zamarripa, et al
Las propiedades mecánicas fueron obtenidas por
medio de ensayos de compresión en caliente.
Muestras cilíndricas de 10 mm de diámetro y 15 mm
de longitud fueron usadas para llevar a cabo los
ensayos a 800ºC. Las probetas fueron calentadas
mediante un horno de inducción. Las curvas
esfuerzo-deformación obtenidas fueron utilizadas
para determinar la curva de flujo del material, del
tipo propuesto por Hollomon,5 ó = Kå n . Se determinó
un valor de 280 MPa para el coeficiente de
resistencia, K, y 0.256 para el valor del exponente
de endurecimiento por deformación, n. La figura 4
muestra cuatro curvas experimentales sobre las que
se traza la ecuación constitutiva a emplear en el
modelo numérico.
Fig. 4. Curvas esfuerzo-deformación.
MODELO NUMÉRICO
Para el desarrollo del modelo numérico del
proceso se utilizó el paquete computacional de
elementos finitos Abaqus MR. Para efecto de ahorro
de tiempo de cómputo sólo fue modelada una mitad
de la geometría del proceso, ya que presenta simetría.
El modelo consiste del mandril y tres preformas
colocadas consecutivamente en la entrada del
mandril, como se muestra en la figura 5.
La validación se efectuó en el tubo situado en
medio, ya que es el que describe el proceso continuo
en planta. La geometría del mandril fue considerada
como una superficie rígida, ya que no sufre una
deformación considerable en relación a la que
experimenta el tubo. Los efectos de los cambios de
temperatura durante la deformación fueron
despreciados, sólo fue alimentado al programa el
comportamiento del material a la temperatura de
8
Fig. 5. Modelo numérico discretizado.
trabajo, obtenido de los ensayos de compresión en
caliente, lo que equivale a que el proceso se lleva a
cabo a temperatura constante de 800ºC. Condiciones
de frontera de desplazamiento fueron aplicadas en
las caras posteriores de los tubos, para definir el
avance del proceso de 10 mm/seg. Las condiciones
de simetría fueron definidas en las superficies
apropiadas y el mandril fue mantenido en posición fija
durante la simulación. Se definieron condiciones de
contacto entre la superficie interior de cada tubo y el
mandril, así como los contactos entre los mismos tubos.
En el modelo se utilizaron alrededor de 10,000 elementos
tetraédricos lineales para cada tubo y 1,200 elementos
cuadriláteros lineales para el mandril. Estos números
ofrecieron la mejor compatibilidad entre tiempo de
cómputo y correlación con las mediciones visioplásticas.
RESULTADOS
Mediante el método de visioplasticidad se obtuvo
una aproximación de la distribución de deformación
en el codo del proceso real. La figura 6 muestra los
valores de deformación para cada columna de celdas
(letras A-L).
Fig. 6. Distribución de deformación equivalente por el
método de visioplasticidad.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Simulación del proceso de forja en caliente de codos sin costura / Ezequiel Salas Zamarripa, et al
Para llevar a cabo la comparación entre el modelo
numérico y el visioplástico fue necesario definir un
punto de comparación entre ambos modelos. Para
lograr esto se dividió al codo en tres zonas, como se
muestra en la figura 7.
Fig. 8. Distribución de deformación equivalente en el
modelo numérico.
Fig. 7. Zonas de comparación de deformación entre el
modelo numérico y el visioplástico.
Entonces, se llevó a cabo una agrupación de las
columnas de celdas en el modelo visioplástico,
asignando las columnas correspondientes a cada
zona. Las columnas fueron agrupadas como se
muestra en la tabla I.
Tabla I. Columnas correspondientes a cada zona.
Zona
Radio interno
Radio medio
Radio externo
Columnas de celdas
H, I, J
F, G, K, L
A, B, C, D, E
Como se puede observar, la zona del radio interno
abarca sólo tres columnas. Esto es debido a que en
esta zona ocurre la mayor deformación y las celdas
se deforman aproximadamente al doble de su longitud
original en la dirección circunferencial.
Los valores de deformación en el modelo
numérico fueron extraídos desde el paquete
computacional para cada zona de comparación. La
figura 8 muestra la deformación predicha por el
modelo numérico, donde se puede observar que la
distribución de deformación es relativamente
constante en cada sección transversal del codo, lo
que valida la división en zonas mostrada en la figura 7.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
Las diferencias entre el modelo numérico y el
modelo visioplástico se pueden atribuir a la
discretización de ambos casos. El modelo
visioplástico proporciona un valor de deformación
para cada una de las 240 celdas, mientras que el
modelo por elementos finitos proporciona un valor
para cada uno de los aproximadamente 10,000
elementos. Por ejemplo, el modelo visioplástico no
reporta valores de deformación entre 0.8 y 0.9,
sin embargo, este rango de deformación si es
cubierto por el modelo numérico.
La figura 9 muestra la deformación máxima,
mínima y promedio para cada una de las zonas del
modelo visioplástico contra el numérico. Los
resultados muestran buena correlación, por lo que
se puede concluir que la distribución de
deformación obtenida en el modelo numérico
concuerda con la obtenida en el proceso real.
Fig. 9. Distribución de deformación en el modelo
numérico y el visioplástico.
9
�Simulación del proceso de forja en caliente de codos sin costura / Ezequiel Salas Zamarripa, et al
Además de la distribución de deformación, también
se verificaron distintas características geométricas
del codo formado. En la Figura 10 se muestran las
mediciones tomadas en ambos modelos para su
comparación.
90º
90º
(a)
(b)
Fig. 11. (a) Holgura del radio externo y (b) distorsión en
el perfil frontal de la boca del codo.
Fig. 10. Mediciones para comparación dimensional.
También fueron medidos los espesores de pared
en las secciones de la mitad del tubo, que
corresponden a las zonas del radio interno y externo.
La tabla II muestra los resultados de las mediciones.
Tabla II. Comparación de las dimensiones del codo.
Zona
Diám. Frente
Diám. Fondo
Dist. RINT
Arco REXT
Espesor RINT
Espesor REXT
Numérico
(mm)
89.38
89.67
122.07
302.27
5.29
5.58
Real
(mm)
93.2
90.7
118.0
301.0
5.1137
5.5083
Error
(%)
4.09
1.13
3.33
0.42
3.332
1.285
Desde un enfoque visual, se puede observar una
gran similitud en la forma del codo en el modelo
numérico con el real. Una característica que muestran
los codos formados en planta es la holgura que se
presenta en el frente de la zona del radio externo,
misma que se reproduce en el modelo numérico. Así
mismo, al frente en el radio interno se presentan
distorsiones en el perfil de la boca del codo, las cuales
también se reproducen. La figura 11 muestra estas
características en ambos modelos.
10
La holgura en la parte frontal del radio externo
representa material de pérdida y aumento en los
costos de producción, ya que esta parte tiene que
ser maquinada para remover el exceso de material y
así obtener el codo de 90º. Además, uno de los
parámetros críticos es el espesor de pared, ya que
una reducción excesiva provoca el rechazo de las
piezas.
Por medio de la evaluación de diferentes
geometrías del mandril se espera obtener un diseño
que mejore las características de los codos formados.
CONCLUSIONES
La distribución de deformación equivalente, las
características dimensionales e incluso visuales,
muestran que el presente modelo numérico por
elemento finito es representativo del proceso real.
El modelo numérico desarrollado puede ser usado
para evaluar distintos diseños de la herramienta de
formado y así seleccionar el diseño con el que se
obtenga un producto de mejores características que
el actual.
El análisis visioplástico representa una
metodología confiable para el cálculo de la
deformación en piezas del proceso en planta, aunque
está limitado por el grado de discretización y la
exactitud de las mediciones.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Simulación del proceso de forja en caliente de codos sin costura / Ezequiel Salas Zamarripa, et al
AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen al Consejo Nacional de
Ciencia y Tecnología y al Programa de Apoyo a la
Investigación Científica y Tecnológica de la UANL,
por su apoyo económico. Se agradece también a la
empresa Tubos de Acero de México S.A.
(anteriormente Empresas Riga, S.A. de C.V.), por
los servicios brindados.
REFERENCIAS
1. J.A. López Cavazos, Tesis de Maestría,
Universidad Autónoma de Nuevo León, 2001
2. A. Rodríguez, M. Mezzetti, P. Fodor, R. Colás,
Forming of Seamless Pipe Fittings, Journal of Mat.
Proc. Tech., Elsevier Science, 2002, p. 432-437.
3. A. Rodríguez, G. Olvera, P. Fodor, R. Colás, Strain
Distribution Analysis of Hot Forged Seamless Pipe
Fittings, Materials Science and Technology,
Febrero 2000, Vol. 16, p. 171-174.
4. R. Colás, Visioplastic Analysis of Metal Working
Processes, Thermomechanical Processing of
Steel, J.J. Jonas Symposium, S. Yue y E. Essadiqi
(eds.), CIM, Montreal, 2000, pp.569-579.
5. M. G. Rodríguez, E. Valdés, P. C. Zambrano, M.
P. Guerrero, R. Colás, Visioplastic Analysis of
Experimental Rolling of Steel, Procedures of the
IMechE Part L Journal of Materials: Design and
Applications, Professional Engineering Publishing,
2001, Vol. 215, pp. 155-163.
6. J. H. Hollomon: Trans. AIME, 1945, vol. 162, p.
268.
XV CONGRESO Y EXPOSICIÓN INTERNACIONAL
DE LA INDUSTRIA DE LA FUNDICIÓN
2 a 4 de octubre de 2003
CINTERMEX, Monterrey, N.L., México
AMERICAN FOUNDRY SOCIETY
mayores informes:
Sociedad Mexicana de Fundidores, Región Norte.
Tel: (81) 8352-5519
Fax: (81) 8352.5579
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
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�La evaluación de activos
intangibles
Parte I. Los modelos
Miguel A. Palomo González
Profesor de la jefatura de Ingeniería Industrial, FCQ-UANL
mpalomo@ccr.dsi.uanl.mx
ABSTRACT
Intangible Assets are becoming a main component of companies´ Market
Value. Their evaluation is an answer to the lack of measurement parameters
in traditional accounting systems, which are oriented to measure the physical
assets and report historical information. Due to their importance and features,
the Intangible Assets Management must be oriented to the identification of
the Added Value and to increase the efficiency of such assets in the value
generation. The Intangible Assets Management must be part of the
Technology Function’s duties, more than any other area in the company.
This paper present different models to evaluate Intangible Assets, with the
aim to identify the model and his scope before the implementation.
KEYWORDS
Intangible assets, knowledge capital, intelectual capital, knowledge management,
technology
RESÚMEN
Los Activos Intangibles (AI) son parte importante del valor de mercado
de las empresas, su evaluación responde a la necesidad generada por el
sistema contable tradicional, que sólo mide los activos físicos y reporta
información histórica. Por su relevancia y características, la administración
de los activos intangibles se debe orientar hacia la identificación de su
valor agregado y aumentar la eficiencia de dichos activos en la generación
de valor. Dicha administración debe ser responsabilidad del Área de
Tecnología, más que otra área de la empresa. En este artículo se presentan
diferentes modelos de evaluación de los activos intangibles, con el fín de
identificar el modelo y su alcance antes de su implantación.
PALABRAS CLAVE
Activos intangibles, capital humano, capital intelectual, administración del
conocimiento, tecnología.
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Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�La evaluación de activos intangibles. Parte I. Los modelos / Miguel A. Palomo González
INTRODUCCIÓN
Los Activos Intangibles (AI) siempre han estado
presentes en las organizaciones, el tema de su
evaluación y su contribución al beneficio de la
empresa es relativamente nuevo en la administración
de tecnología y disciplinas relacionadas. Para dar una
idea del concepto, si tratamos de evaluar una empresa
lo más evidente son los activos tangibles de la
empresa (terrenos, edificio, maquinaria y equipo,
mobiliario, etc.) es decir los “fierros”, estos
determinan su valor en libros. Pero faltaría evaluar
la parte “soft”, los conocimientos humanos, el saberhacer, las competencias del personal, la propiedad
intelectual, las marcas, las relaciones con los clientes
y los conocimientos sobre el comportamiento del
mercado, los cuales son algunos ejemplos de activos
intangibles y que (sumados al valor en libros)
determinan el valor de mercado, es decir lo que se
está dispuesto a pagar por la empresa. El interés
sobre el tema de los AI aumenta en la medida en
que se desarrolla la nueva economía basada en
tecnologías de la información, de servicios, y crecen
las empresas basadas en el conocimiento. A nivel de
la empresa, el sistema contable es insuficiente, el
cuál solo mide los activos tangibles y reporta
resultados de actuación histórica, dejando de lado el
enfoque para la cuantificación y administración de
los AI y generar una visión del potencial de ingresos
para la empresa.
Este artículo consta de dos partes, en la primera
hablaremos de los modelos o metodologías,
trataremos de dar respuesta a la pregunta: ¿Qué se
requiere para administrar y evaluar el activo
intangible?, en la segunda parte hablaremos sobre
los indicadores y las variables de medición del
enfoque de evaluación.
del valor de mercado al valor en libros, para todas
las empresas en el Dow Jones Industrial fue de 5.3,
mientras que para varias de las empresas intensivas
en conocimiento (ej: Microsoft, empresas
farmacéuticas) la relación fue de 10.0. 2
En mayo del 2002 la revista Expansión publica el
artículo “Las marcas más valiosas en México”,3
apoyados por la metodología de evaluación de marcas
de la empresa inglesa Interbrand, y mencionan que
el valor en libros de una empresa se estima en un
tercio de su valor de mercado, “el resto reside en
intangibles difíciles de medir, pero muy importantes
en la toma de decisiones de inversionistas y
administradores”. En otra entrevista, David Clifton,
Director de Interbrand México, menciona que el
valor de la marca puede representar el 80-90 porciento
del valor de una empresa como en el caso de Chanel
o Lacoste.4
¿CÓMO SE DEFINE EL ACTIVO INTANGIBLE?
En la literatura se utilizan indistintamente los
términos de “activos intangibles”, “capital intelectual”,
“capital de conocimiento” o “activos intelectuales”,
en la medida de lo posible nosotros utilizaremos el
término de activos intangibles (AI) a lo largo del texto.
Las principales observaciones son que la medición
de retorno sobre activos (ROA) y retorno sobre la
equidad (ROE) no son realistas, pues no toman en
cuenta los AI en los cálculos o no se reconocen en
los beneficios de la empresa.
De acuerdo a B. Lev5 la empresa puede clasificar
los factores que afectan su resultado económico en
tres categorías: Activos físicos, activos financieros y
activos intangibles.
¿CUÁL ES LA IMPORTANCIA DE LOS ACTIVOS
INTANGIBLES?
La Empresa Asset Equity Company menciona
que, en 1985 el valor en libros representaba en
promedio un 50 porciento del valor de mercado de
las empresas y que 15 años después, ahora, el valor
en libros representa menos del 20% del valor de
mercado de una empresa, el 80 porciento restante
es atribuido a los AI de la empresa.1 Por su parte D.
Skyrme menciona que en Junio de 1997, la relación
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
13
�La evaluación de activos intangibles. Parte I. Los modelos / Miguel A. Palomo González
Cada factor contribuye al beneficio en una cierta
proporción, que sumados darían el total del beneficio
de la empresa. La metodología identifica la proporción
del beneficio que corresponde a los AI, generando
un índice llamado “Beneficios del Capital de
Conocimiento” (Knowledge capital earnings ©).
Aunque no define “el contenido” completo de los
AI, sí logra determinar su impacto y es posible
determinar el valor del capital que genera dicha
proporción. Adicionalmente, resalta la importancia
de administrar los AI; de los principales factores que
impactan el capital intelectual como son la
investigación y desarrollo, la publicidad, la información
tecnológica, y las prácticas de recursos humanos;
finalmente, las mediciones identifican inversiones
sobre-valuadas y sub-valuadas.
La administración de los AI es un concepto
relevante para la administración de tecnología y para
la empresa, ya que no solo se refiere a administrar la
fuerza de trabajo, ni trata de enfocarse al control del
costo del producto o servicio, sino que busca el
incremento de su valor y de los beneficios. En este
sentido, la definición de activos intangibles se amplía
a: el “conocimiento empacado”, el cual incluye los
procedimientos de la organización, tecnologías,
patentes, habilidades de los empleados, y la
información sobre los clientes, proveedores, e
inversionistas.6, 7
Edvinsson y Malone 8 con un enfoque hacia la
administración de activos intangibles, presentan una
clasificación de capital intelectual de la siguiente
forma:
• Capital humano. Conocimientos, habilidades, y
competencias de los empleados.
• Capital estructural. La infraestructura que apoya
la actividad humana (edificios, hardware,
software, procesos, patentes, marcas, imagen de
la organización, estructura organizacional,
sistemas de información y bases de datos). Incluye
los siguientes conceptos: Capital de procesos.
Técnicas, procedimientos, y programas que
permiten la entrega de bienes y servicios.
• Capital de innovación. Propiedad intelectual
(derechos de autor y marcas) y activos intangibles
(definidos como: todos los talentos y teorías que
hacen que una empresa funcione).
14
• Capital sobre clientes. Es la fuerza y lealtad de las
relaciones con los clientes (satisfacción de
clientes, continuidad en los negocios, financieras,
buenas relaciones, sensibilidad al precio).
La tabla siguiente nos da una clasificación más
extensa sobre los AI:9
Tabla I. Clasificación de activos intangibles.
Activos de
mercado
Activos de
Activos
Propiedad
Humanos
Intelectual
Activos de
Infraestructura
Marcas de
servicio
Patentes
Filosofía
administrativa
Marcas de
productos
Derecho de
Cultura
Calificaciones
autor
corporativa
Marcas
Diseños
corporativas
Educación
Conocimientos
Procesos
sobre
administrativos
actividades
Clientes
Secretos
comerciales
Lealtad del
consumidor
Evaluaciones
Saber-hacer de puestos y
psicométricas
Continuidad
Marcas
de negocios
Nombre de la Marcas de
empresa
servicios
Competencias
Sistemas de
información
tecnológica
Sistemas de
redes
Relaciones
financieras
Backlog
Canales de
distribución
Acuerdos de
negocios
Contratos de
franquicias y
de licencias
Con el mismo enfoque de medir la contribución
de los AI al beneficio de la empresa, A. Pulic 1 0
propone un índice llamado el VAIC ©. Su enfoque
se centra sobre el valor agregado (EVA©) de las
actividades y procesos, evalúa la contribución del
capital empleado, del capital humano y del capital
estructural (de acuerdo a los conceptos de Edvinsson
y Malone) y junto con otros índices genera siete
medidas de valor agregado, incluyendo el índice
global VAIC©. El objetivo es identificar la creación
de valor y la eficiencia de los AI en esa creación de
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�La evaluación de activos intangibles. Parte I. Los modelos / Miguel A. Palomo González
valor. Las medidas son agregadas a nivel de la
empresa y requiere del software VAIC©.
Los enfoques para medir los AI dependen del
interés particular de la empresa o de la información
resultante a comunicar:
• Evidenciar el valor de los AI en el valor actual del
negocio,
• Soportar el objetivo corporativo, de estar
aumentando continuamente el valor de los
accionistas,
• Administrar los AI con valor y hacerlos crecer en
el mediano y largo plazo,
• Generar información más útil para los potenciales
inversionistas
y en función del enfoque será la metodología o
modelo a emplear. En los enfoques anteriores se
pretende cubrir el objetivo de conocer el valor
generado por los AI, el valor en sí de los AI,
administrar los AI en la creación de valor y
aumentarlos, o simplemente para auditar y controlar
los AI. Adicionalmente faltaría la clasificación de
los procesos y actividades de los AI y los indicadores
de medición. Por las características de los activos
tecnológicos, la responsabilidad de su administración
e implantación del modelo de medición recae en forma
natural en el área de tecnología de la empresa. La
selección del modelo deberá ser en conjunto con la
Dirección General y el primer nivel organizacional.
Entre los modelos o metodologías más
reconocidos para medir los AI se encuentran los
siguientes:
• Navegador Skandia (Skandia Navigator ©): de la
empresa de seguros Skandia, a la cual están
relacionados Edvinsson y Malone, y que identifica
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
•
•
•
•
•
los tres tipos mencionados de capital intelectual
(capital humano, capital estructural y capital del
consumidor), a su vez clasificados en 5 grupos,
con 90 mediciones: financieros (20), humanos (13),
clientes (22), procesos (16) y renovación/desarrollo
(19).
Valor agregado económico (Economic Value
Added EVA©): esta metodología, desarrollada por
Stern Stewart, se orienta a medir el retorno del
capital empleado (ROA) del negocio. 11
Balanced Scorecard: desarrollado por Kaplan y
Norton, está diseñado para orientar a la Dirección
o Ejecutivos del negocio hacia la identificación
de los factores que contribuyen al éxito de la
estrategia del negocio. 12
Monitor de activos intangibles (Intangible Assets
Monitor): desarrollado por Karl Erik Sveiby divide
los activos intangibles en estructura externa,
estructura interna y competencias de la gente.
Mide la creación de valor por los AI, en cuatro
aspectos: crecimiento, renovación, utilización/
eficiencia, y reducción del riesgo/estabilidad.
Indice del capital intelectual (Intellectual Capital
Index IC-Index ©): desarrollado por la empresa
Intellectual Capital Services. Es un índice global
que indica los cambios en el valor de mercado de
la empresa.
Metodología del valor incluyente (Inclusive Value
Methodology): desarrollada por el profesor Philip
McPherson. Calcula un valor agregado
combinado, formado por el valor agregado
monetario y el valor agregado de los activos
intangibles.
¿CÓMO SE CLASIFICAN LOS ENFOQUES O
MODELOS PARA MEDIR LOS ACTIVOS
INTANGIBLES?
Dependiendo del objetivo o información a comunicar
y el nivel de análisis requerido (a nivel de negocio, de
sus componentes, procesos y/o actividades), podemos
clasificar los métodos actuales de evaluación de los
AI, en las siguientes categorías:13
• Métodos del capital intelectual directo (Direct
Intellectual Capital Methods) (DIC): estiman el
valor financiero del activo intangible global a partir
de cada uno de sus componentes.
15
�La evaluación de activos intangibles. Parte I. Los modelos / Miguel A. Palomo González
• Métodos de capitalización de mercado (Market
Capitalization Methods) (MCM): calculan la
diferencia entre la capitalización de mercado de
una empresa y el valor de sus activos (tangibles),
siendo esta diferencia el valor del capital
intelectual o activos intangibles.
• Métodos del retorno sobre activos (Return on
Assets Methods) (ROA): el promedio de los
beneficios antes de impuestos, en un período de
tiempo, es dividido por el promedio de los activos
(tangibles) de una empresa. El resultado es el
ROA de la empresa, el cual es comparado con el
promedio de la industria, la diferencia con el ROA
de la industria nos da el ROA (%) generado por
los activos intangibles; este a su vez se multiplica
por los activos tangibles promedio, para calcular
el beneficio promedio generado por los intangibles.
Posteriormente al dividir los beneficios promedio
de los activos intangibles, por una tasa de interés
o costo de capital para la empresa, se obtiene el
valor de los activos intangibles (principal) que
generó el beneficio promedio (diferencial).
• Scorecard Methods (SC): Una vez identificados
los componentes del activo intangible, o capital
intelectual, entonces se generan indicadores o
índices que se reportan en un tablero para su
seguimiento. Los métodos SC son similares a los
métodos DIC, la diferencia es que no se le da un
valor monetario al activo intangible. Un índice
global puede o no ser calculado.
La ventajas de los métodos MCM y ROA es que
ofrecen una evaluación monetaria, y por lo tanto son
recomendables para el caso en que exista interés en
el negocio por una fusión y/o adquisición, o para
valuar las acciones (stock) en el mercado.
La ventaja de los métodos DIC y SC es que
generan una fotografía completa de los AI, se pueden
aplicar a cualquier nivel de la organización, y se
pueden adaptar fácilmente a las organizaciones
públicas o sociales puesto que no se requiere de una
medición financiera.
Debemos tener claro el objetivo de medir los AI,
entre más claro sea el modelo más fácil será su
implantación a nivel de la organización, a nivel de
procesos y/o actividades a medir, y la identificación
de los indicadores a medir. Recordemos que algunos
indicadores serán no-financieros y adaptados a una
organización específica, por lo tanto serán difíciles
de comparar, otros serán financieros y fáciles de
aceptar y comunicar. La figura 1 nos muestra una
clasificación de los métodos de medición de AI
dependiendo de su aplicación y medición.
Market-tobook Value
Tobin’s q
Knowledge
Capital Earnings
Nivel
organizacional
Calculated
Intangible Value
VAIC ©
EVA ©
Métodos de
capitalización
de mercado
Métodos de
retorno sobre
activos
AFTF ©
IAMV ©
IC-Index ©
IC -Index ©
HRCA
Skandia
Skandia
Navigator ©
Navigator ©
Componentes
identificados
Balanced
Scorecard
Value Chain
Value Chain
Score Board ©
Score Board ©
Evaluación
no -financiera
no-
Capital intelectual
directo
TVC ©
Intangible Assets
Intangible Assets
Monitor
Monitor
Human Capital
Human Capital
Intelligence
Intelligence
Citations weighted
Patents
Inclusive Valuation
Methodology
The Value
Expert ©
Método Scorecard
Technology Broker
Intellectual
Asset Valuation
Evaluación
financiera
Fig.1. Modelos de medición de los activos intangibles. Adaptado de Karl-Erik Sveiby, oct.2002.
16
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�La evaluación de activos intangibles. Parte I. Los modelos / Miguel A. Palomo González
Entonces, para cada negocio, nivel de la
organización, o situación de mercado, dependerá el
enfoque, metodología o modelo para medir los AI.
Los principales enfoques y su razón de ser se pueden
clasificar de acuerdo a la siguiente tabla y extender
su aplicación a otros niveles de la organización.:
Tabla II. Enfoques de medición de activos intangibles y
su uso.
Enfoque
Reporte de accionistas
Razón de ser:
cantidad de “sábanas” con datos abundantes, difíciles
de analizar, de integrar, y difíciles de explicar su
significado o variabilidad; de igual forma si el área
de tecnología no es la responsable de la
administración del modelo de medición, corremos el
riesgo de medir lo irrelevante para el negocio y que
se convierta en un modelo estéril, sin continuidad en
el tiempo y vulnerable a los cambios organizacionales.
En la segunda parte de este artículo comentaremos
sobre los indicadores, mediciones y factores que
determinan la operación exitosa del modelo de
evaluación de los activos intangibles.
Justificación
Monitoreo de resultados Control
Adquisiciones/Venta
Evaluación del negocio
Guía para invertir
Decisión
Descubrir el valor
Aprendizaje
agregado escondido
En esta primera parte podemos concluir que la
selección del modelo de evaluación de activos
intangibles depende de:
• La determinación del objetivo. ¿Por qué medir?
• Definir si evaluamos el valor agregado de los AI,
el valor del AI, o ambos. ¿Qué queremos evaluar?
• La definición de los niveles de medición, índice
global, índice de los componentes medulares del
negocio. ¿Cuál debe ser el alcance?(Direcciones,
Gerencias y Jefaturas).
Pero, sin un buen sistema de información interno
y externo, corremos el riesgo de generar una enorme
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
REFERENCIAS
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Company, 2002, 2p. Info@assetequity.com
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Abril 21- Mayo 4, 2003, p.9
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Luthy. 1998. www3.bus.Osaka-cu.ac.jp/apira98/
archives/ htmls/25.htm
17
�El humanismo científico y
tecnológico desde la perspectiva
de la sostenibilidad
Francisco Mata Cabrera
Profesor asociado en el Área de Ingeniería Mecánica de la
Escuela Universitaria Politécnica de Almadén.
Universidad de Castilla-La Mancha. España.
ABSTRACT
In this article is analyzed the concept of scientific & techological
humanism from the point of view of sustainability. As sustainable we refer
not only to environment sustainability, understood as the compatibility of
the scientific and technological progress with the preservation of the
environment, but also the sustainability as the progress of mankind, specialy
of the less developed countries. The direct implication of scientists,
entrepreneurs and institutions in the search of solutions that contibute
efficiently to the sustainable development must be a fact. It is proposed that
the education of scientists & engineers, in addition to the necessary
specialization, must include values. This education will produce a wider
conception of the world permiting to be more sensible to the society problems.
KEYWORDS:
Science, technology, humanism, education, sustainable development.
RESUMEN
Se analiza en este artículo el concepto de humanismo científico y tecnológico desde la perspectiva de la sostenibilidad. Al hablar de
sostenibilidad nos referimos no sólo a la sostenibilidad medioambiental,
esto es, a la compatibilidad del progreso científico y tecnológico con la
preservación del medio natural, sino también a la sostenibilidad con el desarrollo del ser humano y de los pueblos más desfavorecidos. La implicación directa de científicos, empresas e instituciones en la búsqueda de soluciones que contribuyan de manera eficaz al “desarrollo sostenible” debe
ser un hecho. Se propone que la formación de los científicos e ingenieros,
dentro de la necesaria especialización, incluya también una formación en
valores. Esta formación les dará una concepción más amplia y les permitirá ser, sin duda, más sensibles a los problemas de la sociedad.
PALABRAS CLAVE:
Ciencia, Tecnología, humanismo, educación, desarrollo sustentable.
18
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�El humanismo científico y tecnológico desde la perspectiva de la sostenibilidad / Francisco Mata Cabrera
CRITERIOS DE SOSTENIBILIDAD
Estamos acostumbrados a escuchar el término
sostenibilidad, o más concretamente, desarrollo sostenible, en clara referencia a la compatibilidad de las
actividades (productivas, recreativas) que desarrolla
el hombre con el medio ambiente. Se trata, por tanto,
de preservar, de conservar el medio natural, sin que
esta visión ponga freno al progreso tecnológico de
nuestra civilización. Pues bien, en este trabajo, el concepto de sostenibilidad se emplea en un sentido amplio, cobrando nuevas e interesantes dimensiones.
Es preciso constatar que el progreso de la ciencia y
de la tecnología (ciencia aplicada) debe ser sostenible de acuerdo con unos criterios básicos de
sostenibilidad y para ello es esencial el enfoque humanista, como comentaremos más adelante. Veamos cuáles son estos criterios.
