https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/20760/Ingenierias_2007_Vol_10_No_37_Octubre-Diciembre.pdf 24386ee3e783264be2dd4ceabdb62be8 PDF Text Text �Contenido Octubre-Diciembre de 2007, Vol. X, No. 37 37 2 Directorio 3 Editorial Diez años de Ingenierías José Antonio González Treviño 5 Desarrollo de un relevador de sobrecorriente con capacidades dinámicas de ajuste Arturo Conde Enríquez 16 Biosíntesis de nanopartículas de ZnS utilizando cepas de hongos Leslie Aideé Botello Salinas, María Teresa Garza González, Idalia Gómez de la Fuente, Moisés Hinojosa Rivera 23 Las mujeres en la formación superior: El caso de la Escuela Superior de Ingenieros de Bilbao Elisa Usategui Basozabal, Ana Irene Del Valle Loroño 38 Global warming and CO2: Highlights of differing perspectives Victor Goldschmidt 48 Simulación del calentamiento de manganitas mediante microondas Juan Antonio Aguilar Garib, Felipe Raymundo García Cavazos, Zarel Valdez Nava 60 Empleo de la inteligencia artificial en la determinación de propiedades de refrigerantes Juan Carlos Armas Valdes, Yarelis Valdivia Nodal, Julio Gómez Sarduy, Roy Reyes Calvo 67 Evaluación de aleaciones base níquel en sistemas tribocorrosivos Roberto Sagaró Zamora, Reynier Suárez Martínez, Calixto Rodríguez Martínez 76 Arcing faults characterization using wavelet transform with special focus on auto-reclosure of transmission lines Johann Jäger, Gina M. Idárraga Ospina, Eduardo Agustín Orduña López, Ernesto Vázquez Martínez 83 Eventos y reconocimientos 85 Titulados a nivel Maestría en la FIME-UANL 88 Acuse de recibo 89 Colaboradores 91 Información para colaboradores Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 1 �INGENIERÍAS es una publicación trimestral arbitrada de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León, dirigida a profesionistas, profesores, investigadores y estudiantes de las diferentes áreas de la ingeniería. La opinión expresada en los artículos firmados es responsabilidad del autor. No se responde por originales y colaboraciones no solicitadas. Se autoriza la reproducción total o parcial de los artículos siempre y cuando se solicite formalmente, se cite la fuente y no sea con fines de lucro. La correspondencia deberá dirigirse a: Revista Ingenierías, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, UANL, A.P. 076 “F”, Ciudad Universitaria, C.P. 66450, San Nicolás de los Garza, N.L., México. Tel: (52) (81) 8329-4020 Ext. 5854 Fax: (52) (81) 8332-0904 Correo Electrónico: revistaingenierias@gmail.com fjelizon@mail.uanl.mx jaguilargarib@gmail.com Página en Internet: http://ingenierias.uanl.mx Ingenierías está indizada en: Latindex, Periódica, CREDI, DOAJ. ISSN: 1405-0676 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN Rector / M.C. José Antonio González Treviño Secretario General / Dr. Jesús Ancer Rodríguez Secretario Académico / Dr. Ubaldo Ortiz Méndez Secretario de Extensión y Cultura / Lic. Rogelio Villarreal E. DIRECTOR M.C. Fernando Javier Elizondo Garza EDITOR Dr. Juan Antonio Aguilar Garib COORDINACIÓN EDITORIAL Lic. Julio César Méndez Cavazos Lic. Neydi G. Alfaro Cázares CONSEJO EDITORIAL Dr. Guadalupe Alan Castillo Rodríguez Dr. Moisés Hinojosa Rivera Dr. Boris l. Kharisov M.C. César A. Leal Chapa Dr. Juan Jorge Martínez Vega Dr. Ubaldo Ortiz Méndez Dr. Miguel Ángel Palomo González Dr. Ernesto Vázquez Martínez COMITÉ TÉCNICO Dr. Efraín Alcorta García Dr. Mauricio Cabrera Ríos Dr. Rafael Colás Ortíz Dr. Óscar Leonel Chacón Mondragón Dr. Jesús de León Morales Dr. Virgilio A. González González Dr. Carlos Alberto Guerrero Salazar M.I.A. Roberto Rebolloso Gallardo Dr. Roger Z. Ríos Mercado TRADUCTOR DE INGLÉS Lic. José de Jesús Luna Gutiérrez INDIZACIÓN Sergio A. Obregón Alfaro TIPOGRAFÍA Gregoria Torres Garay DISEÑO M.A. José Luis Martínez Mendoza FACULTAD DE INGENIERíA MECÁNICA Y ELÉCTRICA Director / M.E.C. Rogelio G. Garza Rivera Sub-Director Académico / Dr. Moisés Hinojosa Rivera Sub-Director Administrativo / M.C. Alejandro Aguilar Meraz Sub-Director de Desarrollo Estudiantil / M.C. Hugo E. Rivas Lozano Sub-Director de Estudios de Posgrado / Dr. Guadalupe A. Castillo R. Sub-Director de Vinculación / M.C. Esteban Báez Villarreal 2 FOTOGRAFíA M.C. Jesús E. Escamilla Isla WEBMASTER Ing. Dagoberto Salas Zendejo IMPRESOR M.C. Mario A. Martínez Romo Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Editorial: Diez años de Ingenierías José Antonio González Treviño Rector de la UANL antonio.gonzalez@uanl.mx El presente número de la revista Ingenierías cierra el volumen X de esta publicación editada por la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León, por lo que jubilosos y orgullosos celebramos su décimo aniversario. Ingenierías surgió no sólo con el objetivo de difundir las actividades académicas y la investigación realizada en la FIME y otras instituciones nacionales e internacionales, sino también como un medio de comunicación entre los estudiantes de esta facultad, sus profesores y la sociedad de profesionistas con la cual se encuentran en constante integración de ideas. Así, la labor primordial de una revista universitaria especializada se centra en la vinculación y difusión del conocimiento adquirido a través de la observación, la experimentación de profesores y alumnos y el trabajo cotidiano de los ingenieros. A lo largo de estos diez años la revista ha contribuido a la formación de divulgadores y editorialistas sobre temas científicos y tecnológicos, lo cual es un elemento fundamental para disfrutar del reconocimiento de la comunidad cuando se ponen a su alcance tales temas en un lenguaje comprensible. De esta manera, las revistas universitarias son el portavoz y la plataforma a través de la cual los conocimientos generados por la universidad, principalmente, pasan a ser conocimientos disponibles a la sociedad a la cual se debe la institución educativa. En esta revista encuentran sitio las diversas expresiones del quehacer propio de la ingeniería, incluyendo además de los aspectos científicos y tecnológicos, los humanísticos, de educación, históricos y sociales que conforman la vida de la sociedad. Ingenierías aborda asimismo las temáticas relacionadas con el ejercicio pedagógico y la enseñanza de la ingeniería, cumpliendo el objetivo de desarrollar y llevar a la práctica las más modernas tendencias en la formación de ingenieros. Como ejemplo de ello, en las páginas de Ingenierías se expresa por primera vez la necesidad de entrar de manera seria e institucional en los procesos de evaluación y certificación externa, los cuales, a diez años de distancia, muestran cada vez más su importancia en el mantenimiento de la calidad de los programas y por extensión en la calidad profesional de los egresados de las universidades públicas. En la integración de un órgano académico de difusión científica y tecnológica y en congruencia con los lineamientos y paradigmas en la educación integral de Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 3 �Editorial: Diez años de Ingenierías / José Antonio González Treviño los individuos, Ingenierías ha buscado hacer patente el pensamiento social y humanista que está presente en el quehacer global de nuestra institución. Muestra de ello encontramos en las páginas escritas por Gabriel Zaid y Carlos Monsiváis, que atraen la atención hacia los aspectos del análisis humano y social necesario siempre en el ejercicio digno de una profesión y en el desenvolvimiento del ingeniero como individuo pensante e intelectualmente activo de la sociedad. En afinidad y congruencia a las estrategias y proyectos trazados en la Visión 2012 de nuestra institución, Ingenierías es un eslabón más en la cadena que transforma el conocimiento creado en bienestar social tangible para la sociedad y cumple su objetivo de ser, al mismo tiempo, materia, vehículo y reflejo de la calidad de la educación que se imparte en la UANL: una educación que busca en la pertinencia de sus programas y métodos de enseñanza-aprendizaje, responder a las necesidades de los sectores productivos, económicos y sociales del país. Ingenierías se distinguió por ser la primera revista de la universidad que estuvo disponible en Internet a texto completo, y continúa así, desde su primer número. También está considerada dentro de diversos índices, tales como Latindex, Periódica, CREDI y DOAJ; tiene cobertura internacional, no solamente por sus lectores, sino por las contribuciones que recibe. La revista ha dado especial atención a artículos originales, y resulta alentador que los trabajos publicados en Ingenierías sean citados internacionalmente, lo cual brinda una medida de la calidad de los artículos que publica y de su impacto. El compromiso de la revista como órgano de divulgación ha propiciado además la consolidación de una comunidad de árbitros que cubren un amplio espectro de especialidades. También se ha dado gran importancia de la relación entre contenido y lenguaje, elementos que brindan prestigio y aceptación a la revista. Enhorabuena a los directivos, profesores, estudiantes y trabajadores de Ingenierías, de FIME y de la UANL por esta herramienta de cambio académico que ha llegado a su madurez y plenitud, y nuestro mejor deseo de un creciente y constante aporte de conocimiento a la sociedad mexicana y del mundo. 4 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Desarrollo de un relevador de sobrecorriente con capacidades dinámicas de ajuste Arturo Conde Enríquez FIME-UANL con_de@yahoo.com RESUMEN En este artículo se propone una lógica funcional para un relevador de sobrecorriente de tiempo inverso, la cual ofrece mayor sensibilidad y menor tiempo de operación de respaldo comparada con relevadores convencionales. Se presenta el diagrama funcional del relevador propuesto, describiendo cada uno de sus bloques funcionales, y comparando su desempeño con los relevadores de sobrecorriente convencionales y los de secuencia negativa. Los resultados del análisis de sensibilidad y tiempo de operación tanto de simulaciones digitales como de pruebas de laboratorio comprueban que este relevador presenta mejor desempeño que los convencionales, sin requerir información ni inversión adicionales. PALABRAS CLAVE Relevador, sobrecorriente, adaptable, corriente, arranque. ABSTRACT A functional logic for an overcurrent inverse time relay, which offers more sensitivity and less back up operation time compared to conventional relays, is presented in this paper. A diagram of the proposed relay is shown, describing each one of their blocks, and comparing their performance to conventional overcurrent relays and those of negative sequence. The results of the sensitivity analysis and operation time for both, digital simulations and laboratory tests, demonstrate that this relay exhibits better performance than conventional ones, without additional information nor investment. KEYWORDS Relay, overcurrent, adaptable, triggering current. Artículo basado en el proyecto galardonado con el Premio de Investigación UANL 2007, en la categoría de Ingeniería y Tecnología, otorgado en la Sesión Solemne del Consejo Universitario de la UANL, celebrada el 13 de septiembre de 2007. INTRODUCCIÓN La aplicación de relevadores de sobrecorriente de tiempo inverso en redes eléctricas presenta serias limitaciones de sensitividad y tiempos elevados de operación para corrientes de fallas mínimas. El incremento desproporcionado de la densidad de usuarios (carga) y la escasa construcción de nuevas líneas de subtransmisión y distribución, provoca que los sistemas eléctricos sean sometidos a condiciones de carga más severas. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 5 �Desarrollo de un relevador de sobrecorriente con capacidades dinámicas de ajuste / Arturo Conde Enríquez Una falla en condiciones de mínima demanda representa una aportación menor de corriente, y es precisamente en esta condición cuando se requiere mayor sensitividad en la protección. Sin embargo, el ajuste de la corriente de arranque del relevador se efectúa usando los valores máximos de corriente de carga (pocos minutos por día) y en las configuraciones críticas de la red en donde el relevador puede disparar por carga, como en operaciones de transferencia de potencia (esquemas de emergencia). Entonces, el ajuste de la corriente de arranque se establece durante escenarios poco frecuentes o de corta duración, teniendo como resultado una insensibilización mayor de la protección. El ajuste de un relevador de sobrecorriente está comprometido mayormente debido a que los valores mínimos de corriente de falla y ajuste del relevador son comparables, dificultando la correcta detección de la falla. Otra limitación de la protección de sobrecorriente son los elevados tiempos de respaldo para fallas no máximas. El criterio de coordinación se determina para los valores máximos de corriente de falla (3–5% del total de fallas) y durante condiciones máximas de demanda (solo unos cuantos minutos al día), esto debido a la convergencia de las curvas de tiempo para valores mayores de corriente. Para las fallas restantes, que son las más frecuentes, el tiempo de operación del relevador es mayor. Este comportamiento es propio de los relevadores de sobrecorriente y se ha comprobado que es adecuado para la protección de sistemas eléctricos que con frecuencia operan de manera temporal sobre sus valores nominales. Esta situación no es tan conveniente cuando se presenta en la protección de respaldo; por la naturaleza misma del relevador de sobrecorriente resultan elevados tiempos de operación, sometiendo al sistema a tolerar corrientes que provocan esfuerzos térmicos y mecánicos que pudieran evitarse. La limitación de tiempo se acentúa cuando el dispositivo primario tiene una curva de tiempo con diferente grado de inversión que la del relevador de respaldo. En las referencias 1-3 se proponen diferentes métodos de coordinación; todos los métodos dependen de canales de comunicación para actualizar los ajustes. En redes aisladas (rurales) o en redes altamente interconectadas en donde no es viable implementar una estrategia mediante canales 6 de comunicación, es posible realizar el ajuste automático del relevador utilizando la corriente local e información fuera de línea del dispositivo de protección primario. El relevador propuesto aquí no requiere de algún medio físico de comunicación. El proceso de coordinación es automático e independiente de futuros cambios en el sistema (tales como cambios topológicos, de generación y carga). En este trabajo se propone un relevador adaptable de sobrecorriente de tiempo inverso. Este criterio de protección de fase puede ser aplicado tanto en sistemas de potencia como en sistemas industriales. Los objetivos principales de este trabajo son: incrementar la sensibilidad del relevador para corrientes mínimas de falla durante condiciones de baja demanda y determinar una función de tiempo que asegure la operación de respaldo con un retardo fijo de tiempo relativa al dispositivo primario para cualquier valor de corriente de falla. Los beneficios que ofrece el relevador propuesto son que: la corriente de arranque depende de la magnitud de la corriente de carga, resultando en mayor sensibilidad de la protección cuando más lo requiere; y que el tiempo de respaldo es independiente de la magnitud de la corriente de falla, resultando en menor tiempo de respaldo que en relevadores convencionales. L I M I TA C I O N E S D E L R E L E VA D O R D E SOBRECORRIENTE La protección de sobrecorriente usa la corriente como único indicador de la ubicación de la falla, sin embargo, la corriente de falla depende del voltaje de pre-falla y la impedancia de Thevenin en el punto de falla. Esto provoca que el relevador de sobrecorriente tenga un alcance dinámico, dependiente de la Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Desarrollo de un relevador de sobrecorriente con capacidades dinámicas de ajuste / Arturo Conde Enríquez magnitud de la corriente de falla, presentando menor sensibilidad durante mínima demanda y en fallas bifásicas. Por otra parte, la corriente máxima de carga puede ser similar en magnitud a la corriente mínima de falla, lo que dificulta la correcta discriminación entre el estado normal de operación y la condición de falla. Otro problema en la protección de sobrecorriente son los elevados tiempos de respaldo para corrientes mínimas de falla; esta limitación es originada por la corriente de carga (altos valores de arranque) y la divergencia natural de las características de operación de los relevadores. También cuando las protecciones primaria y de respaldo tienen diferentes tipos de curvas es difícil conseguir una coordinación adecuada. Una solución a dichas limitaciones es usar criterios adaptables, proponiéndose en este artículo un relevador adaptable de sobrecorriente que considere dos parámetros de ajuste: corriente adaptable de arranque y tiempo adaptable de operación. CORRIENTE ADAPTABLE DE ARRANQUE Se propone un ajuste dinámico de la corriente de arranque I en función de la demanda de corriente: a 1 I = N a N ∑ (I ) + ΔI k j =1 en la misma ubicación del adaptivo. Durante un intervalo completo de demanda, el valor Ia está dado en el relevador al final del intervalo previo de demanda. La acción de filtrado pasa-bajos inherente en el concepto de demanda simplifica la lógica del relevador propuesto. Durante los incrementos súbitos de la corriente de carga (transferencia de potencia o conexión de carga), el relevador tiene una lógica de detección de falla en orden de supervisar Ia. Esta lógica incluye una verificación de la corriente de secuencia negativa y secuencia positiva, ambos combinados en una lógica OR. El detector de secuencia negativa se propone para detectar fallas bifásicas.4 En redes de bajo voltaje, la corriente de secuencia negativa originada por fallas bifásicas es mayor que la corriente de secuencia negativa originada por desbalances, permitiendo un buen ajuste. El detector de secuencia positiva se propone para detectar fallas trifásicas, éste tiene el mismo ajuste que un relevador convencional de fase. Por tanto, esta lógica discrimina entre incrementos súbitos de carga y fallas (simétricas o asimétricas). El desempeño de la lógica de detección de falla es analizado en la red eléctrica de la figura 1. La secuencia de operación simulada consiste (1) j donde I es la corriente del sistema eléctrico, ΔI representa un margen de seguridad, con un valor propuesto de 15% del valor máximo de la corriente de carga, y N debe ser seleccionado de tal manera que el intervalo N x Δt (periodo de muestreo) tenga una duración de entre uno y varios minutos, similar a los integradores de demanda usados en medidores eléctricos. La ecuación (1) asegura que el relevador tenga en todo momento la corriente de arranque mínima necesaria para evitar una operación incorrecta debido al efecto de la carga. Esto provee mayor sensibilidad, porque el valor de Ia es también pequeño durante condiciones mínimas de carga. La lógica de control de la corriente de arranque tiene la tarea de mantener constante Ia durante una falla. Si la línea es desenergizada, la lógica de control asigna un valor máximo I , el cual puede ser similar al ajuste de un relevador convencional k max a Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 Fig. 1. Evaluación de la lógica de detección de falla propuesta. 7 �Desarrollo de un relevador de sobrecorriente con capacidades dinámicas de ajuste / Arturo Conde Enríquez TIEMPO ADAPTABLE DE OPERACIÓN La función básica de la adaptación de tiempo, para cualquier valor de corriente de falla, debe satisfacer: en tres escenarios: desbalance en estado estable, cortocircuito bifásico en la línea adyacente al Relé A y disparo de la línea fallada (transferencia de potencia). El Relé A debe tolerar la condición de desbalance, respaldar la falla en la línea adyacente, y no debe disparar para transferencia de potencia. Durante el desbalance severo en estado estable (25% según la referencia 5) el algoritmo no emite salida, tolerando esta condición; aunque esta tolerancia no depende del valor del ajuste para esta simulación se ajustó al detector a 80A. La falla inicia a tiempo 1 segundo como se muestra en las gráficas de la figura 1. Durante la falla, se tiene un valor apreciable de corriente de secuencia negativa I 2 detectada por el Relé A, permitiendo un respaldo efectivo. Al final de la falla (1.5 segundos), el disparo de la línea 1 provocará una transferencia de potencia I 1 , también conocida como secuencia de positiva, en el mismo Relé A. Esta condición debe ser tolerada por el relevador permitiendo la alimentación a la carga. El ajuste del detector de fallas simétricas fue similar al de un relevador de sobrecorriente convencional.5 Durante esta condición, no hay salida del detector de falla propuesto, teniendo un desempeño satisfactorio. Con el incremento de sensibilidad (reducción de la corriente de arranque), el tiempo de operación del relevador de sobrecorriente se reduce. Se ilustra en la figura 2. Este comportamiento es benéfico especialmente en el tiempo de operación de la protección de respaldo, pero existe un riesgo de pérdida de coordinación, que se puede resolver mediante la adaptación del tiempo de operación. donde TR es el tiempo de operación de la protección de respaldo, TP es el tiempo de operación de la protección primaria, en función de la corriente de operación I , y CTI es el intervalo de coordinación. El propósito del proceso de adaptación es determinar una función de tiempo adaptable, la cual defina el tiempo de operación del relevador de respaldo con un retardo de tiempo fijo, relativo a la protección primario, para cualquier valor de corriente de falla. Debido a la corriente de carga, el tiempo de respaldo se incrementa para valores mínimos de corriente de falla, aunque ambos relevadores tengan la misma curva. Para obtener el mismo retardo (CTI) para cualquier valor de corriente de falla, hay dos mecanismos: el primero, modificar la palanca de tiempo para cada valor de corriente de falla (curvas 1, 2 y 3 en figura 3). Segundo, en la figura 3 se observa que la curva 4 es similar a la curva de la protección primaria (ReléP). Debido a la diferencia en el ajuste de la corriente de arranque entre ReléP y ReléR, la curva de ReléR no puede ser obtenida por medio del ajuste de la palanca de tiempo de ReléP; sin embargo, esta curva es asintótica a la corriente de arranque de ReléP. Por tanto, si la función de tiempo TR se determina en base a la expresión analítica de la curva de tiempo de la protección primaria evaluada con la corriente de arranque de la misma protección Fig. 2. Efecto de la corriente adaptiva de arranque en el tiempo de operación. Fig. 3. Característica de operación adaptable. 8 T =T R P ( I )+ CTI P (2) P Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Desarrollo de un relevador de sobrecorriente con capacidades dinámicas de ajuste / Arturo Conde Enríquez Fig. 4. Curva de tiempo propuesta. más el intervalo de coordinación (figura 4), se tiene el cumplimiento de (2) para valores de falla constante y variable. La expresión adaptable del relevador es obtenida de (2). La corriente de operación ( I ) es determinada con la corriente de arranque de la protección primaria ( I = I I ). La función de tiempo adaptable es: p P P k T p (I a (3) )+ CTI Cuando la característica de la protección primaria es conocida, T ( I ) puede ser sustituida directamente en (3). Cuando la ecuación de tiempo es desconocida, pero se tiene la gráfica, es posible obtener pares de valores (I, T) y usar un programa de ajuste de curvas fuera de línea para obtener T ( I ) .6-8 Si la protección primaria es un fusible, únicamente se necesita la curva de tiempo máximo de liberación; si la protección primaria es un restaurador, se necesitan la curva de tiempo y el ajuste de arranque. La expresión analítica del relevador propuesto se obtiene de la sustitución de (3) en (2). La representación del estado dinámico del relevador de sobrecorriente utilizando la función adaptable de tiempo es: P P P P Δt ∑ H (I ) = 1 P k =1 H (I P )= k a k a P 1 P ESTRUCTURA FUNCIONAL El diagrama funcional del relevador adaptable de sobrecorriente propuesto se muestra en la figura 5. El cual está compuesto básicamente de dos elementos: corriente adaptable de arranque, para incrementar la sensibilidad del relevador; y tiempo adaptable de operación, para garantizar un retardo constante en la operación del relevador, independientemente de la magnitud de corriente de falla. La función principal del bloque de corriente adaptable de arranque es la detección de falla. La corriente de arranque se determina de (1) y está restringida por el ajuste de un relevador convencional I amax . La señal (T/F) es formada en la salida; si la falla ha sido detectada ( I > I ) se emite la señal T y se declara la condición de arranque; se inicia entonces, el proceso de integración en el elemento de tiempo (4). La señal F es una condición de bloqueo para la operación del relevador. El bloque de tiempo adaptable de operación calcula el valor de la función I > I presentada en (4). La integración de T emula la dinámica de operación de la protección primaria. El intervalo de tiempo de coordinación CTI (0.3 s) es sumado para asegurar la coordinación entre el relevador adaptable y el dispositivo primario. Si el elemento de corriente emite la señal permisiva T; la señal de salida del bloque de tiempo adaptable es integrada por el elemento de tiempo. Este proceso de integración establece la dinámica de operación del relevador en presencia de corrientes de falla variables. Finalmente la condición de disparo en el elemento de salida es verificada y la señal de salida es enviada al circuito de disparo del interruptor. El tiempo de operación del relevador adaptable debe ser establecido como una función de la curva de tiempo del dispositivo primario. Existe entonces una independencia entre el tiempo de operación donde : 1 T P (4) (I )+ CTI P Para condiciones de protección de líneas multiterminales (Relé A en la figura 1), la característica de operación del relevador es definida por la protección primaria más lenta. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 Fig. 5. Diagrama funcional del relevador adaptable de tiempo inverso. 9 �Desarrollo de un relevador de sobrecorriente con capacidades dinámicas de ajuste / Arturo Conde Enríquez del relevador adaptable, dependiente del tiempo de operación de la protección primaria, y la corriente de arranque, determinada según (1) y actuando únicamente como detector de falla. La corriente de arranque depende de la condición de carga, permitiendo un incremento en la sensibilidad. Mediante el proceso de adaptación del tiempo de operación se obtiene una coordinación automática del relevador adaptable con el dispositivo de protección primario; no es necesario realizar ningún procedimiento para su coordinación, aun cuando se presenten cambios en las condiciones de operación del sistema eléctrico, tales como: cambios topológicos, de generación y carga; que modifiquen la magnitud de la corriente de cortocircuito. Esto se observa en la figura 4 en donde al incrementarse el valor de corriente de cortocircuito el intervalo de coordinación según el criterio propuesto (4) se mantiene. Durante una falla (trifásica o bifásica); la corriente de arranque del relevador adaptable vigente se determina en el periodo anterior del cálculo de demanda, por tanto se declara la condición de falla se activa y la función de tiempo (figura 5). Se presentan dos alternativas de operación dependiendo de si la corriente de arranque del relevador adaptable es menor a la corriente de arranque del relevador primario. En la primera alternativa, la corriente de arranque del relevador adaptable tendrá un límite mínimo, la corriente de arranque del dispositivo primario; entonces, aun cuando el relevador adaptable detecte la falla, el múltiplo de la corriente de arranque será menor que 1.0 y la operación no se efectuará. En la segunda alternativa, la corriente de arranque del relevador adaptable no tendrá límite inferior, por tanto será factible la operación del relevador adaptable en condiciones en donde el dispositivo primario no tenga sensibilidad, esta condición no representa una pérdida de coordinación; entonces la falla, sería liberada por el relevador adaptable. Para efectuar el proceso de coordinación, es necesario obtener la expresión analítica de la curva de tiempo de la protección primaria, ya sea fusible, relevador electromecánico o restaurador, incluyéndola en la expresión dinámica del relevador adaptable. No es necesario remover los dispositivos de protección existentes. La presencia del relevador 10 adaptable propuesto ofrece mayores posibilidades de solucionar problemas de sensibilidad y coordinación entre dispositivos de protección. La coordinación entre una serie de relevadores de sobrecorriente (relevador adaptable entre relevadores convencionales) se presenta en la referencia 9. La coordinación entre una serie de relevadores adaptables se efectúa respetando el principio descrito, cada relevador tendrá la expresión analítica del relevador primario más CTI. Este proceso no implica tiempos elevados de operación para la serie de relevadores, porque el efecto de la corriente de carga es minimizado. La I para cada relevador se determina en forma similar que en relevadores convencionales. max a COMPARACIÓN ENTRE RELEVADORES DE SOBRECORRIENTE En esta sección se presenta un estudio comparativo de sensibilidad y tiempo de operación entre tres tipos de relevadores de sobrecorriente: convencional, secuencia negativa y adaptable. Análisis de sensibilidad El análisis de sensibilidad fue realizado en el sistema radial mostrado en la figura 6. La corriente de falla mínima es simulada en el Bus 4. La variación de las impedancias Z3 y Z4, simulan una configuración multi-terminal y una variación de la corriente de carga respectivamente. Para este análisis, los relevadores de sobrecorriente de fase fueron ubicados en el Bus 2 (Relé B). La Sensibilidad se pondera de acuerdo a la siguiente relación: Sensibilidad = I cc min I (5) a Los métodos para determinar los valores de sensibilidad para el relevador convencional y el de secuencia negativa están descritos en las referencias 4,5 respectivamente. Para el relevador adaptable, se asume que su corriente de arranque (1) no está limitada por el ajuste de arranque del dispositivo primario. Este es un estudio basado en un sistema en particular, las condiciones pueden cambiar debido a la dependencia topológica, estados operativos y esquemas de protección; pero es posible obtener un estudio cualitativo de sensibilidad de los tres tipos de relevadores de sobrecorriente. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Desarrollo de un relevador de sobrecorriente con capacidades dinámicas de ajuste / Arturo Conde Enríquez Fig. 6. Sensibilidad de relevadores de sobrecorriente de fase. La corriente de falla mínima se determina como una falla bifásica en condiciones de generación mínima y ubicada en el Bus 4. El valor de sensibilidad aceptado5 es 1.5. En la gráfica superior de la figura 6 se muestran los valores de sensibilidad de los relevadores para diferentes valores de corriente de carga ( I ) y contribuciones de la fuente de generación (PGen). Se observa que los relevadores convencional (plano 1) y de secuencia negativa (plano 2) mantienen la misma sensibilidad ante el cambio de demanda, debido a que su corriente de arranque es independiente de la dinámica de la carga. En cambio el relevador adaptable tiene un ajuste que depende de la dinámica de la carga, esto resulta en un incremento de la sensibilidad del relevador durante condiciones de demanda mínima comparado con los otros relevadores, como se aprecia en el plano 3 de la gráfica superior de la figura 6. k Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 Durante condiciones de mayor contribución de potencia (PGen) en la red, la sensibilidad de los tres tipos de relevadores analizados se incrementa (mayor corriente de falla). En el relevador adaptable se presenta un incremento mayor de sensibilidad comparada con los otros relevadores. Es posible concluir, que el relevador adaptable presenta mayor sensibilidad que los relevadores convencionales y de secuencia negativa, durante condiciones de demanda mínima y durante estados operativos de mayor contribución de potencia, debido a su mayor dependencia a la dinámica de la corriente de carga y a la variación del estado operativo (contribución de potencia). La sensibilidad del relevador de secuencia negativa es similar al del relevador adaptable únicamente en demanda máxima y solo para fallas bifásicas. La sensibilidad del relevador adaptable siempre es mayor que la del relevador convencional. En líneas multi-terminales (gráfica inferior de la figura 6) el relevador de secuencia negativa tiene mayor sensibilidad que el relevador convencional, debido a que no está afectado por la corriente de carga, permitiendo definir su corriente de arranque un tanto mayor que la protección más lenta de los alimentadores de la configuración multi-terminal. Durante condiciones de máxima demanda, la sensibilidad de los relevadores de secuencia negativa es mayor que la de los relevadores restantes; sin embargo, bajo condiciones de demanda mínima, la sensibilidad del relevador adaptable es la mayor. De los resultados obtenidos se puede concluir que el relevador convencional es el que presenta menor sensibilidad, el relevador de secuencia negativa es más sensible en líneas multi-terminales, pero sólo para fallas bifásicas. El relevador adaptable en cambio tiene una mayor sensibilidad en redes radiales, y en redes multi-terminal tiene mayor sensibilidad que el relevador de secuencia negativa en demanda mínima, cuando el relevador más lo necesita. Análisis de tiempo de operación El análisis de tiempo de operación fue efectuado en el sistema radial de la figura 6. La corriente de arranque fue determinada por Z3 y Z4, ambos ajustados al 100%. La figura 7 muestra el resultado del análisis de tiempo de los relevadores de sobrecorriente de fase. Se observa que el tiempo de respaldo del 11 �Desarrollo de un relevador de sobrecorriente con capacidades dinámicas de ajuste / Arturo Conde Enríquez Fig. 8. Comportamiento resultante del relevador adaptable. Fig. 7. Comparación de curvas de tiempo de relevadores de sobrecorriente. relevador de secuencia negativa es menor que el del convencional. El relevador adaptable presenta un retardo constante (CTI) independientemente de la magnitud de la falla, esto resulta en tiempos menores de respaldo que los relevadores restantes. Si la corriente de falla es menor que la corriente de arranque de la protección primaria, el relevador adaptable podrá detectar la falla, por lo tanto la corriente de arranque del relevador adaptable que realiza funciones únicamente de detección de falla puede ser activada y definir, como en los relevadores convencionales, el tiempo de operación. Este criterio puede ser opcional al usuario, la activación de este criterio ofrece una solución a la pérdida de sensibilidad de la protección primaria, sobre todo en condiciones de demanda mínima. La curva de tiempo del relevador adaptable será la misma que la de la protección primaria sin el CTI. Para la activación de esta lógica se tendrán que cumplir las condiciones de detección de falla (señal T en figura 5) y el cumplimiento de la condición I < I . Para el ejemplo mostrado en la figura 7, el relevador primario tiene 300A como ajuste de I , y el relevador adaptable tiene 220A como el mínimo ajuste para condiciones de demanda mínima. Para cualquier falla entre 220-300A, el relevador adaptable tendrá mayor sensibilidad que el relevador primario, por lo tanto la falla a través de la alta impedancia será detectada. En la figura 8 se muestra, el efecto combinado del relevador propuesto. El relevador modifica su P k P a 12 a corriente de arranque según (1), este valor limita la longitud de la curva de tiempo; se tendrá entonces un comportamiento dinámico de la curva de tiempo dependiendo del valor vigente de la corriente de arranque. Durante la demanda máxima el relevador adaptable será aun más sensible que el relevador convencional debido a que su ajuste será 15% mayor que la corriente de carga comparado con el 1.5 ó 2.0 veces, en un relevador convencional. El tiempo de respaldo (4) será solo el CTI mayor que el tiempo de operación del primario para cualquier valor de corriente de falla. Por tanto, la sensibilidad y el tiempo de operación del relevador de sobrecorriente se mejoran mediante cambios dinámicos de ajuste. PRUEBA El desempeño de la lógica adaptable de la corriente de arranque fue evaluado mediante simulación digital utilizando señales reales provenientes de un simulador físico de sistemas de potencia. La evaluación fue realizada en base al sistema eléctrico presentado en la figura 6. No es necesario considerar una configuración del sistema eléctrico más compleja; ya que el uso de sistemas complejos no conduce a efectos inesperados. Muchos escenarios tienen el mismo efecto en la corriente de operación; además, el proceso de coordinación entre relevadores de sobrecorriente se efectúa con parejas de relevadores. La figura 9 muestra la operación típica de una red de sub transmisión y distribución. La lógica adaptiva se mantiene en condiciones de estado estable, variando en función de la corriente de carga, hasta que la corriente del sistema sea mayor que la corriente de arranque. Como el algoritmo usa la información de Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Desarrollo de un relevador de sobrecorriente con capacidades dinámicas de ajuste / Arturo Conde Enríquez demanda, el ajuste de la corriente de arranque (Ia) es constante en cada intervalo de demanda. Entonces, la lógica de operación es satisfactoria. El valor acumulado del integrador (Gk es el valor de la integración en (4)) o, análogamente, la posición del disco de inducción en un relevador electromecánico, depende de I . Durante la operación, la integración de la función T ( I ) es positiva, incrementando el valor acumulado del integrador (distancia de viaje del disco hacia la posición de disparo). Por otro lado, en la zona de reposición, la integración es negativa y decrece el valor acumulado del integrador (retorno del disco hacia la posición inicial). La condición de operación está dada cuando Gk=1 (figura 9). La evaluación del tiempo adaptable consiste en la comparación del tiempo de operación del relevador adaptable respaldando a un relevador digital para valores constantes de falla. En la referencia9 se presentan las pruebas de evaluación con un relevador electromecánico. El objetivo principal de la prueba es demostrar que el retardo de tiempo en la operación del relevador adaptable respecto a la operación del relevador convencional es constante para diferentes valores de corriente de falla, obteniendo así una coordinación automática entre ambos relevadores. El relevador adaptable fue programado en una tarjeta de adquisición de señales. Se tomaron 10 pares de valores tiempo-corriente de la curva de tiempo del relevador digital publicada por el fabricante. k k Fig. 9. Evaluación de la lógica de control de la corriente adaptiva de arranque. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 Los valores de corriente fueron definidos con espaciamiento uniforme.10 Un intervalo constante fue establecido desde el múltiplo 2 hasta el múltiplo 20. La expresión analítica del relevador digital es: T= 0.052 + 0.113 I −1 0.02 Esta expresión, fue introducida en el relevador adaptivo, definiendo así su característica de operación (4). En la tabla I y figura 10 se muestran los tiempos de operación obtenidos por el relevador digital y los tiempos de operación del relevador adaptable. Tabla I. Tiempos promedio de operación. Tiempos de operación Icc Relevador adaptable Relevador digital Medido Analítico Diferencia 3.1 2.63 2.25 2.38 0.315 4.1 2.20 1.87 1.92 0.305 5.1 2.0 1.65 1.68 0.335 6.4 1.80 1.45 1.48 0.335 8.2 1.65 1.29 1.32 0.345 10.0 1.52 1.19 1.21 0.320 11.9 1.45 1.11 1.13 0.330 13.6 1.40 1.05 1.08 0.335 14.5 1.37 1.04 1.05 0.325 15.5 1.35 1.02 1.03 0.325 Fig. 10. Evaluación de coordinación entre un relevador convencional y un relevador adaptivo. 13 �Desarrollo de un relevador de sobrecorriente con capacidades dinámicas de ajuste / Arturo Conde Enríquez De los resultados obtenidos se observa que el intervalo entre los tiempos de operación del relevador digital y el relevador adaptable es muy cercano al intervalo de coordinación previamente definido (0.3 s). Las variaciones observadas se deben al ruido presente durante la prueba. La coordinación entre el Relé A y Relé B del diagrama unifilar de la figura 6 también fue evaluado con corrientes de falla dinámicas. La señal de corriente de falla y el proceso de integración de los relevadores fueron obtenidos en pruebas de laboratorio y simulación digital respectivamente. En la figura 11 se muestra la corriente de falla dinámica (Icc) y los valores de los integradores del Relé A ( G ), Relé B ( G ) y el relevador propuesto Relé B* ( G ). Se observa que el intervalo de tiempo entre el Relé A y el Relé B es de 0.61s, sin embargo la diferencia en el tiempo de operación del Relé A y el Relé B* es de 0.3s (CTI). Esta reducción de 0.31s en el tiempo de respaldo se obtiene con la estructura adaptable propuesta. P k R R* k k CONCLUSIONES Los criterios propuestos incrementan la sensibilidad y reducen los tiempos de respaldo en los relevadores de sobrecorriente de tiempo inverso, principalmente durante escenarios de poca demanda. Fig. 11. Comparación de los valores acumulados de los integradores de relevadores de sobrecorriente ante corrientes de fallas dinámicas. 14 Los parámetros de corriente de arranque y tiempo de operación son independientes en el relevador adaptable. La corriente de arranque propuesta incrementa la sensibilidad del relevador de sobrecorriente al ser dependiente de la corriente de carga vigente; esta corriente de arranque adaptable funciona como un detector de falla, dando la señal permisiva para el inicio del proceso de integración de tiempo de operación del relevador adaptable. El tiempo de operación del relevador adaptable se determina emulando la dinámica de operación del dispositivo primario (corriente de arranque y curva de tiempo del dispositivo primario) y adicionando el intervalo de coordinación, garantizando una coordinación óptima. Para incrementos apreciables de la corriente de carga, el relevador adaptable tiene una lógica de detección de fallas para supervisar la corriente de arranque, la cual incluye una verificación de secuencia negativa y secuencia positiva, y discrimina entre incrementos de carga y fallas (simétricas o asimétricas). Con la adaptación del tiempo de operación en el relevador de sobrecorriente, además de reducir los tiempos de respaldo, se obtiene una coordinación automática e independiente de cambios futuros en el sistema, tales como topología, generación y carga. El relevador propuesto no requiere información de la red eléctrica adicional al de un relevador convencional, la rutina de adaptación se ejecuta únicamente con los fasores de corriente, lo que exime de un incremento en la capacidad de hardware al relevador ya que las funciones adaptables propuestas se implementan únicamente en su software. La simplificación algorítmica se obtiene con el uso del concepto de demanda en la definición de la corriente de arranque, requiriendo actualización cada 5 minutos; también el proceso de ajuste de curvas se efectúa fuera de línea, sin carga computacional al relevador. Entonces, el proceso adicional para el relevador adaptables es mínimo. De las observaciones anteriores es evidente que el relevador propuesto se implementa con sólo ligeros cambios en el “firmware” del relevador, lo que implica que no se requiere inversión económica adicional. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Desarrollo de un relevador de sobrecorriente con capacidades dinámicas de ajuste / Arturo Conde Enríquez REFERENCIAS 1. H. Askarian, et al. “A new optimal approach for coordination of overcurrent relays in interconnected power systems,” IEEE Transactions on power delivery, vol. 18, No. 2, April 2003. 2. A.J. Urdaneta, et al., “Optimal coordination for direccional overcurrent relays in interconnected power systems,” IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 3, No. 3, July 1988, pp. 903-911. 3. A. Y. Abdelaziz, H. E. A. Talaat, A. I. Nosseir and Ammar A. Hajjar, “An adaptive protection scheme for optimal coordination of overcurrent relays;” Electric Power Systems Research, Vol. 61, Issue 1, 28 February 2002, pp. 1-9. 4. A.F. Elneweihi, E.O. Schweitzer, III, M.W. 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IEEE Committee Report, “Computer representation of overcurrent relay characteristics,” IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 4, No. 3, July 1989, pp. 16591667. EL INSTITUTO MEXICANO DE ACÚSTICA Invita al XIV CONGRESO INTERNACIONAL MEXICANO DE ACÚSTICA 14 - 16 de noviembre de 2007 LEÓN, GUANAJUATO, MÉXICO CONFERENCIAS, POSTERS, CURSOS, EXPOSICIÓN TEMÁTICAS: Audio, Acústica Arquitectónica, Música, MIDI, Acústica Física, DSP, Ruido, Vibraciones Mecánicas, Bioacústica, Comunicaciones, Normas, Etc. INSTITUCIONES PARTICIPANTES: Acoustical Society of America, Asociación Mexicana de Ingenieros y Técnicos en Radiodifusión, Cámara de la Industria de la Construcción, Del. Oaxaca, Cenidet, Centro Nacional de Metrología, CIIDIR Oaxaca, Colegio de Ingenieros en Comunicaciones y Electrónica, Instituto Politécnico Nacional, Tecnológico de Veracruz, Universidad Autónoma de Nuevo León, Universidad de Guadalajara, Universidad de Guanajuato, Universidad de las Américas en Puebla, Universidad Latina de América, Universidad Tecnológica Vicente Pérez Rosales (Chile). SEDE: Centro de Convenciones del Hotel Real de Minas en León, Gto., México. INFORMACIÓN Coordinación General. M.Sc. Sergio Beristain: sberista@hotmail.com TEL. (52-55) 5682-2830, 5682-5525, FAX (52-55) 5523-4742 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 15 �Biosíntesis de nanopartículas de ZnS utilizando cepas de hongos Leslie Aideé Botello Salinas*, María Teresa Garza González*, Idalia Gómez de la Fuente**, Moisés Hinojosa Rivera*** * Laboratorio de Biotecnología, CELAES, FCQ-UANL ** Laboratorio de Vía Húmeda y Sol-Gel, CELAES, FCQ-UANL *** Doctorado en Ingeniería de Materiales, FIME-UANL mteresa@fcq.uanl.mx , idaliagomezmx@yahoo.com.mx RESUMEN En este trabajo se presentan los resultados de la síntesis de nanopartículas de sulfuro de zinc (ZnS) por medio de una ruta biotecnológica. Se utilizaron dos cepas identificadas y clasificadas como B-1 y Fusarium sp., colocándolas en contacto con disoluciones de ZnSO4 a una concentración 10-3M, el estudio se siguió hasta un valor de pH de 5. Los nanocompuestos se caracterizaron mediante espectroscopía UV-Vis, Espectroscopía de Fluorescencia y Microscopía de Fuerza Atómica. Los resultados del análisis espectrofotométrico demuestran efectos de confinamiento cuántico característicos de semiconductores, con una distribución de tamaños de partícula en escala nanométrica. Las curvas de absorbancia de UV-Vis indicaron valores de energía de banda prohibida de 3.3 y 3.5 eV para B-1 y Fusarium sp., respectivamente. El análisis por fuerza atómica mostró un rango de nanopartículas obtenidas de 50 hasta 100 nm. PALABRAS CLAVE Biosíntesis, semiconductor, ZnS, nanopartículas. ABSTRACT This paper presents the results of the synthesis of zinc sulphide (ZnS) nanoparticles obtained through biotechnology. Two fungi identified and classified as B-1 and Fusarium sp. were put into contact with dissolutions of ZnSO4 at 10-3M, the study was conducted up to a pH level of 5. The nanocompounds were analyzed by UV-Vis spectroscopy, Fluorescence Spectroscopy and Atomic Force Microscopy. The results of the spectrophotometric analysis show the characteristic effects of quantum confinement of semiconductor materials with distribution of particle size in nanometric scale. The analysis by UV-Vis shows band gap energies values of 3.3 and 3.5 eV for B-1 and Fusarium sp. respectively. The analysis by Atomic Force Microscopy showed the nanoparticles obtained, wich range from 50 to 100 nm. KEYWORDS Biosynthesis, semiconductor, ZnS, nanoparticles. INTRODUCCIÓN Durante la última década se ha desarrollado un gran interés por los nanomateriales, esto debido a su gran variedad de aplicaciones en áreas como: 16 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Biosíntesis de nanopartículas de ZnS utilizando cepas de hongos / Leslie A. Botello Salinas, et al. catálisis, semiconductores, transistores de electrones simples (SETs) y emisores de luz, dispositivos ópticos no lineales y aplicaciones fotoelectroquímicas.1 La producción de tales materiales ha permitido el desarrollo de diferentes métodos de síntesis con el fin de controlar características esenciales como composición química, tamaño y monodispersidad.2 La búsqueda de tecnologías amigables con el medio ambiente ha llevado a los investigadores a aprovechar la biotecnología como una opción viable para la síntesis de estos compuestos.3 Por lo tanto, la nanobiotecnología proveerá de medios para la construcción de estructuras moleculares nuevas de manera precisa y flexible, a un costo menor que los procedimientos tradicionales de producción. Se ha descubierto que los microorganismos tales como bacterias, levaduras y hongos, juegan un papel importante en la remediación de metales tóxicos a través de la reducción de iones metálicos, por lo tanto recientemente se han considerado como nanofábricas de gran interés.4 Una gran variedad de nanomateriales se sintetizan por procesos biológicos desde hace muchos años. Algunos materiales que se han llegado a obtener recientemente son: nanocristales de minerales como magnetita y greigita; nanopartículas de oro y plata, así como otros compuestos de metales tóxicos como el sulfuro de cadmio (CdS). Este tipo de reacción se da como un mecanismo de desintoxicación en el ambiente contaminado.5 Así pues en 2002, Kowshik et al. sintetizaron nanopartículas de Ag° utilizando la levadura MKY3, caracterizando su producto por microscopía electrónica de transmisión (TEM), difracción de rayos-X (XRD), dispersión de rayos X de ángulo amplio (WAXS), espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS) y espectroscopía Ultravioleta-visible (UV-vis).4 Otras dos investigaciones, se enfocaron a la producción de compuestos semiconductores en las dimensiones de nanopartículas por la ruta bioquímica. La investigación realizada por Moskivna et al. mostró que bacterias asociadas a Nostoc muscorum presentan resistencia a la presencia de iones Cd2+ en solución, y posteriormente la formación de películas Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 de CdS aprovechando la habilidad de producción de H2S por estos microorganismos.5 De manera similar, Ahmad et al. demostraron que la síntesis de nanopartículas en el rango de 5 a 20 nanómetros (nm) de este compuesto se podía llevar a cabo extracelularmente vía enzimática utilizando cepas de Fusarium oxysporum, aplicando TEM, UV-Vis y XRD para su caracterización.6 Posteriormente en 2005, Durán et al. utilizaron esta misma cepa para obtener un hidrosol de Ag° con un tamaño de partícula entre 20 y 50 nm.7 Tras estos antecedentes se muestra que el uso de microorganismos permite la obtención de materiales de dimensiones nanométricas con aplicación industrial, es por esto que surge el interés por la obtención de compuestos que sean aprovechables por la nanotecnología como semiconductores o agentes dopantes. En el área de la nanotecnología, se tiene especial interés sobre el sulfuro de zinc (ZnS), ya que sus propiedades cambian e inclusive mejoran considerablemente, debido a efectos de confinamiento cuántico, a comparación con sus contrapartes en escala regular.8 Este compuesto a escala nanométrica ha emergido como un nuevo tipo de material para la detección biológica y conversor de imágenes celulares basado en la conjugación de puntos cuánticos semiconductores y moléculas de bioreconocimiento.9 Con el fin de investigar la biosíntesis de este compuesto, y tomando en cuenta que las cepas B-1 y Fusarium sp. han presentado la capacidad de producir nanopartículas de CdS a partir de la reducción del sulfato de cadmio (CdSO4),10 en este trabajo se presentan los resultados del estudio de la producción microbiana extracelular de nanopartículas de sulfuro de zinc (ZnS) mediante la reducción enzimática del sulfato de zinc (ZnSO4), las cuales se caracterizaron mediante las técnicas de Espectroscopía UV-vis, Espectroscopía de Fluorescencia y Microscopía de Fuerza Atómica (AFM). MATERIALES Y MÉTODOS Cultivo de microorganismos A partir de cultivos puros de los hongos Fusarium sp. y la cepa B-1 (resistentes a cadmio y zinc) se obtuvieron suspensiones de esporas las cuales se 17 �Biosíntesis de nanopartículas de ZnS utilizando cepas de hongos / Leslie A. Botello Salinas, et al. inocularon en el medio YMG modificado. Los cultivos fueron incubados a 28°C por 72 horas en un sistema agitado a 120 rpm. Separación de la biomasa El micelio obtenido se separó por filtración a vacío. Posteriormente se lavó con agua bidestilada y se guardó en recipientes estériles para su uso posterior. Producción de nanopartículas de ZnS Un gramo de micelio húmedo fue puesto en contacto con disoluciones ZnSO4 10-3 M en agitación a 120 rpm y 28°C durante cinco días, Se tomaron muestras cada 12 horas. Posteriormente la suspensión fue filtrada. El micelio resultante se esterilizó y el filtrado fue analizado para la caracterización de las nanopartículas de ZnS. La biotransformación se monitoreó por observación visual y midiendo su espectro UV-Vis. Caracterización de muestras Las muestras se analizaron por las técnicas Espectroscopía UV-vis, Espectroscopía de Fluorescencia, Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y Microscopía de Fuerza Atómica (AFM) para confirmar la producción de ZnS y obtener características morfológicas de las nanopartículas. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Espectroscopía UV-vis En la figura 1 se muestran los resultados obtenidos en los análisis por Espectroscopía UVvis para las muestras de Fusarium sp. y la cepa B-1 respectivamente, en contacto con ZnSO4 10-3M durante cuatro días. También se muestra la intersección con el eje que indica la longitud de onda (λ) para el cálculo de Eg en cada caso. En general, los espectros de ambos casos presentan dos señales importantes, una alrededor de los 260 nm y otra a una longitud de onda menor, para el de Fusarium sp. a una longitud de onda alrededor de 220 nm y para el de la cepa B-1 a 208 nm. La presencia de dos señales en ambos gráficos se atribuye a tres posibles factores que influyen de 18 Fig. 1. Gráfica de Absorbancia vs Longitud de onda de las muestras de (a) Fusarium sp. y (b) la cepa B-1 en contacto con ZnSO410-3M (muestreo diario por cuatro días). manera importante en este tipo de análisis. Estos son: la presencia de un tamaño de partícula menor, que ocasiona un desplazamiento hipsocrómico de la señal conforme el tamaño de partícula disminuye; un posible cambio estructural en el tipo de celda unitaria, ya que el ZnS puede poseer la estructura tipo esfalerita o wurtzita; y finalmente, la presencia de otras sustancias, como metabolitos, que presenten absorbancia en la región UV. Es importante destacar el aumento de absorbancia en las señales conforme pasa el tiempo, el cual corresponde con un aumento esperado en la concentración de ZnS. Sin embargo, a las 72 h de reacción se presenta una mayor absorbancia, la cual es similar a las 96 h, esto indica haber llegado a un límite en la producción de ZnS. Cálculo de la energía de banda prohibida (Eg) El cálculo de la energía de banda prohibida se realizó tomando en cuenta el valor de la Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Biosíntesis de nanopartículas de ZnS utilizando cepas de hongos / Leslie A. Botello Salinas, et al. intersección de la recta tangente a la curva (señalada en la figura 1) con el eje de longitud de onda ( λ ). Este valor se utiliza en la ecuación de Planck que relaciona la energía de un fotón y la frecuencia de acuerdo a la ecuación 1. E = hf (1) donde E: energía (J), h: Constante de Planck: 6.6261x10-34 (Js), f : Frecuencia (Hz). Tomando en cuenta la relación entre frecuencia y velocidad de la luz se tiene entonces la ecuación 2. c f λ= (2) donde: λ : longitud de onda (m), c: velocidad de la luz en el vacío y f : frecuencia (Hz) Entonces la longitud de onda radiada se puede expresar de acuerdo a la ecuación 3. λ= hc E (3) g donde: E g: energía de banda prohibida (J), λ : Longitud de onda (m). Teniendo finalmente la ecuación 4, la cual expresa la energía de separación en electrón volts (eV) y la longitud de onda en nm. E = g 1.24 x10 λ Espectroscopía de Fluorescencia En este análisis se determinó que las muestras contenían compuestos que presentaban características de fluorescencia bajo radiación UV, lo cual corresponde con los resultados obtenidos en espectroscopía UV-Vis. En las tablas II y III se presentan los resultados de emisión y excitación encontradas para cada tipo de cepa utilizada. En ambas tablas se destaca una señal presente únicamente en las muestras que estuvieron en contacto con la disolución de ZnSO4 10-3M. El compuesto ZnS es fluorescente bajo luz UV y éste puede ser obtenido por la actividad reductora enzimática, entonces estas señales sugieren la presencia del compuesto. Las diferentes regiones en la escala de longitud de onda donde se encuentra la señal en las muestras de cada cepa se deben a los diferentes tipos de enzimas secretadas por los distintos microorganismos. Los espectros de emisión y excitación de las señales destacadas para las muestras y el blanco se presentan en la figura 2. Tabla II. Resultados de Espectrocopía de fluorescencia para los experimentos con Fusarium sp. 3 (4) Con la ecuación 4 y los datos obtenidos a partir de la figura 1, se determinaron los valores de energía de banda prohibida para los experimentos realizados (tabla I), los que indican la presencia de un compuesto con comportamiento de semiconductor. Estos valores se asemejan al valor de Eg reportado para el ZnS,10 el cual pudo obtenerse por la reducción de sulfatos presentes en el medio. Tabla I. Valores de Eg para cepas de hongos y ZnS. Cepa ZnS (10) Fusarium sp. B-1 Eg (eV) 3.5 3.3 3.7 λ (nm) � 358 378 335 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 λ (nm) Fusarium sp. Em/Ex Blanco Muestras 364 / 293 3 3 405 / 325 3 3 523 / 447 7 3 575 / 347 3 3 688 / 290 3 3 Tabla III. Resultados de Espectroscopía de fluorescencia para los experimentos con la cepa B-1. λ (nm) Cepa B-1 Em/Ex Blanco Muestras 438 / 349 3 3 476 / 393 7 3 673 / 290 3 7 741 / 373 3 3 19 �Biosíntesis de nanopartículas de ZnS utilizando cepas de hongos / Leslie A. Botello Salinas, et al. Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) En la figura 3 se muestra una micrografía de una muestra de Fusarium sp. Obtenida por la técnica de microscopía electrónico de barrido en el modo de electrones secundarios. En ésta se observa el conjunto de hifas las cuales fueron posteriormente analizadas por AFM (inserto en figura 3) en donde se denotaba la presencia de abultamientos. Microscopía de Fuerza Atómica (AFM) En la figura 4 se muestran imágenes de las muestras de Fusarium sp. obtenidas por la técnica de AFM. Se observa la presencia de partículas de escala nanométrica (≅100 nm) en muestras del sobrenadante de la mezcla de reacción de cada cepa. Las nanopartículas encontradas presentan un amplio rango de tamaño en esta escala (50-100 nm), y su morfología es predominantemente esférica. En la figura 5 se presentan imágenes obtenidas por AFM de las muestras obtenidas de la cepa B-1 en las cuales se distinguen también partículas de tamaño variable dentro de la escala nanométrica (≅70 nm). Fig. 2. Gráficas de Intensidad (u.a.) vs Longitud de onda (nm) de las muestras obtenidas con (a) Fusaríum sp. y (b) la cepa B-1. Fig. 3. Imagen de SEM de una muestra de Fusarium sp. Señalando la zona de la hifa analizada por AFM en donde se denotan abultamientos (imagen superior). 20 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Biosíntesis de nanopartículas de ZnS utilizando cepas de hongos / Leslie A. Botello Salinas, et al. Fig. 4. Resultados de MFA para muestras de Fusarium sp. imagen 1(a) Topografía (b) vista superior. CONCLUSIONES Con base en los resultados y su comparación con los datos reportados en la literatura, se comprueba la obtención de partículas en escala nanométrica de ZnS utilizando tanto la Cepa B-1 como Fusarium sp. en contacto con ZnSO4 en disolución. El análisis por UV-Vis presentó efectos de confinamiento cuántico característico de semiconductores en escala nanométrica, determinándose valores de energía de banda prohibida para ambos tipos de hongos, cuyos valores fueron de 3.3 y 3.5 eV, para B-1 y Fusarium sp. respectivamente. Las nanopartículas obtenidas por esta vía presentan una morfología predominantemente esférica y tamaño variable de 50 a 100nm. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 Fig. 5. Resultados de MFA de las muestras de la cepa B-1. (a) Lado izquierdo de la hifa y (b) sobre la hifa. AGRADECIMIENTOS Se agradece al apoyo obtenido a través del proyecto CA 1301-06 dentro del Programa de Apoyo a la Investigación Científica y Tecnológica 2006 (PAICyT 2006) de la UANL. Así como al Dr. Virgilio Ángel González González y colaboradores, en el Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico (CIDET, FIME, UANL) por su apoyo en las observaciones de Espectroscopía de Fluorescencia y Microscopía de Fuerza Atómica. 21 �Biosíntesis de nanopartículas de ZnS utilizando cepas de hongos / Leslie A. Botello Salinas, et al. REFERENCIAS 1. Sastry, M., Ahmad, A., Khan, I. M., Kumar R., “Biosynthesis of metal nanoparticles using fungi and actinomycete”, Current Science, (85) 162170 (2003). 2. 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Henglein, A., “Catalysis Of Photochemical Reactions By Colloidal Semiconductors”, Pure and Applied Chemistry, 56(9), 1215-1224, (1984). Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Las mujeres en la formación superior: El caso de la Escuela Superior de Ingenieros de Bilbao Elisa Usategui Basozabal, Ana Irene Del Valle Loroño Universidad del País Vasco, Bilbao, España cipusbae@ehu.es RESUMEN Las mujeres que acceden a los estudios técnicos superiores sufren un proceso de aculturación a los valores considerados tradicionalmente masculinos. Asimismo las desigualdades de género se evidencian en la diferente posición que ocupa el trabajo profesional en la vida de las ingenieras y los ingenieros y en las posibilidades asimétricas de éxito profesional que tienen ambos colectivos. Al mismo tiempo el género explica formas de funcionar presentes en los centros que imparten una formación tecnológica. Se detectan en su funcionamiento y organización conductas y actitudes sexistas a través de las cuales se minusvalora profundamente el mundo de lo femenino. PALABRAS CLAVE Género, ingeniería, educación, valores, sexismo. ABSTRACT Women whom take up high technical studies undergo a process of adoption of the values traditionally considered as male oriented. Also, the gender inequities are visualised considering professional work in the lives of male and female engineers, and in the asymmetric possibilities of professional success of both groups. Gender equally explains the ways of functioning which are present in the centres that offer technological formation. Sexist behaviour and attitudes, which seriously underrate anything that appears to be female oriented, have been detected. KEYWORDS Gender, engineering, education, values, sexism. LAS MUJERES Y LOS ESTUDIOS DE INGENIERÍA A partir de los años 60 del siglo anterior las relaciones entre las mujeres y las tecnologías han sido objeto de múltiples investigaciones desde distintas perspectivas científicas, primando de manera especial las cuestiones que explicarán la escasa presencia de las mujeres en los sistemas científico-tecnológicos de los diversos países (Butler Kahle,1,2 Fishel,3 Fee,4 Harding,5 Pérez Sedeño).7,8,9 Sin embargo, a pesar de que es a partir de esas fechas cuando el estudio de las relaciones entre género, ciencia y tecnología ha adquirido prestigio a nivel internacional, no hay que olvidar la contribución de diversas investigaciones Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 23 �Las mujeres en la formación técnica superior: El caso de la Escuela superior... / Elisa Usategui Basozabal, et al. que a comienzos del siglo XX se realizaron en torno a la situación de las mujeres en la comunidad científica americana, siendo de destacar, entre otras, las aportaciones de Susan Kingsbury, Charles Handschin, Marion Talbot, Helen Hayes y el informe realizado por la American Association of University, presidido por John Dewey (Fee,4 Williams y Moss Kanter,10 Rossiter).11 En todo caso, los diversos análisis empíricos que se han ido sucediendo hasta nuestros días han ido develando que los valores, las costumbres y diversos elementos socioculturales impregnan la institución de la ciencia y, en consecuencia, conforman socialmente el entorno y preferencias de las mujeres en la universidad. Éstas a lo largo de su vida escolar son relegadas a aquellas disciplinas y trabajos marcados por el sexo o “típicamente femeninos” que tienen un menor prestigio social y una inserción laboral más reducida y, al mismo tiempo, mujeres capaces y brillantes sufren lo que se ha venido denominando una discriminación jerárquica, esto es, son mantenidas en los puestos más bajos del escalafón (Pérez Sedeño,7 Davis y Astin,12 Wennras y Wold).13 Es decir, se está produciendo no solamente una flagrante injusticia social, sino también una pérdida absurda de capital cultural e intelectual (Harding).5 Por otra parte dentro del campo científicotecnológico, son los estudios superiores de ingeniería donde la invisibilidad de las mujeres se hace más evidente. Así en España, a pesar de que como en el resto de los países europeos y americanos, las mujeres superan a los varones en los más altos niveles educativos, las ingenierías siguen siendo áreas de conocimiento y profesionales donde los porcentajes de mujeres siguen siendo bajos, ya que apenas llegan al treinta por ciento del alumnado y de ese tanto por ciento solamente acaban sus estudios alrededor del 7% (Pérez Sedeño; 14 Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología).15 En este sentido, los estudios de ingeniería constituyen hoy en día el paradigma de los estudios masculinos (García de Cortazar;16 Pérez Sedeño;8 Radl Philipp, Cajide Val y Gómez Vázquez).17 Ahora bien, este carácter paradigmático no viene dado únicamente por la poca accesibilidad que han tenido las mujeres a dichos estudios (García de Cortazar y García de León;18,19 Mosteiro García, 24 Cajide Val y Porto Castro),20 sino fundamentalmente por el hecho de que en el ámbito de las carreras técnicas el paradigma empirista de la ciencia sigue todavía vigente. Así, un análisis de los currícula de dicho estudios nos descubre una concepción instrumentalista y avalorista de la ciencia y de la técnica (Longino,21,22 1998, 1996; Pérez Sendero y Alcalá Cortijo; 23 García de León).24 Por otra parte, toda la carrera está orientada exclusivamente a la formación de buenos profesionales, entendiendo dicho concepto desde una mentalidad técnico-pragmática, es decir, de cara a la eficacia, la rentabilidad y la productividad. Valores todos ellos íntimamente relacionados con el estereotipo de lo masculino. Así pues, es de suponer que las mujeres que ingresan en los estudios de ingeniería necesariamente habrán de que pasar por un proceso de aculturización en el orden dominante masculino. Y del mismo modo resulta probable que el género implícita o explícitamente tiene que explicar actitudes, conductas y modos de funcionar presentes hoy en día en las escuelas de ingeniería. Sin olvidar que si las mujeres, como reflejan los datos estadísticos, abandonan menos el sistema educativo que los hombres y obtienen además mejores calificaciones que éstos, es de suponer que existen impedimentos diferentes que las calificaciones que están actuando a la hora de disuadirlas a optar en menor medida por las áreas tecnológicas que los hombres. Estas han sido las hipótesis que han guiado la presente investigación sobre las relaciones de género en el ámbito de la Escuela Superior de ingenieros de Bilbao y que se han visto confirmadas tras su realización. A lo largo de la presente investigación se ha visto que los obstáculos y los sesgos de género en el sistema científico-tecnológico y los mecanismos de discriminación operan de manera muy variada (Stephen E. Kilianski;25 Swin & Cohen.)26 De hecho a través del discurso del profesorado y del alumnado, queda patente que su fuerza radica en que son muy sutiles, difíciles de reconocer, encubiertos, aparecen simplemente como circunstancias especiales sin relación con relaciones estructurales sexista e, incluso, a veces se culpa a las características propias de una determinada persona, es decir, de una mujer concreta. En este sentido se ha comprobado la eficacia discriminatoria de la biologización y naturalización Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Las mujeres en la formación técnica superior: El caso de la Escuela superior... / Elisa Usategui Basozabal, et al. de las pretendidas “cualidades femeninas”, el paternalismo sexista “benevolente y protector”, la negación sistemática de cualquier discriminación por género, el enfado y las actitudes defensivas ante la denuncia de posibles discriminaciones, la negativa a adoptar medidas de discriminación positiva a favor de las mujeres, etc. El estudio muestra como estos factores son reforzados por un conjunto de hechos objetivos que convierten la profesión de la ingeniería en una actividad profesional poco atractiva para las mujeres. Así el mundo del taller y la fábrica aparece como un reducto masculino en el que la mujer no tiene espacio, pues no tiene las mismas posibilidades de acceso ni de promoción. La propia escuela aparece como un mundo enormemente masculinizado en el que la mujer se ha ido introduciendo con dificultades importantes. La organización todavía patriarcal de la familia y la carencia de medidas institucionales de conciliación de la vida profesional y familiar provocan que la carrera académica y profesional de las mujeres sea francamente inferior con respecto a sus compañeros varones. El sesgo fuertemente masculino del ethos de la escuela y de los estudios de ingeniería, junto a su gran prestigio social, provoca que las profesoras y alumnas que han conseguido posiciones de élite profesionales y académicas interioricen los valores y actitudes masculinos y se olviden de las dificultades Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 que como mujeres han debido de superar. De hecho, es precisamente entre la élite femenina donde se dan las posiciones más críticas frente a toda discriminación positiva para la mujeres. DISEÑO METODOLÓGICO Dado que la investigación se planteaba como objetivos tanto la descripción de los valores dominantes en la Escuela de Ingenieros de Bilbao como el análisis de la incidencia que el modelo ético subyacente en la enseñanza de la ingeniería pudiera tener en el proceso de formación de los alumnos y alumnas que cursan sus estudios en ella, se pensó en una metodología que combinara la estrategia cuantitativa con la cualitativa. Estrategia cuantitativa Se aplicó una estrategia cuantitativa para el análisis y descripción de las actitudes y valores sostenidos por el conjunto del profesorado y del alumnado de la Escuela Superior de Ingenieros (ESI) de Bilbao y la evolución de ellos en los alumnos y las alumnas durante el periodo que transcurre en la Escuela. • Técnica: Se utilizó una encuesta estructurada similar para ambos colectivos que permitió la explotación y análisis estadístico de los datos. La encuesta se articuló en torno a tres dimensiones: Dimensión profesional, que contemplaba valores y actitudes relativos a: la carrera y profesión, las prácticas y hábitos educativos en el centro educativo, y al trabajo y a las expectativas laborales. Dimensión personal, que contemplaba valores y actitudes del individuo relativos a sus objetivos e intereses vitales y a su identidad política y religiosa. Dimensión social, que contemplaba fundamentalmente prioridades, preocupaciones y sensibilidades sociales, políticas y económicas. • Unidades de análisis: Profesores en plantilla en el centro y alumnos de 1º, 3º y 5º curso de carrera, a partir de ellas se optó por un muestreo representativo de los dos colectivos objeto de estudio. Se tuvo en cuenta los dos idiomas (euskara y castellano) en las que se imparte la docencia 25 �Las mujeres en la formación técnica superior: El caso de la Escuela superior... / Elisa Usategui Basozabal, et al. • Muestra final. En el alumnado se cumplimentaron 585 encuestas para una población de N=1851 individuos, con una variación por sexo de P=0,72/ Q=0,28 y con un nivel de confianza del 95,5%, la muestra presenta un error máximo de ± 3,1% para resultados generales. En el profesorado se cumplimentaron 103 (72 varones/ 31 mujeres) encuestas. Para una población de N=298 individuos, con una variación de P=O,77/Q=0,23 y con un nivel de confianza del 95,5%, la muestra presenta un error máximo de ± 6,72% para resultados generales. Estrategia cualitativa El estudio quería además explorar e indagar en los valores dominantes en la Escuela de Ingenieros de Bilbao, en su funcionamiento, en la dinámica relacional de los distintos estamentos, en el modelo de formación y en su papel social. Por ello, se pensó en obtener una visión de ese modelo de enseñanza y de los valores que conlleva, a través de la mirada de los principales protagonistas del proceso de formación. La metodología adecuada para lograr esos objetivos a obtener la presta el enfoque cualitativo, por lo que se decidió la realización de entrevistas en profundidad, como vía para acceder a la experiencia y a la visión que tienen alumnos y profesores de la formación recibida en la Escuela. Las entrevistas se dirigen a profesores y profesoras vinculados al centro y a exalumnos y exalumnas insertados en el mercado laboral en los últimos tres años. • Técnica: se realizan entrevistas en profundidad articuladas en torno a los siguientes focos temáticos: Dinámica intra e interdepartamental. Dinámica profesor – alumno/a. Formación. Gestión del centro. Identidad social del ingeniero. Prácticas y hábitos educativos en la Escuela Superior de Ingenieros de Bilbao. Relación entre los diferentes estamentos del centro. • Unidad de análisis: Exalumnos y exalumnas del Centro y profesores del mismo que reúnen las siguientes características: Muestra estratégica de exalumnos y exalumnas de la ESI, insertados en el mercado laboral en los últimos tres años, a fin de obtener una visión del centro externa pero cercana en el tiempo. En total se realizaron 14 entrevistas (5 mujeres y 9 varones). 26 Muestra estratégica de profesores, seleccionados conforme a criterios de género, edad, categoría profesional, dedicación y ámbito de actuación dentro del centro, que proporcionen distintos puntos de vista sobre los temas centrales de análisis. En total se realizaron entrevistas a 13 profesores (4 mujeres y 9 varones). ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS Perfil del alumnado de la escuela El alumnado de la ESI es un colectivo homogéneo, producto de una fuerte selección, satisfecho con su vida, con aspiraciones y metas vitales muy definidas en torno a los proyectos profesional y afectivo, para el que es importante el triángulo bienestar afectivotrabajo-ocio, algo hedonista por tanto, y más bien ilustrado en sus intereses y hábitos culturales en comparación con otros colectivos de jóvenes. Siente el prestigio de su profesión y se declara de izquierdas, pero moderado en sus planteamientos, poco crítico con el sistema, escéptico con las instituciones sociales, partidario de la familia, defensor de una moral laica y no muy religioso. Con actitudes y valores posmaterialistas en relación a las metas y objetivos sociales, sensible a los problemas sociales, que cree y desea una sociedad más humana, más participativa, más igualitaria, pero que no presenta un perfil excesivamente reivindicativo. En el fondo, un joven más bien conservador que no plantea la necesidad de grandes cambios sociales. Las alumnas se adaptan en grandes líneas a este retrato robot. Sin embargo podemos detectar pequeñas pero significativas diferencias entre los alumnos y las alumnas en relación a aspectos que de alguna Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Las mujeres en la formación técnica superior: El caso de la Escuela superior... / Elisa Usategui Basozabal, et al. manera han venido siendo considerados elementos definitorios de lo masculino y de lo femenino. Aunque de forma poco acusada, las alumnas manifiestan una serie de rasgos que entran dentro del estereotipo tradicional de lo femenino de aquellos grupos sociales dotados de un elevado capital cultural: tienen una mentalidad más religiosa y expresiva, son menos individualistas y permisivas, dan más espacio en su tiempo libre a actividades relacionales, tienen menos espíritu asociativo, hacen menos deporte y participan más en actividades culturales, poseen hábitos de lectura más variados…. Parece que tienen menos aficiones, pero se aburren menos que sus compañeros. No obstante son representantes de una generación de mujeres para las que la división sexual del trabajo se ha roto. Identifican desarrollo personal con el ejercicio profesional. Tradicionalmente el trabajo profesional ocupaba monolíticamente el tiempo de los varones: constituía el eje vertebrador de su vida. Las alumnas de la escuela han interiorizado este concepto masculino del trabajo y, en mayor proporción que para sus compañeros, el trabajo da valor y sentido a su vida (tabla I). Desde estas coordenadas se entiende que sea menor el porcentaje de mujeres que hacen del trabajo exclusivamente una necesidad para vivir. El alumnado varón concede al trabajo un sentido instrumental y práctico, mientras que para sus compañeras es un medio de desarrollo personal y de inserción social. Primero la familia y a continuación el éxito en el trabajo son para los alumnos y las alumnas los dos grandes objetivos de su vida. Y es mayor el porcentaje de alumnas que da importancia a formarse profesionalmente. Parece que de alguna manera son conscientes de la necesidad de compensar con una mayor formación el handicap que va a significar para ellas en el mercado de trabajo el hecho de ser mujeres. Tabla I. Significado del trabajo (%) (alumnado). Varón Mujer Total Es una necesidad 33.8 26.7 31.6 Es un contrato 7.7 7.0 7.5 Hay que hacerlo bien 14.1 10.7 13 Es útil a la sociedad 10.5 13.8 11.5 Da sentido y valor a la vida 33.1 41.2 35.5 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 En este sentido no sorprende que las alumnas dediquen más tiempo al estudio que sus compañeros. Por otra parte, las alumnas muestran una mentalidad más de izquierdas e igualitaria que sus colegas varones: rechazan en mayor proporción la competencia como estímulo para las personas, apoyan en mayor medida la responsabilidad social del Estado frente a medidas neoliberales, en el ámbito de los problemas medioambientales se inclinan hacia medidas que implican cambios más radicales en la estructura de las sociedades actuales, tienen una visión más crítica del impacto de las nuevas tecnologías en los procesos de producción y perciben con más claridad los procesos de deshumanización que conlleva una sociedad centrada exclusivamente en la productividad. Sin embargo, captan menos que sus compañeros las implicaciones y los peligros que a nivel político puede plantear una sociedad tecnificada. En este sentido apenas relacionan las nuevas tecnologías con procesos de manipulación y de desigualdad. Se puede afirmar que las alumnas se fijan más en las amenazas de deshumanización personal que entraña el desarrollo de una sociedad postindustrial en el marco de una economía neoliberal, mientras que sus compañeros consideran fundamentalmente sus implicaciones políticas y sociales negativas. Los varones son también más optimistas en cuanto a las posibilidades de desarrollo individual que posibilita la sociedad actual. Perfil del profesorado de la escuela Es notable la homogeneidad existente entre el profesorado y el alumnado de la escuela. A pesar de diferencias puntuales, se puede hablar de una coincidencia en sus cosmovisiones y sistemas de valores. A pesar de darse entre el profesorado importantes y marcadas diferencias religiosas, políticas e ideológicas, los profesores y las profesoras de la escuela comparten una identidad profesional muy homogénea, un alto concepto de lo que significa ser y formarse como ingeniero, se sienten todos ellos altamente valorados por la sociedad y están mayoritariamente altamente identificados con el centro educativo. Ahora bien, las profesoras se muestran más críticas con los valores que transmite la escuela a 27 �Las mujeres en la formación técnica superior: El caso de la Escuela superior... / Elisa Usategui Basozabal, et al. sus alumnos. Piensan que se favorece el elitismo y el individualismo. En cambio los profesores nos hablan de espíritu de superación y pragmatismo. En cuanto al significado que conceden al trabajo profesional, al igual que para sus alumnas y compañeros de profesión, el trabajo representa la actividad que da sentido y valor a la vida, aunque hay una diferencia significativa con respecto a sus alumnas, ya que el porcentaje de profesoras para las cuales el trabajo es únicamente una necesidad es sensiblemente mayor que entre sus colegas masculinos (tabla II). Es decir, una minoría importante de las profesoras dejarían de trabajar si sus condiciones materiales se lo permitieran. Por tanto, no hacen del trabajo profesional la conditio sine qua non de su inserción social y desarrollo personal. Esa concepción instrumental del trabajo se refuerza con una concepción individualista, ya que es significativo el escaso porcentaje de profesoras que percibe la dimensión social del trabajo. Las profesoras presentan una mentalidad más secularizada que sus compañeros, valoran más el tiempo libre, ocupan su ocio con actividades culturales, tienen menos hobbies y utilizan menos Internet. Es menor el porcentaje de profesoras que señala como una de sus metas vitales el ayudar a los demás. Cabe interpretar esto último como el rechazo a los papeles tradicionales femeninos: las tareas del cuidado familiar recaen como algo natural en las mujeres; en cambio, el varón cuando habla de la ayuda a los demás se refiere al ámbito de lo público. Las mujeres asumen las responsabilidades familiares y aquellas que se derivan de su trabajo profesional, luego es natural que valoren la posibilidad de tener algo de tiempo libre para poder dedicarlo a aquellas actividades personales que les interesen o, Tabla II. Significado del trabajo (%) (Profesorado). Varón Mujer Total Es una necesidad 14.7 26.6 18.7 Es un contrato 1.5 3.4 2.2 Hay que hacerlo bien 10.3 10.3 9.9 Es útil a la sociedad 19.1 3.4 14.3 Da sentido y valor a la vida 54.4 55.2 54.9 28 simplemente, al descanso. Al igual que sus alumnas, las profesoras se posicionan más de izquierdas que sus colegas, muestran menos confianza en las instituciones de carácter político, creen menos en la tecnología, ante los problemas medioambientales se inclinan hacia medidas que requieren cambios socioeconómicos más radicales. Coinciden también con sus alumnas en situar las amenazas derivadas del cambio tecnológico en las dimensiones más personales del ser humano, mientras que sus compañeros las sitúan preferentemente en sus implicaciones políticas. Los estudios de ingeniería y el género Todos los profesores y profesoras entrevistadas están de acuerdo en considerar que la ingeniería ha sido un reducto profesional masculino, que no ha aceptado fácilmente la incorporación de la mujer. Se pensaba que la profesión de ingeniero requería una serie de cualidades que respondían al estereotipo masculino dominante en la sociedad: fuerza física, capacidad de mando sobre varones, iniciativa, destreza técnica, afición por las máquinas y su funcionamiento, es decir, toda una serie de rasgos que hacen que socialmente un trabajo sea considerado masculino. Siempre que aparecen temas de discriminación de género, los varones sienten que recae fundamentalmente en ellos la sospecha de sostener actitudes machistas. Así, en las entrevistas se percibe que un número significativo de los profesores se han mostrado siempre en una actitud defensiva y han pretendido defenderse de lo que no se le acusaba. Por otra parte, en los profesores varones se produce un efecto reflejo a la hora de describir a la mujer ingeniera, pues parece que se admiran de ser capaces de descubrir las potenciales capacidades de las mujeres para la profesión de ingeniero. La utilización del lenguaje políticamente correcto en el tema de la igualdad de género termina siempre prestigiando al varón que lo utiliza. Sin embargo, independientemente de estas opiniones más bien aisladas, una proporción importante de los profesores y de las profesoras entrevistadas juzgan que los estudios y el ámbito de la ingeniería, sobre todo de la rama industrial, exigen características más propias de los varones Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Las mujeres en la formación técnica superior: El caso de la Escuela superior... / Elisa Usategui Basozabal, et al. que de las mujeres. Para dichos profesores la rama de Telecomunicaciones responde mejor a las aptitudes y expectativas de las mujeres. Estas opiniones se sustentan en determinadas actitudes, cualidades o diferencias genéricas. Es decir, se naturalizan las diferencias genéricas y se hace del sexo el factor explicativo de las diferencias en las actitudes, en las capacidades y en las aficiones de los individuos. Así, dichos profesores naturalizan y dividen las aptitudes y características personales en masculinas y femeninas, otorgando al mundo de la industria caracteres masculinos Las afirmaciones que avalan tales opiniones pueden ser taxativas: “Suspenden (las alumnas de la escuela) porque es un rollo. Es un trabajo más incómodo que para el hombre: van al campo, a un taller, tienen cien hombres por debajo. Ahí no pueden ir las mujeres, aunque a veces lo hagan, pero no es lo normal. Para ellas están los trabajos más técnicos, de oficina, de investigación” (Profesor con experiencia docente- P. 12). “La ingeniería industrial es de hombres” (profesora joven- P. 6). Por el contrario, el exalumnado entrevistado no refleja en ningún momento planteamientos sexistas. No ha hecho de la ingeniería un recinto y una profesión exclusiva para los varones, basándose en unas pretendidas capacidades y cualidades naturales. Ahora bien, varones y mujeres de los dos estamentos coinciden en calificar al mundo de la empresa como un espacio profundamente sexista. Las mujeres se encuentran en clara desigualdad a la hora de ingresar en el mercado de trabajo o de acceder a los puestos directivos. Todavía se sigue considerando, dentro del mundo de la ingeniería, el taller como un lugar reservado para el varón. Las empresas mayoritariamente reservan a las mujeres las tareas subalternas y administrativas. El sector empresarial queda reflejado como un ámbito masculino que más o menos veladamente sigue aplicando prácticas discriminatorias. “El mundo de la empresa de ingenieros es masculino; la jerarquía es de los hombres. Estos tiene muchas más facilidades para subir. Y todavía son pocas las mujeres que Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 trabajan” (Ingeniero de TelecomunicacionesE. 7). “El mundo de la empresa es masculino. En mi empresa trabajan pocas mujeres, salvo las administrativas; el taller en mi empresa es masculino, salvo las rebobinadoras de motores pequeños que son mujeres” (Ingeniera industrial- E. 9). Los propios convencionalismos en el mundo de la empresa están teñidos de sexismo. No ha de extrañar que las relaciones en el trabajo se le presenten a la mujer como un mundo hostil, en el que necesariamente ha de desenvolverse con gran dificultad. “En el mundo del trabajo las propias formas y convencionalismos están impregnados de machismo. Si un chico habla con el jefe o con un cliente, enseguida se puede entablar una clima de simpatía, desde el tuteo, la palmada en la espalda, invitar a tomar una cerveza. Yo no puedo hacer lo mismo: está mal visto. Incluso dando cursos: un chico enseguida puede hablar del Barça y establecer buen rollito; una chica te quieres hacer la graciosa, hablas algo de futbol, y está mal recibido, empiezan a decir que se quiere hacer la graciosa cuando puede ser mi hija si no sabe nada de deportes, que tonta... Entre chicos es más fácil verse de colegas; una misma se pone límites por los propios convencionalismos sociales” (Ingeniera Telecomunicaciones E. 12). Las opiniones recogidas a lo largo de las entrevistas acerca de las discriminaciones laborales 29 �Las mujeres en la formación técnica superior: El caso de la Escuela superior... / Elisa Usategui Basozabal, et al. que sufren las ingenieras avalan las interpretaciones que consideran que el hecho de que las mujeres se orienten a carreras teóricamente poco productivas no se debe tanto a una falta de previsión, como al resultado de un análisis realista de sus expectativas profesionales (García de Cortazar).16 DIFERENCIAS DE GÉNERO EN EL PROFESORADO DE LA ESCUELA El profesorado entrevistado en su conjunto reconoce que la escuela fue durante muchos años un espacio totalmente masculino, al que la mujer muy poco a poco y tardíamente ha ido accediendo. Ahora bien, las profesoras y los profesores nos ofrecen visiones contradictorias acerca de los obstáculos que tuvieron que superar las mujeres en los momentos iniciales de su incorporación a la escuela. Salvo un profesor, con una experiencia dilatada en la escuela, que reconoce sin ningún tipo de dudas que la Institución no trató muy bien a las primeras mujeres que entraron en ella, la mayoría de los profesores varones opinan que fue una entrada paulatina que no originó ningún tipo de contradicción en el centro educativo y que se vivió por ambas partes sin apenas dificultad. Para un profesor, las mujeres carecieron de escollos y por el contrario: “La incorporación de la mujer a la escuela ha sido positiva, aunque cuando había pocas chicas sus compañeros las cuidaban con mucho mimo, las protegían. Dado esa aceptación de sus compañeros, no se ha visto nunca discriminadas. Se las ha aceptado bien” ( Profesor con experiencia docente- P. 4). El carácter paternalista de estas afirmaciones es evidente. Es inimaginable que los profesores describan sus relaciones con los varones que acaban de acceder a la escuela en este tono ni con estas palabras. En su negación, se descubre al centro educativo como un mundo tremendamente masculinizado, en el que el lenguaje y las actitudes “caballerosas” esconde una negación de la propia valía de las mujeres y la incapacidad de admitir y asumir por parte de los varones que tienen las mismas aptitudes y herramientas para desarrollar con éxito la profesión de ingeniero y la docencia en la escuela. No es de extrañar, entonces, que una profesora, a través de su experiencia personal, nos descubra una 30 realidad totalmente diferente, en la que “ser mujer en la escuela” acarreaba un importante desgaste psicológico. “Cuando empecé había muy pocas mujeres en la escuela. Los hombres eran los típicos ingenieros y la mayoría de los profesores pensaban que las mujeres no tenían que estudiar ingeniería y que, si iban a la escuela, era únicamente para buscar novio. El trato de los profesores con las alumnas era completamente diferente que con los alumnos y a veces hasta denigrante. Por otra parte la institución no estaba preparada para las mujeres. Los compañeros apenas se acercaban a hablar con las chicas. Se puede decir que la presión para las chicas que se aventuraban a estudiar en la escuela de ingenieros de Bilbao era insoportable” (Profesora con experiencia docente- P. 10). Otra profesora define a aquella escuela como una organización de hombres. “Cuando entré en la escuela se empezaba a pensar que los licenciados estaban invadiendo la escuela y si encima eras mujer la situación se agravaba: los compañeros a veces soltaban chistes, pero por nada raro, sino porque era una organización de hombres” (Profesora con experiencia docente- P. 5). Es significativo que para las primeras profesoras su integración en la ESI en un plano de igualdad con los varones haya sido de una dureza apreciable. Una profesora hace hincapié en el hecho de que esa situación de discriminación que vivía en la escuela reflejaba el sesgo masculino que tenían socialmente las carreras técnicas, lo que provocaba que: Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Las mujeres en la formación técnica superior: El caso de la Escuela superior... / Elisa Usategui Basozabal, et al. “al principio cuando decía que trabajaba en la Escuela, me veían como secretaria; cuando aclaraba que era profesora, se asustaban” (Profesora con experiencia docente- P. 5). Pero, totalmente al contrario de lo que ocurría en estos primeros momentos, todos los profesores y profesoras coinciden en señalar que en la actualidad no hay ningún trato discriminatorio entre el profesorado por razón de género, sino que a veces, como apunta una profesora, la discriminación es positiva, ya que teniendo en cuenta la relación profesor/profesora, el porcentaje de profesoras en cargos directivos es mayor. Constantemente a lo largo de todas las entrevistas los profesores y las profesoras se esfuerzan por hacer ver y demostrar que en la actualidad no hay ninguna manifestación de sexismo en la escuela. Incluso el hecho tan notorio de que la dirección de los departamentos y de la escuela esté mayoritariamente en manos de los varones se interpreta simplemente porque las mujeres, al ser un colectivo menor, tienen menos posibilidades y no porque se produzca ninguna discriminación implícita de género. Ahora bien, en numerosas ocasiones las representaciones espontáneas de los individuos no coinciden con lo que realmente sucede en la realidad fáctica. Y muchas veces el lenguaje traiciona al que lo utiliza y llega a expresar lo contrario de la imagen que el hablante quiere transmitir. En este sentido a lo largo de las entrevistas, las descripciones, que parte del profesorado masculino utiliza para poner de relieve la igualdad de género existente en el seno del profesorado de la escuela, revelan un pensamiento paternalista y sexista. “Las profesoras de mi departamento no se quejan de discriminación; se sienten contentas y satisfechas, porque las cuidan muy bien, se les ha ayudado, con mucho cariño; además no están juntas, sino en despachos con hombres” (profesor con experiencia docente- P. 4). “La escuela se va modernizando en que cada vez hay más chicas guapas en los mandos, en que cada vez que vas a la dirección ves unas mujeres que da gusto. Eso es encantador” (Profesor con experiencia docente- P. 3). Por otra parte, los profesores entrevistados mayoritariamente señalan que obstáculos para que Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 la mujer pueda dedicarse de una manera plena a su vida profesional son externos a la propia institución. Provienen del ámbito doméstico. La mujer al tener que compaginar su trabajo profesional con sus obligaciones domésticas ha de renunciar a compatibilizar su docencia en la escuela con un trabajo en la empresa: “Las profesoras no suelen compaginar el trabajo de la empresa con la docencia en la escuela, porque buscan un horario compatible con los problemas familiares” (Profesor con experiencia docente- P. 4). “Está más asumido socialmente que el hombre dedique más tiempo a su trabajo que la mujer, que debe compatibilizarlo con otras obligaciones” (Profesor con experiencia docente- P. 2). “Es duro trabajar y ser mujer, porque tienes dos trabajos: los de casa y los de la escuela” ( Profesora con experiencia docente- P. 5). De acuerdo al parecer de la mayoría de los profesores entrevistados, la mujer ha escogido la docencia como profesión porque le ofrece la posibilidad de compaginar su vida profesional con su trabajo doméstico. Esta es la hipótesis más utilizada por la mayoría de los profesores entrevistados para explicar el hecho de que en la escuela sea menor el porcentaje de profesoras que optan por una dedicación parcial, que les permita compaginar su docencia con otro trabajo profesional fuera del ámbito académico. Sin embargo, es significativo que los profesores y profesoras entrevistadas, aunque describen el perjuicio profesional que una estructura familiar patriarcal implica para la mujer, no hacen ningún tipo de comentario valorativo sobre esa situación de desigualdad. Simplemente dan por hecho que las mayores responsabilidades del ámbito doméstico recaen en la mujer. Es decir, de facto se admite y no se cuestiona la organización patriarcal del ámbito doméstico Desde estas coordenadas cabe interpretar las diferencias entre las respuestas de los profesores y de las profesoras a la hora de señalar las razones que les han llevado a la docencia en la escuela. Las profesoras apelan en mayor proporción a la vocación como factor explicativo de su entrada en 31 �Las mujeres en la formación técnica superior: El caso de la Escuela superior... / Elisa