• Sostenibilidad con el medio ambiente. Hacemos
referencia a la viabilidad ambiental del progreso
de la ciencia y de la técnica y, cómo no, a los
esfuerzos en investigación y desarrollo en el uso
de energías y recursos alternativos. La adecuada
gestión energética, la minimización de impactos
ambientales en actividades productivas e
infraestructuras de comunicación, el uso de tecnologías limpias, la puesta en marcha de
programas de recuperación de suelos degradados y la educación ambiental, como motor de
concienciación y cambio, son algunas ideas de
interés práctico.
Bertrand Russell
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
• Sostenibilidad con los países más pobres. No po-
demos permitir que el desarrollo del llamado “primer mundo” haga más indigentes y desgraciados
al resto. Los avances de la ciencia y la tecnología
asociada deben llegar a todos los puntos del
planeta; por encima de intereses económicos y
ambiciones de poder, debería primar una visión
humanitaria, solidaria, sostenible, de forma que
todos podamos ser partícipes y beneficiarios de
las mejoras en la calidad de vida que han permitido y permiten los progresos científicos. En este
sentido, pensamos que son necesarios acuerdos
y compromisos internacionales al más alto nivel
que garanticen el desarrollo de todos los pueblos
del planeta, aplicando políticas de cooperación
solidarias. Hay que decir que si la tecnología no
ha solucionado hasta ahora las grandes desigualdades de la humanidad no ha sido porque “no sea
humana”, sino porque no la hemos sabido utilizar
de la manera correcta.
• Sostenibilidad con la salud humana. Los nuevos
procesos productivos, los nuevos productos que
se lanzan al mercado, las nuevas actividades que
acomete el hombre han de ser sostenibles con la
naturaleza y la salud de todos los seres humanos.
No se debe, pues, atentar contra la salud humana
al tiempo que se levanta la bandera de un nuevo
descubrimiento científico. El hombre no puede
seguir siendo un lobo para sí mismo.
•
Sostenibilidad con el patrimonio histórico y cultural. No podemos olvidar nuestra historia, nuestra
cultura, nuestras costumbres, nuestro patrimonio
histórico, en suma; es un aprendizaje
imprescindible para caminar hacia el futuro con
garantías y no repetir los errores del pasado. El
progreso de la ciencia y de la sociedad debe
integrar el patrimonio histórico, preservándolo,
respetándolo y enseñándolo a las nuevas
generaciones.
•
Sostenibilidad ética: Los avances de la ciencia
deben abrir el debate en determinadas cuestiones como, por ejemplo, la ingeniería genética o
los alimentos transgénicos. Sin pretender entrar
en consideraciones con reminiscencias
ideológicas o religiosas, debemos abogar por la
vigencia de determinados valores básicos que
deben permanecer y que se resumen en el respeto
19
�El humanismo científico y tecnológico desde la perspectiva de la sostenibilidad / Francisco Mata Cabrera
a la vida. Toda revolución tecnológica ha de ir
acompañada de una vertiente humana.
En la medida en que el progreso científico y tecnológico sea “sostenible”, entendido bajo los aspectos enumerados, será también “humano”; dicho de
otra forma, se habrá logrado humanizar el desarrollo
y el progreso tecnológico de nuestras sociedades.
Este es el núcleo o enfoque humanista al que hacíamos referencia al principio. El progreso, como manifestación última de la adaptación al medio, debe ser
responsable, respetuoso con las tradiciones y la herencia de nuestros antepasados, con la pluralidad de
ideas y expresiones de creatividad del hombre..., en
definitiva, debe ser asumido como “adaptación constructiva e integradora”.
VALORES TECNOLÓGICOS
Vivimos en una sociedad individualista (y paradójicamente “globalizada”), caracterizada no tanto
por el “individualismo personal” como por el “individualismo colectivo o grupal”. La rapidez de los cambios nos hace refugiarnos en proyectos y anti-proyectos de grupo. Curiosamente, cuando se habla de
superación de las ideologías surgen sentimientos que
dividen. En este contexto, abundan opiniones encontradas en referencia al tema central que nos ocupa.
Por un lado están los que niegan un valor esencial
(humano) a la tecnología y al pensamiento científico,
al que a veces se califica de estar construido sólo
para científicos y que adolece de verdadero contenido que culmine y satisfaga las inquietudes más profundas del ser humano. De otro lado, es notorio y
muy generalizado, el pensar que en la sociedad de
las nuevas tecnologías no tienen cabida ni la cultura
clásica, ni la reflexión metafísica....por lejano, innecesario... y sólo apto para románticos.
Es preciso, pues, superar la escisión entre cultura
científico-tecnológica y cultura humanista, e integrar –esta es la clave- desde un punto de vista de
síntesis superadora, ya que no son sino diferentes
formas de expresión de la inteligencia humana. El
hombre, en tanto que ser racional, se manifiesta ante
su entorno y ante sus semejantes, transformando y
evolucionando. No cabe, pues, separar. Hay que hablar de cultura, de conocimiento, de capacidades de
expresión y creatividad...No nos empeñemos en ponerle puertas al campo.
20
El conocimiento debe surgir con la orientación del
sujeto que piensa y opera. Por tanto, es una cuestión
de educación, de pedagogía social, que hay que superar. En palabras de Eudald Carbonell, uno de los
responsables del proyecto de Atapuerca, “la tecnología es lo que nos ha convertido en humanos”. La
tecnología -fabricación de herramientas con otras
herramientas- surgió como consecuencia de la necesidad de adaptación a un medio cambiante. Es,
pues, un rasgo que nos diferencia de los animales y
que nos distingue como seres racionales inteligentes,
como seres humanos.
La cultura humanista debe impregnar el quehacer científico con una serie de valores esenciales,
de respeto al ser humano, a la naturaleza, de integración y no de sectarismo, de comunicación y divulgación y no de elitismo científico. La sociedad tecnológica demanda códigos de conducta y “valores profesionales” como responsabilidad, capacidad de trabajo en equipo, voluntad de mejora continua, iniciativa
para el auto-aprendizaje... lo que exige desplegar
políticas de educación adecuadas, con miras a una
formación integral, no sólo técnica o práctica, sino
que incluyan también valores y actitudes. No hay
que olvidar la dimensión emocional o afectiva –humana- en una sociedad tecnológica y, ciertamente,
materialista y egocéntrica como la nuestra. Este
cambio, esta nueva percepción de la cultura como
referente “todo-uno” reclama con urgencia la implicación decidida de las instituciones y el poner todos
un poco de nuestra parte.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�El humanismo científico y tecnológico desde la perspectiva de la sostenibilidad / Francisco Mata Cabrera
INGENIERÍA HUMANÍSTICA
Dentro del enfoque educacional y de sostenibilidad
por el que sin duda alguna apostamos, creemos conveniente hacer unas reflexiones en el ámbito de la
empresa, por su importancia como enlace entre la
tecnología y la sociedad. Siguiendo a Javier Elorriaga,
autor del libro “Ingeniería humanística para el desarrollo de personas y negocios”, el mundo de la
empresa está necesitado de un cambio cultural que
incorpore el valor de la persona en el proceso productivo. Se habla con frecuencia de políticas de calidad desde un punto de vista global, de gestión integral, pero siguen primando los aspectos puramente
técnicos y económicos. Conviene prestar más atención a los recursos humanos, a la inteligencia de las
personas que crean, finalmente, un valor en el mercado. Se ha acuñado el término “ingeniería
humanística” para hacer clara referencia a los aspectos éticos en la gestión.
Las empresas son en última instancia redes de
personas, son “microsociedades” en las que hay
interacción humana de forma constante La excelencia en los procesos productivos no es posible sin
este enfoque integrador, que debe formar parte de la
cultura y razón de ser de la empresa, de sus objetivos y
funciones. Se aporta, pues, una nueva dimensión a la
gestión empresarial, como gestión del conocimiento, de
la inteligencia y las capacidades de las personas, de sus
motivaciones, de sus intereses, de su crecimiento como
seres humanos en todas las vertientes.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
Si se gestionan personas, se ha de hacer no como
si se tratara de activos económicos, de bienes materiales, sino sobre la base de unos valores humanos
reconocidos. En este sentido, el refuerzo de la motivación y la autoestima, la capacitación profesional,
el reconocimiento de la autonomía y del potencial
creador e innovador de los empleados contribuyen a
dignificar el trabajo y la propia vida. Se debe propiciar, en consecuencia, un cambio educacional en el
nivel de la gestión y del liderazgo de las empresas
como nueva gestión ética, que integre el valor humano en los procesos productivos.
Esta nueva cultura de empresa puede convertirse en estandarte, en modelo a seguir en otros ámbitos de la sociedad. En el fondo se trata de valorar a
las personas, dignificando su trabajo y el entorno tecnológico en el que desarrolla su actividad.
CIENTÍFICO HUMANISTA
A grandes rasgos, un “científico humanista” es
un científico sensible a los problemas de la sociedad,
comprometido con ella, con la que comparte valores
e inquietudes, y a la que rinde cuentas mediante la
divulgación y la comunicación de los resultados de
sus investigaciones, haciendo honor al conocido dicho: “Sin engaño la aprendí y sin envidia la comunico
y a nadie escondo sus riquezas”. Ser científico humanista es ser pensador responsable, tecnólogo ilustrado,
investigador comprometido, divulgador social. Estas
cualidades se hacen, se consiguen con una buena formación, con una formación integral de base y con una
cualificación adecuada en el nivel de especialización,
no exenta de conocimientos más generales.
La división del trabajo y la especialización de funciones ha permitido al hombre “profesionalizar” su
dedicación y el esfuerzo en el trabajo, convirtiéndose en motor de evolución y progreso. No obstante,
la especialización acarrea el riesgo de lo que podríamos denominar “desamparo cultural”, en tanto que
convierte en precario el bagaje cultural de los individuos. Este hecho es particularmente apreciable en
especialistas altamente cualificados que, sin embargo, no tienen cimientos suficientes en aspectos esenciales, lo que les hace percibir la realidad desde una
óptica muy cerrada.
Queremos destacar la interesante labor que vienen desempeñando determinadas instituciones universitarias (curiosamente universidades privadas),
21
�El humanismo científico y tecnológico desde la perspectiva de la sostenibilidad / Francisco Mata Cabrera
que incluyen como materias troncales en los planes
de estudios de ciencias e ingenierías, materias de
corte humanista. La especialización, si bien es necesaria, polariza en exceso el pensamiento de las
personas, de manera que debe ser complementada
“transversalmente” con otras materias más generales, relacionadas con el conocimiento del hombre
y de su historia, con la ética profesional, entre otras
cuestiones. Se tendrán así científicos con una visión
más generalista, dentro de su alta especialización, y
humanista, en la línea que venimos apuntando. Ese
binomio puede y debe dar resultados esperanzadores.
Estas ideas no son ni pretenden en absoluto ser
exclamaciones para la galería; antes bien, se trata
de una concepción que responde a una necesidad,
tal y como se ha puesto de manifiesto en recientes
foros sobre innovación educativa en las enseñanzas
técnicas (X Congreso de innovación educativa, Valencia, julio 2002), en los que se han aportado algunas soluciones al respecto. Citamos, por ejemplo, la
implantación de al menos una asignatura específica
transversal, la oferta de optativas “no técnicas”, la
tutorización y profesionalización de los periodos de
formación en centros de trabajo, etc. Hay que constatar, no obstante, el rechazo clamoroso que pueden
encontrar estas palabras en sectores especialmente
polarizados como las ingenierías. Las resistencias al
cambio suelen hacer siempre acto de presencia por
parte de muchos que conciben todavía los planes de
estudios como “intocables”, cerrados a cualquier
cambio por necesario que este sea. Esto no deja de
ser un claro síntoma del camino que aún nos queda
por recorrer. Nuestra tozudez, unida a un sentido
sectarista del conocimiento, alentan o incluso llegan
a paralizar reformas importantes e imprescindibles.
Se hace especialmente necesario, en consecuencia, en una sociedad poco igualitaria y auspiciada
por intereses personales y por una competencia brutal entre personas, un nuevo enfoque en los planteamientos educativos, conducentes a formar científicos, ingenieros, etc., con alta calidad técnica, pero
con una apreciable sensibilidad a los problemas de la
sociedad y del mundo. Se habla de que la innovación, además de necesaria, es imprescindible en todos los ámbitos de desarrollo de la sociedad: apostemos, pues, claramente por la innovación educativa y
revolucionemos los planteamientos de base de numerosos planes de estudio superiores.
22
Bajo esta óptica, y sin pretender entrar en una
discusión más amplia, resulta igualmente indispensable no descuidar la formación tecnológica de los
profesionales de la historia, de la filosofía, del arte,
etc. La tecnología “nos ha invadido” y debemos estar todos formados como usuarios de la misma.
CIENCIA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD
Nuestra sociedad se caracteriza por un
pragmatismo exagerado, en el que todo se cifra en
términos de rentabilidad, de modo que se aporta muy
poco o nada nuevo. Se escasea lo original, lo verdaderamente nuevo; al contrario, se viste como nuevo
aquello ya digerido, se presenta como original el reverso de la palabra. Es preciso, pues, un desaprendizaje
del pensamiento viciado existente para generar ideas y
conductas verdaderamente críticas, que superen la inercia psicológica hacia la mediocridad. Si el sentido común se convierte en discurso de excelencia, es evidente que algo no va bien; no obstante, ponemos el énfasis
en ello, son necesarias ciertas dosis de sentido común
en los tiempos que corren.
Es la llamada “sociedad de la información”, sociedad de la abundancia de información reiterada,
abundancia que adormece las conciencias y convierte
en sujetos hiper- pasivos a la inmensa mayoría. Prima la desorientación y la pérdida del rumbo en el
caminar diario.
Es indudable que el estado tecnológico actual permite comunicarnos con cualquier parte del mundo
en tiempo real, pero da la sensación de que todo evoluciona demasiado rápido y que los cambios no se
asimilan adecuadamente. Es preciso sosegarse y disponer de unos cimientos fuertes basados en el conocimiento del ser humano y en las relaciones
interpersonales. Puede resultar paradójico que la
“comunicación” aísle, cuando su objetivo es precisamente el contrario. Internet fomenta la lectura, los
contactos, la amistad... pero ¿consigue superar la
soledad o la acentúa? Dejamos la pregunta abierta.
Las nuevas tecnologías deben hacernos más humanos, no más “humanoides”, no más superficiales,
no más islas dentro de la masa impersonal. Por ello,
unos valores sólidos y una formación amplia son imprescindibles para conseguir integrar conocimiento
científico y conocimiento humano, y, lo que es más
importante, poder asumir en el día a día los avances
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�El humanismo científico y tecnológico desde la perspectiva de la sostenibilidad / Francisco Mata Cabrera
tecnológicos, incorporándolos y adaptándolos a nuestra forma de vida, sin perder nuestra identidad, nuestra
capacidad crítica, nuestro criterio, sin ser manipulados.
No apostamos por el pensamiento único, uniforme, sino por la pluralidad de ideas capaz de integrar
y construir nuevo conocimiento. Así, el pensamiento
científico ha de ser entendido también como humanismo científico, en tanto que expresión de la creación e inquietudes del ser humano; además ha de ser
un “pensamiento sostenible”, no al margen de la sociedad, de la naturaleza, de la historia y del futuro de
la humanidad. Faltan quizás ciertas dosis de pedagogía en todos los ámbitos para superar lo que no es
sino una división “artificial” entre cultura científica
y cultura humanista. Estas ideas de carácter global
deben llevarse a la práctica en nuestro entorno local,
en nuestro trabajo, en nuestro camino profesional,
abriendo una senda de cambio.
José Ortega y Gasset
necesario para la superación de la escisión entre
cultura humanista y cultura científica.
Las nuevas generaciones han de tener una visión
amplia de la cultura en su conjunto, circunstancia
que les permitirá estar preparados para la permanente adaptación al medio en un momento histórico
de convulsiones constantes. Nos compete a todos
(profesores, comunicadores, científicos....), con respeto y dedicación, asumir el reto de educar para el
futuro, de formar y gestionar los recursos humanos
(permítase el símil con la empresa) de las próximas
décadas. El cambio, pues, estará basado en la educación, en cómo eduquemos, en qué enseñemos a
los jóvenes. La educación marca a corto, pero muy
especialmente, a medio y largo plazo. Queda mucho
trabajo por hacer.
Nos hemos referido a los “valores tecnológicos”
como los valores de la nueva sociedad, que deben plasmarse en todas las interacciones del ser humano. No
pretendemos dotar de “ánima” a las máquinas, pretendemos que el hombre actúe conforme a unos principios
de conducta comúnmente aceptados, que piense por sí
mismo, que sea sensible a su entorno...
Como se ha dicho, la palabra clave es integrar,
dar sentido a la misma realidad desde diferentes puntos de vista, aceptar opiniones, visiones o perspectivas del mundo. La sostenibilidad como tolerancia,
como respeto, como solidaridad ha de ser un referente en la solución de los grandes problemas de la
humanidad. Esperamos que las ideas aquí esbozadas sirvan para propiciar y enriquecer el debate.
PERSPECTIVAS
En palabras de Ortega y Gasset, “la cultura es el
sistema vital de las ideas en cada tiempo”. Partiendo
de la base de que la ciencia es cultura, creemos en
una visión definida y clara de la cultura como ente plural y diverso, como cultura “integral”, como patrimonio
intelectual de la humanidad, que agrupa, funde, relaciona y da sentido a la ciencia y al arte, a la técnica y a la
filosofía, al conocimiento del ser humano en tanto que
ser creador en el más amplio sentido del término. Cualquier manifestación de la inteligencia humana constituye “cuantos de conocimiento”, contribuciones únicas y
al mismo tiempo complementarias.
Se ha apuntado con cierta reiteración el papel decisivo de la educación en el “cambio de mentalidad”
BIBLIOGRAFÍA
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científica: un reto educativo, La Muralla, S.A.,
Madrid, 1998
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
23
�Aplicación de RNA en la
identificación de corrientes
de INRUSH en transformadores
Ernesto Vázquez Martínez
Doctorado en Ingeniería Eléctrica, FIME, UANL,
evazquez@gama.fime.uanl.mx
José Alfredo Pérez Rodríguez
Escuela Militar de Ingenieros, Secretaría de la Defensa Nacional,
aprhawk1@hotmail.com
ABSTRACT
This paper describes the basic concepts of the protection of power
transformers against shortcircuits, specifically the misoperations of the
differential relay due to inrush current and the methods to solve this problem.
The paper describes the insensibilization methods for differential protection,
and it proposes an ANN for waveform differential current recognition as a
new approach to solve the problem.
KEYWORDS:
Power system relaying, neural networks, pattern recognition.
RESUMEN
En este trabajo se describen los aspectos generales de la protección
contra cortocircuitos de transformadores de potencia, haciendo énfasis en
los métodos de insensibilización de los relevadores diferenciales para evitar
operaciones incorrectas por efecto de las corrientes de inrush. Se realiza
una descripción de los métodos actuales y se propone la utilización de una
red de neuronas artificiales (RNA) para resolver el problema en términos
del reconocimiento de la forma de onda de la corriente diferencial.
PALABRAS CLAVE:
Protección de sistemas eléctricos de potencia, redes neuronales, reconocimiento
de patrones.
INTRODUCCIÓN
Cuando en un transformador ocurren fallas internas, se hace necesario la
desconexión inmediata del transformador para evitar daños mayores y/o para
preservar la estabilidad del sistema de potencia y la calidad del servicio.
El principio de protección diferencial es comúnmente utilizado para la
protección de transformadores de potencia, que se basa en la comparación de las
corrientes del lado primario y secundario del transformador. Estas corrientes
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Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Aplicación de RNA en la identificación de corrientes de INRUSH en transformadores / Ernesto Vázquez Martínez, et a l
tienen una relación bien definida en condiciones
normales de operación. Cuando dichas corrientes
exhiben un comportamiento distinto al de estado
estable se asume que ha ocurrido un cortocircuito en
el transformador y éste debe ser puesto fuera de
servicio para revisión y mantenimiento. 1
Este procedimiento funciona correctamente en la
mayoría de los casos, sin embargo, puede ocasionar
operaciones incorrectas (y desconexión innecesaria
del transformador) en presencia de la corriente
transitoria de magnetización, la cual sólo está
presente cuando el transformador está siendo
energizado. Esta corriente circula solamente por el
devanado primario del transformador (el devanado
que es energizado) y por lo tanto representa una
condición de falla interna para la protección
diferencial.
El método más común para evitar estas
operaciones incorrectas es el uso del contenido de
armónicas para discriminar entre corrientes de
magnetización y de cortocircuito, lo que se denomina
restricción por armónicas. En general, la corriente
de magnetización presenta diferencias con la
corriente de cortocircuito en la forma de onda debido
a presencia de armónicas, especialmente de la
segunda. Este comportamiento ha sido utilizado para
el diseño de relevadores de protección diferencial
con restricción de armónicas, de tal forma que si la
magnitud de la segunda armónica en la corriente
diferencial excede un porcentaje pre-definido de la
componente fundamental, se asume que se trata de
la energización del transformador y la protección es
bloqueada para evitar una operación incorrecta.
Actualmente existen distintos tipos de algoritmos para
la protección diferencial de transformadores con
restricción de armónicas. En general la decisión de
operación o bloqueo se determina a partir de las
magnitudes relativas de las componentes fundamental
y de segunda armónica presentes en la corriente
diferencial.
Actualmente, los algoritmos que se utilizan en la
protección diferencial para transformadores de
potencia tienen tendencia a operar incorrectamente
cuando se presenta una avalancha de corriente de
magnetización (inrush), condición que es confundida
como un cortocircuito, especialmente en condiciones
donde la corriente de magnetización es altamente
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simétrica. En estas circunstancias, los algoritmos
tienen problemas para diferenciar en forma correcta
si se trata de una condición de falla o una condición
de energización, pudiendo provocar la desconexión
incorrecta de un elemento sin falla, afectando así la
continuidad del servicio eléctrico.
Algunos de los nuevos algoritmos se basan en
técnicas de reconocimiento de patrones a fin de
resaltar las diferencias que existen entre las formas
de onda de las corrientes de magnetización y de
cortocircuito. En este trabajo se propone la utilización
de una red neuronal para realizar la función de
protección diferencial en un transformador. Las redes
neuronales ofrecen la ventaja de discriminar entre
una condición de falla de una condición inrush
mediante el reconocimiento de la forma de onda y
no mediante la comparación de la magnitud de las
armónicas con respecto a la fundamental, que es la
base de los algoritmos actuales y cuya magnitud
depende de las características de los materiales
magnéticos con los que actualmente se construyen
los transformadores. El algoritmo está basado en una
función de reconocimiento de patrones generado a
través del entrenamiento de la red utilizando como
información de entrada la corriente diferencial de
error obtenida a la salida de los transformadores de
corriente.
25
�Aplicación de RNA en la identificación de corrientes de INRUSH en transformadores / Ernesto Vázquez Martínez, et al
CORRIENTE DE MAGNETIZACIÓN EN
TRANSFORMADORES
Cuando un transformador es energizado por primera vez, se presenta una corriente de magnetización
transitoria. Despreciando las pérdidas, esta corriente de magnetización es la que establece el flujo en el
núcleo y circula principalmente por la rama de excitación del transformador, es decir, es una corriente
que circula sólo por el devanado primario. Esta corriente transitoria de magnetización puede ser de 8 a
30 veces la corriente nominal del transformador. Los
factores que determinan la duración y magnitud de
la corriente de magnetización son la capacidad y localización del transformador, la capacidad del sistema de potencia, la resistencia en el sistema de potencia desde la fuente al transformador, el tipo de
hierro usado en el núcleo del transformador y su densidad de saturación, el nivel de flujo residual del transformador y la forma en que es energizado el transformador, entre otros.1
Cuando un transformador se desconecta del
sistema, la corriente de magnetización se va a cero.
El flujo, como consecuencia de la curva de histéresis,
cae a un valor residual φR. Si el transformador fuera
re-energizado en el instante en el que la forma de
onda de voltaje corresponde a la densidad magnética
residual dentro del núcleo, habría una continuación
uniforme de la operación previa con ningún transitorio
magnético (figura 1). En la práctica, sin embargo, no
es posible controlar el instante de la energización y
un transitorio magnético es prácticamente inevitable.
Fig. 1. Corriente de magnetización cuando el
transformador es re-energizado en el instante cuando
la onda de voltaje corresponde al flujo residual dentro
del núcleo.
En la figura 2 se asume que el transformador es
re-energizado en el instante en que el flujo está en su
26
Fig. 2. Corriente de magnetización cuando el
transformador es re-energizado en el instante cuando
el flujo se encuentra en su valor máximo.
valor máximo negativo (-φmax). En este punto, el flujo
residual tiene un valor positivo. Ya que el flujo
magnético no puede cambiar instantáneamente la
onda de flujo en lugar de iniciar en su valor normal
(-φmax) y variar sinusoidalmente a lo largo de la línea
punteada, iniciará con el valor del flujo residual φR
siguiendo la curva φt .
Si se considera una característica de saturación
lineal en el transformador la curva φt es una senoidal
desplazada, donde el valor de φmax es ±|φmax| + 2|φmax|.
Este exceso de flujo magnético producirá una
saturación en el núcleo del transformador, provocando
un valor muy grande de la corriente de magnetización.
El flujo residual, φR, es el flujo remanente en el
núcleo después de que el transformador es
desconectado. Ya que la corriente continua fluyendo
momentáneamente después de la desconexión (v=0),
el flujo decrecerá a lo largo de la curva de histéresis
a un valor de φR donde la corriente es igual a cero.
Ya que el flujo en cada una de las tres fases están
separadas 120o , una fase tendrá un φR positivo y los
otros dos un φR negativo o viceversa. Como resultado,
el flujo residual puede sumarse o restarse al flujo
total, incrementando o reduciendo la corriente de
magnetización.
La forma de onda de una corriente típica de
magnetización se muestra en la figura 3. El tiempo
que esta corriente está presente depende de la
constante de tiempo del sistema (τ=L/R), pudiendo
ser del orden de segundos hasta minutos.
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�Aplicación de RNA en la identificación de corrientes de INRUSH en transformadores / Ernesto Vázquez Martínez, et al
Fig. 3. Forma de onda de una corriente de magnetización.
La constante de tiempo no es una constante, ya
que L varía como un resultado de la saturación del
transformador. Durante los primeros segundos, la
saturación es alta y L es baja. Debido a las pérdidas
en el núcleo, la saturación decae y L se incrementa.
En este caso R permanecerá prácticamente
constante y representa el amortiguamiento del
circuito.
Así, los transformadores que se encuentran cerca de un generador tendrán una corriente de
magnetización con una larga duración debido al valor de resistencia bajo, originado por la corta distancia entre el transformador y el generador (fuente).
De la misma manera los transformadores de gran
capacidad tienden a tener corrientes de larga duración debido a su alto valor de inductancia relativa a
la resistencia del sistema.
MÉTODOS PARA INSENSIBILIZAR LA
PROTECCIÓN
DIFERENCIAL
ANTE
CORRIENTES DE MAGNETIZACIÓN
Métodos basados en armónicas
El contenido armónico de la corriente diferencial
puede ser usado para restringir o bloquear al
relevador, dando un medio para diferenciar entre
fallas internas y corrientes de magnetización.
Se han desarrollado diversos relevadores
diferenciales en que se separan los armónicos
presentes en la corriente diferencial y se utilizan para
incrementar la retención o para inhibir la operación
del relevador. En algunos casos se utiliza solamente
el segundo armónico, en otros el total de armónicos
de la corriente diferencial.
En la figura 4 se presenta el esquema de un
relevador diferencial electromagnético de retención
por armónicos cuya aplicación ha dado muy buenos
resultados. El relevador cuenta con transformadores
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Fig. 4. Protección diferencial de un transformador con
retención por armónicas.
de corriente auxiliares de operación (TCop ) y de
retención (TCret), cuyos primarios están conectados
al esquema diferencial en la forma acostumbrada.
A la bobina de operación BO llega solamente la
componente fundamental de la corriente de operación,
pues está conectada en serie con el filtro paso bajo
formado por L1 y C1 . Los armónicos de esa corriente
se van por el filtro compuesto por L 2 y C2 , que bloquea
la componente fundamental. Esos armónicos son
rectificados y realimentados a la bobina de retención
BR, que también recibe la corriente normal de
retención rectificada, procedente del transformador
TC ret. Cuando la corriente diferencial es
prácticamente sinusoidal, como es el caso para fallas
internas, el relevador tiene un valor normal de
pendiente en su característica. Cuando la corriente
diferencial contiene armónicos (avalancha de
corriente de magnetización), la retención adicional
que ellos originan incrementa la pendiente del
relevador, que resulta desensibilizado y se evita su
operación.
En las versiones estáticas de este relevador se
hace la comparación de los valores rectificados de
las corrientes de operación y retención. La variante
de inhibición por armónicos se logra utilizando un
relevador de porcentaje diferencial y una unidad
adicional, que opera cuando el segundo armónico (o
el total de armónicos) sobrepasa en valor un por
ciento dado de la componente fundamental. Los
contactos del relevador diferencial y de la unidad
adicional se conectan en serie en el circuito de
disparo.
27
�Aplicación de RNA en la identificación de corrientes de INRUSH en transformadores / Ernesto Vázquez Martínez, et al
Con estos relevadores pueden lograrse corrientes
mínimas de operación inferiores a la nominal del
transformador (aunque no siempre menores que el
50% de esa corriente), y tiempos de operación del
orden de 15 a 30 ms.
Einval y Linders 2 diseñaron un relevador
diferencial trifásico con restricción de segunda y
quinta armónica. Este diseño complementó la idea
de usar soló la segunda armónica para identificar la
corriente de magnetización y usar la quinta armónica
para evitar una operación errónea para condiciones
de sobrexcitación en transformadores.
Sharp y Glassburn2 fueron los primeros en
proponer el bloqueo de armónicos. Diseñaron un
relevador consistente de una unidad diferencial de
porcentaje, DU y una unidad de bloqueo de
armónicas, HBU. En la unidad de bloqueo de
armónicas la componente fundamental y las
armónicas más grandes de la corriente de operación
son pasadas a través de dos circuitos en paralelo,
son rectificadas y aplicadas a las bobinas de retención.
Métodos de reconocimiento de forma de onda
Otros métodos para discriminar las condiciones
de fallas internas y corrientes de magnetización son
basados en el reconocimiento directo de la distorsión
de la forma de onda de la corriente diferencial.
La identificación de la separación de picos en la
corriente diferencial representa uno de los mayores
grupos de métodos de reconocimiento de formas de
onda. Bertula 4 diseñó un relevador diferencial en el
cual los contactos vibraban ante corrientes de
magnetización (debido a los bajos intervalos de
corriente) y permanecían firmemente cerrados para
corrientes simétricas correspondientes a fallas
internas. Rockefeller5 propuso bloquear la operación
del relevador si picos sucesivos de la corriente
diferencial no se reducían dentro del intervalo de 7.5
a 10 ms.
Un principio bien conocido, reconoce el ancho de
los intervalos de tiempo durante el cual la corriente
diferencial es cercana a cero. La corriente diferencial
es comparada con umbrales positivos y negativos
teniendo ambas iguales magnitudes. Esta
comparación ayuda a determinar la duración de los
intervalos durante el cual el valor absoluto de la
28
corriente es menor que el valor absoluto del umbral.
Los intervalos de tiempo son comparados con un valor
de umbral igual a un cuarto de ciclo. Para corrientes
de magnetización (figura 5a), los intervalos de
corriente bajos tA , son más grandes que un cuarto de
ciclo, por lo tanto el relevador es bloqueado. Para
fallas internas (figura 5b), los intervalos de corriente
baja tB, son menores que un cuarto de ciclo, por lo
tanto el relevador opera.
Fig. 5. Relevador diferencial basado en el
reconocimiento de la duración de tiempo de los
intervalos de corriente.
El uso de las componentes de la corriente
diferencial rectificada da una forma indirecta para
identificar la presencia de intervalos de corrientes
bajas. Hegazy 6 propuso comparar la segunda
armónica de la corriente diferencial rectificada con
un umbral dado para generar una señal de disparo.
Dmitrenko7 propuso producir una señal de disparo sí
la polaridad de una señal sumada permanecía sin
cambio. Esta señal es la suma de la componente de
CD y la componente fundamental amplificada de la
corriente diferencial rectificada.
Otro grupo de métodos hace uso del
reconocimiento del offset de CD o la asimetría en la
corriente diferencial. Algunos de los primeros
relevadores usaron la saturación de un transformador
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intermedio por el offset de CD de la corriente
diferencial como un método de bloqueo. Una
restricción adicional de transitorios basadas en la
componente de CD fue un mejoramiento al bien
conocido relevador diferencial con restricción de
armónicas para transformadores de potencia.
Michelson8 propuso comparar las amplitudes de los
semiciclos positivos y negativos de la corriente
diferencial con umbrales dados en dos elementos
diferentes polarizados. Rockefeller5 sugirió extender
esta idea a un relevador digital.
Otra alternativa es usar la diferencia de los valores
absolutos de los semiciclos positivos y negativos de
la corriente diferencial por restringir. La amplitud del
semiciclo negativo de la corriente diferencial puede
ser usada como cantidad de operación del relevador.
Más recientemente, Wilkinson 9 propuso hacer
comparaciones separadas en ambos semiciclos de
la corriente diferencial, dando lugar a esquemas de
bloqueo por CD, como se sugiere en10
NUEVO MÉTODO PARA INSENSIBILIZAR LA
PROTECCIÓN DIFERENCIAL
Aunque los métodos descritos en la sección anterior han demostrado ser muy eficientes para discriminar entre corrientes de cortocircuito y corrientes de magnetización, presentan problemas cuando
la corriente de magnetización exhibe un comportamiento simétrico.
Debido a ello se propone un nuevo método, basado en el reconocimiento de la forma de onda de la
corriente. El método consiste en el reconocimiento directo de la forma de onda de la corriente diferencial
(Iop ) utilizando una red de neuronas artificiales. La red
es entrenada para reconocer los rasgos distintivos de
las corrientes de cortocircuito y de magnetización en
un transformador, de tal forma que bloquea o permite
la operación de la protección diferencial.
ARQUITECTURA DE LA RED NEURONAL
La arquitectura de la red de neuronas propuesta
es una red de dos capas con alimentación hacia delante con 32 entradas, cinco neuronas en la primera
capa y una neurona en la segunda capa o capa de
salida, todas con una función de transferencia
sigmoidal bipolar.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
En la figura 6 se muestra el esquema detallado
de la red neuronal utilizada. El número de entradas
de la red está seleccionado sobre la base de un tiempo de operación de dos ciclos de 60 Hz; si la frecuencia de muestreo de la señal de corriente es de
960 Hz, dos ciclos corresponden a 32 muestras. El
número de neuronas de la primera capa fue seleccionado en forma empírica; en el caso de la capa de
salida, sólo se requiere una neurona por tratarse de
una decisión binaria, corriente de cortocircuito (+1)
y corriente de magnetización (-1). De acuerdo a esto,
una salida +1 permitirá la operación de la protección
diferencial del transformador y una salida –1, bloqueará la protección para evitar una operación incorrecta. Según la estructura de la Fig. 6, las matrices
de pesos tendrán una dimensión de (5 x 33) y (1 x 6),
respectivamente.
El entrenamiento de la red de neuronas se realizó
mediante el algoritmo Levenverg-Marquardt que es
una variación de la Backpropagation que actualiza
los valores de pesos y polarizaciones
de acuerdo a la
11
optimización Levenberg-Marquard Este algoritmo
es más rápido que el backpropagation, pero requiere
más recursos de cómputo para su ejecución.
Fig. 6. Esquema detallado de la red neuronal utilizada.
29
�Aplicación de RNA en la identificación de corrientes de INRUSH en transformadores / Ernesto Vázquez Martínez, et al
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE POTENCIA DE
PRUEBA
El sistema de prueba utilizado es el mostrado en
la figura 7; éste consiste en un transformador
monofásico de 100MVA, 230/115 kV, conectado a
dos fuentes a través de interruptores, la fuente
conectada al primario del transformador es de 230kV
a una frecuencia de 60 Hz y una impedancia
inductiva; la fuente conectada al secundario del
transformador es de 230kV a una frecuencia de 60
Hz con una impedancia de fuente de 100 ohms. El
sistema incluye un módulo de carga variable y un
módulo de falla (cortocircuito) conectado al
secundario del transformador. La fuente conectada
en el lado primario cuenta con una impedancia RL,
que puede modificarse para cambiar la constante del
tiempo de la componente aperiódica de corriente
directa. El sistema fue simulado en el programa
Electro-Magnetic transients in DC (PSCAD/
EMTCD, versión 3.0.8) 12
Fig. 7. Sistema simulado para el entrenamiento y prueba
de la red neuronal.
Los sensores de corriente IPRI e ISEC simulan
transformadores de corriente ideales; esto significa
que se desprecian los efectos transitorios de estos
dispositivos.
ENTRENAMIENTO
Para el entrenamiento de la red de neuronas se
utilizó la magnitud incremental de la corriente de
operación de un relevador diferencial,13 donde Iop =
IPRI – ISEC en el sistema de prueba. Las salidas de
la red fueron seleccionadas como –1 en el caso de
una corriente de magnetización y un valor de +1
para una corriente de cortocircuito. La determinación
de los patrones de entrenamiento se realizó simulando
la ocurrencia de una falla en el devanado secundario
del transformador y la conexión del transformador
30
en 16 instantes de tiempo en un ciclo de la onda de
voltaje, en diferentes condiciones.
A fin de simular el procesamiento de la
información que tiene lugar en un relevador digital,
la información de corriente obtenida por simulación
se considera señales “analógicas”. Para ello se utilizó
un paso de integración de 34.722 ms, lo que da lugar
a 480 muestras por ciclo lo que representa una
frecuencia de muestreo de 28.8 KHz.
La primera etapa de procesamiento de
información en un relevador es acondicionar las
señales analógicas de entrada. Este
acondicionamiento incluye un filtro paso-bajo para
eliminar las altas frecuencias para evitar el problema
13
de aliasing durante el proceso de muestreo. La
siguiente etapa es la conversión analógica-digital con
una determinada frecuencia de muestreo. En este
caso no se considera el error debido a la resolución
del proceso de conversión (número de bits del
procesador), y esta etapa se simula con un diezmado
de razón de 30, dando lugar a un muestreo de 16
muestras por ciclo, y que corresponde a una
frecuencia de muestreo de 960 Hz típico en
relevadores digitales.
Un paso muy importante en el tratamiento de la
señal en un relevador es remover o eliminar la componente aperiódica de CD, ya que esta componente
produce efectos no deseables en los relevadores. En
el caso de la protección diferencial de transformadores, puede ocasionar operaciones incorrectas para
cortocircuitos externos al transformador debido a la
saturación de los transformadores de corriente.
Muchos algoritmos han sido usados para remover
la componente de CD. Un grupo de estos algoritmos
usa el concepto de que una muestra de la componente
fundamental de corriente tiene la misma magnitud y
el signo opuesto a una muestra tomada 180o después.
Las componentes de CD para cada una de esas
muestras son los mismos. Así, para una frecuencia
de muestreo de 960 Hz, se tiene:
Offset =
I k + I k −8
2
donde Ik es el valor actual de corriente e I k-8 es el
valor de corriente ocho muestras atrás. Con dieciséis
muestras por ciclo, esas muestras estarían defasadas
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Aplicación de RNA en la identificación de corrientes de INRUSH en transformadores / Ernesto Vázquez Martínez, et al
180o y el efecto de la componente aperiódica de CD
en la corriente de operación puede ser minimizado.
El offset puede después ser usado como un factor
de corrección para las muestras de corriente tomadas
en este intervalo.
Una vez reducido el efecto de CD en la corriente
de operación, es posible obtener la corriente de
operación incremental mediante el uso de un Filtro14
Delta, cuya representación se indica en la figura 8.
Fig. 8. Representación del filtro-delta para una forma
de onda variante en el tiempo.
El Filtro-Delta básico substrae de una forma de
onda, la misma forma de onda con un retardo de
tiempo de un ciclo y posteriormente la resta de la
señal original. Esto significa que en ausencia de cualquier transitorio (cortocircuito o conexión del transformador), la salida del filtro es cero; en caso contrario, la señal de salida del filtro representa el transitorio que está ocurriendo.
Se consideraron cinco escenarios de simulación,
cada uno con diferentes condiciones de operación
para obtener las señales incrementales de la corriente
de operación con el fin de obtener los patrones de
entrenamiento para la red. Estos escenarios son los
siguientes:
I. Energización del transformador en vacío.
II. Energización del transformador con carga.
III. Cortocircuito al energizar el transformador (en
vacío).
IV. Cortocircuito al energizar el transformador (con
carga).
V. Cortocircuito durante la operación normal del
transformador.
Estas simulaciones se realizaron en 16 instantes
de tiempo durante un ciclo de voltaje (60 Hz), modificando la impedancia de la fuente para variar la consIngenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
tante de tiempo de la componente aperiódica, y la
impedancia de la carga para variar los regímenes de
operación del transformador.
A continuación se describe cada una de las condiciones con la que se simularon los escenarios antes mencionados (casos de entrenamiento):
Primer caso:
Carga = 10 MW, 5 MVAR, ZFuente= 10 Ω, 0.05 mH.
Segundo caso:
Carga = 10 MW, 5 MVAR, Z Fuente = 15 Ω, 0.003 mH.
Tercer caso:
Carga = 10 MW, 5 MVAR, ZFuente = 4 Ω, 0.2 mH.
Cuarto caso:
Carga = 65 MW, 40 MVAR, Z Fuente = 10 Ω, 0.05 mH.
Quinto caso:
Carga = 65 MW, 10 MVAR, Z Fuente = 10 Ω, 0.05 mH.
La matriz de entrenamiento completa para la red
consta de 32 renglones (información de entrada a la
red, correspondiente a 2 ciclos de la corriente de
operación incremental) y 400 columnas que
corresponden a los cinco casos descritos (cada caso
incluye la simulación de los cinco escenarios en 16
instantes de tiempo). Del número total de casos, 160
corresponden a energización (corriente de
magnetización) y 240 a cortocircuito. En la tabla I se
describe la matriz de entrenamiento.
Tabla. I. Vectores de la matriz de entrenamiento.
Matriz de entrenamiento
Vectores de energización Vectores de cortocircuito
1- 32
33-80
81-112
113-160
161-192
193-240
241-272
273-320
321-352
353-400
El algoritmo de entrenamiento LevenbergMarquardt se implementó utilizando el Neural
Network Toolbox de MATLAB; con un error máximo admisible de 1E-5, el tiempo total de entrenamiento
fue de 15 segundos, con un total de 45 iteraciones.
Los pesos iniciales de la red neuronal fueron seleccionados en forma aleatoria, cumpliendo con el criterio 0<w ij <1.
31
�Aplicación de RNA en la identificación de corrientes de INRUSH en transformadores / Ernesto Vázquez Martínez, et al
Fig. 9. Salida de la RNA para los 400 casos de
entrenamiento.
Fig. 10. Salida de la RNA para el caso 1.
En la figura 9 se muestra la salida de la red, una
vez entrenada, utilizando como información de entrada los 400 vectores de entrenamiento; se puede
apreciar que la red reconoce los casos de energización
y cortocircuito, según se indica en la tabla I.
RESULTADOS
Para probar el funcionamiento de la red se
consideraron cuatro casos diferentes a los utilizados
en el entrenamiento, en los mismos cinco escenarios
descritos. De esta forma, las matrices de entrada
constan de 32 renglones y 80 columnas (los cinco
escenarios simulados en 16 instantes de tiempo) de
las cuales las 32 primeras columnas corresponde a
los escenarios I y II (energización) y las otras 48
columnas corresponden a los escenarios III, IV y V
(cortocircuitos). Los cuatro casos de prueba son:
Primer caso:
Carga = 85 MW, 10 MVAR, Z Fuente= 10 Ω, 0.05 mH.
Segundo caso:
Carga = 10 MW, 5 MVAR, ZFuente= 3 Ω, 0.001 mH.
Tercer caso:
Carga = 40 MW, 20 MVAR, Z Fuente= 10 Ω, 0.05 mH.
Cuarto caso:
Carga = 50 MW, 15 MVAR, ZFuente = 13 Ω, 0.1 mH.
De esta forma, se modifican las condiciones de
operación, y la constante de tiempo de la componente
aperíodica de CD. En las figuras 10 a la 13 se
muestran los resultados obtenidos por la red de
neuronas para los nuevos cuatro casos. Las gráficas
32
Fig. 11. Salida de la RNA para el caso 2.
Fig. 12. Salida de la RNA para el caso 3.
muestran la eficacia de la red neuronal ya que la
respuesta de salida de la red después de haber
reconocido las 80 entradas dadas, nos muestra como
las primeras 32 señales de entrada son de energización
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Aplicación de RNA en la identificación de corrientes de INRUSH en transformadores / Ernesto Vázquez Martínez, et al
Fig. 13. Salida de la RNA para el caso 4.
(salida –1), mientras que las 48 señales restantes
corresponden a un cortocircuito (salida +1).
CONCLUSIONES
En este artículo se presentó una nueva alternativa
para la protección diferencial de transformadores de
potencia, a partir del reconocimiento de la forma de
onda de la corriente diferencial incremental en el
relevador utilizando una RNA. Las pruebas realizadas
muestran que la RNA discrimina entre corrientes de
inrush y de cortocircuito, en distintas condiciones de
operación y distintos parámetros del sistema de
potencia. La próxima etapa de este trabajo de
investigación es extender estos resultados al caso de
transformadores trifásicos.
TRABAJOS FUTUROS
En este trabajo sólo se consideró la posiblidad de
fallas en el lado secundario del transformador,
asumiendo que los cortocircuitos en el lado primario
tienen un comportamiento similar. Así mismo no se
han considerado los casos donde se presenten
recuperaciones transitorias de voltaje, debido a
cortocircuitos o conexión de otros elementos en la
red eléctrica, los cuales deberán ser desarrollados
como un siguiente paso en la integración de un
esquema de protección diferencial completo.
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Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
33
�Fabricación de mezclas reactivas
mediante la estrategia de
separación de fase inducida por
una reacción (RIPS)
Antonio García Loera
Catedrático- Investigador en la FIME
loera@caramail.com
0,5
x=0,50
0
x=0,45
-0,5
x=0,40
x=0,35
-1
v
3
∆G (J/cm )
∆
ABSTRACT
The Reaction Induced Phase Separation (RIPS) technique is an interesting
way to blend thermoset networks with diverse additives. In such method the
resulting morphologies are controlled by the polymerization and phase
separation kinetics and by the viscosity evolution of the system. Usually,
this technique is used to improve the mechanical properties of thermoset
networks. An alternative application is the synthesis of porous thermosets.
x=0,30
-1,5
x=0,25
x=0,20
-2
x=0,15
-2,5
= 0,10
x
x=0,05
-3
-3,5
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
Fracción en masa de PVME
0,9
KEYWORDS:
Thermosets, phase separation, reaction, blend, morphology.
RESUMEN
La estrategia denominada Separación de Fase Inducida por una Reacción
(RIPS por sus siglas en inglés) es una alternativa interesante para la
fabricación de mezclas poliméricas reactivas. En dicha estrategia las
morfologías obtenidas son controladas por la evolución de la viscosidad
del sistema y por las cinéticas de polimerización y de separación de fases.
Generalmente esta estrategia es utilizada para mejorar las propiedades
mecánicas de los polímeros termofijos. Una aplicación alternativa es la
fabricación de materiales porosos.
PALABRAS CLAVES
Mezclas, separación de fases, polimerización, termofijos, morfología.
INTRODUCCIÓN
Dentro del área de los materiales macromoleculares, podemos distinguir dos
grupos principales de polímeros: a) termoplásticos, este tipo de polímeros pueden
procesarse y reutilizarse mediante la aplicación de calor y presión b) termofijos,
estos se distinguen por su estructura en forma de red tridimensional reticulada
(network) que impide su reutilización.
34
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
1
�Fabricación de mezclas reactivas mediante la estrategia... / Antonio García Loera
Las estructuras reticuladas son obtenidas por la
polimerización de uno o varios monómeros con
funcionalidades superiores a dos. La síntesis de los
polímeros termofijos puede efectuarse por medio de
diferentes reacciones químicas como: la
policondensación y la polimerización en cadena
(radicálica, iónica catiónica...).1
Actualmente el desarrollo de nuevos materiales
es gobernado por 3 parámetros claves: peso, tamaño
y velocidad. Dichos parámetros han implantado
nuevas exigencias dentro de la industria del
transporte, electrónica, óptica etc. Frecuentemente
los nuevos protocolos de producción son tan severos
que un solo polímero no puede cubrir con todos los
requisitos de fabricación de un componente
estructural, electrónico y/o térmico.
Una estrategia para cumplir con los nuevos
protocolos de producción es la utilización de mezclas
de 2 ó más polímeros. No obstante el empleo de
mezclas poliméricas requiere un control preciso de
las morfologías debido a que sus propiedades (físicas
y químicas) dependen de la distribución, del tamaño
y de la geometría de las fases implicadas. Por lo
anterior, el estudio y desarrollo de técnicas de
mezclado se ha convertido en un tema de investigación
de gran interés.
El objetivo principal de la presente publicación es
el de exponer los principios básicos de la fabricación
de mezclas a base de polímeros termofijos mediante
la estrategia de separación de fase inducida por una
reacción (RIPS).
SISTEMAS TERMOFIJOS
Respecto a los polímeros termoplásticos, los
sistemas termofijos presentan una mejor estabilidad
termomecánica así como una mayor resistencia a
los solventes, esto debido a su estructura reticulada.
Sin embargo la fragilidad (baja resistencia al impacto
y la fisuración) de estos materiales limita el área de
aplicaciones.
Una estrategia para mejorar las propiedades
físicas de las redes termofijas es la fabricación de
materiales heterogéneos o bifásicos. Dichos
materiales están constituidos por una matriz termofija
dentro de la cual una segunda fase ha sido dispersada
(figura 1). La segunda fase puede ser un
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
5 µm
Fig. 1.- Micrografía de una mezcla polimérica
policianurato/polióxido de metileno.
termoplástico, un elastómero, una carga mineral o
bien simplemente aire (materiales porosos).
Dentro de la fabricación de mezclas a base de
materiales termofijos es importante considerar los
cambios estructurales que experimentan los
polímeros termofijos. La importancia de dichas
transformaciones reside en los cambios fisicoquímicos y viscoelásticos que modifican las
interacciones con el resto de las fases implicadas.
Dos transformaciones estructurales importantes han
sido observadas durante la reacción de polimerización
de los sistemas termofijos:
A) La gelación marca el pasaje del estado líquido al
estado elastomérico, esto debido a la formación
de la primera molécula tridimensional que ocupa
todo el volumen de reacción. Una vez que el
material alcanza esta transformación, sus
propiedades reológicas serán de carácter elástico.
B) La vitrificación se define como el pasaje de un
estado elastomérico a un estado sólido vítreo. Este
fenómeno se produce cuando la temperatura de
transición vítrea (Tg) del sistema parcialmente
polimerizado alcanza la temperatura de reacción,
de manera general la aparición de la vitrificación
retrasa la reacción de polimerización.
Estas dos transformaciones pueden ser
representadas sobre un diagrama TiempoTemperatura-Transformación (TTT).2 En este tipo
de gráfica, el tiempo necesario para alcanzar la
vitrificación o gelación es trazado en función de
diferentes temperaturas isotermas de reacción.
35
�Fabricación de mezclas reactivas mediante la estrategia... / Antonio García Loera
SISTEMAS TERMOFIJOS HETEROGÉNEOS
(BIFÁSICOS)
Inicialmente la elaboración de sistemas bifásicos
tenía como objetivo principal el incremento de las
propiedades mecánicas, especialmente la tenacidad
y la resistencia al impacto. 3 Posteriormente el interés
de estos materiales se ha diversificado, por ejemplo:
Massod-Siddiqi y col. 4 utilizaron resinas epóxicas
como matrices dentro de las cuales fueron
dispersadas moléculas funcionales (cristales líquidos)
o bien polímeros conductores.5 Hedrick y col. 6 así
como Kieffer y col. 7 se han interesado a la
elaboración de matrices termofijas porosas, esto con
la finalidad de disminuir la constante dieléctrica de
dichas matrices.
De manera global la síntesis de materiales
termofijos bifásicos puede ser clasificada en dos
grandes grupos:
a) Dispersión de partículas preformadas (no
miscibles) dentro de los monómeros.
b) Utilización de aditivos inicialmente miscibles con
los monómeros, posteriormente dichos aditivos
serán segregados durante la reacción de
polimerización (Estrategia RIPS).8
La ventaja de la técnica RIPS, con respecto a las
demás técnicas, es la de poder obtener y controlar
diversos tipos de morfologías (nodulares e
interconectadas), esto debido a que esta estrategia
está gobernada por el equilibrio termodinámico de
las diferentes fases.
PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA ESTRATEGIA RIPS
En la técnica de RIPS, el sistema inicial es miscible
y está constituido por monómeros y/o comonómeros
así como de un aditivo (termoplásticos, elastómeros,
solventes...). Durante la reacción de polimerización
una separación de fases es inducida por un
desequilibrio en la evolución de la energía libre de la
mezcla (∆Gm ), figura 2.
Usualmente este desequilibrio es atribuido a la
disminución de la entropía de la mezcla (∆Sm ).9 La
figura 3 esquematiza la fabricación de materiales
heterogéneos a partir de la técnica RIPS.
Fase Reactiva
Aditivo
Mezcla Homogénea
Polimerización
Separación de fases
0,5
x= 0,50
0
x= 0,45
-0,5
x= 0,40
Mezcla Heterogénea
x= 0,35
Fig. 3. Esquema de la estrategia de fabricación de
materiales heterogéneos RIPS.
3
∆Gv (J/cm )
-1
x= 0,30
-1,5
x= 0,25
x= 0,20
-2
x= 0,15
-2,5
= 0,10
x
x= 0,05
-3
-3,5
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5 0,6
0,7
Fracción en masa de PVME
0,8
0,9
1
Fig. 2. Evolución de la energía libre de Gibbs (∆Gm) en
función de la conversión (x) de una mezcla reactiva.
36
Debido a que la estrategia RIPS es controlada
por la miscibilidad de sus componentes es importante
mencionar algunos conceptos básicos de los
diagramas de fases utilizados en el estudio de los
polímeros.
Dos tipos de diagramas de fases son normalmente
utilizados para el estudio de mezclas de polímeros.10
El primer diagrama es el llamado TemperaturaIngenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Fabricación de mezclas reactivas mediante la estrategia... / Antonio García Loera
Composición, este tipo de diagramas son utilizados
sobre todo para determinar el comportamiento de la
miscibilidad con respecto a la temperatura. Si la
miscibilidad se incrementa con la temperatura,
entonces hablaremos de un comportamiento de tipo
UCST ( Upper Critical Solution Temperature); por
otra parte si la miscibilidad disminuye con la
temperatura entonces hablaremos de un
comportamiento de tipo LCST (Lower Critical
Solution Temperature). Dentro del estudio de las
mezclas reactivas, los diagramas TemperaturaComposición se limitan a la determinación de la
miscibilidad inicial de los componentes, es decir antes
de que la polimerización dé inicio.
El segundo tipo de diagramas es conocido como
Conversión-Composición,11 estos gráficos son más
apropiados para el estudio de mezclas reactivas. La
obtención de dichos diagramas se efectúa a través
de las cinéticas de polimerización isotermas de los
monómeros.
MISCIBILIDAD Y TERMODINÁMICA DE LAS
MEZCLAS POLIMÉRICAS
De manera general y a una temperatura fija, la
miscibilidad puede ser analizada a partir de la forma
de la curva de ∆Gm en función de la composición de
la mezcla. La figura 4 muestra los 3 posibles casos
que pueden presentarse dentro del análisis de una
muestra polimérica.
Curva
c
∆ Gm
0
2
µα
2
∂∆G/ ∂ϕ = 0
Curva b
µβ
µ=∂∆ G/∂ϕ
Curva a
ϕA
Composición
ϕ
B
Fig. 4. Evolución del ∆Gm en función de la composición
de una mezcla A+B
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
1er Caso.- Los componentes son completamente
miscibles en toda proporción si los valores de ∆Gm
son negativos para toda la gama de composiciones.
Ningún punto de inflexión se presenta en esta
trayectoria (curva A).
2do Caso.- La inmiscibilidad total corresponde a
la curva C donde todos los valores de ∆Gm son
positivos.
3er Caso.- La mezcla es parcialmente miscible
(aparición de una separación de fases). En este caso
la curva de ∆Gm describe una trayectoria (curva B)
que es caracterizada por la presencia de 2 puntos
con una tangente común, así como por 2 puntos de
inflexión.
Los dos puntos de inflexión corresponden a los
valores donde la segunda derivada tiende a cero:
∂ 2∆Gm /∂ϕ 2 = 0
Esta expresión corresponde a la condición
termodinámica para inducir una descomposición de
tipo espinodal. Dicha descomposición está
caracterizada por tener una baja amplitud en las
fluctuaciones de las concentraciones. Para las
mezclas con composiciones comprendidas entre estos
2 puntos (∂ 2∆Gm /∂ϕ 2 < 0), la separación de fases
tendrá lugar de manera espontánea. Este tipo de
descomposición corresponde a un estado inestable y
no requiere energía de activación para desarrollarse.12
La descomposición binodal es un proceso de
separación de fases gobernado por un mecanismo
de nucleación y crecimiento (no espontáneo). El
fenómeno de nucleación y crecimiento está asociado
a la metaestabilidad del sistema, esto implica la
existencia de una barrera energética así como
presencia de amplias fluctuaciones en la composición.
La presencia de partículas de un tamaño crítico
llamadas núcleos es igualmente necesaria para
inducir una separación de fases de este tipo.
Gráficamente los límites de la descomposición binodal
corresponden a los 2 puntos que tienen una tangente
común. 13 Estos 2 puntos pueden ser determinados a
partir de la igualdad de potenciales químicos de cada
componente ∆µi:
∆µAα = ∆µAβ
∆µBα = ∆µBβ
∆µi = ∂∆G / ∂ϕ i
37
�Fabricación de mezclas reactivas mediante la estrategia... / Antonio García Loera
donde α y β son respectivamente las fases ricas en
los componentes A y B.
El punto donde la descomposición binodal y
spinodal se unen es llamado punto crítico o composición crítica ϕ crit. La determinación de dicha composición es de gran utilidad práctica, ya que la naturaleza de la fase continua y de la fase dispersa dependen de la composición de A y B con respecto al ϕ crit.
En el caso de una mezcla a base de componentes
monodispersos, el ϕ crit puede ser calculado a partir
de:8
1 / (1-ϕ crit) = 1 + (Vmono / Vadit) ½
Donde Vmono y Vadit son respectivamente los
volúmenes molares de los monómeros y del aditivo.
La ecuación precedente nos muestra la
dependencia del ϕ crit con respecto a los volúmenes
molares de los componentes, dentro de la figura 5 se
ilustra dicha influencia.
Descomposición
espinodal
Descomposición
binodal
A
Conversión x
ϕcrit
Descomposición
espinodal
Descomposición
binodal
B
ϕcrit
Descomposición
binodal
ϕ mono
Descomposición
espinodal
ϕcrit
Composición
Descomposición binodal
Descomposición espinodal
Fig. 6. Esquema de las estructuras obtenidas inmediatamente después de la separación de fases
La evolución de las estructuras obtenidas por una
descomposición binodal no presentan cambios significativos respecto a la geometría de las morfologías,
es decir al final de la reacción de polimerización se
obtendrán estructuras nodulares. En el caso de la
descomposición espinodal, Girard-Reydet14 demostró que las estructuras pueden evolucionar para minimizar su interfase, de manera que al final de la
polimerización se obtienen morfologías de tipo
nodular. Este tipo de fenómeno (coarsening) está
directamente relacionado con la viscosidad de la
mezcla así como del porcentaje de la fase dispersa
(figura 7).
C
ϕ adit
Fig. 5. Diagramas de fases Conversión-Composición de
mezclas con aditivos de diferente volumen molar V A > VB
> VC
En base a la figura anterior, podemos constatar
que el ϕ crit de las mezclas a base de aditivos de bajo
volumen molar (agua, alcanos etc.) se sitúa a altas
concentraciones de aditivo. Por otra parte las mezclas a base de aditivos de alto volumen molar
(termoplásticos) presentan un ϕ crit a altas concentraciones del monómero.
38
Respecto a las morfologías es conveniente señalar que las estructuras obtenidas por la descomposición binodal y espinodal son claramente diferentes
inmediatamente después de la separación de fases.