Usategui Basozabal, et al. la escuela (40%, frente al 35,7% de los varones), mientras que los profesores señalan la posibilidad que la escuela les ofrece en el campo de la investigación (40% frente al 26,7% de las mujeres). Al mismo tiempo, el indicador mayoritariamente elegido por las profesoras es “Tuve la oportunidad de trabajar en la escuela y me gustó” (53,3%). En cambio entre los profesores el indicador más señalado es “facilita el trabajo de investigación” (40%). Por otra parte es mayor el porcentaje de mujeres que ha entrado en la escuela porque no ha encontrado en la empresa algo que les pudiera interesar (6,7% frente al 1,4% entre los varones). Todas estas respuestas nos están indicando las dificultades que acechan a las mujeres en el campo de la ingeniería. La apelación de las profesoras a la vocación y a la satisfacción en el ejercicio de la docencia como motivos explicativos de su opción profesional como docentes de la escuela encubre su desigualdad real frente a los ingenieros varones a la hora de su inserción en otros ámbitos del mundo de la ingeniería y de la empresa. Y aunque sea semejante el porcentaje de profesoras y profesores que elige como motivo la flexibilidad y la comodidad de horario (10%), sin embargo su lectura implica una diferencia previa: la flexibilidad permite a los varones compatilizar su dedicación a la escuela con el trabajo en la empresa, mientras que a la mujer posibilita su dedicación a las tareas domésticas. Asimismo, el análisis cuantitativo ha permitido captar una visión diferente de los profesores y las profesoras de las prácticas que estructuran el funcionamiento de la escuela y de los departamentos que la integran. Así, cuando se preguntó a los profesores sobre el modo en el que se resolvían en sus departamentos respectivos las situaciones de conflicto, el porcentaje de las profesoras que señalan que su departamento funciona a través de los medios informales y de la decisión de los catedráticos es mayor que el de los profesores (tabla III). Dado que el porcentaje de mujeres que elige el consenso como instrumento de solución de conflictos es ligeramente superior, cabría interpretar que, en esa resolución informal previa al acto formal del Consejo de departamento, las 32 profesoras entienden que lo que se busca es el acuerdo y el evitar conflictos y enfrentamientos. Pero esto no es así, ya que cuando se les pide a los profesores que expresen su grado de satisfacción con esa dinámica departamental, en una escala del 1 al 9, las profesoras presentan un grado de satisfacción menor que los profesores (4,64 /5,77). Es decir, las profesoras nos están señalando que los departamentos funcionan menos por normas formales que por medios informales y que éstos son utilizados por los grupos de poder que existen en su interior para alcanzar sus objetivos. Es un hecho evidente que al poder no le gusta la claridad ni la transparencia. Los pasillos, las comidas y las relaciones informales, las reboticas y las redes son sus lugares preferidos. Y las profesoras se están quejando implícitamente de que este ejercicio del poder informal es siempre discriminatorio, desigualitario y masculino. Esta interpretación se confirma cuando la relacionamos con las respuestas a la pregunta que se planteó en el cuestionario en torno a los principios que orientan la vida en los departamentos de la escuela. Las contestaciones de los profesores y de las profesoras presentan diferencias significativas. Es mucho más elevado el porcentaje de profesoras que afirman que en su departamento no se da una transparencia en la gestión, que no hay un reparto Tabla III. En caso de conflicto de intereses entre los miembros del Departamento, en su departamento normalmente (%)(Profesorado). Varón Mujer Se aplica estrictamente la norma 17,1 6,7 Se busca el consenso 51,4 53,3 Deciden exclusivamente los catedráticos del departamento 5,7 10,0 Todo está ya decidido antes del acto formal de la reunión del consejo de departamento 12,9 30,0 Los conflictos no se resuelven, quedan permanentes 8,6 6,7 Se recurre al arbitraje de la instancia externa superior al departamento 1,4 3,3 Otras 2,9 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Las mujeres en la formación técnica superior: El caso de la Escuela superior... / Elisa Usategui Basozabal, et al. equitativo de la docencia ni de la investigación, que no se da una igualdad de género, que no se valora el factor humano y no existe un compromiso ético-social. Así también, es mayor el porcentaje de mujeres que señalan que en su departamento se da la política de camarillas y una competitividad. De esta manera, el análisis de los datos nos refleja una actitud por parte de las profesoras mucho más crítica con respecto al funcionamiento de los departamentos y, por tanto, de la organización interna del Centro que sus compañeros varones. Además, dicho posicionamiento crítico revela que las profesoras no están mayoritariamente integradas en los diferentes grupos de poder existentes en la escuela. Y es que en la medida en que una institución se rija por medios informales, necesariamente se favorecerá lo que se ha llamado “el viejo club de los muchachos”, es decir, la tendencia masculina a repartirse los hombres los cargos y los honores, en una palabra, el poder. LAS DIFERENCIAS DEL GÉNERO DEL ALUMNADO DESDE LA MIRADA DEL PROFESORADO Todos los profesores y las profesoras concuerdan en afirmar que en la escuela no se establece ninguna diferencia discriminatoria de género entre alumnos y alumnas. El ambiente de la escuela ha perdido su carácter masculino. Las alumnas no tienen que hacer ningún esfuerzo especial a la hora de integrarse ni se ven obligadas a interiorizar valores, actitudes o comportamientos genéricos masculinos. La escuela como institución no socializa implícita ni explícitamente en valores socialmente considerados masculinos y, al mismo tiempo el incremento de alumnas ha enriquecido la vida de la escuela. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 Ahora bien, los profesores y profesoras de la escuela están también convencidos de que los alumnos y las alumnas no tienen las mismas capacidades y actitudes. De hecho, perciben en el alumnado comportamientos académicos muy diferentes según el género. Las alumnas son más perseverantes, más trabajadoras, más constantes, más responsables, con más capacidad de sacrificio, es decir, un conjunto de cualidades que les permite obtener unos resultados satisfactorios en sus estudios. Algunos profesores consideran que las alumnas desarrollan estas cualidades en las etapas educativas anteriores y el propio carácter masculino que ha tenido socialmente la carrera las refuerza. La autoselección que la dureza de los estudios de ingeniería provoca en los varones con respecto a las mujeres adquiere mucha más fuerza, porque las alumnas que acceden a los estudios de ingeniería son totalmente conscientes de las mayores dificultades que van a tener que superar en el mercado laboral. Sin embargo, el sexismo imperante en la escuela se hace explícito cuando una gran parte del profesorado entrevistado interpreta este comportamiento de las alumnas como un reflejo de las diferentes aptitudes y capacidades que poseen las mujeres y los varones. En estos comentarios nos encontramos con un fenómeno que siempre se da cuando se naturalizan conductas, cualidades o capacidades de género: la constancia en el trabajo de la mujer siempre es fruto de su menor capacidad intelectiva. De esta manera, para algunos profesores y profesoras, la perseverancia y la capacidad de sufrimiento de las alumnas esconde el hecho de que los alumnos varones son más brillantes y con más facilidad para el estudio. “Las chicas, en conjunto, son unas hormigas, trabajan enormemente, y algunas tienen una memoria de campeonato. Tienen sus apuntes y son capaces de escribir todo lo que tienen en los apuntes e, incluso, no viniendo a clase a base de tener el material y estudiar prácticamente embotellado consiguen unos resultados aceptables. Lo malo es cuando fallan en la parte práctica, porque ese tipo de alumna también, de vez en cuando, cuando se le pone el ejercicio que no lo ve. No fallan más que los chicos en esa parte. Pero ellos son 33 �Las mujeres en la formación técnica superior: El caso de la Escuela superior... / Elisa Usategui Basozabal, et al. incapaces de aprenderse las cosas como las muchachas. Ellas, en mi opinión, trabajan el doble. Sí, sí. Se conoce que ya llegan diciendo “aquí estoy”. Y los otros son normales, como si habiendo estado siempre no tuvieran nada que demostrar. Mientras que ellas dicen, si estamos aquí hay que hacerlo bien“. (Profesor con experiencia docente- P. 9). “Son siempre mujeres las que destacan por su trabajo(...) Los hombres son brillantes, pero más vagos” (Profesora con experiencia docente- P. 10). “En los primeros años son mejores las chicas que los chicos. El chico tiene la madurez más tardía: un chico de 18 años es un niño todavía, una chica de 18 es ya una mujer. Por este motivo, a los chicos les cuesta más los primeros años, pero en los últimos años ya no hay tantas diferencia. Llegan en proporción, más chicas que chicos. Ahora bien, los número uno son siempre chicos: no porque haya en la escuela una actitud machista: Quizá porque ya no tiene nada que demostrar, dentro de las chicas hay más de todo.” (Profesor con experiencia docente- P. 4). Y para un profesor las diferencias intelectivas entre las mujeres y los hombres son tan grandes, que muy raramente nos podremos encontrar con una mujer brillante. Se puede ver que en sus afirmaciones queda claramente explicitado las implicaciones negativas que tiene para la mujer una naturalización de las diferencias de género. “La mujer y el hombre son diferentes. Es muy difícil encontrar una mujer brillante. Sin embargo la mujer y el hombre son igual de listos. Luego lo que es mucho más trabajadora. Entonces al final tienen unos resultados muy buenos. Hay muchas mujeres modistas y peluqueras, pero los grandes modistos y peluqueros son hombres. El hombre brillante es uno de cada diez y lo mismo puede crear una empresa supergrande que darse un estacazo y caerse al suelo. No hay ninguna mujer que haya sido normal y luego haya hecho una fortuna. Pero cuando una mujer pone un negocio, no se arruina nunca, porque la mujer salta como donde pisa levanta y si no pisa bien no pone pie, y 34 después pone el siguiente. La mujer primero asienta, luego continúa. El hombre todavía no ha asentado y ya ha dado 5 pasos, y así se da una leche impresionante o no, y entonces hace un mundo. Las mujeres son sensatas. Si quitamos a los hombres brillantes, como es igual de lista que el resto de los hombres y más trabajadora, puede competir perfectamente con los hombres en la carrera” (Profesor con experiencia docente- P. 12). En estas citas podemos observar perfectamente lo que García de León)24 ha llamado la huella de poder masculino, es decir, por un lado, las dóciles, responsables y sufridoras alumnas y, por otro, los brillantes e inteligentes alumnos, futuros profesionales de la ingeniería que ocuparán los grandes puestos directivos. El género obliga a las alumnas a ser necesariamente hormigas trabajadoras para que el mercado laboral las acepte, en cambio los alumnos no tienen que realizar ese plus, su género les avala el poder y el trabajo. Lo paradójico es que las profesoras que han sufrido las consecuencias negativas de la discriminación de género no sean conscientes de las relaciones de poder que esconden estas categorizaciones esencialistas de las cualidades y actitudes genéricas, sino que hayan interiorizado hasta tal punto la cultura masculina dominante, que ellas mismas afirmen la inferioridad intelectiva de sus alumnas. LAS DIFERENCIAS DEL GÉNERO DESDE LA MIRADA DEL ALUMNADO Los alumnos y las alumnas presentan una mentalidad menos sexista que sus profesores, ya que no naturalizan las cualidades personales, sino que interpretan las posibles diferencias de género como el resultado de procesos educativos diferenciales. No perciben en la escuela ninguna desigualdad de género. No hay un trato discriminatorio contra las alumnas. Los profesores no establecen en términos generales ninguna diferencia entre sus alumnos en relación al género. Y tampoco en las interrelaciones entre los alumnos se aprecia ningún rasgo sexista. Las alumnas están integradas en pie de igualdad en todos los grupos y actividades de la escuela. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Las mujeres en la formación técnica superior: El caso de la Escuela superior... / Elisa Usategui Basozabal, et al. Ahora bien, algunos exalumnos, mujeres y varones, comentan la existencia de determinadas conductas sexistas y discriminatorias por parte de algún sector del profesorado. De hecho, algunos de los entrevistados explican a partir de esa desigualdad de género el hecho de que nunca hayan sido mujeres las primeras de la promoción “Es una carrera masculina. El porcentaje de mujeres es muy pequeño; en los puestos de trabajo hay muchísimo machismo. Las chicas son mejores estudiantes y yo les pedía a ellas siempre los apuntes. Pero no hay chicas entre las primeras de promoción, aunque sean de las 5 mejores. Había un profesor que les hacía la vida imposible en clase, aunque después les aprobaba. Siempre les hacía hacer los problemas en la pizarra. Era tosco y les decía barbaridades, pero era un caso excepcional y además la gente lo tiene como buen profesor” (ingeniero industrial- E. 6). “Había pocas chicas en mi clase. En general los profes no hacen distinciones entre chicos y chicas, pero algunos sí, que no les gusta nada que haya chicas. Son los típicos machistas que luego en su casa serán unos calzonazos” (Ingeniera industrial- E. 10). “Algunos profesores tratan de manera diferente a las chicas que a los chicos: Hay tratos vejatorios a las chicas; en primero estaba dando las notas en clase y había dos chicas que habían hecho el examen mal, y delante de todo el mundo les preguntó por qué habían hecho la carrera, que estudiaran enfermeras. Ese tipo de cosas se solían decir” (Ingeniero Telecomunicaciones- E. 5). Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 Finalmente, cabría pensar que en mundo tan masculino como una escuela de ingeniería, al que a la mujer le ha costado tantos años acceder y en el que el número de profesoras y de alumnas es todavía pequeño, se podría establecer una atmósfera de complicidad entre el profesorado y el alumnado femenino. Sin embargo ninguna de las antiguas alumnas percibe ninguna discriminación positiva ni comportamientos solidarios por parte de las profesoras. Por el contrario, una de ellas comenta que en las actitudes de las profesoras se reflejan pasados comportamientos sexistas en la escuela, ya que dichas profesoras presentan un grado de autoexigencia mayor que los profesores, consecuencia directa del mayor número de obstáculos que se han visto obligadas a superar por su condición de mujer y por la necesidad continua que tienen de demostrar su valía frente a sus compañeros. Probablemente “el síndrome de la abeja reina” conduce a las profesoras a no sentir la discriminación que pueden padecer y carecer de conciencia feminista. Indudablemente esta actitud les impide construir redes de apoyo y a plantear el acceso de la mujer a los estudios y a la profesión de ingeniería en términos exclusivamente individualistas y meritocráticos. A MODO DE CONCLUSIÓN La mirada del profesorado y del alumnado de la escuela de ingenieros de Bilbao nos remite a un ámbito eminentemente androcéntrico, en cuyo contexto toma sentido la polémica que se suscitó a la hora de cambiar su denominación sexista y discriminatoria “de ingenieros” por la de escuela de “ingeniería”. En cierto sentido ejemplifica que a pesar de los cánticos de sirena la igualdad de género es todavía una meta por alcanzar. En este sentido lo que nos descubre el estudio es la necesidad de desarrollar políticas de igualdad de género encaminadas a implementar: 1. En educación, políticas coeducativas eficaces. En la medida en que, como en el caso de la escuela de Ingenieros de Bilbao, la naturalización de las diferencias de género sirva de coartada para interpretar las diferencias de logros profesionales y académicos, es decir, para explicar el hecho de que haya menos mujeres en puestos de responsabilidad en las empresas o en los estamentos académicos 35 �Las mujeres en la formación técnica superior: El caso de la Escuela superior... / Elisa Usategui Basozabal, et al. por la presencia y la práctica de un sistema de valores diferenciados entre géneros, poco estamos haciendo para el logro de la igualdad entre hombres y mujeres. Por otra parte, una de las cosas que desanima a las mujeres para embarcarse en una carrera Tecnológica es la ausencia de modelos que les permitan verse representadas e impulsadas a escoger la profesión. Por tanto, hay que reflexionar sobre los valores y los referentes que se están transmitiendo a los varones y a las mujeres en la familia, la escuela y los medios de educación. Y en el ámbito educativo, es hora de desarrollar la cultura de género en todos lo niveles y ámbitos del sistema de enseñanza que permita una auténtica igualdad de oportunidades entre chicas y chicos. 2. En el ámbito laboral, medidas de conciliación de la vida laboral y familiar. A la luz de las opiniones expresadas en la mayoría de las entrevistas se hace muy difícil a la mujer compatibilizar la vida laboral y familiar. Ahora bien, la fuerza de las mujeres no reside en que pidan una igualdad de derechos con respecto al varón sino que están queriendo ser los agentes de la recomposición del mundo entre la subjetividad y la racionalidad, entre la vida profesional y la vida personal, etc.., es decir, quieren un mundo más complejo, donde se reintegre lo que ha sido desintegrado. En este sentido se requiere que el Estado aporte unos mecanismos que faciliten la compatibilidad de la vida familiar con la laboral y que la corresponsabilidad familiar entre hombres y mujeres se vaya fortaleciendo progresivamente. 3. En el ámbito legislativo, leyes de igualdad, que promuevan una igualdad real de hombres y mujeres en todas las dimensiones que conforman la vida de los hombres y de las mujeres. Para ello en numerosas ocasiones habrá que llevar adelante medidas de discriminación positiva que posibiliten el acceso a ámbitos de poder y de decisión que les están negados o, al menos, cuyo acceso le resulta en la actualidad francamente difícil. 36 REFERENCIAS 1. Butler Kahle, J. (ed.) (1985). Women in Science: A Report from The Field. Taylor & Francis. Hardcover. 2. Butler Kahle, J. (1989). Images of Scientists: Gender issues in sicence classrooms. Curtin University of Technology, Curtin. 3. Fishel, A. (1977). National Politics and Sex Discrimination in Education. 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The reader is encouraged to evaluate the data and pass his/her own judgment. The challenge is two-fold: question the data; be good stewards of the Earth. KEYWORDS Global warming, carbon dioxide, anthropogenic, perspectives. INTRODUCTION The global warming debate has moved from the research laboratories to the public arena; from professional journals to the internet. There has been a trend to politicize science, and to be driven to immediate decisions. On the one hand, anthropogenic global warming is demonstrated in trends in global temperatures when compared to CO2 and in computer model predictions, see for instance IPCC AR4.1 On the other hand, there are sufficient uncertainties and questions to be raised. The sections that follow first present the evidence and then raise some of the questions to be yet fully addressed. THE EVIDENCE Figure 1 shows the global mean temperatures obtained from recording stations around the globe.1 It exhibits a rapid increase in temperature following the industrial revolution and the increased use of fossil fuels. A similar and notable increase in temperature is seen in figure 2 for the contiguous United States.2 38 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Global warming and CO2: Highlights of differing perspectives / Victor Goldschimidt Rather thorough measures of the concentration of CO2 were started in a station in Mauna Loa, Hawaii in 1957 5 Figure 3 shows the constant increase in CO2 with time – similar results are found in a number of sister stations with measurements starting at later dates. A comparison with the global temperature increases in the correspondant time, especially the last 100 years, provides evidence of the interrelationship between CO2 and warming. Fig. 1. Global temperatures - Meteorological Stations 1880 – date. Fig. 3. CO2 Concentration at Mauna Loa Station. Fig. 2. US temperatures 1880 – date. The temperatures are given as an anomaly from a common reference value. The stations used for determining these started with a limited number of rather crude thermometers (and bi-metallic thermal chart records). The number and locations of stations increased rapidly after the Second World War with approximately 11 thousand stations in 1950 growing to 15 thousand in 1970. Thereafter the number of functioning stations decreased to 12 thousand in the late 80’s, with a sudden drop to 5 thousand at the start of the 21st. century.3 Svante Arrhenius4 was probably the first in quantifying the expected impact of increases in CO2 on global warming. Understandably it was expected that CO2 emissions would be increasing as result of the increase in power plants. For clarity sake this is referred to as “anthropogenic” global warming, or due to human practices. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 The simplified analysis of Arrhenius4 has been considerably improved with the advent of large capacity computers and new understanding of the modeling of atmospheric (turbulent) flows. The governing equations need some empirical parameters in order to become a closed set of equations. Furthermore, the nature of the equations (non-linear partial differential equations) is such that they require a step-wise integration over small steps in space (and time). Richardson6 was the giant on whose shoulders many have stood in the advance towards proper modeling. Phillips7 produced the first (albeit rather simplified) global climatic model – and also recognized the inherent instabilities in its solution. Independently, the pioneers reaching estimates of global warming, and taking into account more and more dynamics in their models were Manabe (Manabe and Wetherald;8 Manabe and Stouffer)9 and later Hansen.10 It was their work that led the National Academy of Sciences to state that doubling CO2 would lead to an increase between 1.5 to 4.5°C.11 A number of models have evolved in time, each with some new improvements, but all of them generally 39 �Global warming and CO2: Highlights of differing perspectives / Victor Goldschimidt predicting under different scenarios temperatures by 2010 1.8 to 4°C higher than during the past century.1 Without having to consider likely effects of global warming (such as sea levels rising, strong storms increasing, polar bear population decreasing, glaciers melting), the relationship between temperature and CO2 and the prediction of the rather sophisticated computer models are substantive enough to demonstrate the culpability of CO2. A FURTHER LOOK AT THE DATA – AND EMERGING QUESTIONS One of the apparent starting points for determining the culpability of CO2 were the measured increases in temperature. That evolved to the consideration of a postulate that CO2 would be the guilty party. Modeling and analysis proceeded to demonstrate that culpability. Serious questions such as “What else could cause this warming?” or “Is there a demonstrated cause and effect recorded?” were not fully addressed at that time. Scientific method calls for first defining the problem (e.g. global warming) then making numerous observations, experiments, records of data, and analysis. Following those steps would come proposing a hypothesis or postulate with final validation with a new set of observations, experiments, and data to assure that none of these were in conflict with the postulate or hypothesis. Unfortunately the scientific method was not followed in the studies of global warming leading to the culpability of CO2. It started with a postulate and followed by a model to demonstrate that postulate. It is now in order to address some concerns and raise some questions. The reader will then be left to evaluate whether the case is closed, or whether judgment of CO2 culpability should be withheld. A. Temperatures A. 1. Uncertainties Figure 1 shows increases in temperature anomaly slightly under 1 C over recent years. Typically even in controlled experiments with heated flows such as wind tunnels accuracy in measurements better than 0.5°C is not expected. The data points should be 40 accompanied by error bands in the measurements reflecting both random and systematic uncertainties; this might have masked the noted trends. What is known is that: temperature sensors have changed since the 1880s (both in accuracy and time response); the number of operating stations has been changing; and the maintenance and location of the stations haven’t been fully taken into account. In the form of exhibit of the potential effects of changing the number of stations, figure 4 shows a potential correspondence to the loss of some stations and a trend towards increase in temperature.3 Pielke et al.12 provide an example of the challenges in getting meaningful averages with a limited number of stations. Fig. 4. Comparison of number of GHCN operating stations (diamonds, right ordinate) and average annual temperatures in°C . There are undoubtedly other effects. Christy et al. 13 while carefully considering the quality of stations, saw different temperature trends for areas that were irrigated and those that were not. Goldstein14 compared temperature trends based on all measuring stations with those for only stations in rural locations. Figure 5 shows that temperatures from rural stations do not show the warming seen for the entire set of stations within the continental U.S., suggesting an “urban heat island” effect in populated areas. This same potential dependence on population could be inferred from the work by Robinson et al.15 Figure 6 shows averaged ground temperature trends for the period of 1940 to 1996 from 49 California counties. After averaging values for each county, those with similar population were combined and noted as one point in the plot. The “urban heat island” could explain these differences. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Global warming and CO2: Highlights of differing perspectives / Victor Goldschimidt Fig. 5. Rural ground surface temperatures. Fig. 7. Temperature Trends in Neighboring Stations. Marysville CA. 39.8° N, 122.2° W. Orland CA, 39.1° N, 121.6° W. Fig. 6. Temperature trends vs. population. Measured temperatures can also be dependent on the proper installation of the measurement stations. Figures 7 shows temperature trends for two stations relatively near to each other.16 One of these is posted near asphalt pavement, exhaust from air conditioners and other sources of error, and shows a warming trend. The other one distant from pavements and other influences shows quite a different temperature trend. The question must be asked as to how dependable are these global measured temperatures. Even further, there are some that even question the validity of the concept of a “mean global temperature”,17 as well as the ability to determine an average surface temperature for a planet.18 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 A. 2. The issue of temperature maxima Global warming should be accompanied by two effects – record high temperatures being broken in larger numbers, and annual mean temperatures consistently increasing. Figure 8 shows a decreasing number of reports of record breaking measurements within the United States.19 A listing of years during Fig. 8. Total US Record Breaking Temperatures. 41 �Global warming and CO2: Highlights of differing perspectives / Victor Goldschimidt record high temperatures were noted (up through 2003) at each of the 50 U.S. states is found in NCDC.20 It is interesting to note that most of the record breaking temperatures were in the 1930’s (37%) with less than 10% in the 1990’s. There has been some controversy in the claims that recent years have been the warmest on record. A recent amendment by NASA21 clarifies that, unlike earlier reports, 1998 was not a record breaking year, but rather that 1934 still remains as the warmest year on record (that is since 1880), with five of the 10 warmest years prior to 1945. This raises some question on the common understanding of unprecedented warming during the last few years. As a side comment, if warming is to be due to CO2 and CO2 has similar increases world-wide, there should be increases in temperature throughout the world. This is not the case; there are numerous examples of areas where cooling trends have been noted. One example, figure 9 shows evidence of considerable cooling in a great part of Antarctica. Similar results are found in Chapman and Walsh,23 showing definite regions of cooling in Antarctica, and raise doubts of any recent trends towards warming. To date the models predicting anthropogenic global warming fail to account for these regions of cooling. B. Solar effects: twenty-two year cycle and solar intensities Records of sunbursts have been taken since 170024. Figure 10 depicts some of the more recent data. The data suggest a 10 to 11 year period. Fig. 9. Cooling in Antarctica (NASA).22 42 However, whenever the burst count goes to zero there is a reversal in the magnetic field of the sun; so the effective period is 20 to 22 years. Figure 11 compares the solar magnetic cycle lengths – lighter line and right ordinate (years) to a moving 11-year average temperature anomalies for the Northern hemisphere, suggesting a potential impact of the burst cycle on temperatures.15 There are other effects as well that might be related to the solar cycle. Papineau25 documents that Alaskan researchers recognized that the catch of fish varied with a period of 20 to 30 years; Mantua et al.26 note that the Pacific Ocean temperature varies with a period of 20 to 30 years; and Alexander et al.27 report on studies made by Alexander on 198 rivers showing that their flow exhibited a 21 year periodicity. While not considered a scientific study, it is interesting to track the reports in popular publications reporting the threat of an ice age or the eminence of global warming. These warnings also appear to exhibit a 20 to 30 year cycle.28 Fig. 10. Sunspot count for recent years. Fig. 11. Sun burst period compared to 11 year averaged NH temperatures. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Global warming and CO2: Highlights of differing perspectives / Victor Goldschimidt Figures 12 compares trends in Arctic temperatures with measures of solar intensity (12a) and with Mauna Loa CO2 concentration (12b). The poor correlation between temperature and CO2 is evident when compared with the direct correlation with trends in solar intensity. This might appear rather surprising as the actual changes in solar intensity are relatively small. A possible amplification mechanism is that as solar intensity increases so does the solar wind which mutes some of the cosmic ray flux which in turn would affect the formation of low level clouds.29 Changes in low level clouds lead to changes in surface temperatures. This has been explained in some detail by Svensmark and Calder.30 It is a source of considerable controversy, but a hypothesis capable of explaining cooling trends in the Southern Pole. Additional periodicities have been proposed. As an example: the DeVries-Suess solar cycle of 210 years, and the Gleissberg solar cycle of 87 years. It has been suggested that these can combine to exhibit a cycle of close to 1470 to 1500 years (210x7=1470, and 87x17 = 1479). This is close to the1500 year period that has been well documented, see for instance Singer and Avery.31 A question arises when one notes that none of these solar effects are effectively included in the current IPCC presented predictions of global warming. C. Message from the deep cores – astronomical effects Figure 13 and figure 14 present proxy temperature measurements.They were obtained from Vostok ice cores32,33 and from ocean cores34 respectively. The 100 thousand year periodicity is undeniable; it suggests we are currently in an interglacial period. These two plots are representative of quite a few examples obtained from various ice and ocean cores – all showing interesting periodicities and sudden changes in climate. Fig. 13. Vostok temperature (based on proxies). Fig. 12. a) Solar intensity compared to Arctic Temperatures; 13 b) CO2 concentration compared to Arctic Temperatures. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 Fig. 14. Ocean core temperatures (based on proxies). 43 �Global warming and CO2: Highlights of differing perspectives / Victor Goldschimidt Milankovich34 was able to relate the occurrence of glacial ages based on the orbital nature of our earth. It has an elliptical path around the sun with an aspect ratio exhibiting a 100 thousand years periodicity. Kepler was the first to note the elliptical trajectory of the earth, and LeVerrier was able to compute its periodicity. Newton demonstrated that the earth would not be a perfect sphere, and hence its axis of rotation would undergo a cyclic precession. The period of the precession was determined by D’Alembert to be 22 thousand years. LeVerrier also proposed that the axis of rotation of the earth would have to undergo a cyclic tilt. Pilgrim found that to be 41k thousand years. These three periods can be seen in figure 14. None of these effects appear to be accounted for in the current global warming predictive models, raising major questions on the validity of the assessments. D. Carbon Dioxide D. 1. Measured concentration histories Figure 3 presented recent trends in CO 2 concentration taken in Hawaii, and administered by the Scripps institute in cooperation with ORNL. The noted trends are almost identical to those noted in nine other stations in various locations35. It is interesting to note that all 10 stations have similar mean values, but their fluctuations are dependent on latitude (increasing from south to north, first slowly through the southern hemisphere, then increasingly north of the equator). D. 2. Message from the deep cores Figure 15 presents measured CO2 concentrations within the Vostok ice core.36 While there might be some question as to the actual values of these measurements (effects of compaction, potential for diffusion, trapping time and location) there is no doubt that the 100 thousand years periodicity is present leading to high concentrations – even in the absence of anthropogenic sources long before the last millennium. D. 3. Cause and effect concerns There is heavy debate on whether changes in CO2 lead or follow changes in temperature. Within 44 Fig. 15. Vostok carbon dioxide (as measured in trapped gas bubbles). the published literature we find early articles such as Kuo et al.37 showing a careful analysis exhibiting a lag with CO2 following temperature, and more recent published articles such as Khilyuk, L.F. and G.V. Chilingar,38 suggesting that CO2 changes follow temperature, rather than precede. On the other hand, the “blogs” appear to be extremely active in their attempt to discredit the published data that exhibits that temperature precedes carbon dioxide concentration. See for instance Real Climate.39 However, analyses of simultaneous measures of temperature proxies and CO2 in most cores exhibit areas of lag with CO2 changes following temperature changes – and raising some concern on the culpability of CO2, and the likelihood of other effects masking any amplifying influences of CO2 causing notable temperature increases. A FURTHER LOOK AT THE MODELS – LACK OF VALIDATION The fundamental equations used in the global climatic models include those used in turbulent flows. These equations suffer from the fact that they are non-linear, and furthermore require empiricism to lead to their solution. Different flows generally require different empirical relations, or coefficients. This in essence means that the equations are not truly predictive, but rather “postdictive”. As more and more data is acquired, the models may be “tuned” by changing the empirical coefficients to provide better predictions. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Global warming and CO2: Highlights of differing perspectives / Victor Goldschimidt The physics and exchanges in the earth/ atmosphere/sun/space are extremely complex, and they have to be simplified and assumptions made in order to be able to get even approximate predictions. The uncertainties are manifold. Feedback effects are not fully understood, and some are ignored. Furthermore variations in solar intensity are not accounted for, heat transfer from the core of the earth is not included, cloud formation is not fully represented, ocean currents not fully accounted for. Some of these impacts might be insignificant or even subdued by feedback effects. But others might completely mask the anthropogenic effects. The major shortcoming of the models is evident in their inability to predict the past (and the periodic events) – raising serious doubt on their capability to predict other than the immediate future. CONCLUSIONS The uncertainty in the measurements of temperatures, the lack of validation of the predicting global climatic models, and the effects of natural cyclic effects affecting climate make it very difficult to ascribe culpability on anthropogenic carbon dioxide for global warming. Political dynamics have led to discussions moving from scientific and technical levels to emotional levels and bitter disagreement. The debate has moved from peer reviewed professional publications to personal attacks through internet blogs. These two camps can be unified as we recall that we humans are on loan on this earth and called to be good stewards and embrace the ideal of sustainability. This in turn calls for effective generation of power, effective use of energy, and control of pollution and emissions. ACKNOWLEDGEMENTS The words in this paper are not final. They are evolving as additional data becomes available. In particular I want to acknowledge the many concerned scientists and engineers willing to “ask questions”. Unfortunately they are classed by some as “deniers”, while in actuality they are embracing one of the main aspects of true science and technology – to always include a question mark together with an assertion. Without the courage of question marks Einstein would have remained silent, and so would Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 have Galileo. Also I want to acknowledge many in different settings that listened attentively to my lectures, many while I served as a DL for ASHRAE. Not only did they listen, they also provided input and asked great questions! REFERENCES 1. IPCC AR 4, 2007. “Climate Change 2007: The Physical Science Basis”, contributions of Working Group I to the Fourth Assessment Report to the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press. 2. Goddard Institute for Space Studios. New York, N.Y., data.giss.nasa.gov, Visitada: 21/sep/2007. 3. Essex, C. and R. McKitrick, 2002 Taken by Storm: The Troubled Science, Policy and Politics of Global Warming, Toronto, Key Porter Books. 4. Arrhenius, S., 1896, “On the influence of carbonic acid in the air upon temperature in the ground” Philos. Magazine, 41, 237-276. 5. Keeling, C.D. and T.P. 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(Cooling in Antarctica NASA)….. Earth Observatory NASA, http://earthobservatory.nasa. gov/Newsroom/NewImages/images.php3?img_ id=17257 Visitada: 21/sep/2007. 23. Chapman, W.L. and J.E. Walsh. 2007. A Synthesis of Antarctic Temperatures. Journal of Climate, 20, 4096-4117. 24. SIDC Solar Influences Data Analysis Center, www.sidc.be, Visitada: 21/sep/2007. 25. Papineau, J. c 2002 “Understanding Alaska’s Climate Variation”, NWS Anchorage, AK. 26. Mantua, N.J., S.R. Hare, Y. Zhang, J.M. Wallace and R.C. Francis, 1997 “A Pacific decadal climate oscillation with impacts on salmon” Bulletin of the American Meteorological Society, Vol. 78, pp 1069-1079. 27. Alexander, W.J.R., F. Bailey, D.B. Bredenkamp, A. van der Merwe, and N. Willemse, 2007. “Linkages between solar activity, climate predictability and water resource development” J. of the South African Institution of Civil Engineering, V.49, No 2, pp 32-44. 28. 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Chilingar, 2003, “Global Warming: Are we Confusing Cause and Effect?”, Energy Sources, 25:357-370. 39. Real Climate. Climate science for climate scientist www.realclimate.org/index.php/ archives2007/04/the-lag-between-temp-and-CO2, Visitada: 21/sep/2007. ASOCIACIÓN DE MÉXICO DE CONTROL AUTOMÁTICO CONGRESO NACIONAL 2007 Biblioteca Universitaria “Raúl Rangel Frías” de la UANL Monterrey, Nuevo León. 24, 25 y 26 de octubre del 2007 TEMAS: Se aceptarán trabajos en el área de Control automático y cualquiera de sus disciplinas afines. Algunos de los tópicos de interés son: - Control de sistemas lineales y no lineales - Modelado y simulación de procesos - Robótica - Control de sistemas electromecánicos - Control de procesos químicos - Control de sistemas discretos - Automatización de procesos - Mecatrónica - Diagnóstico de fallas en sistemas dinámicos - Control tolerante a fallas - Control de sistemas con retardo - Modelado y control de sistemas electrónicos de potencia Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 CONFERENCIAS PLENARIAS Se impartirán tres conferencias plenarias por expertos nacionales e internacionales. SESIONES INVITADAS El comité organizador exhorta a la comunidad de control a someter sesiones invitadas (de entre 4 y 6 trabajos) sobre temas específicos. ORGANIZADO POR: Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad Autónoma de Nuevo León INFORMES: amca@fime.uanl.mx http://amca.fime.uanl.mx 47 �Simulación del calentamiento de manganitas mediante microondas Juan Antonio Aguilar Garib, Felipe Raymundo García Cavazos, Zarel Valdez Nava FIME-UANL jaguilar@gama.fime.uanl.mx RESUMEN Las microondas han sido utilizadas para calentar, además de alimentos, a cerámicos y polímeros. Una aproximación que se sigue comúnmente para describir el calentamiento de estos materiales es suponer que la contribución resistiva es nula, y que la única aportación de energía es dieléctrica. En el caso de los semiconductores la contribución resistiva no se puede descartar, por lo que en este trabajo se consideran ambas contribuciones. Para poder hacer una estimación de ellas se construye un modelo de elemento finito que se resuelve utilizando el paquete ANSYSMR. Se cuenta con una herramienta operativa que permite además estimar las propiedades dieléctricas del material basado en las eléctricas, o viceversa, conociendo la temperatura y la potencia aplicada durante una prueba con microondas. PALABRAS CLAVE Simulación, manganitas, microondas. ABSTRACT Microwaves have been employed for heating, besides meals, ceramics and polymers. One approach that is taken commonly for describing heating in these materials assumes that resistive contribution is negligible, and that the only energy input is dielectric. In the semiconductor case, resistive contribution can not be discarded, therefore in this work both of them are considered. A finite element model implemented in a computational package (ANSYSTM ) was proposed for estimating each contribution. The model provides an operational tool that allows estimating dielectric properties based on the electric properties ones, and vice versa, based on temperature measurement and applied power during microwave heating. KEYWORDS Simulation, manganites, microwaves. INTRODUCCIÓN Se ha demostrado que utilizando microondas es posible alcanzar la temperatura necesaria para la producción de espinel alúmina-magnesia,1 circonato de calcio 2 y el carburo de silicio.3 La estimación de la absorción de energía de estos sistemas se hace suponiendo que la contribución principal 48 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Simulación del calentamiento de manganitas mediante microondas / Juan Antonio Aguilar Garib, et al. corresponde al calentamiento dieléctrico, dejando de lado la posibilidad de calentamiento resistivo. Esta suposición podría considerarse válida para los polímeros y los cerámicos, pero para el caso de los semiconductores debe ser comprobada. En este trabajo se considera el caso de la sinterización de óxidos de manganeso con níquel, Mn3O4 NiFe, también conocidos como manganitas,4 y que se utilizan en la fabricación de termistores de coeficiente negativo de temperatura. El procedimiento para sinterizar estos materiales convencionalmente consiste simplemente en compactar el polvo y someterlo a una temperatura tal que las partículas se unan entre ellas, aquí se utilizan microondas para proporcionar el calor necesario buscando mantener una estructura final al menos de las características de la obtenida convencionalmente.5 Ya que las manganitas son materiales semiconductores que poseen algunas características similares a los materiales conductores y algunas otras propias de los materiales aislantes, se deben considerar simultáneamente efectos resistivos y dieléctricos.4 También se deben considerar las ecuaciones de campo electromagnético y flujo de calor de manera simultánea. En este caso la solución analítica es compleja por lo que se recurre al método de elemento finito, utilizando para la solución el paquete ANSYSMR. EXPERIMENTACIÓN Metodología Una vez que se ha propuesto que el calentamiento de la manganita por medio de microondas obedece a la combinación de efectos resistivos y dieléctricos, se plantean las ecuaciones con las condiciones de frontera correspondientes que puedan ser determinadas experimentalmente, y de allí se verifica la validez del modelo haciendo una evaluación en situaciones extremas. Muestra La manganita de muestra es un paralelepípedo de 5.9 mm X 11.4 mm X 1.6 mm, con densidad de 4.2 g/cm3 y fue obtenido mediante la sinterización de polvo de Fe0.22Ni0.67Mn2.11O4. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 Arreglo experimental Se utiliza un generador de microondas de 2.45 GHz y potencia variable de hasta 3000 Watts, conectado a una guía de onda rectangular de paredes conductoras WR284 (figura 1). La muestra se colocó en el interior de la guía en un arreglo que permite contar con una onda estacionaria. En las figuras 2, 3 y 4 se observa la ubicación de la muestra dentro de la guía de onda, sostenida Fig. 1. Generador y guía de onda. Fig. 2. Esquema de la ubicación de la muestra en la guía de onda. Fig. 3. Ubicación de la muestra y los termopares en el interior de la guía de onda. Las dimensiones son: a = 72.14 (mm); b = 34.04 (mm); c =12.55 (mm); d = 30.37; e = 11.40 (mm). 49 �Simulación del calentamiento de manganitas mediante microondas / Juan Antonio Aguilar Garib, et al. elemento finito ANSYSMR. El proceso de cálculo incluye los pasos que se describen a continuación. Fig. 4. Muestra y termopares dentro de la guía de onda. por dos termopares tipo K blindados que además se utilizan como electrodos para medir la resistencia eléctrica formando un circuito con ella. Las caras que estuvieron en contacto con los electrodos fueron recubiertas con una capa de plata de dos micrómetros de espesor. Los termopares tienen el mismo diámetro que el espesor de la muestra (1.6 mm) para evitar discontinuidades que dificulten la discretización del arreglo en el modelo computacional. Para poder efectuar las mediciones se tomaron en cuenta las siguientes consideraciones:6 • Los termopares están cubiertos con una capa de material conductor (acero inoxidable) que impide que la onda penetre en ellos. • La onda estacionaria no proporciona un campo magnético variable en el termopar. • Los termopares se posicionaron perpendiculares al campo eléctrico en la guía de onda. • Los termopares (electrodos) no hicieron contacto con la guía de onda • Se registraron la temperatura, conductividad eléctrica y potencia utilizada durante las pruebas. Solución del modelo La simulación del proceso de calentamiento de la muestra bajo la acción de un campo de microondas se llevó a cabo por medio del método de análisis de elementos finitos. Este método podría implementarse manualmente, pero los sistemas físicos reales deben discretizarse en miles de elementos para ser representados adecuadamente, lo que hace impráctica la operación manual del método y justifica implementarlo por medio de un programa computacional. Para tal fin se utilizó el paquete de 50 Definición del dominio geométrico de simulación La mayor parte de los 2.24 m de guía que recorre la microonda en el arreglo experimental está construida de metales de alta conductividad eléctrica con baja disipación de potencia. Con el objetivo de reducir la carga de cómputo se aprovechó la simetría del sistema considerámdose sólo un termopar, la mitad de la muestra y una sección de la guía equivalente a dos longitudes de onda alrededor de ella (figura 5). En razón de que la muestra se ubicó en el centro de la coordenada (a) de la guía, se consideró simetría a lo largo del eje de propagación Z, reduciéndose adicionalmente las necesidades de cómputo. Discretización del dominio geométrico de simulación El dominio geométrico definido se discretizó en una malla de elementos tridimensionales. La malla de elementos debe incluir tanto el volumen de la guía de onda, así como los volúmenes del termopar y de la muestra, considerando dominios electromagnéticos de alta frecuencia y dominios térmicos. Al generar la malla un modelo de elemento finito debe considerarse que: • La cantidad de elementos deben minimizar las posibles discrepancias entre la geometría real y la simulada. • La malla debe ser adecuada para que el modelo arroje resultados físicos consistentes. Fig. 5. Sección del arreglo experimental considerado en la simulación: Guia de onda cortada longitudinalmente a la mitad. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Simulación del calentamiento de manganitas mediante microondas / Juan Antonio Aguilar Garib, et al. • La cantidad de elementos y nodos debe ser la mínima para reducir los tiempos de cómputo. La mayor dificultad en el mallado fue la gran diferencia en tamaño de la guía de onda y el conjunto muestra-termopar. Este último requirió mallarse con elementos de dimensiones menores a un milímetro para minimizar la discrepancia entre la geometría. También se hizo una transición de elementos relativamente grandes en la guía de onda, a elementos menores a un milímetro en el conjunto muestra-termopar. La estrategia de mallado consistió, primeramente, en la elaboración de dos volúmenes auxiliares que envolvieran al conjunto muestra-termopar, como se puede observar en las figuras 6 y 7. El volumen de la guía alrededor del volumen auxiliar externo se malló utilizando elementos de 8 mm por lado, posteriormente los elementos alrededor del volumen auxiliar externo se refinaron a 4 mm por lado (figura 7). El siguiente paso fue mallar el interior del volumen auxiliar externo con elementos de 4 mm, para posteriormente refinar los elementos alrededor del volumen auxiliar interno a dimensiones menores a 1 mm por lado (figura 8). Finalmente se procedió al mallado de la muestra y del termopar, con elementos de 0.7 mm y 0.8 mm respectivamente, y del volumen auxiliar interno con elementos de 0.8 mm (figuras 9 y 10). Los elementos de cada componente se presentan en la tabla I. Al elaborar una malla donde existen elementos de diferente tamaño, debe considerarse que las dimensiones del elemento influyen directamente Fig. 6. Volúmenes auxiliares alrededor de la muestra y del termopar. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 Fig. 7. Mallado de la guía alrededor del volumen auxiliar externo. Fig. 8. Mallado del volumen auxiliar interno. Fig. 9. Malla de la muestra y del termopar. Fig. 10. Ubicación de la muestra de manganita y del termopar en el interior de la malla final del modelo computacional del arreglo experimental. 51 �Simulación del calentamiento de manganitas mediante microondas / Juan Antonio Aguilar Garib, et al. Tabla I. Número de elementos en cada componente del modelo: Componente Número de elementos Guía de onda 10,616 Volumen auxiliar externo 5,723 Volumen auxiliar interno 5,696 Termopar 1,244 Muestra 1,102 Total de elementos 24,381 Total de nodos 35,745 en la magnitud de los coeficientes de la matriz, por lo que una malla donde existen elementos de dimensiones muy reducidas con relación a los demás, puede generar una matriz global mal condicionada, cuya solución podría ser errónea o físicamente inconsistente. En el mallado del modelo del arreglo experimental, se utilizaron elementos cuyas dimensiones van desde los 8 mm por lado en la guía de onda, hasta 0.7 a 0.8 mm por lado en la muestra, termopar y volumen auxiliar interno, lo que implica una relación de 1:10 a 1:11 entre los elementos más grandes y los más reducidos. Debido a la considerable diferencia de tamaño en los elementos de la malla del modelo de elemento finito del arreglo experimental, se optó por verificar su precisión y consistencia física mediante la comparación de la distribución de campo eléctrico calculada por este modelo, contra la distribución de campo eléctrico evaluada según la solución analítica de la ecuación de onda del campo eléctrico. Al determinar la distribución de campo eléctrico en el modelo de elemento finito, se consideraron las propiedades electromagnéticas del aire en los volúmenes del termopar y de la muestra, en razón de que la solución analítica considera vacía a la guía de onda. En ambos casos se utilizó una microonda de 130 Watts a 2.45 GHz. La distribución de campo eléctrico en el modelo de elemento finito del arreglo experimental resultó prácticamente igual a la distribución de campo eléctrico en este mismo modelo según la solución analítica de la ecuación de onda, con lo cual se comprobó la consistencia física del modelo de elemento finito y la validez del mallado desarrollado. 52 Condiciones frontera, propiedades de materiales y parámetros del modelo electromagnético La sección del arreglo experimental considerada en el modelo incluyendo los volúmenes auxiliares que rodean a la muestra y termopar se modelaron como volúmenes de aire (permitividad, ε=1 y permeabilidad, μ=1). Las paredes de la guía de onda están constituidas por metales de conductividad eléctrica relativamente alta, donde las microondas prácticamente no penetran, por lo que se consideró conductividad de superficie en las paredes externas de la guía, exceptuando la región de simetría y la zona de excitación, con las propiedades de la tabla II.7 En la región de simetría de la guía de onda el ANSYSMR considera la llamada condición frontera de Neumann: ∂u (1) ∫ ∂n = 0 C La cual es adecuada para este caso8 ya que indica que el flujo neto, tanto de campo eléctrico y magnético a través de la región de simetría es cero. En la zona de excitación se especificaron las características de la microonda. Sobre la superficie externa del termopar, constituida por una capa de acero inoxidable, y sobre la cara de la muestra de manganita donde se aplicó una capa de plata, se asumieron conductividades de superficie utilizando las propiedades listadas en la tabla III.7 Tabla II. Propiedades electromagnéticas en la pared de la guía de onda. Secciones de la Conductividad Permeabilidad guía (S/m) relativa Aluminio 3.5 x 10-7 1 Acero inoxidable 0.57 x 10-7 2000 Tabla III. Propiedades electromagnéticas en la cubierta del termopar y en las capas de plata en la muestra. Superficies: Conductividad Permeabilidad (S/m) (relativa) Termopar 0.57 x 10-7 0.57 x 10-7 Capas de plata 6.1 x 10-7 1 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Simulación del calentamiento de manganitas mediante microondas / Juan Antonio Aguilar Garib, et al. En la zona del termopar que sale de la guía y de la muestra de manganita en la región de simetría se aplica la condición frontera de Neumann. En el resto de las caras de la muestra de manganita se aplicó la condición frontera de Dirichlet:8 ∂u ∫ ∂n ≠ 0 (2) que en este caso se interpreta como la existencia de un flujo neto de campo eléctrico y magnético. Las propiedades electromagnéticas del termopar no son necesarias ya que al estar cubierto de acero inoxidable, las microondas no lo penetran. En el caso de la muestra de manganita se utilizó la resistividad medida experimentalmente, y sus propiedades dieléctricas se estimaron por medio del modelo computacional. C Condiciones frontera y propiedades de materiales en el modelo térmico En el caso del modelo térmico, solamente se consideró el dominio geométrico de la muestra y el termopar, debido a que el calor que fluye de estos componentes hacia el aire dentro de la guía de onda es reducido. El modelo considera la ecuación general de difusión de calor, incluyendo un término no homogéneo debido a la generación de calor en la muestra por la acción de la microonda. ∂T = α∇ T + f ( x, y , z ) (3) ∂t El paquete considera la condición frontera de Neumann en la zona de la muestra, en la región de simetría y en la salida del termopar de la guía de onda. En el caso del modelo térmico esto se interpreta como un flujo de calor nulo. En el resto de las fronteras de la muestra y del termopar se aplicó la condición de flujo de calor por convección: 2 ∂T h = [T − T ∂n k ∞ ] En el caso de las propiedades térmicas de la manganita, se utilizaron las del óxido de manganeso,9 que es el componente mayoritario. El termopar se consideró enteramente construido de acero y se tomaron las propiedades térmicas de este material tabla IV.10 Tabla IV. Propiedades térmicas de la muestra de manganita y del termopar. Componente Conductividad (k) (W/s-m-°C) Calor específico (Cp) (J/kg-°C) Densidad (ρ) (g/m³) Manganita 4 628 4.20 Termopar 68 450 7.85 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Pruebas de temperatura – resistividad de la manganita La temperatura de la muestra evolucionó de forma similar en todas las pruebas (figura 11), incrementándose relativamente rápido en los primeros cinco minutos, para después llegar a un estado térmico aproximadamente estacionario. La resistividad exhibió un comportamiento inverso al de la temperatura, confirmando su operación de éste como un termistor de coeficiente negativo de temperatura (figura 12). La relación inversa de temperatura – resistividad de la manganita, sigue el mismo camino a diferentes potencias, lo cual indica que no hay envejecimiento en el material (figura 13). A temperaturas mayores a los 100°C se manifiesta de forma considerable el envejecimiento en las (4) T∞ = 23°C h = 5 W/m² La temperatura del aire (T∞) considerada es el promedio de la tomada por los termopares al inicio de los experimentos (muestra a temperatura ambiente) y el valor del coeficiente de convección (h) corresponde a un valor típico para el aire estacionario. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 Fig. 11. Evolución de la temperatura de la manganita durante las pruebas de calentamiento a diferentes potencias de la microonda. 53 �Simulación del calentamiento de manganitas mediante microondas / Juan Antonio Aguilar Garib, et al. Fig. 12. Evolución de la resistividad de la manganita durante las pruebas de calentamiento a diferentes potencias de la microonda. otras propiedades electromagnéticas por medio de la simulación del calentamiento en el modelo. La alternativa anterior tiene la ventaja de facilitar la estimación de las propiedades electromagnéticas de la manganita, en vista de una menor dependencia de estas propiedades de la temperatura, que en el estado térmico transitorio. La tabla V resume los datos de temperatura y resistividad al inicio de cada prueba (manganita a temperatura ambiente) y al final de cada prueba (manganita en estado térmico aproximadamente estacionario). En cada prueba se obtuvieron los datos de temperatura y resistividad de la manganita al alcanzar un estado térmico aproximadamente estacionario, a diferentes valores de potencia, lo cual es equivalente a haber realizado una sola prueba a diferentes potencias, permitiendo que la muestra alcance diferentes estados estacionarios (figura 14). Las temperaturas listadas corresponden a las temperaturas registradas se comparan con las de un nodo ubicado al centro del termopar, en la zona donde éste se une con la muestra de manganita. Tabla V. Temperaturas y resistividades al inicio y final de cada prueba de calentamiento. P. Pot. Temp. Res. inicial Temp.final Res.final (W) (°C) (Ω-m) (°C) (Ω-m) Fig. 13. Relación temperatura-resistividad de la manganita en algunas de pruebas de calentamiento a diferentes potencias de la microonda. 1 30 22.7 29.346 30.3 16.707 2 35 22.6 29.174 33.0 15.283 3 40 22.6 30.037 30.5 17.073 manganitas Ni-Fe,11 por lo que se busca evitar estas temperaturas. El principal efecto del envejecimiento en el material consiste en que los átomos del material difunden y se produce un cambio en sus propiedades eléctricas. Un envejecimiento de la muestra inutilizaría su uso en pruebas posteriores. Las microondas se mantuvieron por un periodo que permite que la muestra alcance un estado térmico aproximadamente estacionario. Específicamente, se buscó que la temperatura no cambiase en más de 1°C en 5 minutos. Al alcanzar la muestra el estado térmico pseudoestacionario, se obtuvieron datos de temperatura y resistividad en esta condición, para posteriormente utilizarlos en la estimación de 4 45 22.6 29.584 32.3 15.399 5 50 22.8 29.143 33.3 13.705 6 55 22.4 29.687 34.0 12.981 7 60 22.8 28.912 34.9 12.206 8 65 23.1 28.354 35.9 11.312 54 9 70 22.6 29.870 35.2 12.786 10 75 23.0 29.098 38.7 10.692 11 80 22.6 29.736 42.8 7.768 12 85 22.9 28.602 47.5 5.755 13 100 22.8 27.001 56.5 2.883 14 110 22.6 27.796 61.3 2.190 15 120 22.8 27.766 65.3 1.733 16 130 23.2 27.294 69.5 1.421 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Simulación del calentamiento de manganitas mediante microondas / Juan Antonio Aguilar Garib, et al. Fig. 14. Gráfica de potencia-temperatura en los diferentes estados térmicos estacionarios alcanzados durante las pruebas de calentamiento. Modelo de calentamiento resistivo – dieléctrico para la manganita La gráfica de temperatura – resistividad (figura 15) muestra que la medición de temperatura a bajas potencias se dificulta debido a una mayor influencia de las condiciones ambientales. Para dar explicación al calentamiento de la manganita al someterse a la acción de un campo de microondas, y en vista de que se trata de un semiconductor, se propuso un modelo de calentamiento en el que la disipación de potencia de microondas en este material es función a la vez de efectos resistivos y dieléctricos. El modelo de calentamiento resistivo-dieléctrico de la manganita mediante microondas sigue las ecuaciones siguientes: Propagación del campo eléctrico: ∇ Ε = −ω μ ⋅ ε ⋅ Ε 2 2 (5) Distribución de campo eléctrico: ( μ , ε , x, y , z ) (6) Transferencia de calor: ∂T = α ∇ T + f ( x, y , z ) ∂t (7) E= f 2 Distribución de temperatura: T = f (α , x, y, z , t ) Disipación de potencia: Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 (8) Fig. 15. Gráfica de temperatura-resistividad en los diferentes estados térmicos estacionarios alcanzados durante las pruebas de calentamiento. P= 1 2 ∫ (σ + ω ⋅ ε ′′ ) E ⋅ E ∗ ⋅ dv V (9) De los experimentos de calentamiento de la manganita se conocen la resistividad en función de la temperatura: ρ =f(T), la temperatura en función del tiempo: T=f(t) y la frecuencia del campo eléctrico: ω, los cuales son aplicables al modelo de calentamiento resistivo-dieléctrico. La permeabilidad de la manganita se considera igual a la del vacío (μ=1) y sus propiedades térmicas (α) también son conocidas, por lo cual quedan dos parámetros desconocidos en el modelo de calentamiento resistivo-dieléctrico: 1.- La permitividad eléctrica: ε ′ 2.- La permitividad eléctrica compleja: ε ′′ La disipación de potencia tanto por efectos resistivos como dieléctricos depende de la permitividad eléctrica. En cuanto a la permitividad eléctrica compleja, o factor de pérdida, ésta solamente influye en la disipación de potencia por efectos dieléctricos en la manganita. La existencia de dos parámetros desconocidos para el modelo de calentamiento resistivo-dieléctrico, así como la falta de alguna condición que los relacione, dificulta la validación del modelo. Sin embargo, la certeza de que el planteamiento matemático incluye elementos que permiten hacer una estimación de esos factores en base a los datos experimentales. 