La descomposición binodal (nucleación y crecimiento) conduce a la formación de una fase dispersa en
forma de nódulos, por otra parte la descomposición
espinodal da como resultado una estructura continua
o interconectada (figura 6).
Fig. 7. Evolución de una estructura interconectada en
función del avance de la reacción de polimerización.
Para evitar la coalescencia de las partículas, y
por consecuencia mantener la morfología al momento
de la separación de fases, es recomendable que dicha separación se lleve a cabo a un tiempo cercano
al tiempo de gelación del termofijo; sin embargo la
separación de fases debe ocurrir antes de la
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Fabricación de mezclas reactivas mediante la estrategia... / Antonio García Loera
vitrificación ya que una vez que ésta es alcanzada es
posible que las fases no se separen y por tanto se
obtendrá una red interpenetrada y no un material heterogéneo.
CONCLUSIONES
La estrategia RIPS permite elaborar mezclas
reactivas con morfologías nodulares e
interconectadas, esta particularidad hace que dicha
estrategia sea uno de los procesos de mezclado más
versátiles.
La utilización de la estrategia RIPS requiere un
control preciso de las cinéticas de polimerización
(tiempos de gelación y vitrificación) así como de los
parámetros termodinámicos (entálpicos y entrópicos)
que gobiernan la miscibilidad de los componentes.
La evolución de la miscibilidad de los sistemas
reactivos está representada dentro de los diagramas
pseudo binarios de Conversión-Composición. Estos
diagramas definen el tipo de morfología así como el
mecanismo de separación de fases. La masa molar
del aditivo es importante ya que nos permite desplazar
la posición de punto crítico y por tanto definir cual
será la fase continúa.
La inversión de fases (nódulos del polímero
termofijo dentro de una fase continua de aditivo)
se sitúa a altas concentraciones del aditivo si este
es de baja masa molar, esto significa que podemos
incrementar la cantidad de aditivo dentro de una
matriz termofija si utilizamos un aditivo de baja
masa molar.
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Keates P., Navard P., Thollet G., Vigier G.,
“Reaction induced phase separation mechanisms
in modified thermosets“, Polymer, 1998, Vol. 39,
pp. 2269-2278
39
�Evaluación de superficies
maquinadas por descargas
eléctricas utilizando
diferentes fluidos dieléctricos
Luciano José Arantes
ljarantes@mecanica.ufu.br
Alberto Arnaldo Raslan
ltm-raslan@ufu.br
Evaldo Malaquias da Silva
emalaqui@mecanica.ufu.br
Márcio Bacci da Silva
mbacci@mecanica.ufu.br
Universidad Federal de Uberlândia, Facultad de Ingeniería Mecánica,
Av. Joâo Naves de Avila, 2160, Campus Santa Mônica, Bloco 1M, Brasil.
ABSTRACT
The performance of different dielectric fluids used in Electrical Discharge
Machining (EDM) is analyzed in this work. Three different set-ups of work
in terms or Metal Removal Rate (MMR), Wear Ratio (WR) and roughness
parameter (Ra) were considered. Five tests with different types of dielectric
fluids using a cooper tool have been done. Very important differences in
surface quality were observed depending on the dielectric fluids. An
important conclusion about the use of kerosene is presented.
KEYWORDS
EDM, dielectric fluids, MRR, topography and roughness.
RESUMEN
El objetivo de este trabajo es el estudio de las superficies producidas
por el proceso de descargas eléctricas EDM con diferentes tipos de fluidos
dieléctricos en tres regímenes de fabricación. Fueron realizadas pruebas
con cinco tipos diferentes de fluidos dieléctricos y con una herramienta
cilíndrica vaciada de cobre electrolítico. Se verificó que existen diferencias
importantes cuando se fabrica con fluidos diferentes, manteniéndose constante todas las demás condiciones de operación. Se observó que hay grandes variaciones en la calidad de la pieza fabricada en función del fluido
dieléctrico empleado. Importantes conclusiones relativas al uso de queroseno son presentadas.
PALABRAS CLAVE
Maquinado por descargas eléctricas, fluidos dieléctricos, acabado superficial.
40
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Evaluación de superficies maquinadas por descargas eléctricas... / Luciano José Arantes, et al
INTRODUCCIÓN
La fabricación por descargas eléctricas (EDM Electric Discharge Machining) o fabricación por
electroerosión, como es conocida todavía en la industria, es un proceso indicado en la fabricación de formas
complejas en materiales que sean conductores eléctricos, especialmente aquellos de alta resistencia, difíciles
de ser fabricados por procesos tradicionales.
Sus principales aplicaciones son: fabricación de
matrices para estampado y fundición, hileras para
trefiliación, expulsión, moldes de plástico, en fin, para
el sector de herramienta en general (Cruz, 1999).
Los fluidos dieléctricos específicamente desarrollados para el proceso EDM son hidrocarburos altamente refinados o sintéticos. Existen innumerables
características físicas y químicas que pueden ser usadas para definir e identificar el desempeño de cada
fluido. En este trabajo serán abordadas las características más importantes en el proceso, en base a los
datos suministrados por los fabricantes, ya que se
trata de un trabajo de análisis de desempeño (Intech
EDM,1996).
Las características físico-químicas de los fluidos
para EDM pueden o no influenciar el desempeño del
proceso. Entre las características que tienen influencia
decisiva están: resistencia dieléctrica, viscosidad,
punto de fulgor y estabilidad a la oxidación. Otras
características con poca o ninguna influencia en el
desempeño del proceso son: olor, color y punto de
fluidez. Actualmente, un factor importante tanto en
la selección del fluido es la seguridad, como el al-
Fig. 1. Ejemplo de pieza de pequeñas dimensiones
fabricadas por el proceso EDM.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
macenamiento y uso en las operaciones de EDM. Un
fluido que presenta características químicas que producen una elevada calidad en la superficie de la pieza
fabricada y unas altas Tasas de Remoción de Material
(TRM), puede ser nocivo para la salud del operador.
La cuestión de la calidad del ambiente de trabajo
y de la salud ocupacional debe ser tomado en consideración debido a las legislaciones ambientales y del
trabajo, debido a que los fluidos dieléctricos más tóxicos pueden causar problemas serios de dermatitis e
intoxicaciones por la innalación del producto evaporado (Intech EDM,1996).
OBJETIVOS
El principal objetivo de este trabajo es discutir y
analizar algunos de los factores más importantes que
influyen en el proceso de fabricación por descargas
eléctricas, además de evaluar el desempeño de algunos fluidos dieléctricos comerciales en Brasil, sus
características y posibles aplicaciones.
La principal justificación para la realización de
este trabajo se basa en el hecho de que existe la
necesidad de literatura dirigida a la industria, que
oriente sobre cuál fluido dieléctrico es más indicado
para cada aplicación (acabado, desbaste o corte,
semi-acabado, tipo diferente de material). Eso fue
evidente durante la búsqueda de artículos sobre el
tema, dada la dificultad de encontrar trabajos respecto al uso del fluido dieléctrico en la fabricación
por electroerosión.
Por lo tanto, se espera que este trabajo contribuya tanto para la industria como para la orientación
de nuevos estudios académicos.
FLUIDO DIELÉCTRICO
Los fluidos dieléctricos pueden ser: Queroseno,
hidrocarbono activado - ambos derivados del petróleo- agua desionizada y hasta ciertas soluciones acuosas.
Conforme Fuller (1989), el fluido dieléctrico tiene
un papel fundamental en el proceso: controlar la potencia de abertura de la descarga. Además ejerce
otras dos funciones en el proceso: promueve el lavado de la interfase herramienta-pieza (gap), arrastrando
hacia fuera las partículas erosionadas y auxilia en el
enfriamiento del sistema, en los alrededores de las
descargas.
41
�Evaluación de superficies maquinadas por descargas eléctricas... / Luciano José Arantes, et al
Figura 3. Esquema del diagrama de bloques para la metodología.
Fig. 2. Pieza de grandes dimensiones y forma compleja
fabricadas por el proceso EDM.
El arrastre adecuado es muy importante para el
desempeño optimizado del proceso, siendo el gran
responsable por la presencia de una capa refundida
más o menos profunda. Una adecuada capacidad
refrigerante permite un enfriamiento relativamente
rápido de las partículas erosionadas, evitándose así
un aumento de partículas que volverán a solidificarse
e integrar el material constituído de la capa refundida, lo que acaba por ser muy perjudicial a la integridad superficial de la pieza.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
En la figura 3, se presentan en forma esquemática, las diversas etapas para la ejecución de
este trabajo.
Los regímenes de fabricación utilizados en los
ensayos fueron tres: corte severo, medio y ligero.
Para cada régimen, teóricamente se espera que calidades diferentes de los aceites dieléctricos promuevan rendimientos diferenciados en las tasas de remoción de material, rigidez dieléctrica y acabado superficial. Se utilizó el manual de la máquina EDM para la
determinación de las variables más adecuadas para
nuestra investigación. Las variables están detalladas
en la tabla I mostrada a continuación:
42
Tabla I. Parámetros utilizados en las pruebas definitivas.
Régimen
Ton
(ms)
DT
(%)
Ts
Corriente
(A)
Tensión
(V)
Corte
severo
400
95
6
20
60
Corte
medio
200
95
4
15
50
Corte
ligero
75
90
3
10
40
Ton = tiempo descarga (ms); DT=(Ton /tiempo total)x100 (%);
Ts = Potencia eléctrica de la descarga.
En base a datos dados por los fabricantes de los
fluidos dieléctricos fue realizada una investigación
de mercado sobre los precios de los diferentes fluidos analizados. La información reunida es mostrada
en la Tabla II.
Tabla II. Precios de mercado para los fluídos probados.
Fluído Dieléctrico
Precio de mercado
(US$/Litro)
Aceite A
1,96
Aceite B
0,88
Aceite C
1,28
Aceite D
1,68
Aceite E
0,60
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Evaluación de superficies maquinadas por descargas eléctricas... / Luciano José Arantes, et al
En la tabla III se muestran las características típicas de los fluidos electricos seleccionados para las
pruebas.
Tabla III. Caracteristicas típicas de los fluidos dieléctricos
utilizados en las pruebas.
Propiedades Aceite
A
Aceite
B
Aceite
C
Aceite
D
E
Queroseno
Color ASTM
(D-1500)
L 0,5
L1
L1
L1
L1
Densidad
a 20ºC
(D-4052)
0,843
0,760
0,782
0,80mín 0,844max
0,76mín 0,82máx
Punto de
Fluidez, ºC
(D-97)
-12
----
3
----
----
Viscosidad
cSt a 40ºC
(D-445)
3,7
2,3 mín
2,5 máx
2,54
2,5mín
2,8máx
1mín
2máx
Viscosidad
cSt a100ºC
(D-445)
1,4
----
----
----
----
Punto de
Ignición, ºC
(D-92)
130
110
110
100
40
Utilizando los parámetros seleccionados en la tabla I, se inició la 3ª etapa, donde fueron evaluados
tanto la rugosidad media aritmética (Ra) y el análisis
topográfico. Para la realización de las mismas se utilizaron los siguientes equipos
• Rugosimetros SURTRONIC 3+ Rank Taylo
Hobson.
• Microscopio de barrido ZEIZZ LEO 940 A.
El total de piezas fabricadas o número total de
ensayos es igual al número de régimen de fabricación (NR=3) veces el número de fluidos dieléctricos
(NFD=5) veces el número de repeticiones (NR=5),
dando un total de 75 operaciones de fabricación.
Un número de repeticiones de cada ensayo igual
a cinco genera una mayor confiabilidad en los resultados, una vez que el proceso EDM es influenciado
por varios factores, tales como humedad en el fluído
dieléctrico, temperatura ambiente y del fluído, grado
de contaminación por partículas erosionadas, grado
de degradación del fluído, etc. los que modifican sensiblemente los valores de TRM y Rigidez dieléctrica
(RD). Por tanto fueron realizados un total de setenta
y cinco operaciones de fabricación, generando 150
entalles semicirculares.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS
Rugosidad Media Aritmética (Ra)
y Topografía
Los resultados de las rugosidades medias aritméticas (Ra) para los tres regímenes de operación en la
tabla IV.
Dentro de las regiones fabricadas con un largo
Tabla IV: Rugosidades, Ra generados en el proceso
EDMpara las diferentes regiones de corte por los
diferentes fluidos dieléctricos.
Regimén de corte
Fluído
Dieléctrico
Ligero
Medio
Severo
Aceite A
6.4
7.6
9.6
Aceite B
5.9
9.7
9.4
Aceite C
6.0
9.5
12.8
Aceite D
6.8
9.8
9.8
Queroseno
6.5
10.4
12.7
de 4 mm se analizaron las rugosidades en una longitud de 2,5 mm. Para cada muestra fueron hechas 12
lecturas en el sentido del eje central de la misma.
En el régimen de corte ligero, tabla IV y figura 4,
se notó una pequeña diferencia de rugosidad, de la
orden de 15 %, entre la rugosidad generada con el
aceite de mayor desempeño (aceite B) y el de peor
desempeño (aceite D). Eso puede haber ocurrido
por el hecho de que algunos aceites producen más
vapor que otros, pues a mayor vaporización puede
resultar una mayor cantidad de burbujas formadas
durante las descargas eléctricas, lo que produce un
acabado de baja calidad en la superficie fabricada,
lo que se refleja en la rugosidad (Ra). Sin embargo,
haciendo una observación detallada de las topografías de la figura 4, o sea, una vista superior de la
superficie fabricada, con aumentos de 100x, se puede apreciar que entre los aceites A, B, C y D no
hubo una considerable diferencia visual. El queroseno, a pesar de haber presentado menor rugosidad
que el aceite D, mostró una topografía, con un número muy alto de burbujas de metal redepositado.
Esto se debe a la excesiva evaporación del
dieléctrico, ya que entre mayor es el número de burbujas durante cada descarga, asociado al hecho de
una habilidad inferior de lavado y remoción rápida del
43
�Evaluación de superficies maquinadas por descargas eléctricas... / Luciano José Arantes, et al
ACEITE A
ACEITE B
ACEITE C
ACEITE D
ACEITE E
ACEITE A
ACEITE B
ACEITE C
ACEITE D
ACEITE E
Fig. 4. Topografias obtenidas por MEV (aumento de 100x)
de las superficies fabricadas por EDM con fluidos
dieléctricos A, B, C, D y E en régimen de Corte Ligero.
Fig. 5. Topografías obtenidas por MEV (aumento de 300x)
de las superficies fabricadas por EDM con fluidos
dieléctricos A, B, C, D y E en régimen de Corte Medio.
calor de las partículas desprendidas después de la descarga eléctrica, se produce una peor calidad en la superficie fabricada. El queroseno mostró en el régimen
de corte ligero la peor superficie fabricada, lo que perjudica principalmente piezas que trabajarán en contacto superficial y alta precisión geométrica. En las topografías se observa que las superficies generadas por
los aceites A, B, C y D poseen una capa refundida o
capa blanca homogénea.
Ya para el régimen de corte medio, tabla IV y
figura 5, se notó una diferencia mayor entre los aceites, que llegó a 36% entre el aceite A y el aceite E.
Se confirma, tabla IV, una tendencia importante:
cuanto más severo es el régimen, más discrepante
es el desempeño de los fluidos. Comparando esos
resultados con los resultados de las topografías, figura 5, queda bien claro que el mejor desempeño fue
el aceite A, pues además de presentar menor rugosidad, presentó una capa refundida todavía más homogénea que la de los otros aceites, B, C y D.
De forma análoga, el queroseno presentó rugosidad inferior y se confirmó ese desempeño con las
topografías, figura 5 (aceite E), con un elevado número de burbujas refundidas del material de la pieza,
de diversos tamaños y formas.
En el régimen de corte severo, tabla IV y figura
7, se notó una diferencia de la orden de 36 % entre
el aceite B y el aceite C, los cuales fueron los extremos del desempeño en términos de Ra. Una vez más
el aceite A presentó buen resultado, siendo superado apenas por el aceite B. El queroseno presentó
nuevamente un desempeño malo, sin embargo, cuando
es comparado con las topografías de la figura 7, las
superficies ya tuvieron una similitud mayor, y este
44
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Evaluación de superficies maquinadas por descargas eléctricas... / Luciano José Arantes, et al
CONCLUSIONES
En base a los resultados de las pruebas realizadas en piezas fabricadas mediante EDM utilizando
diferentes fluidos dieléctricos y su posterior análisis
se puede concluir que:
ACEITE A
ACEITE B
ACEITE C
ACEITE D
ACEITE E
Fig. 7. Topografías obtenidas por MEV (aumento de 300x)
de las superficies fabricadas por EDM con fluidos
dieléctricos A, B, C, D y E en régimen de Corte Severo.
aceite mostró visualmente una superficie semejante
a las de los demás aceites. En el caso de la figura 7b,
se nota que en algunos puntos, la superficie está más
rugosa y con mayor número de burbujas y micro
rajaduras que en la superficie fabricada con queroseno. Aparentemente, en condiciones de régimen más
severo, las diferencias de rugosidad y topografías
van disminuyendo gradualmente.
Es importante resaltar que para todos los datos
presentados en los gráficos, la variación del resultado de un ensayo para otro no fue mayor que 2 a 5 %,
demostrando así buena confiabilidad en los resultados debido al pequeño desvío padrón.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
• No todos los fluidos dieléctricos específicos para
EDM son recomendados para sustituir el
queroseno, o por ser demasiado caro o por
presentar mejor desempeño. Sin embargo, los
aspectos de toxicidad y peligro en el manejo del
queroseno reafirman que su uso como dieléctrico
para EDM debe ser limitado en Brasil, así como
ya sucede en Estados Unidos.
• Los fluidos dieléctricos presentan una gran inconsistencia en el desempeño en los 3 diferentes regímenes de fabricación, lo que muestra una considerable diferencia entre los mismos, a pesar de
que todos presentan propiedades razonablemente similares en cuanto a viscosidad y densidad.
• El fluido dieléctrico E (queroseno), todavía muy
utilizado en las industrias, presentó un débil desempeño en relación a los fluidos específicos para
EDM, con relación todos los fluidos en todos los
aspectos analizados (Ra y Topografía).
• Se verificó que el desempeño no está relacionado
con el costo, un aceite más barato puede proporcionar mejor desempeño que un aceite más caro,
a pesar de que el aceite de mejor desempeño es
el más caro de todos.
• La gran diferencia de desempeño se debe mucho
al proceso EDM, que es altamente dependiente
de innumerables factores, donde hasta la humedad
y la temperatura ambiente pueden afectar sensiblemente el proceso.
Se sugiere la creación de normas de desempeño
para fluidos dieléctricos para EDM, como ocurre
para aceites lubricantes. Así, se sabrá desde la compra cuál es el aceite más indicado para el tipo de
trabajo, material fabricado, material de la herramienta
y condiciones de corte.
45
�Evaluación de superficies maquinadas por descargas eléctricas... / Luciano José Arantes, et al
AGRADECIMIENTOS
Nuestros agradecimientos al MIT (Massachusetts
Institute of Technology), Boston, MA, EUA; a través del Profesor Daniel Roos, por el acceso libre a
sus bibliotecas para la realización de la revisión bibliográfica de este trabajo y al CNPq, por el
financiamiento de la visita.
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Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�La optimización binivel:
Estudio de un caso en la
industria de gas natural
Roger Z. Ríos Mercado
Profesor Titular, FIME, UANL
roger@uanl.mx
http://yalma.fime.uanl.mx/~roger/
Vyacheslav V. Kalashnikov
Profesor de Cátedra, ITESM
kalash@itesm.mx
ABSTRACT
The aim of this paper is to introduce the reader to the field of bilevel
programming. This area of decision-making science will be illustrated by
presenting the problem of minimization of the cash-out penalties from the
point of view of the natural gas shipper. The problem is modeled as a mixed
bilevel linear programming problem. To solve it efficiently, we reformulate it
as a standard mathematical programming problem and describe two iterative
algorithms for its solution. The algorithms are tested for a small dimension
instance.
KEYWORDS
Mixed bilevel optimization, gas cash-out problem, penalty function method.
RESUMEN
En este artículo, introducimos al lector en el campo de la optimización
binivel. Ilustramos esta área de la toma de decisiones con un problema de
minimización de transacción monetaria entre un contratista del gas natural
y un dueño de un gasoducto, el cual se modela como un problema de
programación lineal binivel mixto. Para resolverlo, lo reformulamos como
un problema de programación matemática estándar y proponemos dos
algoritmos iterativos, probando su comportamiento en un problema de dimensión pequeña.
PALABRAS CLAVE
Optimización binivel mixta, problema de minimización de transacciones de
dinero, método de penalización.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
47
�La optimización binivel: Estudio de un caso en la industria de gas natural / Roger Z. Ríos Mercado, et al
INTRODUCCIÓN
En muchos procesos de toma de decisiones existe una jerarquía de gente encargada de tomarlas, y
éstas se efectúan a diferentes niveles en esta jerarquía. Una manera de manejar tales jerarquías es
concentrarse en un nivel incluyendo el comportamiento de los otros niveles como suposiciones. La programación (u optimización) multijerárquica (o de
múltiples niveles) es el área de investigación que estudia y analiza los problemas de toma de decisiones
con enfoque en la estructura jerárquica.
En términos de modelaje, el dominio de soluciones factibles asociado con problemas de optimización
multinivel se determina implícitamente por una serie
de problemas de optimización, los cuales deben ser
resueltos en una secuencia predeterminada. El caso
especial donde sólo se consideran dos niveles se llama optimización binivel. En este caso se tiene un
problema de decisión que se toma a un nivel superior
(llamado también el nivel del “líder”) y otro problema de decisión que se toma a un segundo nivel (llamado también el nivel “subordinado”). Cuando las
restricciones de ambos niveles son todas lineales, se
dice que se tiene un problema de optimización binivel
lineal (BLP, por sus siglas en inglés). En Bard1 y
Migdalas, Pardalos y Värbrand,2 pueden hallarse los
fundamentos esenciales así como aplicación a la solución de sistemas reales de la rama de optimización
multinivel.
Ahora bien, el proceso de toma de decisiones de
comprar, vender, almacenar, y transportar gas, está
inmerso en un mundo bastante complejo donde los
productores, gasoductos (transportistas) y vendedores, juegan un papel muy importante en la cadena.
Esta cadena se hace aún más compleja cuando tomamos en cuenta que la red de gasoductos y oleo-
48
ductos en Latinoamérica abarca desde Canadá hasta Argentina pasando por EUA, México, Centro y
Sudamérica.
En lo que a México respecta, es muy importante
estudiar y comprender este complejo fenómeno y
más aún, desarrollar el soporte técnico que permita tomar decisiones científicamente fundamentadas a la hora de interactuar en los procesos de
compra/venta/transporte con sus contrapartes de
otros países.
El objetivo del presente artículo es el de introducir al lector en el área de optimización binivel y el de
ilustrar su aplicación en el modelaje de un importante problema de toma de decisiones que surge de la
industria del gas natural.
PROBLEMAS DE PROGRAMACIÓN BINIVEL
Un rasgo distintivo de sistemas multiniveles es
que el que toma las decisiones en un nivel puede
influenciar el comportamiento del que toma la decisión en otro nivel (aunque no controla sus acciones
completamente). Además, la función objetivo de
cada unidad puede, en parte, ser determinada por
variables controladas por otras unidades operando
en niveles paralelos o subordinados. Entre las características comunes de organizaciones multiniveles
figuran: (a) existe una toma de decisiones interactiva
entre unidades dentro de una estructura predominantemente jerárquica; (b) cada nivel subordinado
ejecuta sus decisiones/políticas después de las decisiones tomadas en un nivel superior; y (c) cada unidad maximiza sus beneficios netos de forma independiente, pero es afectada por las acciones de otras
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�La optimización binivel: Estudio de un caso en la industria de gas natural / Roger Z. Ríos Mercado, et al
unidades externas. El modelo BLP incorpora estas
características. El marco cubre una unidad de manejo
corporativa al nivel más alto (líder) y una o más unidades subordinadas en el nivel bajo (subordinado).
Para formular matemáticamente el problema, supongamos que el líder tiene control sobre el vector
de decisiones x ∈ X ⊆ R n y que las subunidades, o
subordinado, tiene control sobre el vector
y ∈ Y ⊆ R m El líder decide primero y selecciona x
en un intento por minimizar una función objetivo
F ( x, y ( x )) sujeto quizás a algunas restricciones tecnológicas adicionales. La nomenclatura y(x) enfatiza
el hecho de que el problema del líder está implícito
en las variables y. Luego, el subordinado observa la
acción del líder y reacciona seleccionando un vector
de decisión y que minimice su función objetivo f(x,y),
sujeta a un conjunto de restricciones en las variables
y para el valor de x elegido, vease figuras 1 y 2.
Ahora bien, por razones de espacio, en este trabajo omitimos los detalles técnicos de la formulación
general, los cuales pueden ser encontrados en 1 y 2 .
Lo importante de destacar aquí es que este tipo de
Fig. 1. El problema de programación binivel lineal
esquematizado en dos dimensiones, F(x,y) denota el
objetivo del líder, f(x,y) el objetivo del subordinado y
M (polígono delimitado por los puntos A, B, C, D y E) el
conjunto común de soluciones factibles a ambos problemas. Para cada decisión y del líder, el subordinado
responde con el valor f(x,y) que optimiza su función en
la dirección señalada, por tanto, la línea gruesa denota
el conjunto de soluciones factibles del problema del
líder. En este caso, el punto D sería la solución óptima
al problema.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
problemas, con las características aquí expuestas,
surge en una diversidad de ramos y que puede
modelarse matemáticamente y ser resuelto por métodos adecuados. Para ilustrar su aplicación, planteamos ahora un problema de la industria del gas
natural.
DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
El problema en cuestión surge cuando el transportista hace un contrato con una compañía de
gasoductos para trasladar cierta cantidad de gas entre varios puntos del gasoducto. Lo que finalmente
se entrega en cada punto puede ser una cantidad
mayor o menor de la estipulada originalmente en el
contrato (este fenómeno se denomina desbalance).
Cuando ocurre un desbalance, la compañía de
gasoductos penaliza al transportista mediante una
política de penalización de cambio. Como esta penalización es una función de los desbalances
operativos diarios, resulta que un problema muy importante para el contratista es el cómo manejar los
desbalances diarios para minimizar la penalización
incurrida. Supongamos que el contratista ha establecido un contrato (con otros clientes) para llevar
una cantidad dada de gas natural desde un punto de
“recepción” a un punto de entrega en un marco de
Fig. 2. Importancia del orden de las decisiones. En
este diagrama se enfatiza que la solución depende fuertemente del orden de juego. Si en el problema de la
figura 1, el subordinado y el líder invirtieran sus posiciones de decisión, el conjunto de soluciones factibles del subordinado sería el señalado por la línea gruesa,
y por tanto, la solución óptima sería el punto E.
49
�La optimización binivel: Estudio de un caso en la industria de gas natural / Roger Z. Ríos Mercado, et al
tiempo dado. El contratista debe estipular un acuerdo de transferencia con el gasoducto. Bajo tal acuerdo, el contratista nomina una cantidad diaria de gas
que debe ser inyectada en el gasoducto en el punto
de recepción y que debe ser extraída en un punto de
entrega.
Debido a la naturaleza propia de la industria, la
cantidad que se entrega en un punto es
inevitablemente diferente de la cantidad que fue
nominada. Esta diferencia constituye un desbalance.
Mientras que los gasoductos permiten pequeños
desbalances, imponen penalizaciones por desbalances
mayores. Desde la perspectiva del contratista, un
desbalance puede ser positivo o negativo. Un
desbalance positivo (negativo) surge cuando el
contratista deja (toma) gas en (de) el gasoducto.
Alternativamente, un desbalance positivo (negativo)
significa que el flujo real es menor (mayor) que la
cantidad de gas que fue nominada. Un desbalance a
fin de mes implica una transacción de dinero entre el
contratista y el gasoducto. Los precios de canje se
establecen de manera tal que cuando el contratista
vende (compra) gas a (de) el gasoducto, lo hace a
un precio muy bajo (alto). La relación entre el precio
de canje y la posición de desbalance depende de
forma no lineal del precio del gas promedio, mínimo
y máximo del mes anterior.
ANTECEDENTES
En Kalashnikov y Ríos-Mercado,3 se presenta un
marco de modelación matemática del problema recién descrito. El problema se modela como un problema de optimización entera mixta lineal de dos niveles, donde el contratista juega el papel del líder
(nivel principal) y el gasoducto representa el subordinado (segundo nivel). El término entero mixto denota que el problema tiene variables de decisión continuas y discretas. Es bien conocido que aún la versión más simple de un problema de optimización
multinivel es muy difícil de resolver. BLP enteros
mixtos poseen un grado mayor de dificultad ya que
los conceptos típicos de técnicas de solución como
ramificación y acotamiento para problemas de
optimización entera mixta necesitan de caracterizaciones más fuertes por lo que no pueden ser directamente aplicados. Se desarrolla además una método
de penalización para resolver el problema. Sin en-
50
trar en detalles técnicos, este método fue motivado
por los trabajos de Fukushima,4 Marcotte,5 Marcotte
y Dussault 6 y Marcotte y Zhu. 7
MÉTODO PROPUESTO
En 3 consideramos un sistema jerárquico donde
el líder incorpora en su estrategia la reacción del
subordinado a su decisión. La reacción del subordinado es generalmente representada como el conjunto de soluciones de una desigualdad variacional monótona. Para resolver este problema de optimización
no convexa se aplica una técnica de penalización
basada en la formulación de la desigualdad
variacional del nivel inferior como un problema de
optimización. Bajo condiciones generales, establecimos condiciones para la convergencia del método
de penalización. Usamos estos resultados para
implementar un algoritmo eficiente de solución, el
cual ha sido probado en unos ejemplos del problema
de desbalances.
Como otra alternativa, se desarrolló un método
directo para resolver el BLP en cuestión. Este método resuelve separadamente el problema de nivel
inferior, el cual consiste en encontrar la respuesta
óptima del gasoducto a los valores del desbalance
del último día, y después el problema de hallar el
vector óptimo de desbalances para el contratista. Al
pasar de un vector de desbalances a otro, el algoritmo averigua la factibilidad del mismo antes que calcular el valor de la función objetivo en este punto. El
proceso se termina cuando la diferencia entre dos
iteraciones consecutivas no exceda la tolerancia seleccionada de antemano.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�La optimización binivel: Estudio de un caso en la industria de gas natural / Roger Z. Ríos Mercado, et al
EJEMPLO ILUSTRATIVO
Para ilustrar el uso de la técnica, en 3 se aplicaron los métodos a varios problemas de prueba. Los
métodos fueron implementados con la ayuda de
GAMS8 (software de modelación algebráica para
resolver problemas de optimización). Por ejemplo,
aquí ilustramos los resultados de los algoritmos en el
siguiente caso de 4 zonas y 2 días de planificación
representado por los datos que se muestran en las
tablas I a la VII (las celdas vacías significan ceros).
Los límites inferior y superior para arreglos del
desbalance son como siguen: sijL = − 3, sUij = 3 ∀i, j ∈ J
Desbalances
initiales x0
Zona 1
Zona 2
Zona 3
Zona 4
-10.0
-4.0
3.0
6.0
Factores Coeficientes
de
de
penaliza- penalización
ción rj
âj
10.0
0.1
8.0
0.2
6.0
0.3
4.0
0.4
Tabla II. Acotaciones inferior y superior
del desbalance total.
Períodos de
tiempo t
Día 1
Día 2
Acotación
inferior xt L
-11.0
-17.0
Acotación
superior xtU
1.0
7.0
Tabla III. Costos de transportación entre zonas.
fij
Zona 1
Zona 2
Zona 3
Zona 4
Zona 1
Zona 2 Zona 3
2.0
4.0
2.0
Zona 4
4.0
2.0
1.0
Tabla IV. Porcentaje del gas retenido transportado
entre zonas.
eij
Zona 1
Zona 2
Zona 3
Zona 4
bij
Zona 1
Zona 2
Zona 3
Zona 4
Zona 1
Zona 2
4.0
Zona 3
2.0
4.0
Zona 4
2.0
4.0
2.0
Tabla VI. Límite inferior del desbalance en la zona j en
el día t.
L
tj
x
Día 1
Día 2
Zona 1
-15.0
-20.0
Zona 2
-9.0
-13.0
Zona 3
0.0
-5.0
Zona 4
1.0
-4.0
Tabla VII. Límite superior del desbalance en la zona j
en el día t.
Tabla I. Datos iniciales.
Zonas j
Tabla V. Bonos por contratista para el gas regresado.
Zona1 Zona 2
0.1
Zona 3 Zona 4
0.2
0.2
0.1
0.1
0.05
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
x
Día 1
Día 2
U
tj
Zona 1
5.0
0.0
Zona 2
1.0
5.0
Zona 3
6.0
10.0
Zona 4
10.0
15.0
Los algoritmos se comportaron del siguiente modo.
Después del paso preliminar empezando a partir del
desbalance inicial, se obtuvo el desbalance del último
día con el valor de la función objetivo del contratista
z = 14.9. Ya que este vector no tiene todos sus
componentes del mismo signo (lo cual es una
restricción tecnológica del modelo), procedemos con
los pasos del algoritmo. Con la tolerancia final e =
0.001, se obtiene la aproximación final del desbalance
del último día con el valor de la función objetivo del
contratista z = 50.072. La respuesta óptima del
gasoducto a esta estrategia del contratista es el
desbalance final con el mismo valor de la función
objetivo del gasoducto z = 50.072. Todos los
movimientos hacia delante son ceros, mientras que
los movimientos hacia atrás (vij ) son: v13 = 9.0; v14 =
3.495; v24 = 5.809. El desbalance del último día
satisface la prueba de factibilidad, es decir, se obtiene
a partir del desbalance inicial mediante los
movimientos diarios indicados en la tabla VIII. El
problema del canje del gas queda resuelto, con la
solución dada en la tabla IX.
Tabla VIII. Movimientos óptimos del desbalance en zona
j durante día t.
stj
Día 1
Día 2
Zona 1
-1.148
-1.347
Zona 2
-0.805
-1.004
Zona 3
3.000
3.000
Zona 4
1.994
1.795
51
�La optimización binivel: Estudio de un caso en la industria de gas natural / Roger Z. Ríos Mercado, et al
Tabla IX. Desbalance óptimo en la zona j en día t.
x tj
Día 1
Día 2
Zona 1
-11.148
-12.495
Zona 2
-4.805
-5.809
Zona 3
6.000
9.000
Zona 4
7.994
9.789
CONCLUSIONES
El campo de la optimización multinivel es por hoy
un campo muy importante en materia de investigación
y sobre todo de aplicación. Las estructuras
jerárquicas pueden encontrarse en diversas disciplinas
científicas incluyendo estudios ambientales, teoría de
clasificación, bases de datos, diseño de redes,
transporte, teoría de juegos y economía; y nuevas
aplicaciones (como la descrita arriba para la industria
del gas) continúan surgiendo. Este hecho es positivo
para el desarrollo de nuevas teorias y conceptos, así
como de algoritmos eficientes de solución.
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos los comentarios hechos por dos
revisores anónimos, los cuales ayudaron a mejorar
la presentación del artículo. El presente trabajo fue
apoyado financieramente por el PAICyT de la UANL
(proyectos CA555-01 y CA562-01).
4. M. Fukushima. Equivalent differentiable
optimization problems and descent methods for
asymmetric variational inequality problems.
Mathematical Programming, 53:99-110, 1992.
5. P. Marcotte. A new algorithm for solving
variational inequalities with application to the
traffic assignment problem. Mathematical
Programming, 33:339-351, 1985.
6. P. Marcotte y J.-P. Dussault. A sequential linear
programming algorithm for solving monotone
variational inequalities. SIAM Journal of Control
and Optimization, 27:1260-1278.1989
7. P. Marcotte y D. L. Zhu. Exact and inexact penalty methods for the generalized bilevel
programming problem.
Mathematical
Programming, 74:141-157, 1996.
8. A. Brooke, D. Kendrick y A. Meeraus. GAMS:
A User’s Guide. The Scientific Press, San
Francisco, EUA, 1992.
REFERENCIAS
1. J. F. Bard. Practical Bilevel Programming:
Algorithms and Applications. Kluwer Academic
Publishers, Dordrecht, 1998.
2. A. Migdalas, P. Pardalos y P. Värbrand, editores.
Multilevel Optimization: Algorithms and
Applications. Kluwer, Dordrecht, Holanda, 1998.
3. V. V. Kalashnikov y R. Z. Ríos-Mercado. Solving
a natural gas cash-out bilevel program by a penalty function method. Reporte Técnico PISIS2003-03, Programa de Posgrado en Ing. de Sistemas, FIME, UANL, San Nicolás de los Garza,
México, Mayo 2003.
52
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Empresas mineras y
metalúrgicas en Monterrey,
México. 1890-1908
Parte II. Tres plantas metalúrgicas
César Morado Macías
Archivo General del Estado de Nuevo León, México.
cmorado@mail.nl.gob.mx
CONDICIONES PARA EL ESTABLECIMIENTO DE METALURGICAS
EN MONTERREY, MÉXICO
Varias empresas norteamericanas vinculadas a la minería se habían establecido
en México. Destacaba entre ellas, la Consolidated Kansas City Smelting and
Refining Company, que explotaba minerales en Sierra Mojada y Santa Eulalia,
Chihuahua, para remitirlos a fundiciones ubicadas en Estados Unidos.
Esta exportación de minerales mexicanos a E.U. obedecía a las enormes
ventajas que estos tenían sobre los extraídos en suelo norteamericano. Su bajo
precio y alto rendimiento hacían la actividad sumamente rentable (históricamente,
existía gran demanda de metales industriales, debido al fortalecimiento de la
industria eléctrica).
Ello desfavorecía a los empresarios mineros norteamericanos, quienes
constantemente protestaban y exigían una tarifa prohibitiva que lograra reducir
las importaciones. Ésta llegaría en 1890, cuando Benjamín Harrison asumiendo la
presidencia del Partido Republicano, demandó la protección a la industria minera
nacional. Así el Arancel Mckinley -como se le denominó- logró su objetivo: detener
la introducción de plomo, metal industrial por ese entonces, estratégico.
Sin embargo, el arancel resultó un arma de doble filo. Si bien cumplió su
objetivo de obligar a las fundidoras americanas a consumir minerales nacionales
-grave golpe para México-, propició que aquellos inversionistas pensaran en venir
a invertir en suelo mexicano. A lo anterior se sumó la severa reacción del gobierno
mexicano, que determinó gravar todas las exportaciones minerales; con lo que
fundirlos afuera resultó incosteable.
En ese marco, fue donde se decidió establecer en Monterrey, la primera
metalúrgica, The Nuevo Leon Smelting, Refining and Manufacturing Company.
Más adelante, ese mismo año, se constituirán la Compañía Minera Fundidora y
Afinadora de Monterrey (luego PEÑOLES) y la Gran Fundición Nacional
Mexicana (después ASARCO; posteriormente Industrial Minera México, S.A.,
IMMSA; ahora conocido como Grupo México). Las tres, pioneras de la industria
privada y ejes indiscutibles en la construcción de Monterrey como plataforma
generadora y reproductora de relaciones capitalistas de producción, incluyendo
una gran parte del noreste mexicano, que las abastecerá de minerales.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
Gral. Porfirio Diaz
En el número 19 de INGENIERÍAS se publicó la parte
1 de este artículo.
53
�Empresas mineras y metalúrgicas en Monterrey, México. 1890-1908. Parte II. ... / Cesar Morado Macías
THE NUEVO LEON SMELTING, REFINING &
MANUFACTURING COMPANY LIMITED
(Fundición No. 1)
El seis de febrero de 1890, Joaquín Maiz por sí y
en representación de Samuel Lederer explicó en un
amplio documento al gobernador Bernardo Reyes,
que deseaba establecer en Monterrey una compañía
“para la compra de metales en la república así como
también su beneficio y manufactura en gran escala
con un capital social de 500 mil pesos, pudiéndolo
ampliar hasta un millón y medio”;4 explicó que
deseaba establecer esta empresa en virtud de que la
minería local tenía “cerrados los mercados extranjeros
y con minerales de baja ley que sólo la fundición
podría beneficiar en forma rentable”5
El 18 de marzo de 1890, el gobierno de Bernardo
Reyes, a solicitud de Joaquín Maiz y Samuel Lederer
- el primero originario de España, el segundo de Hungría- concedió exención de impuestos por 20 años,
sobre el capital de $ 250,000.00 a invertir en esta
empresa, dedicada a partir de ese momento a la compra y beneficio de metales, hasta por el monto de un
millón y medio de pesos. Adicional a la exención fiscal, el gobierno estatal cedía gratuitamente 15 manzanas de terreno por el rumbo del Obispado para su
instalación.
Los accionistas serán: Henry C. Read (residente
en Londres); Henry M. y Sra. Evans (Apizaco); H.C.
Waters (México); Banco de Londres y México
(México); Carlos Sommer, Lic. A. Arroyo y Gómez
Fig. 8. En 1889 el gobernador del Estado de Nuevo León,
Gral. Bernando Reyes, concedió exenciones de impuestos hasta por 20 años a las «obras de utilidad pública»,
considerándose entre éstas las industriales. (AGENL).
54
Fig. 9. La planta metalúrgica «Nuevo León Smelting,
Refining & Manufacturing Company Limited» fue una de
las primeras grandes industrias de la ciudad de
Monterrey, N.L., México.
Farías, de México; Angel, Pedro y Justo Maiz, de
Bilbao, España; Joaquín, Agustín y José Maiz,
residentes en Monterrey; al igual que Samuel Lederer,
Rodolfo Dresel y Cía., Félix Mendirichaga, Samuel
Andrew, Pedro Lambretón, Martín Vizcaya, Manuel
Garza Guerra, General Gerónimo Treviño, Antonio
Treviño, Lic. Narciso Dávila, Mariano García y Sra.
Refugio C. de Velarde.6
Argumentaba su promotor -Lederer-, que la empresa traería gran beneficio “al pueblo trabajador, el
comercio y la industria; no siendo menos favorecido
el ramo de minería, que tan decaído está en el Estado, pues contando con un mercado seguro para sus
metales, aún a pesar de la muy baja ley que es sabido tienen y por cuya razón no pueden ser exportados,
se levantarán de la postración en que se encuentra y
nuevos capitales empleados en ella vendrán a fomentarla y hacer que adquiera la importancia que debe
tener”.7
Era ésta, la gran profecía que adquiriría
concreción más adelante con la paradigmática
simbiosis entre empresas y las fundidoras. Para mayo
de ese año, Joaquín Maiz se dirigió -a nombre de la
compañía- al gobernador para explicarle que: dadas
las dificultades que les habría causado el establecer
los grandes talleres en los terrenos del Obispado,
cedidos gratuitamente por el gobierno estatal, habían
decidido instalarlos en un lugar cercano a la estación
del ferrocarril de Monterrey al Golfo mexicano, por
así convenir a sus intereses. Motivo por el cual,
agradecía ampliamente, “el desprendimiento y
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Empresas mineras y metalúrgicas en Monterrey, México. 1890-1908. Parte II. ... / Cesar Morado Macías
filantropía de ese Gobierno cuando se trata de
impulsar el adelanto y progreso de la industria”.8
No tardaría en desplomarse ese optimismo inicial.
La fundición No. 1 -como se le conoció-, tuvo que
enfrentar la competencia, nada más y nada menos
que de los Hermanos Guggenheim, propietarios de
la American Smelting (Fundición No. 3), por un lado;
por el otro, a lo más selecto de la élite empresarial
regiomontana, propietaria de la Fundición No. 2.
Una vez, iniciado su funcionamiento y con el fin
de acelerar su crecimiento respecto a sus
competidores, el Banco de Londres y México le abrió
un crédito que llegó a sobrepasar los trescientos mil
pesos. Fue entonces cuando se multiplicaron las
dificultades y diversos acreedores embargaron la
negociación. El Banco se vio obligado a exigir
judicialmente el pago de su crédito y solicitar la
adjudicación de la Fundición, como medio único de
salvar en parte sus intereses.
Para el día nueve de noviembre de 1893, el Lic.
Rafael F. Morales, notario público ejerciendo en
México, D.F. y avalado por sus colegas José de J.
Arce, Antonio Ferriz y Agustín Pérez de Lara; consignó en su protocolo que: de acuerdo al dictamen
emitido por el juez civil en esa capital, Lic. Eduardo
Escudero «en rebeldía de la Sociedad Nuevo León
Smelting, Refining and Manufacturing Company
Limited, se otorgaba escritura de adjudicación a favor del Banco de Londres y México, a buena cuenta
del crédito que demandó en el juicio respectivo, la
Negociación establecida por dicha Compañía en la
ciudad de Monterrey, con todos los terrenos que le
pertenecen, las fundiciones, fábricas, materiales, casas de habitación, edificios, maquinaria herramientas, útiles, enseres y cuanto más forma parte de la
expresada negociación». 9
De acuerdo al avalúo practicado por el ingeniero
Pedro Vigil, el valor de lo embargado ascendía a ciento treinta y dos mil setecientos sesenta y seis pesos,
por lo que el banco debería pagar al estado de Nuevo León, el impuesto correspondiente sobre traslación de dominio. Sin embargo, a solicitud de J.C.
Middleton, representante en Monterrey de dicha institución bancaria, se le redujo a la mitad.
Una vez propietario de la Fundición No. 1, dos
fueron las prioridades del banco: poner a funcionar
cuanto antes la planta y seguir contando con la exención fiscal otorgada en marzo de 1890.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
Reyes concedió la vigencia de la concesión, a
condición de que estaría funcionando para el 26 de
marzo de 1895. Casi dos meses antes de que venciera el plazo, H.L. Wieches, gerente del Banco de
Londres y México, confesaba (el Ejecutivo
neoleonés) haber hecho todos los esfuerzos a su alcance por cumplir con lo pactado. 10 Afirmaba haber
intentado negociar con empresas nacionales y extranjeras sin poder lograr un acuerdo favorable. Eran
dos, las dificultades centrales: aún no terminaban los
procedimientos judiciales; había todavía juicios promovidos por acreedores que se consideraban con derecho a las existencias y no había sido posible contratar
la cantidad de plomo requerida para echar a funcionar
la fundición. Esto último derivado indiscutiblemente de
la reñida y no siempre leal competencia.
Ante la densidad de la problemática, la directiva
se planteó una disyuntiva: solicitar se prolongase un
año la concesión de excención de impuestos, o subastar la compañía aunque fuera en partes. Mostraban gran interés porque se les concediera lo primero. Bernardo Reyes los apoyó, amplió su plazo hasta
Fig. 10. Solicitud del gerente del Banco de Londres y
méxico a Bernardo Reyes para que el gobierno del estado de Nuevo León dispense algunos depósitos en efectivo a fin de que la planta recupere solvencia y pueda
continuar funcionando. AGENL, Fondo Concesiones, Exp.
3/4.
55
�Empresas mineras y metalúrgicas en Monterrey, México. 1890-1908. Parte II. ... / Cesar Morado Macías
Fig. 11. Panorámica de la Fundición Número 2 en 1920.
febrero de 1896. Al aproximarse la fecha de vencimiento, volvió a explicar el gerente que tenía la intención de echar a funcionar la fundición, ya que
representaba capital improductivo para el banco y
múltiples desembolsos en mantenimiento de la maquinaria, pago del administrador, etc.
El reto principal eran cinco litigios que mantenían
igual número de acreedores y cuya existencia -en
caso de dudarse- se comprometía a comprobar. En
respuesta, el ejecutivo neoleonés, que bien definida
tenía su línea política de fomento industrial, amplió el
plazo un año más con carácter de improrrogable.
Bajo los mismos argumentos de parte del banco, volvió a conceder una tercera prórroga que se venció
en marzo de 1898. Con esa fecha, quedó cancelada
la exención fiscal vigente desde 1890. La Fundición
No. 1, primer gran intento empresarial de Monterrey,
jamás volvería a funcionar. 11
COMPAÑÍA MINERA FUNDIDORA Y
AFINADORA DE MONTERREY (FUNDICIÓN
NO. 2.)
Fue constituida el 21 de junio de 1890, fusionando
a la compañía Minera Santa Elena bajo el nombre
Compañía Minera Fundidora y Afinadora de
Monterrey S.A.; a iniciativa de uno de los artífices
de la minería e industria pesada del noreste mexicano: Vicente Ferrara, apoyado por lo más selecto de
la élite empresarial de Monterrey: para fundir plomo
argentífero. El artículo tercero de su acta constitutiva establece que el capital de la compañía es de
$600,000.00 pesos dividido en 600 acciones de
$1,000.00 cada una. Un 25% del capital lo aportaron
Miguel Ferrara, Santiago Chamberlain y Vicente
Ferrara, dueños de la Compañía Minera de Santa
Elena que se fusionó con la nueva empresa, otro 50%
56
quedaría depositado en la tesorería de la sociedad,
mientras que el restante 25% fue capital exhibido en
la siguiente forma: Patricio Milmo, Daniel Milmo,
Juan Weber y Santiago Belden, invirtiendo $ 9,000.00
pesos cada uno; Francisco Armendariz aportó $
30,000.00, N.R. Wilson $15,000.00, Antonio Ferrara
$ 10,000.00; Reynaldo Berardi, Onofre Zambrano y
José Milmo aportaron $6,000.00 cada uno, Juan
Weber hijo $ 5,000.00 y Vicente Ferrara
como ac12
cionista mayoritario $36,000.00 pesos.
Se integró maquinaria movida con vapor y electricidad, diez hornos de fundición de noventa toneladas de capacidad diaria por unidad y una planta completa para refinar plomo y apartar plata y oro. Durante el año administrativo de 1905-1906, consumió
más de 5 millones de dólares en minerales, materiales
diversos para fundición, combustibles, salarios y gastos complementarios. Ocupó entonces 650 trabajadores y no detuvo sus labores durante 15 años. Su
instalación obedeció a las mismas coyunturas por las
que se establecieron las tres metalurgias, aunque aquí
se observa como factor importante, los capitales acu-
Fig. 12. «El apartado», separación de oro y plata, en la
planta de la fundidora 2 (AGENL).
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Empresas mineras y metalúrgicas en Monterrey, México. 1890-1908. Parte II. ... / Cesar Morado Macías
mulados previamente invertidos por la élite reynera,
en esta empresa.13
A los hornos originales se agregaron tres en 1892,
en noviembre de 1897 otros dos y dos más en mayo
de 1901. Aunado a lo anterior se estableció un departamento para afinar oro y plata, el cual empezó a
construirse en enero de 1897 y quedó terminado en
mayo de 1901. Como sabemos, durante la revolución se originaron problemas en la transportación de
minerales. La Afinadora, interrumpió sus operaciones por períodos más o menos prolongados desde
1913 hasta 1916, por dificultades de transporte y falta de coque, que en aquel tiempo se importaba de
Alabama, Estados Unidos. Para aliviar la situación,
compraron dos trenes completos para trasladar el
coque y el mineral; uno recorría el trayecto
Monterrey-Laredo, y el otro llevaba a Monterrey el
mineral, de las minas de Ocampo. 14
En 1914, durante el segundo ataque
constitucionalista a Monterrey, se desarrollaron varias batallas en el interior de la planta, ocasionando
un incendio que destruyó las oficinas generales, laboratorios, sala de muestras, planta calcinadora, taller de carpintería y el almacén, además de la base
de la torre grande de agua y el archivo. Las pérdidas
se estimaron en unos 208,750 dólares.
Fue la crisis mundial de 1906-1908 lo que hizo
que la Compañía Minera Fundidora de Monterrey,
operara sólo hasta 1908. Al aparecer la Compañía
ASARCO, alquiló la planta, lo cual explica el hecho
de que siguiera operando en medio de la Revolución
y que, incluso en 1914, empezara los trabajos para
Fig. 13. Fundición número 2, en Monterrey, N.L., México. Originalmente Compañía Minera Fundidora y
Afinadora de Monterrey, posteriormente Peñoles
(AGENL).
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
Fig. 14. Sala de fundición y moldeo continuo de plomo
en la planta de la fundidora 2 (AGENL).
instalar tres hornos grandes con capacidad para 150
toneladas, que concluyeron en 1916. Junto a estos
altos hornos funcionaron cinco chicos, con lo que
alcanzó una capacidad de 700 toneladas diarias. Para
esos días, la reconstrucción había sido terminada.
En 1918, se rentó a razón del 50 % de las utilidades
anuales a la Compañía de Minerales y Metales, empresa que a su vez se fusionó con Peñoles el 29 de
marzo de 1920, aun cuando el proceso de unificación de ambas empresas ya involucraba a la planta
desde el año anterior.
De acuerdo con un informe general que la Fundición Número Dos presentó, cuando la Compañía
Minera de Peñoles la controló (1920), las minas que
la abastecían eran principalmente, Minas Viejas en
Villaldama, del Refugio y Albarradón en Cerralvo,
San Pedro y San Pablo en Monterrey; todas en el
estado de Nuevo León. De Coahuila se recibía de
Paloma y Cabrillas, en Higueras, y de Ocampo cerca de Monclova, de Zacatecas de la unidad Ávalos,
en el mineral de Bonanza, Mazapil; fue Peñoles
concesionaria de todas estas minas. También llegaron minerales de otros estados.
Es preciso caracterizar las fuentes de abastecimiento de la Afinadora, antes y después de adquirir
por Peñoles:
a) Villaldama
En el caso del Mineral de Minas Viejas, ubicado
en Villaldama, Nuevo León, éstas fueron trabajadas por varios dueños. En 1905, la Compañía de
Minerales y Metales adquirió el ferrocarril del Carmen, que comunica dicha ciudad con las minas.
Su explotación hasta 1908 fue importante, pero lo
sería más durante la segunda guerra mundial cuando la demanda de plomo aumentó-, constru-
57
�Empresas mineras y metalúrgicas en Monterrey, México. 1890-1908. Parte II. ... / Cesar Morado Macías
Fig. 15. Fundición número 2, en Monterrey, N.L., México. Tarjeta Postal producida por la Sonora News Co.
yéndose una pequeña fundición de plomo y una
planta calcinadora de zinc.15
b) Cerralvo
Por lo que se refiere a este municipio, también
fue explotado considerablemente de 1890 a 1908,
previo a la gran crisis de la minería regional.
La atención se centró en una de sus minas: El
Refugio, que luego de varios dueños y encargados,
fue administrada por Peñoles entre 1923 y 1931.
c) Ramos Arizpe, Coahuila (Unidad Higueras)
En estos yacimientos de cobre y zinc, cifraron
sus esperanzas de éxito varias compañías mineras organizadas entre 1890-1908. La Compañía
Paloma y Cabrillas, S.A., fue la primera empresa
grande que logró extraer mineral a gran escala,
hasta el año de 1912, año en que fue absorbida
por Minerales y Metales y ésta a su vez por
Peñoles, 8 años después. Ésta mantuvo trabajos
permanentes hasta 1938, fecha en que se agotaron las reservas del yacimiento.
d) El Caso de Sierra Mojada, Coahuila
Gran yacimiento de plata, plomo y zinc explotado
sistemáticamente por varias compañías, durante las
dos últimas décadas del XIX y primeras del XX.
Destacan por su participación las compañía mineras La Parreña, La Constancia, La Fronteriza y
minera de la segunda zona de Sierra Mojada.
Su destino no fue diferente al resto de las surgidas en el noreste mexicano. Ante la falta de capital y capacidad para competir, fueron arrendadas. La Compañía de Minerales y Metales, después Peñoles, rentaron dichas compañías y continuaron su explotación.»16
58
GRAN FUNDICIÓN NACIONAL MEXICANA
(FUNDICIÓN NO. 3)
Fundada en 1890, por capitales norteamericanos;
con cédula del consorcio económico de los hermanos Guggenheim, de Nueva York, que había agrupado en su empresa minera y metalúrgica organizada
un poco antes por H.H. Rogers, a los principales
beneficiadores de plata y plomo con participación en
minas mexicanas. Con el tiempo esto les permitiría
controlar gran parte del mercado mundial del plomo,
en un momento de gran demanda de metales industriales, particularmente en E.E.U.U. y Europa. El 18
de octubre de 1890, Daniel Guggenheim solicitó a
Bernardo Reyes, exención de impuestos por 20 años
sobre el capital de $ 300,000.00, que invirtió en la
planta de Monterrey, denominada Gran Fundición
Nacional Mexicana, el gobernador se la concedió.
Hacia 1906 ese capital estaba duplicado, para 1909
sus inversiones ascendían a 10 millones de pesos
mexicanos.17
Era una de las plantas de fundición de mayores
dimensiones entre las que pusieron en marcha los
Guggenheim, en el norte del país, gracias a una autorización federal que les permitía también la exploración y explotación minera. La de Monterrey fue la
primera en comenzar a trabajar, en enero de 1892.
En 1902 sus empleados totalizaban 1,300. Dedicada
principalmente a la producción de plomo argentífero,
extraía del proceso de fundición importantes cantidades de oro y plata. En menor escala generaba reducidos contingentes de cobre. De los tres establecimientos metalúrgicos ubicados en Nuevo León, era el que
más valores en metales beneficiados producía anualmente. En 1906, había beneficiado toda clase de minerales auríferos, argentíferos, cobrizos y plomosos,
procedentes de todos los estados de la república
mexicana, con excepción de Yucatán y Chiapas.
Tanto la American Smelting como la Compañía Minera, Fundidora y Afinadora, ejes de la metalurgia
básica de Monterrey, ubicaban sus productos en Estados Unidos; sin embargo, y en la medida en que el
mercado mexicano se diversificaba, parte de la pro18
ducción se destinó al consumo interno.
Lo importante de esta fundición número 3, independientemente del capital, será su influencia en el
desarrollo minero de la región, al ser alimentada por
los minerales de Sierra Mojada y Monclova, y por el
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Empresas mineras y metalúrgicas en Monterrey, México. 1890-1908. Parte II. ... / Cesar Morado Macías
carbón proveniente de Sabinas (Coahuila) o importado
por Tampico, la mantendrán como una de las mejores equipadas de toda América Latina.
Realizará en los años subsiguientes, una simbiosis con las minas de plomo existentes en el estado, a
las que constantemente demandaba producción. La
planta tenía diez hornos para fundirlo. En claro ascenso, vemos que entre 1892 y 1896, se trabajaron anualmente un promedio de 120 toneladas, el índice aumenta -según Jesús Gómez Serrano-, a 430 mil toneladas en 1913. 19
Barlow, había estimado en 2,679,321 dólares el
valor de la Gran Fundición de Monterrey, en el año
de 1902 y sostenía que en territorios del mismo estado, los Guggenheim, administraban compañías mineras por un total de 350,000 dólares. En total, la inversión rebasaba los 3 millones de dólares, que al tipo
de cambio de la época (2.25) arrojan una cifra cercana a los siete millones de pesos mexicanos.20
Bajo el título The Guggenheim Exploration
Company, se explotaron varias minas; de Minas Viejas en Villaldama, N.L. se extrajeron en 1900, más
de 2 mil toneladas de metales; de la Mina Zaragoza
en Monterrey, 3,740 toneladas de plata y plomo en
1902, empleando a 215 operarios, de cuya producción en detalle nos ocuparemos más adelante.
En 1919, adquirió las minas de carbón de Rosita,
en Coahuila, fundó una ciudad: Nueva Rosita; y se
convirtió en Cía. Minera Asarco, S.A., con un capital de $ 4,500,000.00. En julio de 1965 cambió, se
Fig. 16. Fundición número 3, en Monterrey, N.L., México. Originalmente Gran Fundición Nacional Mexicana,
posteriormente Asarco (AGENL).
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
denominó Asarco Mexicana, S.A.; al ajustarse a la
ley de mexicanización de minería, su capital quedó
fijado en 400 millones de pesos, de los cuales el 51
% quedó en manos mexicanas y el otro 40 % continuó en poder de la familia Guggenheim.
NOTAS
4 AGENL. Fondo Concesiones. Expediente 3/4 carta de Joaquín Maiz a Bernardo Reyes. Monterrey,
México. 6 de febrero de 1890.
5 lbid. p. 3.
6 La mayor parte de la información con la que reconstruimos la historia de esta fundidora fue extraída del fondo concesiones del Archivo General del Estado de Nuevo León, expediente 3/a y
de las páginas del Periódico Oficial del gobierno
nuevoleonés, años 1894-1897.
7 Ibídem. Carta de Samuel Lederer a Bernardo Reyes, 18 de marzo de 1890.
8 Ibidem.
9 Citado por HL Wiechers, gerente del banco de
Londres y México en una carta dirigida a Bernardo Reyes. AGENL. Fondo Concesiones. Exp.