55 �Simulación del calentamiento de manganitas mediante microondas / Juan Antonio Aguilar Garib, et al. Estimación de la permitividad eléctrica y factor de pérdida de la manganita Para lograr una estimación de los órdenes de magnitud de los dos parámetros desconocidos del modelo de calentamiento resistivo–dieléctrico, es necesario considerar sólo una de las incógnitas a la vez. De los experimentos de calentamiento se tienen datos de resistividad, con lo cual es posible resolver el modelo de calentamiento propuesto considerando solamente la parte resistiva, quedando como única incógnita la permitividad eléctrica. Se ajusta este valor hasta minimizar las diferencias entre las temperaturas experimental y predicha por el modelo. Una vez estimado el orden de la permitividad eléctrica se resuelve nuevamente el modelo de calentamiento, pero considerando sólo la parte dieléctrica, con lo cual queda como única incógnita el factor de pérdida, el cual se ajusta hasta minimizar el error entre las temperaturas arrojadas por el modelo y las experimentales. Los valores de permitividad de la manganita que explicarían un calentamiento puramente resistivo, en estado térmico aproximadamente estacionario, se muestran en la tabla VI. Las figuras 16 a 19 presentan las distribuciones de campo eléctrico y temperatura en el sistema en dos condiciones durante el proceso de estimación de la permitividad. La permitividad se estimó a diferentes temperaturas, por lo que pudo obtenerse una curva de temperatura-permitividad de la figura 20. La forma de la curva de temperatura-permitividad y sus órdenes de magnitud corresponden con los datos reportados para otros materiales de este tipo.12 La dispersión en los valores iniciales se debe a los errores en la medición de temperatura a bajas potencias. Durante el análisis de la permitividad se observó que al aumentar el valor, la magnitud del campo eléctrico y la absorción de potencia disminuían y en consecuencia, las temperaturas calculadas en el modelo resultarían inferiores a las temperaturas experimentales, de tal manera que para elevar la temperatura, sería necesario que hubiera pérdidas dieléctricas en el material. Con las temperaturas experimentales y este comportamiento se puede proponer que la curva de permitividad eléctrica obtenida bajo la suposición de un calentamiento 56 Tabla VII. Resultados de la acotación del factor de pérdida de la muestra. Datos experimentales Datos del modelo dieléctrico Pot. (W) Temp. (°C) Per. (ε ) tan (δ ) Factor (ε´´) Temp. (°C ) 30 30.8 6 0.070 0.42 29.8 35 31.5 6 0.085 0.51 32.6 40 30.5 7 0.065 0.46 30.5 45 32.3 7 0.075 0.53 32.8 50 33.2 7.5 0.075 0.56 33.3 55 33.9 8 0.075 0.60 33.8 60 34.8 8.5 0.075 0.64 34.8 65 35.9 8.5 0.075 0.64 35.2 70 35.2 8.75 0.075 0.66 35.9 75 38.7 8.75 0.085 0.74 38.5 80 42.8 9 0.105 0.95 43.0 85 47.5 10 0.135 1.35 48.01 100 56.5 13 0.195 2.54 57.0 110 61.2 15 0.220 3.30 60.2 120 65.3 16.5 0.250 4.13 65.0 130 69.5 18.5 0.290 5.37 70.0 Fig. 16. Distribución de campo eléctrico en la muestra y termopar a una potencia de 30 W. Fig. 17. Distribución de la temperatura en la muestra y termopar a una potencia de 30 W. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Simulación del calentamiento de manganitas mediante microondas / Juan Antonio Aguilar Garib, et al. (10) la potencia absorbida es: β = ω με − π a 2 2 10 2 entonces la función de la temperatura es: 1 P = ∫ σ ⋅ E ⋅ E ⋅ dv 2 ∗ (11) (12) V Por lo cual Tmodelo < Texperimental. Fig. 18. Distribución de campo eléctrico en la muestra y termopar a una potencia de130 W. Fig. 19. Distribución de temperatura en la muestra y termopar a una potencia de130 W. T = f ( P , α , x, y , z , t ) (13) La diferencia de la temperatura del modelo con la experimental podría explicarse por pérdidas dieléctricas en la manganita y no es aceptable que Tmodelo > Texperimental. Por otro lado si se considera que en el modelo εmodelo<εestimada se concluye que la εestimada corresponde a la εmínima de la manganita. Una vez que se estiman los valores mínimos de permitividad de la manganita considerando exclusivamente el calentamiento resistivo, se siguió un procedimiento análogo para estimar los valores del factor de pérdida de este material. En este caso se consideró solamente la parte dieléctrica del modelo de calentamiento resistivo – dieléctrico, obteniéndose los valores del factor de pérdida y tan(δ) (tabla VII). Las figuras 21 a 24 presentan las distribuciones de campo eléctrico y temperatura en el termopar y la muestra de algunas de las simulaciones para la estimación del factor de pérdida. Al estimar la tangente de pérdida y el factor de pérdida a varias temperaturas, se obtuvieron relaciones temperatura–tan(δ) de pérdida y temperatura-factor de pérdida (figuras 25 y 26). Al igual que en el caso Fig. 20. Curva estimada de temperatura – permitividad de la manganita. puramente resistivo, puede considerarse una curva de valores mínimos de permitividad de la manganita. A continuación se muestra la línea de razonamiento seguida. Si se considera en el modelo que εmodelo > εestimada el campo eléctrico es: ⎛π ⎞ EY = −2 ⋅ ED sen ⎜ x ⎟ ⋅ sen (β10 z )⋅ sen(ω ⋅ t ) ⎝a ⎠ Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 Fig. 21. Distribución de campo eléctrico en la muestra y termopar a una potencia de 60 W. 57 �Simulación del calentamiento de manganitas mediante microondas / Juan Antonio Aguilar Garib, et al. Tabla VI. Resultados de la estimación de la permitividad de la manganita. Datos experimentales Datos del modelo resistivo Pot. (W) Res. (Ω-m) Temp. (°C) Per. (ε) Temp. (°C) 30 16.707 30.3 6 30.1 35 15.283 33.0 6 32.0 40 17.073 30.5 7 30.1 45 15.399 32.3 7 31.9 50 13.705 33.3 7.5 32.8 55 12.981 34.0 8 33.2 60 12.206 34.9 8.0 34.6 65 11.312 35.9 8.5 35.4 70 12.786 35.2 8.75 34.3 75 10.692 38.7 8.75 37.4 80 7.768 42.8 9 43.1 85 5.755 47.5 10 46.8 100 2.883 56.5 13 57.2 110 2.190 61.3 15 60.9 120 1.733 65.3 16.5 66.1 130 1.421 69.5 18.5 68.6 Fig. 24. Distribución de temperatura en la muestra y termopar a una potencia de 110 W. Fig. 25. Curva estimada de temperatura–tan(δ) de la manganita. Fig. 22. Distribución de temperatura en la muestra y termopar a una potencia de 60 W. Fig. 26. Curva estimada de temperatura-factor de pérdida de la manganita. Fig. 23. Distribución de campo eléctrico en la muestra y termopar a una potencia de 110 W. 58 de la curva de temperatura–permitividad, la curvas de temperatura–tan(δ) y temperatura–factor de pérdida que se estimaron, siguen un comportamiento parecido y se encuentran dentro de los órdenes de magnitud respecto de la misma información reportada para otros materiales de este tipo.12 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Simulación del calentamiento de manganitas mediante microondas / Juan Antonio Aguilar Garib, et al. CONCLUSIÓN En este trabajo se logró desarrollar y confirmar la operatividad de un modelo de elemento finito capaz de simular el proceso de calentamiento de un material semiconductor, en este caso una manganita base níquel, mediante microondas, en estado térmico estacionario. Las curvas de permitividad, factor de pérdida y tan(δ) estimadas para la manganita en función de la temperatura, presentan una evolución y magnitudes razonables y tienen similitud con las curvas conocidas para otros materiales de este tipo. Se confirma que el calentamiento de este material proviene de al menos estos dos mecanismos propuestos. AGRADECIMIENTOS Se agradece el apoyo económico otorgado por el CONACYT (U38672), por la Universidad Autónoma de Nuevo León (PAICYT CA769-02) y por ECOS-ANUIES (M2-P01) para la elaboración de este trabajo. REFERENCIAS 1. Aguilar J, González M, Gómez I., Microwaves as an energy source for producing magnesiaalumina spinel. Journal of the Microwave Power and Electromagnetic Energy 1997; 32(2):34756. of the Microwave Power and Electromagnetic Energy, IMPI 2001; 36(3):169-77. 4. Valdez Nava Z. Sinterización de manganitas Ni-Fe empleando microondas como fuente de energía. Universidad Autónoma de Nuevo León. Tesis doctoral, 2005. 5. Valdez Z, Guillemet S, Aguilar J, Durand B, Hinojosa M. Conductivity measurements of a spinel manganite ceramic in a microwave field. 9th International Conference on Microwave and High Frequency Heating. 2003. 6. Valdez Z, Guillemet S, Aguilar J, Durand B, Hinojosa M. Conductivity measurements of a spinel manganite ceramic in a microwave field. 9th International Conference on Microwave and High Frequency Heating. 2003. 7. Carter R.G. Electromagnetismo para Ingeniería Electrónica. Estados Unidos: Adison-Wesley Iberoamericana, 1993. 8. Stanley J.F. Partial Diferential Equations for Scientifics and Engineers. New York: Dover Publications, 1993. 9. NASA. Material Properties Database: Web Edition Version 4, http://tpsx.arc.nasa.gov/ visita marzo 2005. 10. López Cruz P. Análisis del comportamiento electro-térmico de alúmina expuesta a microondas UANL-FIME, 2003. 2. Aguilar J, Gómez I., Microwave procesing of calcium circonate from CaO and Zr02. Advances in Technology and Materials Processing Journal 2003; 5(2):92-97. 11. Dmitry A. Kukuruznyak, Jerome G. Moyer, Fumio S. Ohuchi. Improved Aging Characteristics of NTC Thermistor Thin Films Fabricated by a Hybrid Sol-Gel-MOD. Process Journal of the American Ceramic Society, 2006, 89 (1): 189-192 3. Aguilar J, Rodríguez J, Hinojosa M. Production of β-SiC with microwaves as an energy source. Journal 12. Von Hippel A. Dielectrics and Waves. New York: Wiley, 1954. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 59 �Empleo de la inteligencia artificial en la determinación de propiedades de refrigerantes Juan Carlos Armas Valdes, Yarelis Valdivia Nodal, Julio Gómez Sarduy, Roy Reyes Calvo Universidad de Cienfuegos “Carlos R. Rodríguez”. Cienfuegos. Cuba jcarlos@ucf.edu.cu , yvaldivia@ucf.edu.cu , jgomez@ucf.edu.cu , royrc@ucf.edu.cu RESUMEN Este trabajo está enfocado al uso de redes neuronales artificiales y algoritmo genético para la determinación del estado termodinámico de los refrigerantes, R22 y R134a en el circuito primario de refrigeración para un sistema de climatización centralizado con agua helada. El modelo neuronal diseñado parte de una red multicapa que define como variables de entrada; las presiones de succión y descarga, y los grados de sobrecalentamiento y subenfriamiento a las salidas del evaporador y del condensador respectivamente. Se obtienen: la entalpía, entropía y el volumen específico de ambos refrigerantes en cada punto del ciclo de refrigeración. PALABRAS CLAVES Refrigerantes, redes neuronales, algoritmo genético. ABSTRACT This work is focused on the use of artificial neuronal networks and genetic algoritms for the determination of the thermodynamic states of refrigerants R22 and R134a, in the primary refrigeration circuit of a chilled water centralized air conditioning system. The designed neuronal model starts up from a multilayer grid that defines suction and discharge pressures, and overheating and undercooling levels on the evaporator and condensator outlets respectively, as input variables. The enthalpy, entropy and specific volume of both refrigerants at each point of the refrigeration cycle were obtained. KEYWORDS Refrigerants, neuronal network, genetic algoritm. INTRODUCCIÓN El desarrollo de las técnicas de computación ha posibilitado evaluar equipos y mejoras de instalaciones a través de simuladores que permiten obtener el comportamiento de un diseño dado sin tener que hacer un prototipo a escala de laboratorio, lo que facilita el trabajo, se gana en rapidez y los recursos económicos 60 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Empleo de la inteligencia artificial en la determinación de... / Juan Carlos Armas Valdes, et al. a emplear son mínimos en comparación con la prueba de un dispositivo físico. Existe gran tendencia a establecer un nuevo campo de la computación que integra los diferentes métodos de resolución de problemas que no pueden ser descritos fácilmente mediante un enfoque algorítmico tradicional. Estos métodos, que tienen su origen en la emulación de sistemas biológicos son una nueva herramienta computacional capaz de manejar las imprecisiones e incertidumbres de problemas relacionados con el mundo real (reconocimiento de formas, toma de decisiones, etc.). Para ello se dispone de un conjunto de metodologías como son: la lógica difusa, el razonamiento aproximado, la teoría del caos, algoritmos genéticos y las redes neuronales artificiales (RNA), siendo esta última herramienta de inteligencia artificial el centro de este trabajo. Los sistemas de climatización centralizados también pueden ser evaluados utilizando estas técnicas computacionales, enfocadas a la optimización y el control del consumo energético de estos equipos. Unas de las técnicas más novedosas en cuanto a la optimización de sistemas térmicos son la fusión de criterios termodinámicos con económicos, conocido como método termoeconómico que engloba contabilidad, asignación de costos, diagnóstico, y la optimización de componentes de un sistema térmico. Para la aplicación de dicho método es necesario definir el modelo físico y económico del sistema. El físico se encontrará caracterizado por un conjunto de ecuaciones que relacionan las variables termodinámicas y físicas de los distintos flujos y equipos de la planta, y el modelo económico por ecuaciones que permiten calcular los costos del sistema, que incluyen los costos de energía y suministros utilizados y así como los costos asociados a los componentes del sistema (Z). Para la conformación del modelo físico se hace necesario definir el estado de las sustancias de trabajo en el sistema. Este artículo se enfoca al uso de redes neuronales contempladas dentro de las cajas de herramientas especializadas del Matlab1 para el cálculo del estado termodinámico de refrigerantes R22 y el R134a del circuito primario de un sistema de climatización centralizado por agua helada. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA Las redes neuronales artificiales son una potente herramienta que pueden ser utilizadas en la interpretación matemática de sistemas térmicos. Su trabajo está fundamentado sobre modelos estocásticos que permiten resolver matemáticamente un problema con un alto grado de complejidad de manera sencilla, pues el sistema es interpretado como una caja negra y el modelo obtenido será una función del comportamiento de las variables de entrada y salida del sistema o componente en estudio. Dadas las posibilidades de trabajo descritas anteriormente, las redes neuronales artificiales pueden ser empleadas para describir el comportamiento termodinámico de los refrigerantes sin necesidad de recurrir al método gráfico (nomogramas, diagramas, tablas) ni a funciones complejas basadas en la ecuación de estado, facilitando el cálculo de las propiedades y ganándose en confiabilidad y rapidez de cálculo. Varios autores han hecho uso de las redes neuronales para el cálculo de propiedades termodinámicas de diferentes fluidos como es el caso de Adnan Sözen,2 el cual desarrolló un algoritmo 61 �Empleo de la inteligencia artificial en la determinación de... / Juan Carlos Armas Valdes, et al. para la determinación del estado termodinámico en la zona de ebullición y condensación de las mezclas refrigerantes alternativas metanol - bromuro de litio y metanol - cloruro de litio, obteniendo un coeficiente de correlación de 99,99 % y un error promedio cercano al 1%, el error máximo obtenido por la red fue inferior al 3% . Sözen3 además define como variables de salida la entalpía, entropía y volumen específico, tales propiedades pueden ser calculadas tanto en la zona de saturación como en la zona de sobrecalentamiento y las variables de entrada a la red están dadas por la conjugación de los grados de sobrecalentamiento (SC) y las presiones de trabajo, pero no tiene en cuenta en su estudio, la zona de subenfriamiento. G.N. Xie 4 desarrolló un análisis para intercambiadores de calor de tubo y coraza con datos experimentales utilizando redes neuronales artificiales con el objetivo de analizar el proceso de transferencia de calor. Utilizó el algoritmo de retropropagación para el entrenamiento y prueba de la red neuronal, y estudia diferentes configuraciones para la búsqueda de una red óptima para predecir la temperatura del fluido a la salida del intercambiador y la razón de transferencia de calor, la desviación máxima entre los resultados de la predicción y los datos experimentales fue de 2%, por lo que se recomienda este algoritmo para predecir el funcionamiento de sistemas térmicos en aplicaciones ingenieriles, y la modelación de intercambiadores de calor. H.M. Ertun5 hace uso de las redes neuronales artificiales basado en un algoritmo de retropropagación con datos experimentales en la evaluación de sistemas y componentes, donde predice el funcionamiento de un sistema de refrigeración con condensación evaporativa; con esta herramienta de inteligencia artificial se predicen varios parámetros de funcionamiento, como calor cedido en el condensador, flujo másico de refrigerante, potencia de compresión y coeficiente de funcionamiento. Los resultados de la red neuronal se encuentran cercanos a los valores experimentales obteniendo coeficientes de correlación mayor que 0.93, lo que indica que el error relativo oscila en el rango de 1.90–4.18 %. Mostrándose así las potencialidades de las redes neuronales artificiales en la modelación estocástica de sistemas y componentes. 62 M. Hosoz6 utiliza RNA con retropropagación para predecir varios parámetros de funcionamiento de un sistema de refrigeración por compresión de vapor, obteniendo como variables de salida de la red la temperatura de evaporación, la potencia de compresión y el coeficiente de funcionamiento del ciclo y el error medio relativo obtenido después de entrenada la red osciló en un rango de 0,2 - 6% confiriéndole al modelo validez de aplicación en la evaluación de este tipo de sistemas. H. Bechtler7 utilizó la red radial base generalizada (GRBF), definida por las variables de entrada siguientes: temperatura del agua a la salida del evaporador, temperatura del agua a la entrada del condensador y la capacidad de refrigeración en el evaporador, mediciones fáciles de obtener, con el objetivo de evaluar el coeficiente de funcionamiento del ciclo. Bechtler desarrolló el modelo para tres refrigerantes: LPG, R22 y R290; notando que no se logra en todos el mismo grado de exactitud dadas las peculiaridades de cada una de las sustancias en estudio. Underwood 8 desarrolló un modelo para la simulación de una planta de refrigeración que utiliza refrigerante R134a con el propósito de investigar sobre el funcionamiento del sistema de control. Utiliza una técnica de optimización para lograr sintonizar los dos lazos de control principal que regulan los grados de sobrecalentamiento en el evaporador. Erol Arcaklio9 investigó acerca del funcionamiento de una bomba de calor por compresión de vapor para dos tipos de refrigerantes R12 y R22. Para ello utiliza como variable de entrada a la red: la temperatura de entrada al evaporador y la presión en el condensador, mientras que obtiene como datos de salida el coeficiente de funcionamiento y la eficiencia racional. El tipo de red que utilizó es de algoritmo con retropropagación obteniendo un coeficiente de correlación de 0.99 y un error medio relativo inferior a 0.006. Arcaklio no tuvo en cuenta en su estudio los grados de subenfriamianto y de sobrecalentamiento del ciclo. El caso que ocupa este trabajo es la determinación del estado termodinámico de los refrigerantes R22 y R134a a partir de RNA multicapas con propagación hacia adelante con algoritmo de aprendizaje con Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Empleo de la inteligencia artificial en la determinación de... / Juan Carlos Armas Valdes, et al. retropropagación, con el fin de una posterior simulación y evaluación termoeconómica del sistema de climatización. Este método se diferencia de los reportados anteriormente en que las RNA obtenidas para cada zona de trabajo están resumidas en una función obtenida en Matlab que las integra y que devuelve como resultado los estados termodinámicos en cada zona del sistema, sin necesidad de llamar de forma independiente cada RNA, obteniendo economía de cómputo y facilitando el trabajo para una posterior simulación del sistema. ARQUITECTURA DE LA RED NEURONAL ARTIFICIAL, (RNA) Se diseñó un modelo neuronal para la obtención del estado termodinámico de los refrigerantes R22 y R134a. El cual consiste en un conjunto de elementos de cálculo llamados neuronas (por su similitud con las neuronas biológicas) conectadas en serie y paralelo. La conexión de varias neuronas en paralelo conforman una capa y varias de estas últimas pueden conectarse en serie para formar una RNA. Las RNA realizan sus cálculos empleando funciones no lineales y factores simples de multiplicación, llamados pesos, los que están asociados con un enlace entre dos neuronas. Estas estructuras tienen la capacidad de “aprender” relaciones complejas no lineales entre entradas y salidas a partir de la experiencia vivida mediante un proceso denominado entrenamiento, durante el cual son ajustados los pesos hasta que el conjunto de entrada produzca las salidas deseadas. Existen varios tipos de RNA adecuadas para diferentes aplicaciones. Los modelos desarrollados se basan en una red multicapa con propagación hacia adelante con algoritmo de aprendizaje con retropropagación. Este tipo de red fue escogida dadas las posibilidades que brinda y su amplio uso en un gran número de aplicaciones. Para la modelación de los estados del circuito primario de un sistema de refrigeración por compresión de vapor se conformaron tres redes neuronales artificiales referidas a las siguientes zonas: saturación, sobrecalentamiento y subenfriamiento, describiéndose de esta forma el comportamiento de las sustancias refrigerantes a su paso por el circuito. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 En el caso de la RNA referente a la saturación se diseñó con algunas particularidades que la diferencia de las restantes (figura 1). Debido a que las propiedades de la sustancia en la saturación, tanto para líquido como para gas, tienen una relación unívoca con la presión, es posible implementar un modelo en el que se obtenga como resultado todos los estados del refrigerante en esta zona cuando el mismo se encuentra a una presión determinada, evitando la necesidad de diseñar una red individual para cada propiedad o grupo de ellas. Fig. 1. Arquitectura RNA 1-72-8 zona de saturación. De esta forma, la red se ha estructurado con una neurona en la primera capa correspondiente a la variable de entrada (Presión P), 72 neuronas en la capa intermedia y ocho neuronas en la tercera capa correspondientes a las variables de salida (temperatura de saturación (tsat), entalpía del líquido (hl), entalpía del vapor (hv), entropía del líquido (sl), entropía del vapor (sv), volumen específico del líquido (vl), volumen específico del gas (vg) y coeficiente adiabático (k)). Se utilizaron como funciones transferenciales la función Tansig en la primera y segunda capa y Purelin como función transferencial a la salida de la red, en la figura LW{i,j} y b{i} corresponden las matrices de pesos y polarizaciones respectivamente de la i-ésima capa de las RNA. El diseño de la RNA correspondiente a la zona de Subenfriamiento (figura 2) se conformó en tres capas con la siguiente estructura: dos neuronas en la primera capa correspondientes a las variables de Fig. 2. Arquitectura RNA 2-100-3: zona de subenfriamiento. 63 �Empleo de la inteligencia artificial en la determinación de... / Juan Carlos Armas Valdes, et al. entrada (P y grados de subenfriamiento (GSE)), 100 neuronas en la segunda capa y tres neuronas en la última capa, que describen el comportamiento de las variables de salida (entalpia (h), entropía (s) y volumen específico (h, s, Ve). Las funciones transferenciales utilizadas para el subenfriamiento y sobrecalentamiento son similares a la de la zona de saturación. Mientras en la zona de sobrecalentamiento se diseñó una red de cuatro capas con dos neuronas en la primera capa correspondiente a las variables de entrada (P, Tsob), nueve y seis neuronas en las capas intermedias respectivamente y tres en la capa de salida correspondiente a las variables de salida (h, s, Ve). No se conoce una forma para determinar de antemano el número de capas intermedias (ocultas) ni el número de neuronas de las mismas, por lo que se requiere una aproximación de prueba y error. En todos los casos, para las redes diseñadas, el número de neuronas de las capas intermedias fue escogido mediante este tipo de ensayo seleccionando aquellas que garantizaron el mínimo error durante el entrenamiento. IMPLEMENTACIÓN DEL MODELO NEURONAL Para la implementación del modelo neuronal de los refrigerantes descritos se hizo necesario definir juegos de datos de entrenamiento y de validación con el objetivo de comprobar el resultado de las RNA. Para la definición de los datos se parte de un juego de valores obtenidos a partir de las propiedades termodinámicas de los refrigerantes,10 seleccionando un conjunto de estos para el entrenamiento y otro para la validación de las redes diseñadas. Los datos fueron normalizados para obtener una mayor exactitud y confiabilidad del modelo, lo cual se corroboró con la posterior simulación y validación de la RNA. Una vez diseñada la red y definidas las variables de entrada y salida de las mismas se procede a su entrenamiento y validación, obteniendo las matrices de pesos correspondientes y las polarizaciones que caracterizan a cada RNA. Los resultados obtenidos en el entrenamiento y validación de la RNA del R-22 en la zona de saturación muestran un alto grado de correlación entre ambos comportamientos, obteniéndose un error medio cuadrático del orden de 10-6. Las demás 64 redes referentes a las zonas de sobrecalentamiento y subenfriamiento también se comportan de forma similar a la descrita. Una vez definidas las RNA de cada zona de trabajo del circuito primario de refrigeración se creó una función en Matlab para calcular las propiedades de los refrigerantes, a la cual se le introduce como entrada la presión de succión, la presión de descarga y los grados de sobrecalentamiento y subenfriamiento, en caso de estar presente en el ciclo. La función devuelve como resultado el estado del refrigerante en cada punto del circuito primario de refrigeración (figura 3). El algoritmo para el cálculo de las propiedades de los refrigerantes se muestra en la figura 4. Fig. 3. Puntos principales del circuito primario de refrigeración. MODELO HÍBRIDO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA DE SALIDA DEL COMPRESOR DEL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR La temperatura del refrigerante a la salida del compresor se determina a partir de un modelo híbrido que conjuga el modelo neuronal con la herramienta de optimización mediante un algoritmo genético simple (AG). La función de aptitud de este algoritmo es una función de error entre la entropía del gas a la salida del evaporador teniendo en cuenta los grados de sobrecalentamiento a la salida de este intercambiador y la entropía que se obtiene del modelo neuronal del refrigerante en la zona de sobrecalentamiento. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Empleo de la inteligencia artificial en la determinación de... / Juan Carlos Armas Valdes, et al. Fig. 4. Diagrama de bloques de la aplicación desarrollada en Matlab para determinar las propiedades termodinámicas de los refrigerantes utilizando RNA en cada punto del sistema. Con este algoritmo de trabajo para la determinación de la temperatura de salida del gas refrigerante a la salida del compresor se reemplazan las ecuaciones tradicionales basadas en el comportamiento del gas ideal y determinadas por el coeficiente adiabático y la relación de presiones del ciclo. En la figura 5 se muestra un diagrama que representa el proceso seguido en el AG. La variable genética corresponde a los grados de sobrecalentamiento (X) y el AG busca el valor Fig. 5. Diagrama esquemático de la función de aptitud a minimizar por un AG para determinar los grados de sobrecalentamiento del refrigerante a la salida de un compresor. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 de esta variable que garantiza un mínimo error. Las variables de salida del modelo (h, Ve, s), corresponden a la RNA que caracteriza la zona de sobrecalentamiento. La validación del modelo híbrido para la determinación de la temperatura de salida del gas refrigerante en el proceso de compresión, se realiza comparando los resultados obtenidos a partir del modelo híbrido artificial con las tablas dadas por el fabricante.10 En la tabla I se muestran los resultados obtenidos por ambos métodos y el error para diferentes casos de estudio empleando como sustancia refrigerante el R22. A continuación se muestra la validación de la función realizada en el Matlab para el cálculo de las propiedades del refrigerante (R22) en cada punto del circuito primario del sistema de climatización centralizado por agua helada a partir de un caso de estudio (tabla II), los puntos mostrados se refieren a los señalados en la figura 4. Como se puede observar en la tabla II, la comparación de los resultados obtenidos por la función desarrollada en Matlab basada en las RNA y los resultados obtenidos a partir de las tablas del fabricante,10 muestan un error menor de 3%. 65 �Empleo de la inteligencia artificial en la determinación de... / Juan Carlos Armas Valdes, et al. Tabla I. Resultados del modelo en la validación. RNA (datos de entrenamiento) Tablas AG % Error P (kPa) Tsat (°C) s (kJ/KgK) Tsal. Comp. X Tsal Comp. (Usando AG) 1195.700 30.123 1.790 59.509 28.653 58.770 1.24 1334.000 34.388 1.835 84.664 50.170 84.561 0.123 1533.500 39.998 1.774 66.778 24.210 64.208 3.850 1579.900 41.228 1.774 68.590 24.821 66.048 3.706 1947.100 50.108 1.753 72.907 22.362 72.468 0.602 Tabla II Validación de los resultados de la RNA. Ptos. RNA Tablas del fabricante h (kJ/Kg) s (kJ/KgK) Ve (m3/kg) h (kJ/Kg) s (kJ/KgK) Ve (m3/kg) 1 255.331 1.167 9.02e-4 256.364 1.187 9.02e-4 2 255.331 1.204 0.014 256.364 1.208 0.014 3 407.201 1.771 0.051 407.491 1.765 0.051 4 446.087 1.771 0.014 442.432 1.765 0.015 CONCLUSIONES Al concluir el presente trabajo se creó una función en Matlab que integra cada una de las zonas de las RNA para la simulación y evaluación termodinámica del sistema que facilita el trabajo para la obtención del cálculo de sus propiedades para cualquier punto del circuito primario de refrigeración de un sistema de climatización centralizado por agua helada. Como herramienta de apoyo para la determinación de propiedades se obtuvo un modelo híbrido fusionando la RNA referente al sobrecalentamiento y un algoritmo genético simple para la estimación de la temperatura del gas refrigerante a la salida del proceso de compresión, se validó el modelo y se obtuvo un error inferior al 3 %. Se confirma el elevado potencial de las herramientas de inteligencia artificial para la determinación de propiedades y simulación de sistemas térmicos, con un alto grado de precisión. REFERENCIAS 1. Matlab, Matlab. 2005, www.mathworks.com. 2. Sözen, A. and M. Özalp, Formulation based on artificial neural network of thermodynamic properties of ozone friendly refrigerant/absorbent couples in Applied Thermal Engineering. 2005. p. 1808-1820. 3. Sözen, A., M. Özalp, and E. Arcaklioğlu, 66 Calculation for the thermodynamic properties of an alternative refrigerant (R508b) using artificial neural network in Applied Thermal Engineering. 2007. p. 551-559. 4. Xie, G.N., et al., Heat transfer analysis for shelland-tube heat exchangers with experimental data by artificial neural networks approach 2006. 5. Ertunc, H.M. and M. Hosoz, Artificial neural network analysis of a refrigeration system with an evaporative condenser, in Applied Thermal Engineering. 2006. p. 627-635. 6. Hosoz, M. and H.M. Ertunc, Modelling of a cascade refrigeration system using artificial neural network, in Applied Thermal Engineering 2005. 7. Bechtler, H., et al., Neural networks - a new approach to model vapour-compression heat pumps, in Applied Thermal Engineering. 2001. p. 941-953. 8. Underwood, C.P., Analysing multivariable control of refrigeration plant using matlab/simulink, in Seventh International IBPSA Conference. 2001, University of Northumbria: Rio de Janeiro, Brazil. 9. Arcaklio, E., A. Eri, and R. Yilmaz, Artificial neural network analysis of heat pumps using refrigerant mixtures, in Applied Thermal Engineering. 2003. p. 937-952. 10. ASHRAE, ed. Handbook, Fundamentals 1997 SI Edition. 1997. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Evaluación de aleaciones base níquel en sistemas tribocorrosivos Roberto Sagaró Zamora, Reynier Suárez Martínez, Calixto Rodríguez Martínez Grupo Tribológico, Departamento de Mecánica y Diseño, Facultad de Ingeniería Mecánica. Universidad de Oriente, Santiago de Cuba, Cuba. sagaro@fim.uo.edu.cu RESUMEN El efecto sinérgico corrosión–desgaste fue estudiado utilizando un acero inoxidable AISI 316 con recubrimientos de Inconel 625 y Hastelloy C-276, empleando como medio corrosivo el HCl al 5%. Los depósitos de las aleaciones fueron obtenidos por el método de deposición por soldadura con arco (SMAW) sobre sustratos de acero de AISI 316. Los ensayos se realizaron en un tribómetro del tipo bloque- anillo con arreglo a la norma ASTM G 77-98 y el método Alpha LFW-1. La degradación fue estudiada mediante métodos electroquímicos, microscopía óptica y de microdureza Vickers en la zona desgastada. Los resultados mostraron una marcada relación desgaste–corrosión para todos los materiales ensayados. Los resultados mostraron que la dureza y la resistencia al desgaste corrosivo de Inconel 625 y el Hastelloy C-276 dependen de los carburos formados, su capacidad para el endurecimiento por deformación y la influencia de los elementos aleantes como el Ni, Mo, Cr y Nb. PALABRAS CLAVES Desgaste corrosivo, aleaciones base níquel, endurecimiento por deformación, sinergismo. ABSTRACT The synergetic corrosion-wear effect was studied using 5 wt% HCl of AISI 316 steel and Inconel 625 and Hastelloy C-276 coatings. These superalloy coatings were deposited by shield metal arc welding (SMAW) method on AISI 316 steel. The corrosion tests were conducted using a block on ring tribometer following ASTM G 77-98 and Alpha LFW-1, respectively. The degradation was analyzed by electrochemical tests, Vickers optical microscopy observation, and hardness on the worn zone. The results show a strong relation between wear and corrosion for all the material stested. The results showed that the hardness and wear corrosion resistance of Inconel 625 and Hastelloy C-276 coatings depend on the generated carbides, their-hardening capacity through deformaton and the influence of the alloy elements such as Ni, Mo, Cr and Nb. KEYWORDS Corrosive wear, nickel based alloy, deformation strengthening, synergism. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 67 �Evaluación de aleaciones base níquel en sistemas tribocorrosivos / Roberto Sagaró Zamora, et al. INTRODUCCIÓN El desgaste y la corrosión como fenómenos complejos de degradación de los materiales, están directamente relacionados con factores hidrodinámicos, mecánicos, metalúrgicos y químicos que, al actuar de manera combinada, son responsables de los gastos enormes de materias primas, materiales, energía, baja productividad y contaminación del medio ambiente. Dichos fenómenos impactan sobre el equipamiento en todos los sectores industriales tales como la industria naval, equipos de molienda y perforación en el sector minero, la industria del petróleo y la industria química en sentido general; acortando notablemente la vida útil de los materiales convencionales empleados. El efecto combinado del desgaste y la corrosión (sinergismo desgaste-corrosión o desgaste mecánico– corrosivo o simplemente desgaste corrosivo) constituye el 5% de las causas de fallos de los elementos de máquinas en el sector industrial, todo lo cual lo sitúa en el quinto puesto de los mecanismos de degradación más importantes en los términos del coste por fallo prematuro.1 En los sistemas tribológicos que operan en ambientes corrosivos, o simplemente sistemas tribocorrosivos,2 la pérdida de material tiene lugar simultáneamente como resultado del desgaste mecánico y la corrosión. El presente trabajo de investigación evalúa el comportamiento de aleaciones base níquel identificando los mecanismos de desgaste corrosivo, su composición química y su evolución microestructural. M AT E R I A L E S Y P R O C E D I M I E N T O EXPERIMENTAL Se emplearon tres materiales para los ensayos comparativos, el acero inoxidable AISI 316 (316 SS) y depósitos de las aleaciones base Ni Hastelloy C276 e Inconel 625. Los recubrimientos se prepararon utilizando el método de deposición por soldadura manual por arco eléctrico (SMAW), sobre acero AISI 316 como sustrato. La deposición de los electrodos se realizó en varias pasadas, el voltaje e intensidad de corriente fueron de 32 V y 95 A respectivamente y rectificadas hasta Ra= 3.2 μm y un espesor efectivo de 3-4 mm. En calidad de contracuerpo se emplearon 68 cilindros de Hastelloy C-276 con Ra= 1.6 μ m. La composición química y propiedades mecánicas de los materiales ensayados, segun las normas, se resumen en la tabla I Se practicaron ensayos de corrosión estática y ensayos de desgaste mecánico-corrosivo, utilizando como medio corrosivo en ambos casos una solución de HCl al 5%. Además se realizó una tercera prueba que consiste en la inmersión de las probetas en el medio corrosivo burbujeado con aire, durante 3 horas. Como complemento de estos ensayos se realizó la caracterización microestructural de la superficie de las probetas mediante microscopía óptica una vez depositados los recubrimientos y después de cada ensayo, así como la medición del perfil de microdureza Vickers de las zonas desgastadas. Tabla I. Composición química y propiedades mecánicas de los materiales ensayados. Material Composición química (% en peso) Dureza (HV) Módulo de Elasticidad (GPa) AISI 316 0.08 C; máx. 18 Cr; 62 Fe; 2 Mn; máx. 3 Mo; máx 14 Ni; 0.045 P; 0.03 S; 1 Si 217 187 Hastelloy C -276 máx. 2 C; máx. 2.5 Co; 14.5-16.5 Cr; 4-7 Fe; máx. 1 Mn ; 15-17 Mo; min. 55 Ni; máx. 0.04 P; máx. 0.03 S; máx. 0.08 Si; máx. 0.35 V; 3-4.5 W 200 205 Inconel 625 máx. 0.04 Al ; máx. 0.1 C; máx. 1 Co; 21 Cr; máx. 5 Fe ; 9 Mo; 3.5 Nb + Ta ; 62 Ni; máx. 0.04 Ti 165 205 Ensayos electroquímicos y de inmersión El equipo utilizado para las pruebas electroquímicas fue un Potenciostato-Galvanostato marca AMEL, modelo 2051 con interfase AMEL, modelo 7800 para el almacenamiento y procesamiento de los datos experimentales. Se utilizó una celda electrolítica de tres electrodos, donde la aleación objeto de estudio actúa como electrodo de trabajo, el electrodo de referencia es de plata / cloruro de plata (Ag/AgCl) y el contraelectrodo es de Platino (Pt). Se construyeron las curvas completas de polarización para determinar la densidad de corriente de corrosión (Ic), a una Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Evaluación de aleaciones base níquel en sistemas tribocorrosivos / Roberto Sagaró Zamora, et al. rapidez de barrido de 0.2 mV/s, desde -200 hasta 400 mV con respecto al potencial de corrosión. Para la realización de los ensayos de inmersión en el medio corrosivo las probetas con las superficies pulidas hasta acabado espejo, y desengrasadas con acetona, fueron sumergidas en un recipiente con HCl al 5%, a una temperatura aproximada de 30º C y burbujeado con aire a través de un conducto que está conectado a un compresor, durante 3 horas. Ensayos de desgaste mecánico-corrosivo Las pruebas de resistencia de desgaste mecánicocorrosivo se realizaron en el tribómetro del tipo Blockon-Ring con arreglo a la norma ASTM G77-98 (figura 1). En este tipo de ensayo el bloque bajo la acción de una carga normal fricciona contra un cilindro metálico rotatorio con su parte inferior inmersa en el medio corrosivo (método Alpha LFW-1). Como condiciones experimentales de carga normal y velocidad se seleccionaron Fn= 40 N y v= 0.07 m/s respectivamente. El tiempo total del ensayo fue de 3 horas. Para cuantificar el desgaste durante los experimentos, las probetas fueron limpiadas con acetona y pesadas en una balanza analítica con precisión de 0.0001 g, cada 30 min. (a) Los estudios metalográficos de microscopía óptica se realizaron con un equipo marca NEOPHOT 32 y tuvieron como objeto revelar la microestructura inicial del AISI 316 y de los depósitos, así como los posibles cambios microestructurales resultantes de los ensayos de corrosión y desgaste corrosivo. El reactivo utilizado para revelar las microestructuras fue ácido oxálico al 10 %, el ataque se hizo de forma electrolítica utilizando cátodo de plomo y aplicando un voltaje de entre 6 y 7 V. Determinación de los perfiles de microdureza Los perfiles de microdureza se determinaron con un microdurómetro marca SHIMADZU M con una carga aplicada de 100 g. Se le midió a las probetas planas resultantes del ensayo de desgaste mecánicocorrosivo partiendo de las cercanías de las zonas desgastadas hacia el material base. DISCUSIÓN Estudio de la microestructura inicial de los materiales ensayados Los tres materiales ensayados poseían una estructura austenítica con la marcada diferencia de una estructura monofásica en el caso del acero AISI 316 y una compleja en los depósitos como resultado de la matriz austenítica y la presencia de carburos fundamentalmente de Cr y Nb en el Inconel 625 y carburos más complejos en el Hastelloy C-276 fundamentalmente de Ni, Cr y Mo. Las figuras 2 y 3 muestran las estructuras metalográficas analizadas con el empleo de la microscopía óptica. (b) Fig. 1. Instalación experimental. (a) tribómetro. (b) esquemas del bloque y del anillo. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 Fig. 2. Microestructura del material AISI 316, atacado con ácido oxálico al 10 %. 69 �Evaluación de aleaciones base níquel en sistemas tribocorrosivos / Roberto Sagaró Zamora, et al. (a) (b) Fig. 3. Microestructura de los depósitos. (a) Inconel 625. (b) Hastelloy C-276. Reactivo ácido oxálico al 10 %. El recubrimiento de Inconel 625 sobre el sustrato del acero inoxidable presentó una estructura columnar de dendritas gruesas con un crecimiento epitaxial típico de los procesos de solidificación rápida a partir del material del sustrato (figura 3a). Se observa también, la formación de precipitados de carburos de cromo, cuyo número se incrementa con el número de pasadas y están ligados al incremento del contenido de carbono en el Inconel por la dilución en el depósito de elementos componentes del sustrato de acero inoxidable y que además de carbono puede incluir en este caso elementos como Fe y Ni.3 Probablemente están presentes en el depósito carburos de Nb, como resultado de su composición química y la solubilidad de la fase austenítica, los que incrementan su resistencia al desgaste.4 En las mediciones de microdureza en el recubrimiento de Inconel 625 se obtuvieron valores de aproximadamente 350 HV lo que está de acuerdo con la presencia de los carburos como fases duras. El depósito de Hastelloy C-276 presenta una estructura dendrítica de solidificación, la matriz es 70 austenítica con carburos complejos de Ni-Cr-Mo de forma alargada y distribuidos de manera dispersa (figura 3b), lo que se corresponde plenamente con la caracterización de este depósito realizada por Sagaró, Carvajal y Linares4 en sus investigaciones de su comportamiento en condiciones de desgaste por impacto.5 La microdureza con posterioridad a la deposición del recubrimiento fue aproximadamente de 280 HV. Ensayos de resistencia a la corrosión por métodos electroquímicos Las curvas completas de polarización de los tres materiales se muestran en la figura 4. El comportamiento de las tres curvas es el típico de materiales que se pasivan, como ocurre con los aceros inoxidables y las superaleaciones base Ni-Cr. Al analizar los resultados se puede inferir que el material más resistente al medio corrosivo utilizado es el Hastelloy C-276, seguido del Inconel 625 y del AISI 316 como el de menor resistencia, este último es afectado seriamente por el ácido en las condiciones del ensayo, si se toma en cuenta la alta velocidad de corrosión (tabla II). Tabla. II. Resumen de los principales resultados de los experimentos. Material AISI 316 Hastelloy C-276 Inconel 625 91.455 2.183 3.883 37.5 35 26.25 ENSAYO DE CORROSIÓN Velocidad de corrosión (mm/ año) ENSAYO DE DESGASTE MECÁNICO-CORROSIVO Área de la huella de desgaste (mm2) Razón de desgaste, mm3/h (μm/h)* Coeficiente de Desgaste (k) 1.858(49) 1.256(36) 0.793(28) 1.21x10-5 1.15x10-5 1.09x10-5 Profundidad de la zona endurecida (μm) 300 300 80 Microdureza Vickers (HV)** 338 426 440 EVALUACIÓN DE LA DEFORMACIÓN SUPERFICIAL * Razón de desgaste lineal. ** Microdureza Vickers de la zona endurecida. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Evaluación de aleaciones base níquel en sistemas tribocorrosivos / Roberto Sagaró Zamora, et al. Fig. 4. Curvas completas de polarización lineal de los materiales ensayados. Los aceros inoxidables como el AISI 316 basan su resistencia a su capacidad de pasivarse, pero esto no es efectivo cuando el medio agresivo contiene cloruros, debido a que estos iones penetran y destruyen la capa pasiva, (que generalmente está conformada por óxidos muy adherentes y poco porosos), donde esta presenta irregularidades en su estructura superficial, llamados centros activos.6 Valores reportados por la literatura consultada7 reflejan una velocidad de corrosión del AISI 316 de 4 mm/año en HCl al 0.05% y 35º C y de 17 mm / año en HCl al 6%, con 0.5% de inhibidor tipo amina y pequeñas cantidades de iones Fe3+ y Cu2+. Estos indican que incluso a concentraciones muy bajas del ácido y también en presencia de un inhibidor el acero inoxidable tipo 316 es afectado por el HCl. En cuanto al Hastelloy C-276 y al Inconel 625, que también tienden a pasivarse, son afectados igualmente por las picaduras provocadas por los cloruros, pero las pérdidas de material son mucho más bajas debido a la presencia en la composición de estas aleaciones del Mo en cantidades superiores al inoxidable, en el caso del Hastelloy influye sus resistencia a la formación de carburos que pueden sensibilizar el material al fenómeno de corrosión. Estos resultados fueron corroborados mediante la prueba de inmersión, en la que ambos recubrimientos base níquel presentaron pequeñas picaduras. Sin embargo, el acero inoxidable AISI 316 fue severamente afectado. La figura 5 muestra la superficie expuesta del acero inoxidable al término de las 3 horas de ensayo. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 Fig. 5. Superficie de la probeta de AISI 316 luego de la corrosión con burbujeo. Ensayos de desgaste mecánico-corrosivo Los resultados de los ensayos de desgaste mecánico corrosivo, realizados bajo las condiciones experimentales, y de las mediciones de microdureza de la zona desgastada se presentan en las figuras 6 y 7 respectivamente. Como se puede observar en la figura 6 la mayor resistencia al desgaste corrosivo la presentó el depósito de Inconel 625, seguido por el Hastelloy Fig. 6. Dinámica de desgaste mecánico corrosivo de los materiales ensayados. Fig.7. Perfiles de los microdureza de las zonas desgastadas de los materiales ensayados. 71 �Evaluación de aleaciones base níquel en sistemas tribocorrosivos / Roberto Sagaró Zamora, et al. C-276. Coincidentemente estos dos materiales presentaron mayor endurecimiento por deformación y presentan carburos en los depósitos de mayor dureza lo cual incrementa su resistencia al desgaste. Finalmente el AISI 316 presentó la menor resistencia al desgaste corrosivo. Las figuras 8 y 9 muestran la micrografía óptica de la zona expuesta a la acción combinada del desgaste mecánico y el medio agresivo para el AISI 316 y las trazas de desgaste respectivamente. Como se observa en dichas figuras, existe un ataque generalizado como consecuencia del efecto combinado de ambos procesos, pues la corrosión provoca una amplia zona atacada por las picaduras en la zona de contacto y aún en aquellas en las que no existe contacto entre los cuerpos. Ahora bien, en la zona donde tiene lugar el contacto entre el bloque y el cilindro el ataque es más severo como resultado de la formación producto de los procesos de desgaste, cavidades y surcos como resultado de una adhesión profunda (figura 9). Ha sido reportado en la literatura 8 que los cloruros además de impedir la formación de capas estables de óxidos, provocan una gran fragilización en los aceros inoxidables y contribuyen de este modo a un incremento de las razones de desgaste. Producto del sinergismo es posible que en el caso de los aceros inoxidables el proceso de desgaste al provocar continuamente la ruptura y remover esta capa deja al sustrato metálico expuesto a la acción del medio agresivo provocándose de esta forma un daño de mayor consideración.9 A esto contribuyen, como núcleo importante de picaduras, la ruptura Fig. 8. Micrografía óptica de la huella de desgaste AISI 316 después del ensayo. Reactivo ácido oxálico al 10 %. 72 Fig. 9. Superficie de desgaste del acero AISI 316 (a). Desgaste adhesivo profundo. (b) Uniones. de uniones adhesivas o microsoldaduras puntuales transferidas al material del contracuerpo y que dejan poros y cavidades (figura 8). En tal sentido Burstein10 ha sugerido que durante el desgaste de aceros inoxidables austeníticos la superficie rugosa resultante de la penetración de las asperezas del contracuerpo provee de las hendeduras necesarias para la generación de una grieta de picadura, el efecto es más severo si se trata de surcos y cavidades. Los resultados de los ensayos corroboraron además la tendencia a la adhesión en frío del acero AISI 316.11 Como se mencionó anteriormente ambas aleaciones presentaron una mayor resistencia al desgaste corrosivo. En la figura 10 se muestran las micrografías de estos materiales luego del ensayo mecánico- corrosivo. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Evaluación de aleaciones base níquel en sistemas tribocorrosivos / Roberto Sagaró Zamora, et al. Fig.10. Micrografías de los depósitos después del ensayo mecánico corrosivo. (a) Hastelloy C-276, (b) Inconel 625. Fig.11. Microscopía óptica de la zona de desgaste del material Hastelloy C-276. (a) Unión adhesiva transferida desde el cilindro. (b) Deformación plástica de la unión adhesiva transferida. Como se puede observar, fuera de las zonas desgastadas apenas aparecen algunas posibles zonas de incubación de pequeñas picaduras. En la zona de contacto del block-cilindro bajo la acción del medio agresivo aparecen algunas zonas de corrosión. Sin embargo, al analizar las figuras que presentan las marcas de desgaste (figuras 11 y 12) , se observa que el mecanismo de desgaste presenta sus peculiaridades, las cuales están relacionadas con el mecanismo de endurecimiento por deformación (acritud), la presencia de carburos complejos como precipitados y los elementos aleantes. Es posible que tanto en el caso del Hastelloy como en el Inconel se presenten microzonas de deformación plástica que al manifestarse como un desplazamiento de material cubren las zonas de picadura protegiendo al material de la acción corrosiva del medio y actuando como modificador de la fricción como ha sido sugerido por diferentes investigadores.9,2 Durante la fricción deslizante como resultado de las deformaciones se produjo un incremento de la dureza de hasta 420 HV en un espesor de 300 μm a partir de la zona de contacto para el depósito de Hastelloy. Para el recubrimiento del Inconel 625 el mecanismo de endurecimiento por deformación presentó diferencias respecto al Hastelloy C-276 (figura 10b), con un espesor endurecido de sólo 80 μm (figura 7), lo que puede ser la causa de los menores valores de desgaste mecánico – corrosivo obtenidos para el Inconel 625. La influencia de los elementos componentes en ambas aleaciones puede resumirse como sigue: Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 73 �Evaluación de aleaciones base níquel en sistemas tribocorrosivos / Roberto Sagaró Zamora, et al. K= 3* HB * Ih p n Ih = h Sf = v * t Sf ; La presión nominal para el par cilindro-plano puede estimarse según la conocida expresión de Hertz: P = 0.418 n Fn * E l*R Donde: HB- Dureza del material. Ih- Intensidad lineal del desgaste. Pn – Presión nominal. h- Desgaste lineal (mm). Sf- Recorrido de fricción (mm). Fn- Fuerza normal (N). E- Módulo de Elasticidad de cada material (MPa). l- Longitud del contacto (l = 5 mm). R-Radio reducido de curvatura (R= d/2 = 25 mm). t- Tiempo de duración del ensayo (t = 3 horas). v- Velocidad de deslizamiento (v = 0.07 m/s). Fig.12. Micrografías de las trazas de desgaste del Inconel 625. el Ni como base, es un elemento austenitizante y proporciona resistencia al desgaste abrasivo y erosivo a la vez, conjuntamente con el Cr y el Mo aporta una gran resistencia a la picadura. Los carburos de mayor incidencia en la resistencia al desgaste son en orden los de:Cr, W, Mo y V.12 Tanto el Ni como el Mo dificultan la formación de uniones adhesivas. Finalmente el Nb favorece la formación de carburos y estabilidad de la matriz austenítica, todo lo cual incrementa la resistencia al desgaste del material. Con el marcado propósito de complementar todas estas observaciones, se practicó la determinación teórica del coeficiente de desgaste (k) según los postulados sobre desgaste adhesivo formulados por Rabinowicz,13 que consiste en las siguientes expresiones: 74 Como resultado de la determinación del coeficiente de desgaste tomando en consideración los postulados de Rabinowicz, se puede concluir que los 3 materiales ensayados presentaron un desgaste de tipo adhesivo moderado (k = 10-4 a 10-6), que corresponde a materiales con cierta tendencia a la adhesión o semicompatibles, todo lo cual corrobora las observaciones realizadas de la superficie de desgaste de cada uno de los materiales ensayados. CONCLUSIONES 1. El mejor comportamiento ante la acción combinada del desgaste mecánico y la corrosión lo tuvo el material Inconel 625, seguido por el Hastelloy C-276 y finalmente al AISI 316. 2. El Hastelloy C-276 resultó ser la aleación de mejores resultados en el ensayo de corrosión estática atribuible fundamentalmente a su alto contenido de Cr y en particular de Mo y a su Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Evaluación de aleaciones base níquel en sistemas tribocorrosivos / Roberto Sagaró Zamora, et al. resistencia a formar precipitados en las fronteras del grano. 3. Durante los ensayos combinados el mejor comportamiento del Inconel 625 puede estar condicionado a su mejor habilidad para enfrentar cualquier proceso de desgaste ya sea abrasivo, adhesivo e incluso erosivo, como resultado de su habilidad de endurecimiento por deformación conjuntamente con la formación de precipitados de carburos duros de Cr y Nb, principalmente. BIBLIOGRAFÍA 1. Bermúdez, M.D. et al. “Erosión – corrosión de Tantalio y Aceros inoxidables.” Memorias del IX Congreso de Ciencia y Tecnología de Materiales, Madrid, España, 2003. 2. S. 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Wiley& Sons, 1995. 75 �Arcing faults characterization using wavelet transform with special focus on auto-reclosure of transmission lines Johann Jäger,* Gina Idárraga Ospina,** Eduardo Agustín Orduña López,** Ernesto Vázquez Martínez,*** * Friedriech Alexander Universität Erlangen_Nürnberg - Alemania ** Universidad Nacional de San Juan - Argentina *** Universidad Autónoma de Nuevo León - México gidarraga@gmail.com , eorduna@iee.unsj.edu.ar evazquez@gama.fime.uanl.mx RESUMEN Las líneas de transmisión juegan un papel fundamental en la operación de los sistemas eléctricos de potencia pues permiten que la electricidad llegue desde las plantas generadoras hasta los usuarios finales. En este artículo se caracterizan las fallas por arco, se analizan las señales transitorias generadas por las fallas por medio de ondoletas (Wavelet Transform, WT) y se muestra su aplicabilidad a líneas de transmisión de un solo polo con auto-cierre. Una red de 500kV con fallas por arco fue modelada y analizada. Varias condiciones reales fueron evaluadas analíticamente y posteriormente verificadas mediante simulaciones usando los programas de cómputo ATP/EMTP. Finalmente fue justificada la viabilidad del auto-cierre de un solo polo (single-pole auto-reclosing, SPAR) y la prevención de auto-cierre en fallas permanentes, buscando reducir las interrupciones. PALABRAS CLAVE Fallas por arco, análisis transitorio, auto-cierre, ondeletas. ABSTRACT Transmission lines have a fundamental role in electrical power system operations since they assure the continuity of the service from the generation plants to the final users. In this work the arc faults are characterized, the transitory signals generated by faults are analyzed using Wavelet Transform (WT) and its applicability to single-pole auto-reclosing of transmission lines is shown. A network of 500kV which is being under arc faults was modelled and analyzed. Several real life considerations have been evaluated analytically and subsequently verified based on transient simulations using ATP/EMTP. Finally, the feasibility of single-pole auto-reclosing (SPAR) during transient faults, and preventing reclosing for permanent faults was justified, looking to outage reduction. KEYWORDS Arcing faults, transient analysis, auto-reclosures, Wavelet Transform. 76 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Arcing faults characterization using wavelet transform with special focus... / Johann Jäger, et al. INTRODUCTION The large majorities of overhead lines faults are transient and can be cleared by momentarily deenergizing the line. It is, therefore, feasible to improve service community by automatically reclosing the breaker after fault relay operation. High-speed reclosing on tie lines, if successful, also assists in maintaining stability. When closing at high speed, the dead time required to deionize the fault arc must be considered. This time is based on 40 years of operating experience,1 and it depends of rated lineto-line voltage. On a 345-kV system, for example, the dead time is approximate of 20.5 cycles (0.34 seconds). Single-pole tripping and reclosing requires longer dead time because the two phases that remain energized tend to keep the arc conducting longer. Around 80 or 90 % of the faults occurring on transmission lines are transients and, in the same percentage, they are line-to-ground faults.1 Consequently, a correct identification of permanent and transient faults its necessary in order to increase the possibility of single-phase auto-reclosure (SPAR) during transient faults and to avoid automatic reclosing on permanent faults. This will reduce, significantly, the outage time and provide continuity in the service to the consumers. SPAR depends on different parameters such as voltage level, primary and secondary arc current, and transient recovery voltage across the arc path. When a single-pole tripping occurs in the system, a primary arc is formed and it remains until breaker opens and cuts the fault current. Once the breaker open the secondary arc appears due to the mutual coupling between the faulted phase and the healthy phases. In general, primary arc could be represented by an ideal short circuit, or a linear resistance of low value. However, in order to know the transients due to by arcing faults, the arc is represented as accurately as possible. For that reason, the arc modeling is one of the most important research topics in circuit breaker design. A summary of distinct arc models and their applications can be found in reference.2 In general, every arc model is based on voltages and currents waveform.3,4,5 This paper describes the modelling and simulation of an arc, as based of a frequency characterization of arcing faults. Considerations have been evaluated Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 analytically and then verified based on transient simulations using ATP/EMTP, followed of a WT analysis. The results allow identifying correctly the presence of either transient or permanent fault. ARC MODELING Physical arc models are based on the equations of fluid dynamics and obey the laws of thermodynamics in combination with Maxwell’s equations. The arc-plasma is a chemical reaction and, in addition to the conservation of mass equation, describes the rate equations of the different chemical reaction. In general, the arc conductance is a function of the power supplied to the plasma channel, and the power transported from the plasma channel by cooling and radiation time. The most common arc modeling uses black box models, also called P- τ models, where the arc is described by a mathematical equation that relates arc conductance and measurable parameters, such as arc voltage and arc current. Usually, black box models consist of one or two differential equations, and all of them are a solution of the general arc equation6 as follows: d ⎡⎣ ln ( g )⎤⎦ F ' (Q ) = (1) (P − P ) dt F (Q ) Where g is the arc conductance, represented by: i 1 (2) g = F (P , P , t ) = = u R where: Pin= the power supplied to the plasma channel Pout= the power transported from the plasma channel t = time iarc= the momentary arc current uarc= the momentary arc voltage R= the momentary arc channel resistance The classical black box models are the Cassie model and the Mayr model, both of them are solution of the general equation described below. in out arc in out arc Cassie model The Cassie model is well suited for studying the behavior of the arc conductance in the high-current time interval when the plasma temperature is 8000 77 �Arcing faults characterization using wavelet transform with special focus... / Johann Jäger, et al. K or more. The equation is: d ⎡⎣ ln ( g )⎤⎦ P ⎛ u ⎞ = − 1⎟ ⎜ dt Q ⎝ u ⎠ 2 0 arc 0 0 2 (3) The quotient Q0/P0 is called the arc time constant τ and can be calculated from the homogeneous differential (3) as: d ⎡⎣ ln ( g )⎤⎦ P (4) =− dt Q 0 0 A solution satisfying homogeneous equation (4) is g = g0e−t / τ (5) The time constant τ in (5) can be interpreted as the arc time constant parameter with which the arc channels diameter changes. Mayr model The Mayr model describes the arc conductance around current zero. The model considers the cooling or loss of power of the arc channel to be constant. The equation is: d ⎡⎣ ln ( g )⎤⎦ (u i − P ) = dt Q arc arc 0 (6) 0 At the instant of current zero, the power input uarciarc in the arc channel is zero, and the rate of change of the conductance of the arc channel is: P dg = −g dt Q 0 (7) 0 This is the homogeneous differential equation, which solution is: (8) g = g 0 e − P0 / Q0t In this expression Q0/P0 is called the arc time constant τ . Since Mayr and Cassie introduced their differential equations for describing the dynamic arc behavior, other black box models have been developed, such as the Avdonin model, the Hochrainer model, the Kopplin model, the Schwarz model, the Urbanek model and the KEMA model,7 which are capable of simulating thermal breakdown of the arc channel WAVELET TRANSFORM Wavelet Transform (WT) was introduced early in the 1980s; it is a powerful tool similar to the 78 Fourier Transform (FT) which is employed to transfer the time-domain signal into the frequencydomain for signal analysis; the theory behind WT and the comparison with FT has been documented in reference.8 Wavelet Transform algorithms process data at different scales so that they may provide multiple resolution in frequency and time; the objective of multiresolution analysis (MRA) is to develop representations of a signal f(t) in terms of wavelet and scaling functions, it is particularly useful for analyzing fault transients, which contain localized high frequency components, superposed to 60Hz power frequency. This property will be used to characterize arc faults waveforms. The basic concept in Wavelet analysis is to select a proper wavelet, called mother wavelet and then perform an analysis using its translated and dilated versions. Technically, the mother wavelet must satisfy an admissibility criterion in order for a resolution of the identity to hold. The mother wavelet is scaler (or dilated) by a factor a and translated (or shifted) by a factor b to give (under Morlet’s original formulation): ψ a, b(t ) = 1 ⎛ t −b⎞ ψ ⎜ ⎟ a ⎝ a ⎠ (9) These functions are often incorrectly referred to as the basis functions of the transform when there is no basis indeed. Time-frequency interpretation uses a subtly different formulation. Additional details of WT can be found in.910 SIMULATIONS Simulations have been performed with the Electromagnetic Transient Program (EMTP),11 using the parameters of a typical 500 kV system of 350 km transmission line already reported.12 A diagram of the modeled system is presented in figure 1, a non linear fault arc model was included in the simulation, both primary and secondary models were modeled using the EMTP MODELS features. When a fault occurs, the primary arc model, the primary arc characteristics are given12 then, after circuit breakers open, the secondary arc is simulated using suggestions indicated in reference.13 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Arcing faults characterization using wavelet transform with special focus... / Johann Jäger, et al. Fig. 1. Diagram of the modeled system. Validity of the arc model Transient and permanent single-earth faults were analyzed in order to probe the simulation model. The fault inception time is 0.1s, that is when the primary arc starts. Once the fault is detected, and the relay operates to open the faulted phase, the secondary arc starts at 0.2 s and continues until the final extinction occurs at 0.55 s. Figure 2 shows the voltage and current waveform for a permanent a-earth fault; in figure 2a, the voltage shows the transients generated by primary arcs, with practically zero-current after operation relay (figure 2b). As expected, very significant high frequency Fig. 2. Voltage and current waveforms of a permanent a-earth fault. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 traveling waves are produced on the waveform at fault inception and fade fairly rapidly due to the losses on the line. It is evident that the magnitude of the voltage is greater at the primary arc than latter; however it has important transient information. figure 3 shows the voltage and current waveform for a transient a-earth fault; in this case it is possible to see the transients generated by secondary arcs after the circuit breaker opening at 0.2s. This cases show that both arcs models, Cassie and Mayr, can simulate the arc transient behavior due a fault in a realistic form. Afterwards, the Wavelet Transform can be applied for detecting some characteristics in this type of transient signals. WT Analysis The discrete Wavelet Transform is applied to analyze and decompose a set of the arcing fault waveforms simulated shown above. The performance of signal extraction depends highly on the mother wavelet used; which was selected based on a previous analysis of the mother wavelets which waveform is similar to the phenomenon under Fig. 3. Voltage and current waveforms of a transient a-earth fault. 79 �Arcing faults characterization using wavelet transform with special focus... / Johann Jäger, et al. analysis. We found that coif2, coif3, Db4, Db5, sym4 and sym6 are the best options for the signals under study. However, Db4 was the choice in this research because it is currently the most reported as one with the best behavior for transient analysis. The software used is the Wavelet toolbox of Matlab. The current signal for the permanent fault showed in figure 2a was decomposed using Db4 to level 3 (figure 4a). The wavelet multiresolution is used for decomposing each signal into low frequency approximation and high frequency details. The obtained coefficients d4, d3, d2 and d1 corresponds to the frequency bands of 0-75Hz, 75-125Hz, 125250Hz, and 250-500Hz respectively. The fault inception is identified in all coefficients at the beginning, and the transient due to secondary arc can be seeing in d2 and d1. For sinusoidal signal, during Fig. 4. Levels in the voltage signal in a (a) permanent fault and (b) transient fault. 80 the faults and after fault clearing, the output is zero in all coefficients. In the same way, figure. 4b show the wavelet transform results of the transient fault showed in figure 3b: The secondary arc characteristics are evident in the wavelet levels form d1 and d2. Additionally, there is another transient once breaker opens. According the arc behavior describes above, the presence of secondary arc in current waveform is an evidence that a transient fault is happened. In permanent faults there is a secondary arc too, but the effect is minimal due to lack arc in the faulted line. From figure 4, the presence of a secondary arc can be detect using wavelets levels d1 or d2; however, in order to apply the spectrum analysis results to the SPAR (figure 4), we need to define a threshold ( α ) to discriminate between transient faults (d1 < α ) and permanent faults (d1 < α ). This is the next step in the actual research, where frequency characterization of switching operations and lightning strokes will be required. Another aspect that must be considered before to develop a new SPAR algorithm is the fault evolution process. There are situations where transient arc fault change to permanent fault (the fault begin as a tree contact, but the conductor fall down after a short time); the reclosure will be unsuccessful in these cases. It mean that reclosure action should be done only if fault current remain in a reduce level after operation relay. Important work has been done to minimize the secondary arc current effect, for feasible single-pole auto-reclosing actions during transient faults.14 CONCLUSIONS In this paper, Wavelet Transform were used for a frequency characterization of arcing faults, as first step toward SPAR algorithm in overhead transmission lines. The proposed characterization is based in the arc transient behavior, where the presence of secondary arc in current waveform is evidence that a transient fault is happened. Initially, the validation of the arc model, through simulations in EMTP program, was done, and then the current signal for transient and permanent fault was analyzed using the discrete Wavelet Transform. The results Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Arcing faults characterization using wavelet transform with special focus... / Johann Jäger, et al. proof that secondary arc transient can be identified using wavelets levels, based on transient behavior during permanent and transient faults. Using threshold logic in the wavelet levels (d1 or d2 in figure 4), we can implement a new SPAR. REFERENCES 1. J. Lewis Blackburn. Protective Relaying. Principles and Applications. Bothell, Washington. 2. 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PowerCon 2006, Chongquing-China, 23th October 2006. 81 �82 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Eventos y reconocimientos PROFESOR DE LA FIME-UANL OBTIENE LA MEDALLA MONTERREY AL MÉRITO ECOLÓGICO 2007 En Sesión Solemne del cabildo de la Cd. de Monterrey, realizada el día 5 de junio de 2007, el Ing. Fernando J. Elizondo Garza, Profesor Emérito de la UANL, recibió la Medalla al Mérito Ecológico 2007, en la categoría de Actuación CientíficaTécnica, de manos del Alcalde Adalberto Madero Quiroga. El jurado decidió otorgar esta presea al catedrático de la FIME-UANL por sus actividades de investigación y propuestas de soluciones relacionadas con el ruido urbano y laboral en la zona metropolitana de Monterrey. El Ing. Fernando Elizondo recibe, en Sesión Solemne del Cabildo, la “Medalla Monterrey al Mérito Ecológico” de manos del Alcalde Adalberto Madero Quiroga. XXXIV CONFERENCIA NACIONAL DE INGENIERÍA La Universidad Autónoma de Nuevo León a través de la FIME, fue sede de la XXXIV Conferencia Nacional de Ingeniería, organizada por la Asociación Nacional de Facultades y Escuelas Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 Asistentes a la XXXIV Conferencia Nacional de Ingeniería, organizada por la ANFEI. de Ingeniería (ANFEI), la que se llevó a cabo del 13 al 15 de junio de 2007, en el Centro Cultural Universitario de la UANL. El tema central fue “La investigación en los programas de licenciatura y posgrado en ingeniería”, contandose con la participación de académicos de las facultades y tecnológicos afiliados a la asociación. Los tópicos que se trataron fueron: • La investigación en los estudios de licenciatura: objetivos, mecanismos, problemas para su desarrollo, recursos necesarios y expectativas. • La investigación en los estudios de Posgrado: distinción entre programas de maestría y doctorado, evaluación de su calidad y pertinencia, impacto social, apoyos y recursos necesarios y experiencias. Se llevaron a cabo dos conferencias magistrales por parte de los doctores José Antonio de la Peña Mena, Director adjunto de Desarrollo Científico y Académico del CONACYT, y Salvador Valtierra Gallardo, Gerente de Investigación y Desarrollo de Industrias NEMAK. 83 �Eventos y reconocimientos El Ing. José Antonio González Treviño, Rector de la UANL, encabezó la ceremonia de inauguración, y en su discurso comentó que una de las áreas del conocimiento que más contribuye en la generación de riqueza es la ingeniería, por lo que se debe apoyar de una manera más efectiva la investigación en las diferentes áreas de la ingeniería. PREMIO A LA EXCELENCIA EN EL SERVICIO SOCIAL A ALUMNO DE LA FIME-UANL El 14 de junio de 2007, autoridades de la UANL hicieron entrega del Premio a la Excelencia en el cumplimiento del Servicio Social a los jóvenes: José Luis Arredondo Dávalos de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, José Ángel Yépez Montemayor e Iris Yazmín Colunga Pedraza ambos de la Facultad de Medicina y Karla Lorena Peña Alvarado de la Facultad de Trabajo Social y Desarrollo Humano. Presidieron la ceremonia el Dr. Juan Manuel Adame Rodríguez, Director de Vinculación y Servicio Social, M.C. Mayra Covarrubias Martínez, titular de la Secretaría de Planeación Universitaria, como invitada especial asistió la maestra Alejandra Rangel Hinojosa, Presidenta Ejecutiva del Consejo de Desarrollo Social del Estado de Nuevo León y en representación del Rector de la UANL, el Dr. Jesús Ancer Rodríguez, Secretario General de la misma institución. El joven Arredondo Dávalos, estudiante de ingeniería, recibió el reconocimientpo en la categoría “Admistrativo” por el “Desarrollo de la página Web de la FIME-UANL”. El joven José Luis Arredondo Dávalos (al centro), alumno de la FIME-UANL recibiendo el reconocimiento a la excelencia en el cumplimiento del servicio social otorgado por la UANL. 84 PREMIO DE INVESTIGACIÓN UANL 2007 El 13 de septiembre de 2007 se llevó a cabo la sesión solemne del H. Consejo Universitario de la Universidad Autónoma de Nuevo León, durante la cual se entregaron reconocimientos a los ganadores del “Premio de Investigación UANL 2007” en sus 7 categorías: Ciencias Sociales, Humanidades, Ciencias de la Salud, Ingeniería y Tecnología, Ciencias de la Tierras y Agropecuarias, Ciencias Exactas y Ciencias Naturales. En esta ocasión en el área de Ingeniería y Tecnología fueron reconocidos dos proyectos: • “Desarrollo de un relevador de sobrecorriente con capacidades dinámicas de ajuste”, desarrollado por el Dr. Arturo Conde Enríquez; y • “Nuevos materiales con potencial aplicación en microbaterías de litio”, desarrollado por la Dra. Zoulfia Nagamedianova y el Dr. Eduardo M. Sánchez Cervantes. En la categoría de Ciencias Exactas se premió el proyecto “Desarrollo de nuevos electrolitos con potencial uso en celdas solares nanocristalinas”, del Dr. Eduardo M. Sánchez Cervantes y la M.C. Rosa Elena Ramírez García. El Ing. Rogelio Garza Rivera, Director de la FIME-UANL, acompaña al Dr. Arturo Conde Enríquez quien recibió el Premio de Investigación UANL 2007 por su trabajo sobre relevación eléctrica. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Titulados a nivel Maestría en la FIME-UANL Junio - Agosto 2007 Mario Alberto Martínez Ramos, Maestro en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Producción y Calidad, (Examen por materias), 7 de junio de 2007. Elías Francisco de la Garza Hernández, Maestro en Administración industrial y de Negocios con orientación en Finanzas, (Proyecto corto), 21 de junio de 2007. José Arnoldo Tejeda Villarreal, Maestro en Ciencias de la Ingeniería de Manufactura con especialidad en Automatización, “Manufactura esbelta aplicada a una línea de producción de unidades tipo paquete en la industria del aire acondicionado”, 7 de junio de 2007 Juan Carlos Sifuentes García, Maestro en Ciencias de la Administración con especialidad en Sistemas, “Sistema productivo del carbón mineral y sus residuos”, 21 de junio de 2007. Marco Antonio Castro Contreras, Maestro en Ciencias en Ingeniería de Sistemas, “Desarrollo e implementación de un framework para la formación de carteras de proyectos de I&D en organizaciones públicas”, 8 de junio de 2007. Víctor Armando García Mier, Maestro en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Relaciones Industriales, (Proyecto corto), 11 de junio de 2007. Jesús Adolfo Meléndez Guevara, Maestro en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Producción y Calidad, (Examen por materias), 15 de junio de 2007. Aldo Xavier Garza Díaz, Maestro en Ingeniería con orientación en Manufactura, (Examen por materias), 15 de junio de 2007. Sergio Enrique Vázquez Domínguez, Maestro en Ciencias de la Ingeniería Eléctrica con especialidad en Potencia, “Identificación y cuantificación de la interacción modal no lineal asociada a oscilaciones electromagnéticas en sistemas eléctricos de potencia que operan en condiciones de estrés”, 18 de junio de 2007. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 Sergio Villarreal Cárdenas, Maestro en Ciencias de la Administración con especialidad en Producción y Calidad, “Guía para el desarrollo del programa de residencia profesional”, 21 de junio de 2007 Juan Francisco Vélez Palacios, Maestro en Ciencias de la Administración con especialidad en Producción y Calidad, “Mejoramiento del mantenimiento hacia la calidad”, 21 de junio de 2007 Daniel Sánchez Martínez, Maestro en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales, “Síntesis y caracterización de los óxidos 1-Bi2Mo06 y h-Bi2Mo06 para la evaluación de sus propiedades fotocatalíticos en la degradación de rodamina b por acción de luz visible”, 21 de junio de 2007. Francisco Javier Rocha Valadez, Maestro en Ciencias de la Administración con especialidad en Producción y Calidad, “Análisis para implementación de la calidad en el departamento de servicio de madisa cat, S.A. de C.V.”, 21 de junio de 2007. Sergio Francisco Zavala Huerta, Maestro en Ciencias de la Administración con especialidad en Finanzas, “Aplicación de un programa de microcréditos en Monterrey como alternativa para la mejora económica de las familias que viven en extrema pobreza”, 21 de junio de 2007. 85 �Titulados a nivel Maestría en la FIME-UANL Etel Margarita Hernández Alemán, Maestro en Ciencias de la Administración con especialidad en Producción y Calidad, “Análisis y abatimiento del índice de reprobación en las matemáticas al inicio de la educación superior”, 22 de junio de 2007. Demetrio Pilar Ayala Cruz, Maestro en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Producción y Calidad, (Proyecto corto), 22 de junio de 2007 Victoriano de Luna Flores, Maestro en Ciencias de la Administración con especialidad en Producción y Calidad, “Modelo para el análisis de la demanda de agua en el municipio de Sabinas, Coahuila”, 22 de junio de 2007. Ernesto Abelardo Melgarejo Ayala, Maestro en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Producción y Calidad, (Examen por materias), 27 de junio de 2007. Sugeheidy Yaneth Carranza Bernal, Maestro en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales, “Desarrollo de un composito magnético de matriz de poliamida con nanopartículas magnéticas”, 29 de junio de 2007. Natalia Delgado Martínez, Maestro en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Producción y Calidad, (Examen por materias), 6 de julio de 2007. Rolando Daniel Piña Loredo, Maestro en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Relaciones Industriales, (Examen por materias), 25 de junio de 2007 Carlos Hernández Zapata, Maestro en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales, “Análisis electroreológico en suspensiones de nanofibras de carbono”, 25 de junio de 2007. Yarisa Arlen Lozano González, Maestro en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Comercio Exterior, (Proyecto corto), 25 de junio de 2007 Oscar Jesús Zapata Hernández, Maestro en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales “Simulación del descascarado de planchon de colada continua”, 11de julio de 2007. Roberto Alejandro Garza Jiménez, Maestro en Ciencias de la Ingeniería Eléctrica con especialidad en Potencia, “Análisis para la compensación reactiva en la red de distribución”, 25 de junio de 2007. Manuel Alejandro Juárez Medina, Maestro en Ingeniería Mecánica con orientación en Manufactura, (Examen por materias), 12 de julio de 2007. Javier Alonso Ortega Sáenz, Maestro en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales, “Desarrollo de un simulador de cadera incluyendo microseparación para evaluación de prótesis totales de cadera”, 26 de junio de 2007. Martín Gerardo Jacinto Escobedo, Maestro en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Relaciones Industriales, (Examen por materias), 26 de junio de 2007. Idalia Marlen León Garza, Maestro en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Finanzas, (Examen por materias), 26 de junio de 2007. Maritrin Jiménez Garza, Maestro en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales, “Hidrodinámica en sistemas de mezclado con agitación biaxial”, 27 de junio de 2007. 86 Carlos Elior Blanco Rodríguez, Maestro en Ciencias en Ingeniería de Sistemas, “Métodos de modelación enfocados en servicios para cadenas de suministro con múltiples modos de transporte”, 13 de julio de 2007. Jorge Esteban Salinas Mata, Maestro en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Producción y Calidad, (Examen por materias), 25 de julio de 2007. Héctor González Flores, Maestro en Ingeniería con orientación en Mecánica, (Proyecto corto), 30 de julio de 2007. Pablo Toledo Jiménez, Maestro en Ingeniería con orientación en Mecánica, (Proyecto corto), 30 de julio de 2007. Mario Alberto Saldaña González, Maestro en Ingeniería con orientación en Mecánica, (Proyecto corto), 30 de julio de 2007. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Titulados a nivel Maestría en la FIME-UANL Rubén Darío León Cavazos, Maestro en Ingeniería con orientación en Telecomunicaciones, (Proyecto corto), 31 de julio de 2007. metal-mecánico, como factor determinante en la captación de negociaciones exitosas”, 6 de agosto de 2007. Blas Gerardo Zamarripa Coronado, Maestro en Ingeniería con orientación en Manufactura, 2 de agosto de 2007. Mayra Itzel González Giacomán, Maestro en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Finanzas, (Examen por materias), 15 de agosto de 2007. Luis Arturo Reyes Osorio, Maestro en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales, “Estudio de la soldabilidad de la aleación Sn3.8Ag0.7Co utilizando el proceso selectivo via haz de luz”, 3 de agosto de 2007. Julio César Meléndez Leguizamón, Maestro en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Finanzas, (Examen por materias), 6 de agosto de 2007. María del Carmen Lozano García, Maestro en Ciencias de la Administración con especialidad en Relaciones Industriales, “Impacto de un vendedor técnico y con factor humano en mercados internacionales dentro de empresas del ramo Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 Arely Estrada Carvajal, Maestro en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Relaciones Industriales, (Proyecto corto), 16 de agosto de 2007. Rafaela del Pilar Cabrera Álvarez, Maestro en Ciencias de la Ingeniería con especialidad en Telecomunicaciones, “Evaluación de los enlaces actuales de microondas en la UANL para su optimización”, 24 de agosto de 2007. Miguel Ángel Regalado Bustamante, Maestro en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Produccion y Calidad, (Examen por materias), 28 de agosto de 2007. 87 �Acuse de recibo CIENCIA FIC INGENIERÍA HIDRÁULICA EN MÉXICO La Facultad de Ingeniería Civil de la UANL presenta el primer número tetramestral (eneroabril 2007) de la revista Ciencia FIC, la cual tiene el objetivo de ser un instrumento de divulgación científica y tecnológica en diferentes áreas dentro de la ingeniería civil, además de ser un medio para informar a la comunidad sobre los diferentes trabajos de investigación que se realizan en los departamentos de dicha facultad. Publicada por el Instituto de Tecnología del Agua, esta revista ahora en su segunda época (ISSN-0186-4076), constituye la continuidad de las revistas “Irrigación en México”, “Recursos Hidráulicos” y la 1ª época de Ingeniería Hidráulica de México, las cuales desde 1930 han sido el eje de artículos técnicos de investigación y divulgación relacionados con el agua, su manejo y sus implicantes político-sociales. La amplitud de esta revista se manifiesta en los ocho artículos que se ofrecen en este número los cuales cubren aspectos de tecnología del concreto, estructuras, geohidrología, ingeniería ambiental e ingeniería de tránsito y transporte. En su segundo número del volumen XXII, correspondiente a abril-junio de 2007, se presentan artículos de investigación de autores nacionales e internacionales sobre: diseño de vertedores escalonados, sedimentación, modelado computacional de fugas en tuberías, desarenadores, almacenamiento de agua de lluvia para zonas rurales, entre otros. Aprovechamos este espacio para felicitar a los creadores de esta revista, quienes han detectado la necesidad de contar, en el entorno académico y profesional actual, con una publicación en esta importante área de la ingeniería que se suma a la familia de revistas universitarias de divulgación científica y tecnológica. (JAAG) 88 Para más información puede consultar la dirección en Internet: http://www.imta.mt/otros/rihm/rihm.htm (FJEG) Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Colaboradores Aguilar Garib, Juan Antonio Ingeniero Mecánico y Maestro en Ciencias por el Instituto Tecnológico de Saltillo. Doctor en Ingeniería de Materiales de la UANL. Premio de Investigación UANL en 1991, 2001 y 2003, y Premio TECNOS en el 2000. Actualmente es profesor del Programa Doctoral de Ingeniería de Materiales de la FIME-UANL. SNI nivel I y miembro de la Academia Mexicana de Ciencias. Armas Valdes, Juan Carlos Ingeniero Mecánico (2003) en la Universidad de Cienfuegos, Cuba. Actualmente es profesor asistente de la Facultad de Mecánica de la Universidad de Cienfuegos e investigador del Centro de Estudio de Energía y Medio Ambiente de la propia universidad. Se encuentra desarrollando un doctorado. Botello Salinas, Leslie Aideé Licenciada en Química Industrial, egresada de la Facultad de Ciencias Químicas de la UANL en diciembre de 2006. Auxiliar de investigador en el laboratorio de Biotecnología de la FCQ. Conde Enríquez, Arturo Ingeniero Mecánico Electricista en la Universidad Veracruzana en 1993. Maestría en Ciencias de la Ingeniería Eléctrica y Doctor en Ingeniería Eléctrica en la UANL en 1996 y 2002 respectivamente. Actualmente es catedrático en el Programa Doctoral de Ingeniería Eléctrica de la FIME-UANL. Del Valle Loroño, Ana Irene Socióloga por la Universidad de Deusto. Profesora de la Universidad del País Vasco adscrita al Departamento de Sociología I desde 1995 donde Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 labora como docente e investigadora. Es coautora de Jóvenes Vascos 1990 y Jóvenes Españoles 1994. García Cavazos, Felipe Raymundo Ingeniero Mecánico Electricista (2004) y Maestro en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales (2007) por la FIME-UANL. Garza González, María Teresa Doctorado en Biotecnología en la Universidad de la Habana, Cuba en 2005. A la fecha es Profesora investigadora de la Facultad de Ciencias Químicas de la UANL y jefa de la Carrera de Licenciado en Química Industrial de la misma facultad. Goldschmidt, Victor Ingeniero Mecánico. Profesor Emérito en la Universidad de Purdue. Tiene más de 200 publicaciones, y es miembro distinguido de la ASHRAE, la que le otorgó el reconocimiento de servicio distinguido. Actualmente es un conferencista distinguido y asesor internacional para la solución de problemas y promotor de la creatividad. Gómez de la Fuente, Idalia Doctorada en Ingeniería de Materiales por la UANL en 1998. A la fecha es Profesora investigadora de la Facultad de Ciencias Químicas de la UANL. Gómez Sarduy, Julio Rafael Ingeniero Electricista (1986) por la Universidad Central de las Villas (UCLV), Cuba. Maestría (1996) y Doctorado en Ciencias Técnicas, especialidad Máquinas Eléctricas (2006) por la UCLV. Actualmente trabaja en el CEEMA de la Universidad de Cienfuegos, como docente e investigador. 89 �Colaboradores González Treviño, José Antonio Ingeniero Mecánico administrador y Maestro en Ciencias de la Administración por la FIME-UANL. Es catedrático de la FIME-UANL desde 1973. Fue Director de la FIME de 1990 a 1996. En la UANL ha sido Secretario Académico (1996-2000), Secretario General (2000-2003) y actualmente es el Rector. Hinojosa Rivera, Moisés Ingeniero Mecánico Administrador (1988), Maestría (1991) y Doctorado (1996) en Ingeniería de Materiales por la FIME-UANL, Posdoctorado en ONERA (Chatillôn Francia, 1997-1998). Miembro del SNI nivel I y miembro de la Academia Mexicana de Ciencias. Profesor-Investigador de la FIMEUANL desde 1998. Actualmente es Subdirector Académico de la FIME-UANL. Idárraga, Gina M. Titulada en Ingeniería Eléctrica por la Universidad Nacional de Colombia en el 2002. Actualmente estudia el Doctorado en el Instituto de Energía Eléctrica de la Universidad Nacional de San Juan en Argentina. Es miembro de la IEEE. Jäger, Johann Diplomado en Ingeniería (1990) y Doctorado en Ingeniería en Eléctrica y Sistemas de Potencia (1996) en la Universidad de Erlangen, Alemania. En 1990 se unió al Instituto de Sistemas de Potencia de la misma universidad donde es Profesor desde 2004. Desde 1996 colabora con SIEMENS en diferentes proyectos internacionales. Es miembro de VDE/ETG y de la IEEE. Orduña López, Eduardo Agustín Ingeniero(1986) y Doctor en Ingeniería Eléctrica (1996) por la Universidad Nacional de San Juan en Argentina. De 1986 a 1990 trabaja en el CONICET y en el Instituto de Ingeniería Eléctrica de la UNSJ, Argentina. De 1990 a 1993 desarrolló investigación en la Universidad Dortmund en Alemania. Actualmente es profesor de la UNSJ en Argentina. Reyes Calvo, Roy Ingeniero Automático (2004) por la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Actualmente profesor e investigador de la Universidad de Cienfuegos, Cuba. 90 Rodríguez Martínez, Calixto Ingeniero Mecánico. Doctor en Ciencias Técnicas en la especialidad de Tribología (1986). Profesor Emérito de la Universidad de Oriente, Cuba. Ganador del Premio de la Academia de Ciencias de Cuba. Autor de 6 patentes internacionales. Sagaró Zamora, Roberto Ingeniero Mecánico. Doctor en Ciencias Técnicas en la especialidad de Tribología en 1995. Profesor Titular del Departamento de Mecánica y Diseño de la Universidad de Oriente, Cuba. Ganó el premio de la Academia de Ciencias de Cuba. Autor de 6 patentes internacionales. Suárez Martínez, Reynier Ingeniero Químico. Master en Ingeniería Química. Profesor Instructor del Departamento de Mecánica y Diseño de la Universidad de Oriente, Cuba. Usategui Basozabal, Elisa Licenciada con grado en Filosofía por la Universidad Pontificia de Salamanca. Profesora de la Universidad del País Vasco, adscrita al Departamento de Sociología 1 desde 1979. Valdez Nava, Zarel Ingeniero Mecánico Metalúrgico, por la FIMEUANL. Premio a la mejor tesis de lincenciatura de 1999 en el área de Ingeniería y Tecnología. Maestro en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales en 2001. Doctorado en Ingeniería en Materiales en 2005 y está realizando su posdoctorado en la Universidad Paul Sabatier. Valdivia Nodal, Yarelis Ingeniero Mecánico en el 2006 por la Universidad de Cienfuegos “Carlos R. Rodríguez”. Actualmente es instructor e investigador de la Facultad de Mecánica de la Universidad de Cienfuegos y estudia un Master en Ciencias Técnicas. Vázquez Martínez, Ernesto Ingeniero en Electrónica y Comunicaciones (1988), Maestría (1991) y Doctorado en Ingeniería Eléctrica (1994) por la UANL. Desde 1996 es Profesor Investigador en la FIME-UANL. Pertenece al SNI nivel I, y es miembro del Instituto de Ingenieros en Electricidad y Electrónica (IEEE). Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 �Información para colaboradores Se invita a profesionistas, profesores e investigadores 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 y convocatorias. un análisis de correlación para su validación. No se aceptan trabajos de carácter especulativo. Los artículos a publicarse en partes, deben enviarse al mismo tiempo, pues se arbitrarán juntas. El envío de artículos a la revista Ingenierías para su publicación implica el ceder los derechos de autor a la UANL. Es requisito que las colaboraciones sean producto del trabajo directo de los autores; y que estén escritas en un lenguaje claro, didáctico y accesible. Las contribuciones no deberán estar redactadas en primera persona. Se aceptarán trabajos en inglés solamente de personas cuyo primer idioma no sea el español. Todos los artículos recibidos estarán sujetos a arbitraje de tipo doble anónimo siendo inapelable el veredicto. 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. LINEAMIENTOS EDITORIALES Para su consideración editorial es requisito enviar: artículo, material gráfico, fichas biográficas de cada autor con un máximo de 100 palabras, en formato electrónico .doc en Word, en CD o por E-mail a la dirección: revistaingenierias@gmail.com El título del artículo no debe exceder de 80 carácteres. El número máximo de autores por artículo es cuatro. La extensión de los artículos no deberá exceder de 8 páginas tamaño carta (incluyendo gráficas y fotos) en tipografía Times New Roman de 11 puntos a espacio sencillo. Los artículos deben incluir un resumen tanto en español como en inglés, de no más de 100 palabras, así como un máximo de 5 palabras clave tanto en español como inglés. Las referencias deberán ir numeradas en el orden citado en el texto. CRITERIOS EDITORIALES En el caso de los trabajos de revisión el autor debe demostrar que ha trabajado y publicado en el tema del artículo, debe ofrecer una panorámica clara del campo temático, debe separar las dimensiones del tema y evitar romper la línea de tiempo y considerar la experiencia nacional y local, si la hubiera. No se aceptan reportes que muestren solamente mediciones. Los artículos deben contener la presentación de resultados de medición acompañados de su análisis detallado, un desarrollo metodológico original, una manipulación nueva de la materia o ser de gran impacto y novedad social. Sólo se aceptan modelos matemáticos si son validados experimentalmente por el autor. No se aceptarán trabajos basados en encuestas de opinión o entrevistas, a menos que aunadas a ellas se realicen mediciones y se efectúe Las fichas bibliográficas incluirán, en orden, los siguientes datos: Autores o editores, título del artículo, nombre del libro o de la revista, lugar, empresa editorial, año de publicación, volumen y número de páginas. Debe incluirse al menos una imagen o gráfica por página, en formato jpg, con 300 dpi y con al menos 15 cm en su lado más pequeño. Las imágenes además de estar incluidas en el artículo, deben enviarse en archivos individuales en formato .tif o .eps. Para cualquier comentario o duda estamos a disposición de los interesados en: Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León, Edificio 7, 1er. piso, ala norte. Tel.: 8329-4020 Ext. 5854 Fax: 8332-0904 E-mail: revistaingenierias@gmail.com Ingenierías, Octubre-Diciembre 2007, Vol. X, No. 37 91 �� Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ingenierías Año de publicación El año cuando se publico 2007 Volumen Volumen de la revista 10 Número Número de la revista 37 Mes de publicación Mes cuando se publicó Octubre-Diciembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Trimestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1751916&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías, 2007, Vol 10, No 37, Octubre-Diciembre Creator An entity primarily responsible for making the resource González Treviño, José Antonio, Director Subject The topic of the resource Ciencia Tecnología Ingeniería Investigación Publicaciones periódicas Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Elizondo Garza, Fernando J., 1954-, Director Aguilar Garib, Juan Antonio, Editor Méndez Cavazos, Julio César, Coordinador Editorial Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/10/2007 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 2020800 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource http://ingenierias.uanl.mx/archivo.html Spatial Coverage Spatial characteristics of the resource. San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Rights Information about rights held in and over the resource Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Biosíntesis Calentamiento global Desgaste corrosivo Redes neuronales Simulación Sobrecorriente