3/4. México, D.F. 1 de febrero de 1895.
10 Ibídem.
11 El desenlace de los litigios se publicó en el Periódico Oficial del Estado de Nuevo León el 22 de
febrero de 1895 y el 22 de febrero de 1898.
AGENL. Periódico Oficial. Monterrey, México.
Ejemplares del 22 de febrero de 1895 y 22 de
febrero de 1898.
12 Acta constitutiva de la Compañía Minera
Fundidora y Afinadora de Monterrey. Se localiza
en AGENL. Fondo Notarios. Protocolo de Tomás Pacheco. Folio 166-168, 21 de junio de 1890.
13 Para la reconstrucción de esta empresa, consultamos el expediente que se localiza en el Fondo
Concesiones del Archivo General del Estado de
Nuevo León. Expediente 2/2 en que consta entre
otras cosas la solicitud de Juan Weber, Reynaldo
Berardi y Francisco Armendáriz solicitando exención de impuestos al gobernador. Monterrey. 24
de mayo de 1890.
14 Datos tomados del libro Historia de un éxito. Un
siglo de Peñoles. Edición de la empresa Peñoles.
México. 1987.
59
�Empresas mineras y metalúrgicas en Monterrey, México. 1890-1908. Parte II. ... / Cesar Morado Macías
15 Para una visión general de la minería en Villaldama
Nuevo León se recomienda la lectura del texto
de María Luisa Santos Escobedo. La minería en
Villaldama. Coedición del Ayuntamiento de
Villaldama y la Facultad de Filosofia y Letras de
la UANL, Monterrey, México, 2001.
16 Historia de un Éxito. Centenario de Peñoles. Edición de la empresa Peñoles. México 1987.
17 Jesús Gómez Serrano. Aguascalientes: Imperio
de los Guggenheim. Fondo de Cultura Económica. Colección Sep/ 80. México 1982, 109 pp.
18 Existe en el Fondo Concesiones del Archivo General del Estado de Nuevo León, el expediente 25 en que consta la solicitud de Daniel Guggenheim
a Bernardo Reyes para gozar de exención fiscal.
Fechado en Monterrey el 18 de octubre de 1890.
19 Ibídem.
20 Datos tomados de Jesús Gómez Serrano, op. cit;
del Fondo Concesiones del AGENL expediente
2/5 y del Periódico Oficial del Estado de Nuevo
León, 1890.
ANEXO I
CRONOLOGÍA DEL PROCESO
15/Abr/1882. Procedente de Laredo Texas, llega el
ferrocarril a Lampazos, Nuevo León en su ruta
hacia Monterrey, activando a su paso la minería
de metales industriales. (Línea del Ferrocarril Nacional).
1884. El gobierno federal expide el Código de minería, derogando las viejas Ordenanzas de minería
vigentes desde el período colonial, liberalizando
la propiedad minera.
1888. El gobernador nuevoleonés Canuto García, expide una Ley de exención fiscal por 20 años a los
giros industriales, que benefició el desarrollo minero y metalúrgico.
1890. El gobierno norteamericano expide el Arancel
Mckinley, gravando la importación de minerales
en bruto a los Estados Unidos.
1890. Concluye el tendido de la línea del Ferrocarril
de Monterrey al Golfo, conectando a la capital
regiomontana con el puerto de Tampico.
18/Mar/1890. El gobierno de Nuevo León encabezado por Bernardo Reyes, aprueba la solicitud de
60
Joaquín Maiz y Samuel Lederer para gozar de
exención fiscal por 20 años en su empresa metalúrgica: Nuevo León Smelting.
21/Jun/1890. Se constituye -a iniciativa de Vicente
Ferrara- la Compañía Minera Fundidora y
Afinadora de Monterrey, conocida popularmente
como Fundición No. 2 (Peñoles).
18/Oct/1890. Daniel Guggenheim solicita al gobernador nuevoleonés Bernardo Reyes, exención de
impuestos por 20 años para invertir $300,000.00
en una planta metalúrgica denominada Gran Fundición Nacional Mexicana (Fundición No. 3, luego Asarco).
Jun/1891. Se firma ante el notario Tomás Pacheco,
un convenio de la Fundición No. 2 (Peñoles) para
exportar plomo a Europa por el puerto de Tampico.
Ago/1891. Se protocoliza ante el notario Anastacio
Treviño, un convenio de la Fundición No. 1 para
exportar plomo a Europa por el puerto de Tampico
e importar carbón.
4/Mar/1887. Se funda en Nueva York la Consolidated
Kansas Smelting & Refining Company, con un
Fig. 17. El Gobernandor del Estado de Nuevo León Lázaro
Garza Ayala ofreció la primera exención de impuestos
para promover el desarrollo Industrial por decreto del
21 de diciembre de 1888.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Empresas mineras y metalúrgicas en Monterrey, México. 1890-1908. Parte II. ... / Cesar Morado Macías
capital de dos millones de dólares para explotar
minerales en Coahuila y Chihuahua para luego
fundirlos en El Paso Texas.
1892. El gobierno federal expide una Ley minera que
consolida el proceso de liberalización de la propiedad minera.
9/Nov/1893. Son embargadas las instalaciones de la
Planta Metalúrgica Nuevo León Smelting y adjudicadas al Banco de Londres y México al no pagar
el crédito contraído con esta institución.
Ene/1895. La Compañía Minera la Camarguense donde figuran como accionistas Porfirio Díaz, Jerónimo Treviño, Vicente Ferrara y José Visconti
entre otros renta sus minas a la Consolidated
Kansas City Refining Company.
1899. La compañía Minera de Fierro Mexicana demanda a la Compañía Minera El Nilo por la posesión del fundo minero «el 5 de mayo» con gran
cantidad de hierro ubicado en Lampazos, Nuevo
León.
13/Ago/1899. La Compañía Minera de San Pedro,
cede en arrendamiento por 25 años a la Mexican
Fig. 18. El Gral. Bernardo Reyes, gobernador del Estado
de Nuevo León, concedió exenciones de impuestos
por hasta 20 años para promover la Industrialización.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
Lead Company la explotación del Mineral de San
Pedro.
24/Ago/1899. La empresa Mexican Lead Company
-con sede en Nueva Jersey, E.U.A.- adquiere a
través de Roberto S. Towne el Mineral de San
Pedro, ubicado al sur de Monterrey, en un millón
y medio de dólares.
May/1900. La Compañía Minera del Carmen renta
a The Guggenheim Exploration Company un total de 27 minas, 330 pertenencias mineras y el
Ferrocarril del Carmen que comunica Villaldama
con el Mineral de Minas Viejas.
1901. Se fusionan las empresas Asarco con las de la
familia Guggenheim estableciendo gran influencia en el mercado de plomo en el mundo.
May/1901. Se concluye el Departamento de Afinación de Oro y Plata en la Fundición No. 2.
5/May/1900. Se constituye la Compañía Fundidora
de Fierro y Acero de Monterrey, primera siderurgia de América Latina.
1902. Concluye el conflicto legal por la posesión del
fundo minero «el 5 de mayo» fundándose la
Compañía «Nueva Unión y Concordia» teniendo
como accionistas a Eugenio Kelly, Daniel Milmo,
Gustavo A. Madero y Francisco Madero.
1905. La compañía de Minerales y Metales compra
el Ferrocarril del Carmen que comunica a la ciudad de Villaldama con el Mineral de Minas Viejas.
1905-1906. Asciende a 5 millones de dólares el total
de metales procesados en la Fundición No. 2.
1906-1908. El impacto de la crisis mundial aunada a
la sequía provoca una crisis en la minería regional, se cierran numerosas explotaciones con los
despidos consecuentes, provocando desabasto de
insumos en las plantas metalúrgicas.
1920. La Fundición No. 2 se fusiona a la empresa
Peñoles.
Nota del editor:
La tercera y última parte de esta serie de artículos
sobre mineras y metalúrgicas en Monterrey se
publicará en nuestro siguiente número.
61
�Breve historia de la
Ingeniería Mecánica
Parte II
Oscar Mauricio Barajas P.
Calle 155 No. 28-A-10 Interior 1 Apto. 404. Bogotá D.C.-Colombia.
ocar@impsat.net.co
http://www.oscarbarajas.com
LAS LEYES DE LA TERMODINÁMICA:
La máquina de vapor y la Revolución Industrial.
El cúmulo de sacudidas políticas y sociales del siglo XVIII y principios del
XIX contribuyeron a transformar el mundo tanto o más que el invento de la
máquina de vapor y otras invenciones prácticas. La independencia de las colonias
inglesas en América, la Revolución Francesa y, sobre todo, las Guerras
Napoleónicas, obligaron a buscar nuevas rutas para el comercio y fomentaron el
progreso de las industrias. Casi todas las naciones se vieron obligadas a fabricar
lo que antes importaban del extranjero; otras tuvieron que abrirse nuevos mercados
para los productos que exportaban a naciones enemigas. Inglaterra, viéndose
boicoteada en Europa por Napoleón, buscaba en Sudamérica, El Cabo y la India
la salida para sus productos. El bloqueo inglés obligó a Francia a fabricar con
remolacha el azúcar, que antes llegaba de las Antillas. Se empezó a emplear la
achicoria como substituto del café. Aunque estas dificultades no tenían mucha
importancia por ser artículos de lujo, eran síntomas que casi excusarían de explicar
lo que pasó con los de primera necesidad: papel, vidrio, jabón, tejidos y metales.
Cada nación forzó su industria a producir más y mejor de lo que antes fabricaba.
Ni el determinismo político, ni el fatalismo económico de los sociólogos modernos
que hacen historia con cifras de preciso y jornales, pueden explicar la fenomenal
transformación de Europa a principios del siglo XIX.
El invento más conspicuo de esta época es, sin duda, la máquina de vapor. Se
ha llamado el siglo del vapor al siglo XIX; la electricidad no ha allegado todavía
beneficios comparables a los que allegó el empleo del vapor. El efecto mecánico
de la fuerza de expansión del vapor de agua había sido observado desde muy
antiguo, pero no se había conseguido aprovechar para usos prácticos. El
descubrimiento de la máquina de vapor se hizo gradualmente. En un principio
sólo se pensó en utilizarlo para producir el vacío por la condensación del vapor
dentro de un émbolo, de modo que la presión atmosférica le obligara a retroceder.
En 1690 Denis Papin, con su famosa marmita, producía el vacío dentro de un
recipiente que llenaba de vapor y después condensaba enfriándolo. Parece que
Papin ya tuvo la idea de utilizar su aparato para producir fuerza motriz y emplearla
en la propulsión de navíos. Pero los marineros de Munden, creyendo que la
invención de Papin podía quitarles trabajo, destruyeron un barco de cuatro ruedas
que había construido, y no sabemos de lo que hubiera resultado de su invención.
62
Marmita de Papin.
En el número 19 de
INGENIERÍAS se publicó la
parte 1 de este artículo.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Breve historia de la Ingeniería Mecánica. Parte II / Oscar Mauricio Barajas P.
Las máquinas de Savery y de Newcomen.
En cambio, pocos años más tarde Savery consiguió
elevar agua con una máquina fundamentada en el
principio de la marmita de Papin. Después de hecho
el vacío en el recipiente, el agua empujada por la
presión atmosférica subía para llenarlo.
En 1717 Newcomen imaginó otro artificio, que
ya fue un gran progreso respecto del de Savery: el
vapor empujaba un émbolo, se condensaba y la
presión de la atmósfera hacía caer el émbolo,
produciéndose un movimiento balancín, que movía
una palanca. Esta hacía subir y bajar el pistón de una
bomba para elevar el agua. El cilindro del émbolo de
la máquina de Newcomen quedaba abierto por un
lado, y así el vapor servía para empujar en una
dirección; para retroceder se contaba con el vacío
que producía el vapor al condensarse.
James Watt nació en 1736. Su padre era
comerciante acomodado de Edimburgo, pero perdió
su fortuna y tuvo que enviar el niño a Londres. Allí
aprendió el oficio de fabricante de instrumentos de
física, e hizo también descubrimientos de química. A
su regreso, los maestros de Edimburgo no quisieron
reconocer el aprendizaje que Watt había hecho en
Londres. Por ello Watt tuvo que encontrar ocupación
como reparador de aparatos en el gabinete de física
de la Universidad y allí inventó la máquina de vapor,
pues al componer una de las máquinas de elevar agua
de Newcomen se le ocurrieron varias mejoras por
las que pidió patente de invención. Consistían,
esencialmente, en cerrar el émbolo por ambos lados,
obligando al vapor a empujarlo en ambas direcciones.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
Así podía conseguir fuerzas mucho mayores que la
de la presión atmosférica en el vacío. Otra gran
invención de Watt fue la de un brazo articulado que
podía transformar el simple movimiento de palanca
de la máquina de Newcomen en movimiento giratorio.
En realizad, la máquina de Watt era ya la máquina
de vapor que hemos usado hasta nuestros días. Se
perfeccionó con doble émbolo, se le añadió un
condensador, se inventó la caldera tubular, se le dieron
proporciones gigantescas; pero el principio siempre
fue el descubierto por Watt.
En 1775 Watt encontró un socio capitalista,
Matew Boulton, y la sociedad Boulton and Watt, de
Birmingham, tuvo el monopolio de la construcción
de máquinas de vapor por medio siglo. Las máquinas
de Watt funcionaban a la perfección; sin embargo, al
principio se emplearon casi únicamente en las minas
de carbón. Servían para extraerlo a la superficie, en
lugar de hacerlo las mujeres y los niños con capazos,
y para achicar el agua de las galerías inundadas. La
famosa lámpara de Humphrey Davy, inventada en
1815, que disminuyó los riesgos del grisú, acabó de
abaratar el carbón al hacer posible la explotación de
minas que antes se consideraban peligrosas. Las
primeras industrias en utilizar la máquina de vapor
fueron las de hilados y tejidos.
Estos inventos fomentaron el desarrollo rápido de
la industria por toda Europa. En 1750 la metalurgia
en toda Europa se hallaba en un estado tan primitivo
como en la Edad Media. La pirita de hierro se
beneficiaba en hornos pequeños con carbón vegetal
y fuelles de mano. El primer adelanto en la fabricación
de hierro fue la introducción de los fuelles movidos
James Watt.
63
�Breve historia de la Ingeniería Mecánica. Parte II / Oscar Mauricio Barajas P.
con las máquinas de vapor. El segundo, ya un gran
invento, fue el pudelado, que consiste en inyectar
aire a través del hierro fundido para que, absorbiendo
oxígeno, se convierta en hierro maleable. Este método
se empezó a usar en Inglaterra en 1783, y al año
siguiente se emplearon ya rodillos en lugar de
martillos para forjar. Con tales procedimientos los
ingleses se pusieron a la cabeza de la metalurgia,
que hasta entonces había monopolizado Francia y
Suecia. Expuesta en cifras, la producción de hierro
en la Gran Bretaña (que en 1750 era de 17.000
toneladas) en 1826 se elevó a 17 millones y en 1830
había más que duplicado la producción últimamente
mencionada: 39 millones de toneladas.
Estimulados por la competencia inglesa, los
forjadores franceses aplicaron el pudelado y hasta
fueron más allá, empleando hulla en lugar de carbón
vegetal para la fundición. En 1841 los hermanos
Scheider, del Greuzot, inventaron el martillo de vapor;
después vinieron los hornos Siemens y demás
inventos.
La transformación de la industria, convertida de
oficio manual y doméstico en trabajo en gran escala
con máquinas de vapor, exigía la correspondiente
expansión en el comercio. Los primeros ensayos para
aplicar la máquina de vapor a los transportes se
hicieron por la vía fluvial; hubo embarcaciones
movidas por vapor antes, mucho antes de que se
pensara utilizarlo para arrastrar vehículos sobre rieles.
EL AUTOMÓVIL Y EL MOTOR DE COMBUSTIÓN
INTERNA
El intento de obtener una fuerza motriz que
sustituyera a los caballos se remonta al siglo XVII.
El vapor parecía el sistema más prometedor, pero
sólo se logró un cierto éxito a finales del siglo XVIII.
El vehículo autopropulsado más antiguo que se
conserva, un tractor de artillería de tres ruedas
construido por el ingeniero francés Joseph Cugnot
en 1771, era muy interesante, pero de utilidad
limitada. Después, una serie de ingenieros franceses,
estadounidenses y británicos —entre ellos William
Murdoch, James Watt y William Symington—
inventaron vehículos todavía menos prácticos.
En 1789 el inventor estadounidense Oliver Evans
obtuvo su primera patente por un carruaje de vapor,
y en 1803 construyó el primer vehículo autopropulsado
64
Vehículo autopropulsado de Joseph Cugnos.
que circuló por las carreteras estadounidenses. En
Europa, el ingeniero de minas británico Richard
Trevithick construyó el primer carruaje de vapor en
1801, y en 1803 construyó el llamado London
Carriage. Aunque este vehículo no se perfeccionó,
siguieron produciéndose mejoras en la máquina de
vapor y en los vehículos. Estos avances tuvieron lugar
sobre todo en Gran Bretaña, donde el periodo de
1820 a 1840 fue la edad de oro de los vehículos de
vapor para el transporte por carretera. Eran máquinas
de diseño avanzado, construidas por ingenieros
especializados como Gurney, Hancock o Macerone.
Sin embargo, esa naciente industria de fabricación
tuvo una vida muy breve. Los trabajadores que
dependían del transporte con caballos para su
subsistencia fomentaron unos peajes o cuotas más
elevados para los vehículos de vapor. Esta
circunstancia tenía una cierta justificación, ya que
dichos vehículos eran pesados y desgastaban más
las carreteras que los coches de caballos. Por otra
parte, la llegada del ferrocarril significó un importante
golpe para los fabricantes de vehículos de vapor. La
restrictiva legislación de la Locomotive Act de 1865
supuso la restricción final a los vehículos de vapor
de transporte por carretera en Gran Bretaña, y
durante 30 años impidió prácticamente cualquier
intento de desarrollar vehículos autopropulsados para
el transporte por carretera. Esto hizo que el desarrollo
del motor de combustión interna tuviera lugar en otros
países como Francia, Alemania y Estados Unidos.
Thomas Edison, el inventor estadounidense, escribió
en 1901: “El vehículo de motor debería haber sido
británico. Ustedes (los británicos) lo inventaron en la
década de 1830. Sus carreteras son las mejores
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Breve historia de la Ingeniería Mecánica. Parte II / Oscar Mauricio Barajas P.
Triciclo de Karl Benz.
después de las francesas. Tienen ustedes cientos de
ingenieros especializados, pero han perdido su
industria por el mismo tipo de legislación y prejuicios
estúpidos que les han atrasado en muchos aspectos
de la electricidad”.
Aunque el científico holandés Christiaan Huygens
diseñó un motor de combustión interna en 1678, nunca
llegó a construirse. El suizo Isaac de Rivaz construyó
un carro automotor en 1805, y en 1863 Étienne Lenoir
fabricó en París un vehículo que funcionaba con gas
del alumbrado. Pero hasta mediados de la década de
1880 el motor de combustión interna no alcanzó un
nivel que permitiera su utilización de forma eficaz en
vehículos de carretera.
En 1866, dos ingenieros alemanes, Eugen Langen
y August Otto, desarrollaron un motor de gas, y en
1876 Otto construyó un motor de cuatro cilindros
que constituyó la base de casi todos los motores
posteriores de combustión interna.
La importante unión de motor y vehículo se
produjo en 1885 y 1887, cuando Karl Benz y luego
Gottlieb Daimler introdujeron los primeros automóviles
de gasolina eficaces. El vehículo de Benz era el mejor,
con una gran diferencia, ya que estaba diseñado
como un todo y empleaba las nuevas tecnologías de
la industria de la bicicleta. El carruaje de Daimler no
era más que un coche de caballos adaptado. Benz
empezó a producir de forma limitada su vehículo de
tres ruedas en 1888, con lo que nació la moderna
industria del automóvil. Sin embargo, el motor de
Daimler era revolucionario y significó un cambio
radical en la industria del automóvil. De hecho,
Daimler estaba más interesado en vender motores
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
que vehículos, como fuente de potencia para
diferentes usos. En esa misma época, en las décadas
de 1870 y 1880, los inventores e ingenieros franceses
como la familia Bollée, Léon Serpollet o el conde De
Dion y sus ingenieros Bouton y Trépardoux
construyeron excelentes vehículos de vapor.
Un acontecimiento crucial en la historia de la
industria automovilística fue la Exposición Universal
de París de 1889, donde los ingenieros franceses René
Panhard y Émile Levassor conocieron el motor de
Daimler. En 1890 obtuvieron los derechos para
fabricar dicho motor, pero no vieron un gran futuro
en el automóvil y concedieron a la empresa Peugeot
el derecho a emplear motores Daimler en vehículos
autopropulsados. Puede considerarse que Peugeot
fue el primer fabricante de automóviles en serie de
todo el mundo, ya que construyó 5 coches en 1891 y
29 en 1892. En 1893, Benz se convirtió en un
fabricante de vehículos en toda regla. Aquel año, la
carrera París-Burdeos demostró la superioridad del
motor Daimler sobre los automóviles de vapor, a pesar
de que estos últimos estaban muy desarrollados.
En Estados Unidos también trabajaban pioneros
de la fabricación de automóviles. En 1891, John W.
Lambert construyó el primer vehículo de gasolina de
Estados Unidos. En 1895, los hermanos Charles y
Frank Duryea crearon la primera empresa
automovilística estadounidense, después de haber
creado un prototipo en 1893. Elwood Haynes,
Alexander Winton y Henry Ford también mostraron
interés por este campo en la década de 1890.
La demanda de automóviles creció sin cesar a lo
largo de los últimos años del siglo XIX. El mayor
fabricante europeo, Benz, afirmaba en 1900 haber
producido un total de 2.500 vehículos, y el
estadounidense Olds fabricó 400 desde mediados de
1899 hasta 1900.
En Estados Unidos, George Baldwin Selden
obtuvo en 1895 una patente que cubría la aplicación
a un vehículo de un motor de combustión interna. La
patente fue asignada a la empresa Electric Vehicle
Company en 1899. Varias empresas importantes
compraron licencias, pero otras, encabezadas por
Henry Ford, se negaron a hacerlo. El proceso judicial
se inició en 1903 y terminó en 1911 —un año antes
de que expirara la patente— con un veredicto
favorable a Ford. Con anterioridad, Harry Lawson
65
�Breve historia de la Ingeniería Mecánica. Parte II / Oscar Mauricio Barajas P.
había intentado sin éxito obtener un monopolio similar
en Gran Bretaña para todos los automóviles de
gasolina, al crear en 1895 el British Motor Syndicate
para explotar las patentes de Daimler y otros. Sin
embargo, una decisión judicial de 1901 acabó con las
aspiraciones monopolistas de Lawson.
Gran Bretaña centró sus investigaciones en los
motores de combustión interna —en lugar del vapor
o la electricidad— antes que Estados Unidos, debido
en gran parte al ejemplo francés y a que la eliminación
de las restricciones de patentes fue anterior a la
estadounidense. En 1911, en las carreteras de Estados
Unidos había más de 600.000 automóviles, bastantes
más que en los países europeos, pero muchos estaban
propulsados por vapor o electricidad. Aunque tardó
en arrancar, la industria británica acortó distancias
con la francesa después de 1909. Entre 1909 y 1913
la producción francesa creció un 30%, mientras que
en Gran Bretaña aumentó un 200%. En 1913, la
producción de automóviles y vehículos comerciales
era de 34.000 anuales, frente a los 45.000 de Francia
y los 23.000 de Alemania. Sin embargo, la producción
total europea era menos de una cuarta parte de la
estadounidense.
La combinación de una renta per cápita mayor,
unas técnicas eficaces de producción en serie y una
población dispersa hizo que el mercado y la industria
automovilística de Estados Unidos superara con
rapidez a la del resto del mundo, lo que en 1914
representaba fundamentalmente Europa. En ese año,
en Estados Unidos había un vehículo por cada 77
personas, en Gran Bretaña había uno por cada 165,
en Francia uno por cada 318 y en Alemania uno por
cada 950. Esto también significaba que Gran Bretaña
era el mayor mercado europeo.
La producción en serie no fue inventada por Henry
Ford. En 1798 Eli Whitney introdujo la producción
normalizada de mosquetes, y las fábricas de carne
de Chicago habían introducido cadenas de
producción en la década de 1860. En 1902, el
automóvil Oldsmobile ya se fabricaba en serie. A
partir de 1908, cuando se introdujo el modelo de Ford,
Henry Ford empezó a combinar esos factores y
reunió las enseñanzas de un siglo de forma
espectacular. Entre 1913 y 1915 en la fábrica de Ford
de Highland Park se combinaron la producción
normalizada de piezas de precisión (que hacía que
66
fueran intercambiables) y la fabricación en cadenas
de montaje, que simplificaba las operaciones y las
dividía en zonas de trabajo. La eficacia de la
producción era tal que los precios de los automóviles
bajaban sin cesar. Los automóviles salían de la
cadena de montaje cada 10 segundos, con un ritmo
anual de 2 millones. Esto hizo que Estados Unidos se
motorizara de forma masiva en la década de 1920.
Los fabricantes europeos aprendieron la lección, en
especial el británico Morris, el francés Citroën, el
alemán Opel, el italiano Fiat y, naturalmente, las
fábricas de Ford situadas fuera de Estados Unidos.
A pesar de todo, en la década de 1920 Estados
Unidos y Canadá producían más del 90% de los
automóviles fabricados en el mundo. La mayoría de
estos vehículos se vendían en Norteamérica, pero
las exportaciones suponían un 35% del mercado
mundial de automóviles.
La producción de vehículos fuera de Estados
Unidos sobrevivió en gran medida porque General
Motors, Ford y Chrysler establecieron plantas de
fabricación en el extranjero, pero sobre todo porque
los gobiernos europeos protegieron su industria
automovilística de la competencia estadounidense
mediante aranceles y cuotas. En 1932, los aranceles
eran del 33,3% en el Reino Unido, del 25% en
Alemania, entre el 45 y el 70% en Francia y entre el
18 y el 23% en Italia. En 1929 se fabricaron 4,8
millones de vehículos en Norteamérica, frente a
554.000 en Europa occidental.
Henry Ford.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Breve historia de la Ingeniería Mecánica. Parte II / Oscar Mauricio Barajas P.
Prototipo desarrollado por Ford a principios del
siglo XX.
En el periodo de entreguerras se produjo una
fuerte reducción en el número de fabricantes de
automóviles en la mayoría de los principales países
productores. En 1939, el sector estaba dominado en
Estados Unidos por General Motors, que en la década
anterior había superado a Ford gracias a una mejor
comercialización. El único fabricante importante
además de estas compañías era Chrysler. En
Alemania, los líderes del mercado eran Opel —que
General Motors había comprado en 1928—,
Mercedes-Benz y Auto Union. En Francia el sector
estaba dominado por Renault, Peugeot y Citroën
(véase Louis Renault; Armand Peugeot; André
Citroën). Sólo en Gran Bretaña había más fabricantes
en 1939 que en 1929. Allí, Morris y Austin rivalizaban
por el primer puesto, seguidos por Ford, Vauxhall (de
General Motors), Standard y Rootes. Las principales
marcas especializadas eran Jaguar, Rover y RollsRoyce.
En el periodo posterior a 1945 comenzó una
importante expansión de la producción y prosiguió la
racionalización, tendencias que continúan en la
actualidad. En 1950, Europa representaba el 13,6%
de la producción mundial, que ascendía a 8,2 millones
de vehículos. El número de fabricantes tradicionales
continuó en declive. En Estados Unidos, Studebaker,
Packard y American Motors abandonaron el sector
o fueron absorbidos. En el Reino Unido, los principales
fabricantes de propiedad británica se fusionaron en
la década de 1960 para formar British Leyland, que
cambió su nombre a Rover en 1986 y fue adquirida
por BMW en 1994. En Francia, en la década de 1970,
Peugeot compró Citroën y las instalaciones europeas
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
de Chrysler en Gran Bretaña, Francia y España. Salvo
algunas fábricas pequeñas, toda la industria
automovilística italiana es propiedad de Fiat. En
España, SEAT, que estaba a la cabeza del sector
automovilístico español, empezó a notar la crisis en
1976 y ya a partir de 1984 inició un plan de
colaboración con la alemana Volkswagen, que en
1986 adquirió el 51% de la empresa. Este proceso
de reducción de empresas afectó a los coches, los
vehículos comerciales y la fabricación de piezas.
Aunque la fabricación de vehículos está dominada
principalmente por empresas con enormes mercados
oligopolistas y muy competitivos, es posible entrar
en algún segmento de estos mercados (véase
Oligopolio). A partir de 1960 tuvo lugar el surgimiento
de la industria automovilística japonesa, que en ese
año fabricó sólo 165.094 coches y en 1990 produjo
9.947.972. A mediados de la década de 1990, la
industria automovilística surcoreana parecía constituir
una fuerza importante, y en el futuro podría haber
industrias locales importantes en India, China y Rusia.
El crecimiento económico de Europa y la mayor
eficiencia en la producción de vehículos hicieron que,
a principios de la década de 1970, el consumo y
producción total de automóviles en Europa superaran
a los de Norteamérica por primera vez desde los
primeros días de la industria. Los aranceles
experimentaron grandes reducciones en todo el
mundo desde principios de la década de 1960; la
inadaptación de los coches estadounidenses para la
mayoría de los mercados de exportación hizo que los
primeros en beneficiarse fueran los fabricantes
europeos y posteriormente los japoneses. Sin
embargo, alrededor del 20% de la producción y venta
de automóviles en Europa correspondía a fabricantes
estadounidenses.
En 1995 había en el mundo más de 625 millones
de coches y vehículos comerciales en uso. De ellos,
193 millones correspondían a Estados Unidos, 17
millones a Canadá, 63 millones a Japón y 183 millones
a Europa occidental. Si sólo se cuentan los coches,
Europa occidental, con 162 millones, superaba a
Estados Unidos, con 146 millones. Sin embargo, la
combinación de un mayor poder adquisitivo per cápita
y unos precios más bajos hacía que la densidad de
automóviles fuera mayor en Estados Unidos que en
Europa y el resto del mundo. En Estados Unidos hay
67
�Breve historia de la Ingeniería Mecánica. Parte II / Oscar Mauricio Barajas P.
1,7 personas por automóvil, frente a 2,3 en Europa
occidental. Las cifras de Europa oriental van desde
3,8 personas por automóvil en la República Checa
hasta 16,0 en la antigua Unión Soviética. A título
comparativo, en Japón hay 3,0 personas por
automóvil, en Canadá 2,0 y en Australia 2,2
LA AVIACIÓN
El primer vuelo con éxito fue precedido de siglos
de sueños, estudio, especulación y experimentación.
Existían viejas leyendas con numerosas referencias
a la posibilidad de movimiento a través del aire.
Ciertos sabios antiguos creían que para volar sería
necesario imitar el movimiento de las alas de los
pájaros o el empleo de un medio como el humo u
otro más ligero que el aire. Hacia el siglo V de nuestra
era se diseñó el primer aparato volador: la cometa o
papalote. En el siglo XIII el monje inglés Roger
Bacon, tras años de estudio, llegó a la conclusión de
que el aire podría soportar un ingenio de la misma
manera que el agua soporta un barco. A comienzos
del siglo XVI Leonardo da Vinci analizó el vuelo de
los pájaros y anticipó varios diseños que después
resultaron realizables. Entre sus importantes
contribuciones al desarrollo de la aviación se
encuentra el tornillo aéreo o hélice y el paracaídas.
Concibió tres tipos diferentes de ingenios más pesados
que el aire: el ornitóptero, máquina con alas como las
de un pájaro que se podían mover mecánicamente;
el helicóptero diseñado para elevarse mediante el giro
Dibujo de Lenardo Da Vinci.
68
de un rotor situado en el eje vertical, y el planeador
en el que el piloto se sujetaba a una estructura rígida
a la que iban fijadas las alas diseñadas a imagen de
las grandes aves. Leonardo creía que la fuerza
muscular del hombre podría permitir el vuelo de sus
diseños. La experiencia demostró que eso no era
posible. Fue una figura muy importante porque aplicó
por primera vez técnicas científicas para desarrollar
sus ideas.
El desarrollo práctico de la aviación siguió varios
caminos durante el siglo XIX. El ingeniero
aeronáutico e inventor británico George Cayley,
teórico futurista, comprobó sus ideas experimentando
con cometas y planeadores capaces de transportar
un ser humano. Diseñó un aparato en forma de
helicóptero, pero propulsado por una hélice en el eje
horizontal. Sus méritos le llevaron a ser conocido por
sus compatriotas como el padre de la aviación. El
científico británico Francis Herbert Wenham utilizó
en sus estudios el túnel aerodinámico, sirviéndose
del flujo del viento forzado en su interior para analizar
el uso y comportamiento de varias alas colocadas
una encima de otra. Fue además miembro fundador
de la Real Sociedad Aeronáutica de Gran Bretaña.
Otros personajes interesantes del mundo aeronáutico
de la época fueron el inventor británico John
Stringfellow y William Samuel Henson, quienes
colaboraron a principios de la década de 1840, para
fabricar el prototipo de un avión que pudiera
transportar pasajeros. El aparato desarrollado por
Stringfellow en 1848 iba propulsado por un motor de
vapor y arrastrado por un cable, y consiguió despegar,
aunque no pudo elevarse. El inventor francés
Alphonse Penaud fabricó un modelo que se lanzaba
con la mano e iba propulsado por bandas de goma
retorcidas previamente, y consiguió en el año 1871
que volase unos 35 metros. Otro inventor francés,
Victor Tatin, diseñó un ingenio propulsado por aire
comprimido y equipado con un rudimentario tren de
aterrizaje de cuatro ruedas. Lo sujetó a un poste
central y las dos hélices consiguieron elevar el aparato
en vuelos cortos y de baja altura.
El inventor británico, nacido en Australia,
Lawrence Hargrave desarrolló un modelo de alas
rígidas que iba impulsado por paletas batientes
movidas por un motor de aire comprimido. Voló 95 m
en 1891. El astrónomo estadounidense Samuel
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Breve historia de la Ingeniería Mecánica. Parte II / Oscar Mauricio Barajas P.
Pierpont Langley fabricó en 1896 un monoplano en
tándem impulsado por un motor de vapor cuyas alas
tenían una envergadura de 4,6 m. El aeroplano hizo
varios vuelos, recorriendo entre 900 y 1.200 m de
distancia durante un minuto y medio. Subía en
grandes círculos; luego, al pararse el motor, descendía
lentamente para posarse en las aguas del río Potomac.
Se hicieron numerosos esfuerzos para imitar el
vuelo de las aves con experimentos basados en
paletas o alas movidas por los músculos humanos,
pero nadie lo logró. Merecen citarse el austriaco Jacob
Degen entre 1806 y 1813, el belga Vincent DeGroof,
que se estrelló y murió en 1874, y el estadounidense
R. J. Spaulding, que patentó su idea del vuelo
empujado por músculos en 1889. Más éxito tuvieron
quienes se dedicaron al estudio de los planeadores y
contribuyeron al diseño de las alas, como el francés
Jean Marie Le Bris, quien probó un planeador con
las alas batientes, el estadounidense John Joseph
Montgomery y el renombrado alemán Otto Lilienthal.
Este último realizó sus experimentos con cometas y
ornitópteros, pero los mayores éxitos los obtuvo con
sus vuelos en planeador entre 1894 y 1896. Por
desgracia, murió en 1896 al perder el control de su
aparato y estrellarse contra el suelo desde 20 m de
altura. Percy S. Pilcher, de Escocia, que también
había obtenido grandes éxitos con su planeador, tuvo
asimismo un accidente mortal en 1899. El ingeniero
estadounidense Octave Chanute consiguió en 1896
pequeños logros con sus planeadores de alas múltiples,
pero su contribución más notable a la aviación fue
un libro escrito en 1894 sobre los avances
aeronáuticos.
Los numerosos experimentos realizados con
cometas durante esta época, consiguieron mejorar
de forma notable los conocimientos sobre
aerodinámica y estabilidad de vuelo. El inventor
estadounidense James Means publicó sus resultados
en los Aeronautical Annuals (Anuarios aeronáuticos)
de 1895, 1896 y 1897. Lawrence Hargrave inventó
en 1893 la cometa en forma de caja y Alexander
Graham Bell desarrolló entre 1895 y 1910 diversas
cometas en forma de tetraedro capaces de
transportar a un ser humano en un pequeño
alojamiento.
Entre 1890 y 1901 se realizaron numerosos
experimentos con prototipos provistos de motor. El
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
Aeroplano de los Wright piloteado por Orville Wrigth en
1908 en Virginia, EUA.
más importante fue el de Langley, un aeroplano a un
cuarto de escala de su tamaño real, que probó e hizo
volar sin piloto en 1901 y 1903. Le llamó Aerodrome
y fue la primera aeronave más pesada que el aire
provista de un motor de gasolina que consiguió volar.
El modelo a escala real se terminó en 1903 y realizó
dos pruebas que acabaron en desgraciados
accidentes. El aviador alemán Karl Jatho intentó en
1903, también sin éxito, volar un modelo motorizado
de tamaño real.
Los logros conseguidos a lo largo del siglo XIX
aportaron los fundamentos necesarios para el éxito
de los hermanos Wright, pero los mayores avances
se debieron a los esfuerzos de Chanute, Lilienthal y
Langley a partir de 1885. En 1903 aún no se habían
conseguido la estabilidad y el control necesarios para
un vuelo prolongado, pero los conocimientos
aerodinámicos, y sobre todo el éxito de los motores
de gasolina, que sustituyeron a los más pesados de
vapor, permitirían que la aviación evolucionara con
rapidez.
El día 17 de diciembre de 1903, cerca de Kitty
Hawk, en el estado de Carolina del Norte, los
hermanos estadounidenses Wilbur y Orville Wright
realizaron el primer vuelo pilotado de una aeronave
más pesada que el aire propulsada por motor. El avión
fue diseñado, construido y pilotado por ambos
hermanos, quienes realizaron dos vuelos cada uno.
El más largo fue el de Wilbur con 260 m recorridos
en 59 segundos. Al año siguiente continuaron
mejorando el diseño del avión y su experiencia como
pilotos a lo largo de 105 vuelos, algunos de más de 5
69
�Breve historia de la Ingeniería Mecánica. Parte II / Oscar Mauricio Barajas P.
minutos. En 1905 llegaron a recorrer 38,9 km en 38
minutos y 3 segundos. Todos los vuelos se realizaron
en campo abierto, regresando casi siempre cerca del
punto de despegue.
Hasta 1906 nadie más consiguió volar en un avión.
En ese año el húngaro residente en París, Trajan Vuia,
realizó algunos saltos muy cortos y también lo
consiguió Jacob Christian Ellehammer en Dinamarca.
El primer vuelo oficialmente registrado en Europa lo
hizo en Francia el brasileño Alberto Santos Dumont,
y su trayecto más largo lo logró el 12 de noviembre
de 1906 cubriendo una distancia de 220 m en 22,5
segundos. El aeroplano, registrado como 14-bis, había
sido diseñado por él y construido en la primera fábrica
de aviones del mundo, la de los hermanos Voisin en
París. Era como una gran cometa en forma de caja
en la parte trasera y otra pequeña en la delantera,
unidas por la estructura cubierta de tela. El motor
era un Levavasseur Antoinette de 40 CV y estaba
ubicado, junto con la hélice, en la parte posterior. El
piloto iba de pie en una cesta situada delante del ala
principal. En Europa nadie consiguió volar más de
un minuto hasta finales de 1907, cuando lo logró Henri
Farman en un avión construido también por Voisin.
En contraste con Europa, los hermanos Wright
conseguían en Estados Unidos superar sus marcas
día a día. El 3 de septiembre de 1908, Orville Wright
hizo una demostración con un modelo más veloz para
el Cuerpo de Señales del Ejército en Fort Meyer,
Virginia. El 9 de septiembre completó el primer vuelo
mundial de más de una hora y, también por primera
vez, se transportó un pasajero, el teniente Frank P.
Lamh, durante 6 minutos y 24 segundos. Estas
demostraciones se interrumpieron el 17 de septiembre
a causa de un accidente en el que resultaron heridos
Orville y su pasajero, el teniente Thomas E. Selfridge,
quien murió horas después a consecuencia de una
conmoción cerebral. Fue la primera persona muerta
en accidente de avión propulsado por motor.
Entretanto Wilbur Wright, que había ido a Francia en
agosto, completó, el 31 de diciembre, un vuelo de 2
horas y 20 minutos demostrando un control total de
su avión con suaves virajes, subidas y descensos a
su entera voluntad. Recuperado de sus heridas y con
la colaboración de Wilbur, Orville reanudó las
demostraciones para el Cuerpo de Señales en julio
de 1909 y cumplió sus requisitos a finales de mes. El
70
Avión típico utilizado durante la 1º Guerra Mundial.
aeroplano fue comprado el 2 de agosto y se convirtió
en el primer avión militar operativo de la historia.
Permaneció en servicio activo durante dos años y
después fue retirado y trasladado al Instituto
Smithsonian, en la ciudad de Washington, donde puede
contemplarse todavía.
Una figura importante entre los diseñadores,
fabricantes y pilotos estadounidenses fue Glenn
Hammond Curtiss, de Hammondsport, Nueva York.
En 1907 realizó en solitario un vuelo en el dirigible
construido por Thomas Baldwin, propulsado por un
motor de motocicleta de la fábrica de Curtiss que él
mismo había modificado. En mayo del año siguiente
Curtiss voló, también en solitario, el aeroplano
diseñado y fabricado por un grupo conocido como la
Asociación de Experimentos Aéreos, organizada por
Alexander Graham Bell. Curtiss era uno de sus cinco
miembros. Con su tercer avión, el June Bug, el 4 de
julio de 1908 Curtiss cubrió la distancia de 1.552 m
en 42,5 segundos y ganó el Trofeo Científico
Americano, primer premio estadounidense concedido
al vuelo de un avión. En Reims, Francia, el 28 de
agosto del año siguiente, Curtiss ganó el primer torneo
internacional de velocidad, al conseguir una marca
de 75,6 km/h. El 29 de mayo de 1910 ganó también
el Premio New York World, dotado con 10.000
dólares, por realizar el trayecto desde Albany, en el
estado de Nueva York, hasta la ciudad de Nueva
York, y en agosto completó el trayecto desde
Cleveland a Sandusky, Ohio, sobrevolando la costa
del lago Erie. En enero de 1911 consiguió ser el primer
estadounidense en desarrollar y volar un hidroavión.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Breve historia de la Ingeniería Mecánica. Parte II / Oscar Mauricio Barajas P.
En Europa lo había conseguido el 28 de marzo de
1910 el francés Henri Fabre.
El pionero en cruzar el canal de la Mancha fue el
ingeniero y piloto francés Louis Blériot. El día 25 de
julio de 1909, durante 35,5 minutos recorrió 37 km,
desde Calais, Francia, hasta Dover, Inglaterra, en un
avión monoplano diseñado y fabricado por él mismo.
Durante los años posteriores a la I Guerra Mundial
se realizaron grandes progresos tanto en el diseño
de los aeroplanos como en los motores. Los aviones
de dos alas con los motores y las hélices situadas en
la parte posterior pronto fueron sustituidos por aviones
con los motores situados en la parte delantera. Había
muy pocos modelos de monoplanos, pero, en cambio,
durante la guerra ambos contendientes fabricaron
enormes biplanos con dos, tres y hasta cuatro
motores, que en Europa fueron al principio del tipo
rotativo, aunque pronto se sustituyeron por los
modelos radiales. En Gran Bretaña y Estados Unidos
predominaron los motores refrigerados por agua.
El transporte aéreo de correo se aprobó
oficialmente en Estados Unidos en el año 1911 y se
realizó el primer vuelo el 23 de septiembre. El piloto,
Earle Ovington, llevó la saca de correos en sus rodillas
en un vuelo que tan sólo duró 5 minutos y recorrió
los 8 km que hay entre el bulevar Nassau y Mineola,
ambos en Long Island, Nueva York. Ovington lanzó
la saca sobre Mineola, donde fue recogida y
trasladada a la oficina de correos. El servicio duró
sólo una semana.
Lindbergh transportando correo aéreo.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
En 1911 se completó el primer vuelo
transcontinental en Estados Unidos, desde la ciudad
de Nueva York hasta Long Beach en California. Lo
consiguió el piloto estadounidense Calbraith P.
Rodgers. Salió de Sheepshead Bay, en Brooklyn,
Nueva York, el 17 de septiembre, al mando de un
aeroplano Wright, y aterrizó en su destino el 10 de
diciembre, 84 días más tarde. El tiempo real de vuelo
fue de 3 días, 10 horas y 14 minutos.
Durante la I Guerra Mundial se usaron como
armas tanto los aeroplanos como las aeronaves más
ligeras que el aire. Las urgentes necesidades de la
guerra estimularon a los diseñadores para construir
modelos especiales para reconocimiento, ataque y
bombardeo.
Como consecuencia de la presión de la guerra
fueron entrenados más pilotos y construidos más
aviones en los 4 años de conflicto que en los 13 años
transcurridos desde el primer vuelo.
Gran parte de los excedentes militares vendidos
después de la guerra fueron adquiridos por aviadores
formados y entrenados durante la misma, dispuestos
a realizar con ellos cualquier actividad que les
produjera ingresos económicos: transporte de
pasajeros, fotografía aérea, propaganda (por lo
general, escribiendo los nombres de los productos en
sus aviones), vuelos de instrucción, carreras aéreas
y exhibiciones acrobáticas.
Los vuelos transoceánicos comenzaron con el NC4. El vuelo de este enorme hidroavión se inició en
Rockaway Beach, Long Island, el 8 de mayo de 1919
y finalizó el 31 en Plymouth, Inglaterra, tras varias
escalas intermedias en Terranova (Canadá), las islas
Azores y Lisboa (Portugal). El primer vuelo
transatlántico sin escalas lo consiguieron los pilotos
británicos John William Alcock y Arthur Whitten
Brown. Entre el 14 y el 15 de junio de 1919, en poco
más de 16 horas, volaron desde Saint John’s,
Terranova, hasta Clifden, Irlanda, y ganaron un
premio de 50.000 dólares otorgado por el London
Daily Mail.
El día 26 de enero de 1926 se inició en Palos de
Moguer, España, el vuelo del Plus Ultra. Era un
hidroavión Dornier Wall con el que el piloto español
comandante Ramón Franco y su tripulación, tras
71
�Breve historia de la Ingeniería Mecánica. Parte II / Oscar Mauricio Barajas P.
varias escalas y algún incidente, consiguieron llegar
el 7 de febrero a Buenos Aires, Argentina. Entre el
20 y el 21 de mayo de 1927 se completó el primer
vuelo en solitario cruzando el océano Atlántico. Lo
llevó a cabo el aviador estadounidense Charles A.
Lindbergh desde la ciudad de Nueva York hasta París,
recorriendo una distancia de 5,810 km en 33,5 horas.
Lindbergh se convirtió con esta hazaña en uno de los
pilotos más famosos de la historia de la aviación.
Pero nadie había conseguido cruzar el Atlántico
sin escalas en dirección oeste, a causa de los vientos
contrarios, hasta que entre el 12 y el 13 de abril de
1928 el capitán alemán Hermann Köhl, el barón de
la misma nacionalidad Gunther von Hünefeld y el
capitán irlandés James Fitzmaurice, tras salir de
Dublín, Irlanda, volaron 3,564 km, hasta Greenly
Island, Labrador. Existía entonces una auténtica
fiebre por ser los pioneros en realizar cualquier
trayecto, y así los australianos Charles KingsfordSmith y Charles T. P. Ulm, junto con los
estadounidenses Harry W. Lyon y James Warner,
emprendieron la Southern Cross y volaron desde
Oakland, California, hasta Sydney, Australia, con un
total de 11,910 km y escalas en Hawai, islas Fiji y
Brisbane, Australia. Tres pilotos estadounidenses,
Amelia Earhart, Wilmer Stultz y Louis Gordon,
cruzaron el Atlántico entre Trepassey Bay,
Terranova, y Burry Port, Gales, el día 17 de junio y
del 3 al 5 de julio. El capitán Arturo Ferrarin y el
comandante Carlo P. Del Prete, pilotos del Ejército
italiano, realizaron un vuelo de 7,186 km sin escalas
desde Roma hasta Genipabu, Brasil.
En el año 1920 se crearon las primeras líneas
aéreas para correo y pasajeros entre Cayo Hueso,
Florida, y La Habana, Cuba, así como entre Seattle,
Washington (Estados Unidos), y Vancouver, Columbia
Británica (Canadá). En 1921 se estableció el servicio
transcontinental regular de correo entre las ciudades
de Nueva York y San Francisco, inaugurado por el
Departamento del Servicio Postal. En 1925 el
Congreso aprobó el decreto Kelly sobre correo aéreo,
que autorizaba al servicio postal a realizar contratos
con los operadores de transporte aéreo para trasladar
el correo por avión. Ya en 1926 se inauguraron
catorce líneas aéreas nacionales y se establecieron
enlaces entre Estados Unidos, América Central,
América del Sur y Canadá.
72
Entre 1930 y 1940 el transporte aéreo creció
rápidamente y se acometieron frecuentes vuelos
transoceánicos y de larga distancia. Los aviadores
estadounidenses, volando pequeños aviones,
redujeron cada vez más las plusmarcas de tiempo en
los vuelos transcontinentales sin escalas y
posteriormente las mejoraron con aviones de
transporte. En 1930 Roscoe Turner voló desde Nueva
York hasta Los Ángeles en 18 horas y 43 minutos;
Frank Hawks lo hizo en sentido inverso en seis horas
menos. En 1937 Howard Hughes invirtió sólo 7 horas
y 28 minutos entre Burbank, California, y Newark,
Nueva Jersey, y en 1939 Ben Kelsey tardó 17 minutos
más entre California y Nueva York.
La más grande de las compañías internacionales
que operaban en el momento de comenzar la
II Guerra Mundial era Pan American Airways. Junto
con sus empresas subsidiarias y afiliadas servía una
red de 82,000 millas en rutas que llegaban a 47 países
y colonias en todos los continentes.
Las exigencias de la guerra aceleraron el
desarrollo de los aviones y se consiguieron
importantes avances en los de bombardeo y combate,
así como en el transporte aéreo de tropas
paracaidistas, tanques y equipo pesado. De esta
forma y por primera vez en la historia, la aviación se
convirtió en el factor más decisivo en el desarrollo
de la guerra.
También se extendió con rapidez la fabricación
de pequeños aviones. Bajo la supervisión del
programa de entrenamiento de pilotos civiles,
patrocinado por la Administración Civil Aeronáutica
de Estados Unidos, los operadores privados dieron
Avión típico utilizado durante la 2ª Guerra mundial.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Breve historia de la Ingeniería Mecánica. Parte II / Oscar Mauricio Barajas P.
Pan American Airways era la mayor compañía aérea
comercial al inicio de la 2ª Guerra Mundial.
grandes facilidades para la formación como pilotos
de miles de estudiantes que se convirtieron así en la
columna vertebral de las fuerzas aerotransportadas
de los tres ejércitos. Los aviones diseñados para uso
privado encontraron también un amplio uso militar
en todo el mundo, por lo que en 1941 el Ejército y la
Armada de Estados Unidos compraron grandes
cantidades de aviones ligeros que dedicarían a
diversas misiones militares.
En 1941 la aviación militar estadounidense
operaba en todos los frentes. La industria aeronáutica
tenía empleadas a 450,000 personas frente a las
190.000 que había antes de la guerra. Ese año,
3,375.000 pasajeros fueron transportados por las 18
compañías aéreas estadounidenses, un millón más
que en 1940. La carga de pago y el correo se
incrementaron en cerca de un 30 por ciento.
Hacia el final de la guerra las batallas aéreas
crecieron en intensidad y extensión y la producción
de aviones alcanzó un máximo. Por otra parte, las
líneas aéreas nacionales también establecieron
nuevas plusmarcas tanto en el transporte de pasaje
como de carga. Como consecuencia de todo ello, el
número de aviones producidos en Estados Unidos
en 1944 alcanzó la importante cifra de 97,694, con
una media de 4.770 kg por avión. En el mismo año,
Alemania ponía en combate dos ingenios
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
completamente nuevos en el mundo de la aviación:
el primer avión reactor y el primer proyectil volante.
En 1945 la producción de aeroplanos militares en
Estados Unidos se redujo drásticamente, pero los
pedidos de aviones civiles se incrementaron de forma
considerable. Al finalizar el año, los fabricantes tenían
contratos para construir 40,000 aviones, en contraste
con la producción máxima de 1941, que fue de 6.844.
De nuevo las líneas aéreas nacionales e
internacionales estadounidenses rompieron las
plusmarcas anteriores en todos los tipos de tráfico y
consiguieron sustanciales mejoras con respecto a
1941. Se redujeron las tarifas tanto de pasaje como
de carga, y en 1945 volvieron a operar todos los
servicios comerciales internacionales. La experiencia
obtenida en la fabricación de aviones militares durante
la guerra fue utilizada en la construcción de aviones
civiles nada más terminar las hostilidades. Las
compañías aéreas dispusieron de aviones más grandes
y mas rápidos con adelantos como las cabinas
presurizadas. Se mejoraron los aeropuertos, los
pronósticos meteorológicos y las ayudas a la
navegación fueron más eficientes y aumentó la
demanda pública de transporte aéreo de pasaje y
carga, que creció a niveles desconocidos hasta
entonces gracias a la repentina prosperidad de la
posguerra.
Los experimentos en el campo del diseño
aerodinámico, de los nuevos metales, nuevas plantas
de potencia y avances electrónicos trajeron el
desarrollo de los aviones turborreactores de alta
velocidad, diseñados para vuelos transoceánicos,
vuelos supersónicos, aviones cohete experimentales,
aviones de despegue corto o vertical (STOL, VTOL)
y cohetes espaciales.
En diciembre de 1986 el avión ligero experimental
Voyager completó con éxito el primer vuelo alrededor
del mundo sin escalas y sin repostar. Fue diseñado
por Burt Rutan, que lo dotó de líneas muy poco
ortodoxas que recuerdan en algunos aspectos a un
catamarán. El avión iba provisto de dos motores, el
delantero para despegar, maniobrar y aterrizar y el
posterior para el vuelo de crucero. Los materiales
eran de plástico ligero por lo que su peso al despegar
era tan sólo de 4.420 kg y cargaba 4,500 litros de
combustible distribuidos en 17 depósitos. Una vez
consumidos, su peso al aterrizar era de 840 kg. Los
73
�Breve historia de la Ingeniería Mecánica. Parte II / Oscar Mauricio Barajas P.
El “Voyager” realizó el 1er. vuelo alrededor del mundo
sin escalas y sin reabastecerse de combustible.
pilotos fueron Dick Rutan (hermano de Burt) y
Jeanna Yeager, y volaron 40.254 km en 9 días, 3
minutos y 44 segundos, a una velocidad media de
186,3 km/h. Este vuelo estableció una nueva
plusmarca de distancia y tiempo en el aire, duplicando
la de distancia, que permanecía desde 1962 en 20.169
kilómetros.
Ya en 1889 se efectuaron varias conferencias para
resolver los problemas internacionales originados por
74
la aviación, pero hasta 1947 no se creó el primer
organismo adecuado: la Organización de la Aviación
Civil Internacional (OACI), adscrita a la ONU, con
sede en Montreal (Canadá). Otra organización que
surgió a partir de la iniciativa de las compañías aéreas
es la Asociación Internacional del Transporte Aéreo
(IATA), también con sede en Montreal y que agrupa
a más de 100 empresas de transporte aéreo, por lo
general de líneas regulares, unidas en este organismo
para resolver sus problemas comunes. El gran
desarrollo de la aviación a escala mundial ha obligado
a todos los países a establecer leyes y regulaciones
que permitan un eficiente y seguro tráfico aéreo y a
firmar convenios y protocolos internacionales como
el de Tokio en 1963 o el de La Haya en 1973. En la
actualidad existen en la mayoría de las naciones leyes
sobre la navegación aérea que junto con otras medidas
han llevado a este medio de transporte a convertirse
en uno de los más seguros y eficientes.
Nota del editor:
La tercera y última parte de esta historia de la
Ingeniería Mecánica se publicará en nuestro siguiente
número.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Enredándose
Netiqueta
Parte I. E-mail
Fernando J. Elizondo Garza
Catedrático e investigador de la FIME-UANL
fjelizon@hotmail.com
El Internet, y por lo tanto
el correo electrónico y demás
opciones de comunicación por
la red, ha entrado en nuestras
vidas como tantos de los
adelantos tecnológicos: uno
simplemente lo empieza a usar
sin mayor conceptualización.
El progreso y los ahorros que han representado
estos medios de comunicación hacen casi imposible
para cualquier ingeniero el despreciar sus bondades
y es tan natural e íntimo su uso (ya sea en casa o en
la oficina) que no reparamos en las implicantes no
técnicas del mismo.
¿Qué diferencia hay entre una carta y un E-mail?
Podría pensarse, excluyendo el tiempo de transmisión
del mensaje, que es igual teclear una carta laboral
para ser enviada por correo tradicional o mensajería
que para enviarla por E-mail. Pero el tener tan cerca
el “mouse” y el botón de “send” hace que con mayor
frecuencia de lo deseado no revisemos
correctamente nuestro mensaje antes de enviarlo.
Que por ser tecleado, en vez de manuscrito, caigamos
en la tentación de no usar acentos, al fin y al cabo el
Internet es algo informal, casi como un juego entre
amigos, ¿Pero nuestro interlocutor es realmente
nuestro amigo? ¿Conoce nuestros códigos personales
o locales? ¿Habla nuestro mismo español?...
Normalmente ni lo pensamos, sólo tecleamos y
“send”.
Las cartas a la antigua, por correo, aunque con
excepciones, se iban más revisadas, además de que
pensando en la posibilidad de que más personas las
leyeran se procuraba la discreción. ¿Nadie más que
el destinatario leerá nuestros e-mails? Cuando
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
enviamos correos electrónicos o chateamos,
generalmente pensamos que sí. En realidad igual que
en todas las épocas, la curiosidad de algunas personas
es mucha y puede ser muy tentador espiar los correos
en las PC´s o sus versiones impresas en papel.
En fin, el uso de Internet implica diferentes
aspectos particulares sobre los que conviene
reflexionar, incluyendo faltas de respeto a los
receptores de nuestros mensajes o a nuestros
interactuantes virtuales. Podemos ofender o molestar
incluso sin darnos cuenta.
Como era de esperarse ya se han publicado un
conjunto de reglas, equivalentes a un “manual de
buenas costumbres”, para la interacción
computacional, conocido con el nombre de Netiquette
(la etiqueta de la Red) y que designa a un conjunto
de reglas para el buen comportamiento en Internet.
Uno de los libros pioneros en el tema es Netiquette
(1994), de Virginia Shea, disponible tanto en papel
como para consulta online a través de la página
Virginia Shea y su libro Netiquette.
75
�Enredándose: Netiqueta. Parte I. E-mail / Fernando J. Elizondo Garza
www.albion.com/netiquette/ La autora estructura
un conjunto de 10 reglas centrales de las cuales se
desprenden aspectos particulares.
Otras personas y organizaciones simplemente
prefieren establecer reglas específicas para los
distintos servicios de Internet (correo electrónico,
listas de discusión, IRC, FTP, etc.).
En este artículo presentaremos, sin pretender ser
extensivos, algunas reglas de netiqueta a ser
consideradas al utilizar los servicios más populares
de Internet estas normas de comportamientos se
presentarán agrupadas por tipo de servicio, y por lo
tanto, algunas reglas se repiten, por ser de carácter
general.
ni destinatario, lo mandan a la basura, ya sea por
seguridad o por no tener claro a quién debe ser
entregado.
Privacidad
El mail no es tan privado como parece. Debe
tenerse cuidado con lo que escribimos, otras personas
pueden leerlo.
Del otro lado hay seres humanos
Nunca olvidar que, aunque estemos mirando un
monitor, lo que estamos escribiendo lo recibirá una
persona. Si recibimos un mail que nos disgusta, lo
mejor es esperar al día siguiente para contestarlo y
no escribir algo de lo que después nos podamos
arrepentir.
Cadenas
No reenvíe ninguna cadena de solidaridad. La
mayoría son falsas. Si quiere colaborar con gente
que lo necesita, póngase en contacto con instituciones
serias que pueden canalizar su inquietud o
aportaciones.
Seguramente encontrará algunas instituciones con
las que podra colaborar.
CORREOS ELECTRÓNICOS. E-mail
Los correos electrónicos se han vuelto parte cotidiana
de la actividad profesional, por lo que su adecuado
uso es de gran importancia para todos los ingenieros.
Entre las normas de Netiqueta a ser consideradas al
enviar correos electrónicos se pueden mencionar:
Identificar claramente el remitente
y el destinatario
En una casa u oficina, puede ocurrir que varias
personas utilicen la misma computadora y la misma
cuenta de mail. Por lo tanto simpre se debe escribir
el nombre de la persona a la que va dirigido el mail.
Por otro lado es importante firmar los correos
electrónicos. No es agradable recibir un E-mail que
diga solamente “el envío fue despachado ayer”.
También es importante ser consciente de que
personas que reciben muchos E-mails y spam,
cuando reciben un mensaje que no tienen ni remitente
76
Alertas de virus
No reenviar ningúna alerta de virus. La mayoría
son falsos. Hay boletines y páginas web sobre el
tema, además que los antivirus se pueden actualizar
directamente por la red.
Publicidad
No envíe nunca mensajes publicitarios no
solicitados. Si quiere promocionar su negocio o su
página web, consiga las direcciones de forma ética,
por ejemplo, poniendo un formulario en su página o
creando un boletín.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Enredándose: Netiqueta. Parte I. E-mail / Fernando J. Elizondo Garza
Es muchísimo más valioso tener una lista de 500
o 1,000 direcciones de personas que se suscribieron
voluntariamente, que 1 millón de direcciones de
personas a las que no les interesa nuestro negocio.
Por eso, para preservar la privacidad de todos en la
red, jamás compre o venda direcciones de mail.
No responder ningún mensaje no solicitado
No responda ningún mensaje no solicitado, ni
siquiera con la palabra Remove o Unsuscribe ya
que respondiendo se está confirmando que nuestra
dirección es válida. Los que envían spam utilizan esta
técnica para confirmar la validez de las direcciones,
con lo cual, en vez de dejar de recibir mensajes,
comenzará a recibir más.
Subject o Asunto
No envíe un mensaje sin Subject. Utilice
juiciosamente la línea de asunto y haga la vida un
poco más fácil al receptor. Describa breve y
claramente el contenido del E-mail. Una línea corta
y concreta permite ubicar rápidamente el mensaje
correcto en una larga lista.
¿De qué está hablando?
No responda un E-mail diciendo solamente “OK”
o “Yo no”. Explique en forma concisa de qué está
hablando, evite confusiones.
También tenga cuidado con los emoticonos, pues
no todos los pueden interpretar de la misma manera,
defina el significado la primera vez que lo utilice.
varias personas. De esta manera se evita que todos
conozcan las direcciones del resto de la lista.
No utilizar MAYUSCULAS
No escriba todo el mensaje en mayúsculas. Es
cansado para leer e implica estar gritando.
Idiomas
Si está escribiendo a una persona desconocida
que vive en un país de lengua diferente al español,
utilice en lo posible su idioma o el inglés.
Aspectos técnicos
Trate de no escribir líneas que contengan más de
80 caracteres, o algunas personas que usan otros
programas podrán tener problemas para leerlas.
En lo posible evite utilizar caracteres ASCII
mayores a 127. Es decir, no use acentos, ni eñes, ni
símbolos raros que no estén directamente en el
teclado, ya que en el camino que recorre el mensaje
pueden ser mal “traducidos” por otra computadora y
transformarse en otro tipo de símbolos.
Cuando tenga dudas o problemas con un
determinado Host, consulte al postmaster. Cuando
envíe mensajes al postmaster, sea amable, breve y
tenga paciencia, suele estar muy ocupado y la
respuesta puede tardar varios días.
No incluir todo el mensaje original
en la respuesta
No incluya, en la respuesta a un mensaje, todo el
mail original. Suprima todo lo que no sirva, pues ocupa
espacio en la memoria y aumenta el tiempo de envío,
dejando solamente lo necesario para darle contexto
a tu respuesta.
Al reenviar mensajes
Si recibe un E-mail y quiere reenviarlo, asegúrese,
por privacidad, de borrar todas las direcciones que
aparecen en el mensaje.
Al enviar un mensaje a un grupo
Utilice el campo “CCO” o “BCC” para escribir
las direcciones cuando quiera enviar un E-mail a
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
Nota del editor:
La segunda parte de este artículo se publicará en
nuestro siguiente número.
77
�Eventos y reconocimientos
I. PRIMER CONGRESO DE SISTEMAS
INTEGRADOS DE MANUFACTURA Y
MÁQUINAS HERRAMIENTA
Los días 21, 22 y 23 de mayo de 2003 en las
instalaciones de la Facultad de Ingeniería Mecánica
y Eléctrica de la UANL se llevó a cabo el Primer
Congreso de Sistemas Integrados de Manufactura y
Máquinas Herramientas.
Durante este evento organizado por los doctores
Moisés Hinojosa R., Eugenio López G. y Patricia
Zambrano R. se efectuaron diferentes conferencias
y talleres en donde se abarcaron los aspectos teóricos
y prácticos de esta área del conocimiento.
Entre las conferencias se pueden mencionar:
“Simulación y Optimización de Procesos de
Manufactura” ofrecida por la Dra. Martha P.
Guerrero M., “Máquina portátil de medición por
coordenadas, su importancia y funcionamiento”
impartida por personal de la empresa Métrica,
“Simulación de robots en la produccion por medio
del software CATIA” presentada por el Ing.
Tomás Vargas B. Director de Enterprise
Engineering Solutions. El M.C. Francisco Ramírez
Cruz habló de investigaciones que ligan el
crecimiento de los sistemas con el de especies
biológicas.
Los talleres ofrecidos fueron: Robótica por el
M.C. Roberto Mireles Palomares, OPTO22 por el
M.C. Javier de la Garza Salinas, el de Pro-Engineer
por la Ing. Indira Escamilla Salazar y el de Solidworks
por el M.C. Fernando Montemayor Ibarra.
II. MÉRITO ACADÉMICO
En ceremonia realizada el 18 de Marzo de 2003
se estregaron los Reconocimiento al Mérito
Académico a los alumnos más destacados de la
FIME-UANL durante el semestre agosto-diciembre
de 2002. A continuacián se listan los alumnos, su
carrera y su calificación promedio.
Elida Mayela Flores González
Demetro Pilar Ayala Cruz
Javier Martínez Ontivero
Páez Álvarez Heberto
Demostraciones de equipo robótico realizadas durante
el congreso.
78
IAS
IEC
IAS
IMM
98.84
96.61
97.22
93.81
III. MENCIÓN HONORÍFICA
En ceremonia presidida por el rector de UANL y
el director de la FIME-UANL, el 18 de Marzo de
2003, se realizó la tradicional entrega de Menciones
Honoríficas a los estudiantes que sobresalen por su
desempeño académico en la FIME-UANL. A
continuacion se listan los alumnos.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Eventos y reconocimientos
El Rector de la UANL, Dr. Luis J. Galan Wong y el Director
de la FIME-UANL, MEC Rogelio Garza Rivera, con los
alumnos que recibieron Reconocimientos al Mérito
Académico y Menciones Honoríficas por su desempeño
escolar.
Jesús Guadalupe Tadeo Garza Moreno
Eder Hernández Wong
Juan Ángel Rodríguez Liñan
José Manuel López Maldonado
Ángel Tomás Gutiérrez Gómez
Fernando César Martínez Gómez
Guillermo Ahumada Castro
Carlos Iván Torres Duarte
Sergio Alejandro Galván Páez
Nicolás González Fonseca
Juan Carlos Balderas Flores
Aldo Micel Rodríguez García
Raúl Abraham Uribe Reyna
Silvia Lorena Vera Buendía
Enrique Gerardo López Martínez
Ana Lilia Hernández Sánchez
María del Refugio Castillo Monroy
Claudia Lisset Macías Garza
Israel Cantú González
Mariana Leos Cabral
Hazel Peña Bernal
Jessica Guadalupe Ayala Fernández
Omar Alejandro Jiménez Moreno
Julio César Escobedo de la Rosa
Carlos Alberto Alvárez Herrera
Dixie Diana Saldaña Loera
Salinas Salinas Edith Nohemi
Flores Guzmán José Israel
Cynthia Margarita Herrera Llanes
Daldinia Garza Delgado
Susana Fabiola Casas Rocha
Jared Blanco Martínez
Manuel Torres García
Aurelio López González
IEC
IEC
IEC
IEC
IEC
IEC
IEC
IEC
IEC
IEC
IEC
IEC
IEC
IEC
IEC
IAS
IAS
IAS
IAS
IAS
IAS
IAS
IAS
IAS
IAS
IAS
IAS
IAS
IAS
IAS
IAS
IAS
IAS
IAS
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
96.15
96.12
95.32
94.53
94.06
94.01
93.93
93.82
93.82
93.00
91.79
91.57
90.76
90.43
90.37
97.59
96.34
96.09
95.88
94.88
94.35
93.60
91.78
91.39
91.01
90.94
90.85
90.73
90.64
90.57
90.38
90.26
90.11
90.11
IV. 30 AÑOS DE ANTIGÜEDAD COMO
MAESTROS DE LA FIME-UANL
Con motivo del “Día del Maestro” la Dirección de la
FIME-UANL efectuó un reconocimiento a los
profesores de mayor antigüedad laboral, así como a
los que cumplieron 30, 25, 20 y 15 años como
catedráticos de dicha institución.
Los maestros que durante el año 2003 cumplen 30
años de labor docente se listan a continuación.
M.C. Dagoberto Almanza Cabrera
M.C. José Antonio González Treviño
M.C. Juan de Dios Alton Barrios
Ing. Gerardo Guerra Lozano
M.C. José Wenceslao Báez Martínez
M.C. José Jaime Guerrero Garza
M.C. José Ernesto Bernal Avalos
Ing. Lorenzo Hernández Medellín
Ing. Apolonio Gerardo Cantú Rodríguez
M.C. Noe Hortiales Pacheco
M.C. Margarita Cantú Villarreal
M.C. Eligio Jaime Muñoz
M.C. José Luis Castillo Ocañas
M.C. Heriberto Martínez Garza
M.C. Jesús Antonio del Bosque González
M.C. Alfredo Mata Briseño
Ing. Francisco Javier Delgadillo Arreola
M.C. Jesús José Meléndez Olivas
M.C. Fernando Javier Elizondo Garza
Ing. Armando Mesta Montelongo
Dr. César Elizondo González
M.C. Arturo Moreno Rodríguez
Ing. Jesús Javier Elizondo Platas
M.C. María Blanca E. Palomares Ruiz
M.C. Raúl Escamilla Garza
M.C. Juan Antonio Pérez Patiño
El MEC Rogelio Garza Rivera, Director de la FIME-UANL y
el MC José A. Gonzalez T., Secretario General de la
UANL, acompañan a los profesores de la FIME que
cumplen 30 años de antigüedad laboral.
79
�Eventos y reconocimientos
M.C. Moisés Espinosa Esquivel
Ing. Marcos Picasso Ledezma
M.C. Paulino Flores Saavedra
M.C. María Guadalupe Ramírez López
Ing. Gerardo Frutos Guerra
M.C. Efraín Ramírez Vijil
M.C. Ricardo Garza Castaño
M.C. José Guadalupe Ríos Martínez
M.C. Eliezer Garza Elizondo
Ing. Hugo Enrique Rivas Lozano
Ing. Hugo Emilio Garza Jáuregui
M.C. José D. Rivera Martínez
M.C. Álvaro Garza Quiroga
Ing. Juan Francisco Rodríguez García
M.E.C. Rogelio Guillermo Garza Rivera
Ing. Jorge Luis Sáenz Martínez
M.C. Guillermo Garza Villarreal
M.C. Simona Sánchez Villanueva
M.C. Adalberto Gaytán Reyes
Ing. Elías Benjamín Torres Gómez
M.C. Humberto Baltazar González González
M.C. Lilia Nelda Treviño Lara
Ing. José Antonio Treviño Torres
VI. RECONOCIMIENTO A PROFESORES DISTINGUIDOS DE LA UANL
El día 14 de mayo de 2003, en el Aula Magna del
Colegio Civil de la UANL, profesores distinguidos
de la Universidad Autónoma de Nuevo León recibieron un homenaje de su alma mater tanto por su
trayectoria dentro de las aulas como por su proyección fuera de ellas a nivel nacional e internacional.
De las diferentes facultades de ingeniería de la
UANL se hicieron merecedores al reconocimiento
80
por su trayectoria docente los siguientes catedráticos:
Lic. Juan Antonio Cadena Guerra, FCQ.
M.C. Guadalupe E. Cedillo Garza, FIME.
Ing. Antonio Garza Garza, FIME.
Ing. Matías Botello Treviño, FIME
M.C. Manuel Amarante Rodríguez, FIME
En la categoría de Profesores distinguidos a nivel
nacional e internacional, de las diferentes escuelas
de ingeniería de la UANL fueron distinguidos los siguientes profesores e investigadores:
Q.F.B. Yolanda Molina Recio, FCQ.
M.C. Fernando Javier Elizondo Garza, FIME.
M.C. Benjamín Limón Rodríguez, FIC.
M.C. José Manuel Rojas Ruiz, FIC.
M.C. Rafael Gallegos López, FIC.
Catedráticos de la UANL que se hicieron acreedores al
reconocimiento como profesores distinguidos a nivel
nacional e internacional.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Titulados a nivel Maestría
en la FIME-UANL
Marzo-Mayo 2003
Aracely Silva Garza, M.C. Administración con
Especialidad en Relaciones Industriales,
“Requerimientos sugeridos por el sector
productivo para el egresado de la carrera de
Ingeniero Administrador de Sistemas ”, 3 de
Marzo de 2003.
Ma. Magdalena Galindo Serna, M.C.
Administración con Especialidad en Investigaciones
de operaciones, “Estrategia para la toma de
decisiones en la adquisición de tecnología
aplicable a las licenciaturas de arquitectura y
diseño industrial”, 7 de Marzo de 2003.
Alfredo Alavez Murillo, M.C. Ingeniería Mecánica
con Especialidad en Diseño mecánico, “Utilización
de la computadora como herramienta en el diseño
de elementos de máquinas”, 11 de Marzo de 2003.
Blanca Patricia Sánchez Juárez, M.C.
Administración con Especialidad en Relaciones
Industriales, “Requerimientos sugeridos por el
sector productivo para el egresado de la carrera
de Ingeniero Administrador de Sistemas”, 17 de
Marzo de 2003.
Ramón Alanís Carreón, M.C. Administración con
Especialidad en Relaciones Industriales, “Desarrollo
de técnicas de motivación para mejorar el
rendimiento de los alumnos de la preparatoria
23 de la UANL en la materia matemáticas”, 18 de
Marzo de 2003.
Oscar Miguel Delgado López, M.C.
Adminitración con Especialidad en Producción y
Calidad, “Diseño de un modelo administrativo para
una empresa de instalaciones”, 19 de Marzo de 2003.
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
César José García Matar, M.C. Administración
con Especialidad en Relaciones Industriales,
“Cambios en los procedimientos y evaluaciones
de una playera y un short de maquila textil y su
efecto económico”, 19 de Marzo de 2003.
Netzahualcoyotl Hernández Rodríguez, M.C.
Ingeniería Eléctrica con Especialidad en Control,
“Requerimientos de diseño para sistemas de
control lineales, una representación en el dominio
de la frecuencia”, 22 de Marzo de 2003.
Jesús Martínez Nalón, M.C. Ingeniería Eléctrica
con Especialidad en Potencia, “Análisis del
congestionamiento de los sistemas de
transmisión en mercados eléctricos
competitivos”, 22 de Marzo de 2003.
Edén Amaral Rodríguez Castellanos, M.C.
Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales,
“Estudio sobre la influencia de la espinela
magnesia-alúmina (MgA1 2 0 4 ) e n u n a
combinación innovadora de fases refractarias
MgO-CAZr03 -Zr02 ”, 24 de Marzo de 2003.
Leonel López de León Ponce , M.C.
Administración con Especialidad en Producción y
Calidad, “Procedimientos de operación de las
máquinas de ensamblaje y prueba para la
producción de tarjetas electrónicas basado en el
modelo de aseguramiento de calidad ISO 9002”,
24 de Marzo de 2003.
Jesús Rodríguez Zamora, M.C. Ingeniería con
Especialidad en Telecomunicaciones, “Métodos de
medición y prueba en órbita para trasponder de
sátelites”, 28 de Abril de 2003.
81
�Titulados a nivel Maestría en la FIME
Julio César Castillo Covarrubias , M.C.
Ingeniería de Manufactura con Especialidad en
Diseño del Producto, “Desarrollo de una técnica
de diseño de troqueles de alta velocidad para
producir laminación rotor-estator grapado”, 2
de Mayo de 2003.
Sergio Isidro Pérez García, M.C. Ingeniería
Eléctrica con Especialidad en Potencia,
“E s t i m a c i ó n d e e s t a d o c o n m e d i c i o n e s
fasoriales sincronizadas”, 10 de Mayo de 2003.
Ramón Cervantes Cantú, M.C. Administración
con Especialidad en Finanzas, “Evaluación de un
proyecto de inversión en equipos de computo
IBM contra UNISXS”, 26 de Mayo de 2003.
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
CONGRESO DE INGENIERÍA
TÉRMICA E HIDRÁULICA 2003
10 – 12 de Septiembre de 2003
Sede: FIME-UANL
Los Departamentos de Ingeniería Térmica e Ingeniería Hidráulica de la FIME-UANL se complacen en invitarlo a
participar en su Congreso de Ingeniería Térmica e Hidráulica 2003, que se llevará a cabo los días 10, 11 y 12 de
Septiembre de 2003 en esta Facultad.
El objetivo fundamental del evento es difundir los nuevos desarrollos y tendencias en las áreas de Ingeniería
Térmica e Hidráulica. Entre las actividades que se desarrollarán se incluyen conferencias, exposiciones y
concursos.
INVITACIÓN A PONENTES
Los interesados en participar con una ponencia o un póster deberán enviar un resumen de 500 palabras por
correo electrónico a las direcciones: jaguilar@gama.fime.uanl.mx o jafranco@gama.fime.uanl.mx o al Fax
(81)8332-0904. La fecha límite para la recepción de resúmenes será el 21 de Julio de 2003.
PARA MAYOR INFORMACIÓN
Página del evento: http://grafito.fime.uanl.mx/termica_hidraulica/congreso2003.html
Departamento de Ingeniería Térmica
Juan Antonio Aguilar Garib
E-mail: jaguilar@gama.fime.uanl.mx
Departamento de Ingeniería Hidráulica
Juan Antonio Franco Quintanilla
E-mail: jafranco@gama.fime.uanl.mx
Tel: (81) 8329-4020 Ext 5843. Fax: (81) 8332-0904
82
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Acuse de recibo
Revista EMPRENDEDORES
Revista CINTERMEX
La revista Emprendedores es publicada mensualmente en España por la editorial Hachette Filipachi
y distribuida internacionalmente. Especializada en
artículos de divulgación relativos al quehacer emprendedor, presenta en sus páginas con un formato
compacto, didáctico y agradable a la vista, temas
como: liderazgo, capital humano estrategia, habilidades, cibernegocios, dinero, plan de negocios, etc.
En el número correspondiente a mayo de 2003,
se presenta como tema central un dossier sobre
«Como ser más creativo en tu trabajo» en el que se
analizan técnicas para tener ideas que mejoren nuestro trabajo, así como los artículos: «Hacer una entrevista», donde se discuten que tipo de preguntas deben hacerse en una entrevista de selección de personal; «Montar una guardería», en el que se analiza
el boom del mercado del cuidado de niños, etc.
Para más información sobre esta publicación
puede consultarse la página de Internet
www.emprendedores.es o comunicarse vía el
E-mail: mfmontes@hachette.es
(FJEG)
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
CINTERMEX, revista que como su nombre lo indica
es editada por el Centro Internacional de Negocios,
de la ciudad de Monterrey, México, en su número 55
correspondiente al invierno del 2002, contiene
interesantes artículos como “No puedes vender nada
si no puedes vender tu propia imagen” de Marjorie
Brody en el que se dan una serie de consejos prácticos
para que los profesionales de ventas se presenten a
sí mismos de la mejor manera dominando las 3 V’s
que son las señales de comunicación Visual, Vocal y
Verbal.
Otros textos son ¿Cuándo le preguntaste a tus
Clientes lo que Deseaban de tu Exposición?, una nota
sobre la visita de Vicente Fox a Cintermex, notas de
los eventos realizados e información de las
exposiciones a realizar en un futuro próximo.
Más información en http://www.cintermex.com.mx
E-mail: info@cintermex.com.mx
(JCM)
83
�Colaboradores
Arantes, Luciano José
Graduado en Ingeniería Mecánica por la Universidad
Federal de Uberlândia, Brasil, 1999. Maestría en
Ingeniería Mecánica en la Universidad Federal de
Uberlândia y Massachusetts Institute of TechnologyBoston, EUA, 2001. Doctorando en Ingeniería
Mecánica en la UFU, Brasil.
Barajas Pinzón, Oscar Mauricio
Ingeniero Mecánico y maestría en Automatización
Industrial por la Universidad Nacional de Colombia
en 1995 y 2001. Cursos especializados en Manejo de
Catástrofes Naturales en Francia, Holanda, Bolivia,
Ecuador, Perú, Cuba y Colombia. Trabajó en la Cruz
Roja Colombiana de 1997 al 2001. Actualmente es
Ingeniero Supervisor de Facilidades (depuración del
petróleo) en la Occidental de Colombia.
Colás Ortíz, Rafael
Cursó estudios de ingeniería metalúrgica en la Universidad Metropolitana y la maestría y el doctorado
en Metalúrgica en la Universidad de Sheffield, Inglaterra. Fue Gerente de Tecnología de Procesos en
la empresa Hojalata y Lámina. De 1992 a la fecha
es profesor investigador del Doctorado en Ingeniería de Materiales en la FIME-UANL. Investigador
Nacional nivel 3.
Da Silva, Evaldo Malaquias
Doctorado en Ingeniería Mecánica en la Universidad
Federal de Uberlândia, Maestría en Ingeniería
Mecánica en la Universidad Federal de Uberlândia.
Graduación en Ingeniería Mecánica en la Universidad
Federal de Uberlândia.
Da Silva, Márcio Bacci
Graduado en Ingeniería Mecánica y maestría por la
UFU-MG, Brasil. Doctorado en Ingeniería en la
University of Warwick-Conventry, Inglaterra, 1998.
84
Elizondo Garza, Fernando Javier
Ingeniero Mecánico Electricista egresado de la
FIME-UANL. Diplomado en Administración de Tecnología en el CINVESTAV del IPN. Estudios de
maestría en Ingeniería Ambiental en la Facultad de
Ingeniería Civil de la UANL. Es catedrático y consultor de la FIME. Director de la revista Ingenierías.
García Loera, Antonio
Ingeniero Mecánico Administrador y Master en
Ciencias de la Ingeniería de los Materiales por parte
de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica.
Obtuvo el grado de PhD en Ciencia de los
Materiales Compositos y Poliméricos en el Institut
National des Sciences Appliquées de Lyon
Francia. Actualmente se desempeña como
Catedrático- Investigador en la FIME.
Guerrero Mata, Martha Patricia
Licenciada en Ciencias Físicas por la Universidad
Autónoma de Nuevo León, obtuvo la Maestría en
Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad
en Materiales en la UANL, obtuvo el Doctorado en
la Universidad de Sheffield, Inglaterra. Es profesora
de tiempo completo desde 1997 del Programa
Doctoral en Ingeniería de Materiales de la FIMEUANL. Investigador Nacional nivel 1.
Kalashnikov V., Vyacheslav
Profesor de Cátedra en el Departamento de
Matemáticas del ITESM. Doctor en Cibernética
Matemática por el Instituto Central de Económica y
Matemática de la Academia de Ciencias de Rusia,
Moscú, su grado de Ph.D. en el Instituto de
Matemáticas en Departamento Sibérico de la Academia de Ciencias de la URSS, Novosibirsk, y sus
títulos de Maestro en Ciencias y de Lic. en Matemáticas de la Universidad de Novosibirsk, Rusia. Sus
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
�Colaboradores
áreas de interés son investigación de operaciones,
optimización, problemas de complementaridad y
desigualdades variacionales.
Kharisov, Boris I.
Estudió Radioquímica y Química Inorgánica en la
Universidad Estatal de Moscú, Rusia, institución en
la que obtuvo también su grado de doctor. Hasta
1989 trabajó en el Instituto de Tecnología Química
en Moscú en el área de Radioquímica Aplicada.
Desde 1994 labora en la Facultad de Ciencias
Químicas de la UANLeón. Es autor de más de 25
artículos científicos publicados en revistas tanto del
país como del extranjero.
Mata Cabrera, Francisco
Ingeniero Industrial e Ingeniero Técnico de Minas
por la Universidad de Castilla-La Mancha. Diplomado
en Ingeniería de Materiales por el Consejo Superior
de Investigaciones Científicas, Master en Evaluación
de Impacto Ambiental por el Instituto de Investigaciones Ecológicas de Málaga, Experto Universitario
en Educación por la UNED. Es profesor Asociado
en el Área de Ingeniería Mecánica en la Escuela
Universitaria Politécnica de Almadén.
Morado Macías, César
Licenciado en Filosofía y Maestro en Educación por
la Facultad de Filosofía y Letras de la UANL, donde
actualmente imparte cátedra. Coordinador del
Archivo Histórico del Archivo General del Estado
de Nuevo Léon. Autor de varios libros sobre historia
regional del noreste mexicano. Doctorante en
Ciencias Sociales por la Universidad de Guadalajara.
Palomo González, Miguel A.
Profesor en la Jefatura de Ingeniería Industrial, en la
Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad
Autónoma de Nuevo León, tiene estudios de
Doctorado en “Estrategia Internacional de la
Empresa” (I.A.E., Grenoble, Francia) y especialidad
en “Administración de Tecnología” (Battelle
Memorial Institute, (Columbus, Ohio, E.U.A.).
Pérez Rodríguez, José Alfredo
Originario de Sinaloa, México, obtuvo el título de
Ingeniero Industrial Militar en la especialidad de
Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
Ingeniería Eléctrica en la Escuela Militar de
Ingenieros de la Secretaría de la Defensa Nacional,
México en 2002. Actualmente está incorporado en
actividades de supervisión de redes eléctricas en
Irapuato, Guanajuato, México.
Raslan, Alberto Arnaldo
Graduado en Física, ICEx-UFMG, Brasil, 1976.
Maestría en Ingeniería Metalúrgica UFMG, 1979.
Doctorado en Ingeniería Metalúrgica UFMG 1988.
Posdoctorado en el LCEP/ENSMM, Francia, 1991.
Ríos Mercado, Roger Z.
Profesor de tiempo completo y exclusivo en el Programa de Posgrado en Ingeniería de Sistemas de la
FIME, UANL. Recibió sus títulos de Doctor y
Maestro en Ciencias en Investigación de Operaciones e Ingeniería Industrial por la Universidad de Texas
en Austin, y su título de Licenciado en Matemáticas
por la UANL. Sus áreas de interés son investigación de operaciones, desarrollo de heurísticas y
optimización estocástica, con aplicación a problemas
de toma de decisiones provenientes de la industria
del gas y procesos de manufactura.
Salas Zamarripa, Ezequiel
Egresado de la carrera de Ingeniero Mecánico
Eléctricista, ofrecida por la FIME de la UANL.
Actualmente estudia la Maestría en Ciencias en
Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales,
ofrecida por la misma institución.
Vázquez Martínez, Ernesto
Se graduó de Ingeniero en Electrónica y Comunicaciones en 1988, y obtuvo su Maestría y Doctorado
en Ingeniería Eléctrica en 1991 y 1994 respectivamente, en la Universidad Autónoma de Nuevo León,
México. Desde 1996 es Profesor Investigador del
Doctorado en Ingeniería Eléctrica de la UANL y es
responsable del laboratorio de sistemas eléctricos de
potencia y protecciones. Es Miembro del Instituto
de Ingenieros en Electricidad y Electrónica (IEEE)
de Estados Unidos. Su área de investigación es la
aplicación de técnicas de inteligencia artificial en sistemas eléctricos de potencia.
85
�Información para colaboradores
Se invita a profesores e investigadores de las diferentes áreas de la ingeniería a colaborar en la
Revista Ingenierías con: artículos de divulgación
científica y tecnológica, artículos sobre los aspectos
humanísticos del quehacer ingenieril, reportes de
investigación, reportajes de eventos, convocatorias,
etc.
Las colaboraciones deberán estar escritas en un
lenguaje claro, didáctico y accesible. No deberá ser
en primera persona.
Solamente se aceptarán trabajos en inglés de personas cuyo primer idioma no sea el español.
Todos los artículos recibidos serán sujetos a arbitraje tipo doble anónimo siendo inapelable el veredicto de los revisores. Los criterios aplicables a la
selección de textos serán: originalidad, rigor científico,
precisión de la información, el interés general del tema
expuesto y la claridad del lenguaje.
Los artículos aprobados serán sujetos a revisión
de estilo.
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artículo, material gráfico, fichas biográficas de cada
autor con un máximo de 100 palabras y carta de cesión
de derechos, en formato electrónico .doc de Word, en
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es cuatro. La extensión de los artículos no deberá
exceder de 8 páginas tamaño carta (incluyendo
86
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de 11 puntos a espacio sencillo.
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español como en inglés, de no más de 100 palabras.
Deberán incluirse un máximo de 5 palabras clave
tanto en español como inglés. Las referencias irán
numeradas en el orden que fueron citadas en el texto.
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datos: Autores o editores, título del artículo, nombre
del libro o de la revista, lugar, empresa editorial, año
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Para cualquier comentario o duda estamos a disposición de los interesados en:
Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
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Tel.: 8329-4020 Ext. 5854
Fax: 8332-0904
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Ingenierías, Julio-Septiembre 2003, Vol. VI, No. 20
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Ingenierías
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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
2003
Volumen
Volumen de la revista
6
Número
Número de la revista
20
Mes de publicación
Mes cuando se publicó
Julio-Septiembre
Día
Día del mes de la publicación
1
Periodicidad
La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual)
Trimestral
Relación OPAC
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Dublin Core
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Ingenierías, 2003, Vol 6, No 20, Julio-Septiembre
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An entity primarily responsible for making the resource
González Treviño, José Antonio, Director
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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
01/07/2003
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
2020783
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.
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