https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/20789/Ingenierias_2015_Ano_18_No_66_Enero-Marzo.pdf 9fef5ba7d292f8438b66a24be5afd01d PDF Text Text ��66 Contenido Enero-Marzo de 2015, Año XVIII, No. 66 2 3 6 13 24 32 39 Directorio Editorial: Año Internacional de la luz Juan Antonio Aguilar Garib Estudio de confiabilidad operacional como soporte al mantenimiento aeronáutico en Cuba Armando Díaz Concepción, Julio Abril Romero García, Jesús Cabrera Gómez, Néstor Viego Ariet, La nanotecnología a 40 años de su aparición: Logros y tendencias Brenda Janett Alonso Gutiérrez, Arnulfo López Meléndez, Carolina Yazmin Rodríguez Liñan, David Abraham Lázaro López Algoritmos de localización de fallas en líneas de transmisión Ever Benjamín Huerta Leija, Ernesto Vázquez Martínez, Gina María Idarraga Ospina Series de Fourier con Maxima y la función Fourier () Sergio David Madrigal Espinoza, Francisco Edmundo Treviño Treviño, Valeria Paola González González Síntesis y caracterización de quitina a partir de exoesqueletos de camarón para su uso como material de refuerzo Yaret Gabriela Torres Hernández, Alejandro Altamirano Torres 45 Eventos y reconocimientos 50 Titulados a nivel Maestría en la FIME-UANL 48 54 55 57 58 Titulados a nivel Doctorado en la FIME-UANL Acuse de recibo Colaboradores Información para colaboradores Código de ética Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año XVIII, No. 66 3 �DIRECTORIO Ingenierías, Año XVIII, N° 66, eneromarzo 2015. Es una publicación trimestral, editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. Domicilio de la Publicación: Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Pedro de Alba S/N, Edificio 7, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México, C.P. 66450. Teléfono: +52 (81) 83294020 Ext. 5854, Fax +52 81 83320904. Editor responsable: Dr. Juan Antonio Aguilar Garib. Reserva de derechos al uso exclusivo No. 04-2011-101411064600-102, ISSN: 1405-0676. Número de certificado de licitud de título y contenido: 15,525, otorgado por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Registro de marca ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial: En trámite. Impresa por: Desarrollo Litográfico, S.A. de C.V., M. M. del Llano 924 Ote., Centro, Monterrey, N.L., México, C.P. 64000. Fecha de terminación de impresión: 15 de enero de 2015. Tiraje: 800 ejemplares. Distribuido por: Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Pedro de Alba S/N, Edificio 7, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México, C.P. 66450. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Prohibida su reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del Editor. Impreso en México Todos los derechos reservados © Copyright 2015 revistaingenierias@uanl.mx UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN Dr. Jesús Ancer Rodríguez Rector M.E.C. Rogelio G. Garza Rivera Secretario General Dr. Juan Manuel Alcocer González Secretario Académico Lic. Rogelio Villarreal Elizondo Secretario de Extensión y Cultura Dr. Celso José Garza Acuña Director de Publicaciones FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA Dr. Jaime A. Castillo Elizondo Director Dr. Juan Antonio Aguilar Garib Editor responsable M.C. Cyntia Ocañas Galván Redacción Gregoria Torres Garay M.C. Jesús G. Puente Córdova Tipografía y formación M.A. José Luis Martínez Mendoza Diseño M.C. Adán Ávila Cabrera Fotografía Ing. Cosme D. Cavazos Martínez Webmaster René de la Fuente Franco Impresor CONSEJO EDITORIAL INTERNACIONAL Dr. Mauricio Cabrera Ríos, Puerto Rico. UPRM / Dr. Cezar Henrique Gonzalez, Brasil. UFPE, Recife-Pernambuco / Dra. Ruth Kiminami, Brasil. UFSC, San Pablo / Dr. Juan Jorge Martínez Vega, Francia. Universidad de Toulouse III / Dr. Juan Miguel Sánchez, USA. UT-Austin / Dr. Zarel Valdez Nava, Francia. UPS-INPT-LAPLACE-CNRS CONSEJO EDITORIAL MÉXICO Dr. Jesús González Hernández, CIMAV / Dr. Benjamín Limón Rodríguez, FIC-UANL / Dr. José Rubén Morones Ibarra, FCFM-UANL / Dr. Ubaldo Ortiz Méndez, FIME-UANL / Dr. Miguel Ángel Palomo González, FACPYA-UANL / M.I.A. Roberto Rebolloso Gallardo, FFYL-UANL / Dr. Félix Sánchez De Jesús, ICBI-UAEH / Dr. Ernesto Vázquez Martínez, FIME-UANL COMITÉ TÉCNICO Dr. Efraín Alcorta García, FIME-UANL / Dr. Rafael Colás Ortiz, FIME-UANL / Dr. Jesús De León Morales, FIME-UANL / Dr. Virgilio A. González González, FIME-UANL / Dr. Carlos Alberto Guerrero Salazar, FIME-UANL / Dra. Oxana Vasilievna Karissova, FCFM-UANL / M.C. Gabriel Martínez Alonso, FIME-UANL / Dr. Martín Edgar Reyes Melo, FIME-UANL / Dr. Roger Z. Ríos Mercado, FIME-UANL / Dr. Juan Ángel Rodríguez Liñan, FIME-UANL 4 Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año XVIII, No. 66 �Editorial: Año Internacional de la luz Juan Antonio Aguilar Garib Universidad Autónoma de Nuevo León Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Juan.AguilarGb@uanl.edu.mx La Real Academia Sueca de Ciencias entregó en 2014 el Premio Nobel de Física a los japoneses Isamu Akasaki y Hiroshi Amano, y al estadounidense Shuji Nakamura, por la invención del diodo emisor de luz azul eficiente, que aunado a los diodos emisores de luz rojo y verde, permite contar con fuentes de luz blanca brillantes que ahorran energía. El tema de este premio resulta ser un magnífico antecedente del inicio del Año Internacional de la Luz y las Tecnologías Basadas en la Luz, proclamado por la Asamblea General de las Naciones Unidas para el 2015, después de las celebraciones internacionales de la física (2005), la astronomía (2009), la química (2011) y la cristalografía (2014), que fueron organizados para aumentar la concientización y comprensión por parte del público general de cómo estas disciplinas de la ciencia pueden ayudar a responder a las necesidades de la sociedad, fomentar el interés de los jóvenes en estas disciplinas, y celebrar las contribuciones de los científicos. Todas estas ciencias tienen relación con la luz: el Año Mundial de la Física marcó el centenario del “año milagroso” en el cual Albert Einstein publicó trabajos que han influenciado a la física moderna, tal como la explicación del efecto fotoeléctrico; el Año Internacional de la Astronomía fue una celebración mundial por los 400 años del primer uso de un telescopio astronómico por Galileo Galilei; el de la Química toma como un hito histórico el centenario del Premio Nobel a Marie Curie, quien en 1903 ya había recibido el premio de Física por sus estudios sobre la radiación; y el de la Cristalografía conmemoró el centenario de los trabajos de difracción de rayos X, que permite el estudio detallado de los materiales cristalinos. La importancia de la luz es obvia si consideramos que el sustento de la vida en la tierra depende de ella a través de la fotosíntesis en las plantas. La fuente de luz natural de la tierra es el sol, aunque también suministra radiación electromagnética que no podemos detectar con la vista. A la parte del espectro electromagnético que sí podemos detectar le llamamos “luz visible” y es la que utilizan nuestros ojos para captar nuestro entorno. La vista es probablemente el más intuitivo de los sentidos y el que mayor información nos proporciona. Estamos familiarizados con la luz dada nuestra naturaleza diurna, que por cierto estamos modificando con la iluminación artificial. La importancia de la luz se manifiesta desde las culturas antiguas en las que no faltan deidades relacionadas con el día, la claridad y por supuesto el sol. En lo cotidiano, apreciamos los fenómenos luminosos constantemente en nuestra vida, aún sin conocerlos: la propagación rectilínea de la luz cuando comprobamos si una superficie es ondulada o plana, valoramos las distancias a Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año XVIII, No. 66 5 �Año Internacional de la Luz / Juan Antonio Aguilar Garib. los objetos mediante triangulación con nuestros dos ojos, utilizamos la reflexión al mirarnos en el espejo o la refracción al admirar un cuerpo bajo el agua, la dispersión en el arco iris o en el color azul del cielo o el rojizo del atardecer. Todas estas cosas que parecen ordinarias, requieren ser estudiadas y comprendidas al momento de desarrollar aplicaciones que aprovechen esos fenómenos. No hay nada más rápido que pueda viajar en el vacío como las ondas electromagnéticas, lo cual brinda un atractivo especial a los científicos interesados en la investigación básica. Newton ya había considerado la naturaleza corpuscular de la luz, tratándola como materia que seguía las reglas de la mecánica clásica, con lo que explicaba su propagación rectilínea y considerando choque elástico, a su reflexión, también se podía explicar la refracción de la luz al aceptar que su velocidad de propagación dependía del medio, incluso se sugerían partículas responsables de cada color, que viajaban a diferente velocidad a través de un prisma y separaban la luz blanca en sus componentes cromáticos. Sin embargo no se podía explicar la difracción de la luz utilizando esta aproximación corpuscular. Huyghens logró explicarla considerando que la luz se propagaba en ondas a través del eter; pasarían más de 300 años para que Einstein demostrara la naturaleza dual de la luz. La importancia de la luz se extiende cuando se consideran otras regiones del espectro electromagnético además del visible, se encuentran las microondas que se utilizan para comunicación y procesamiento de materiales, las ondas de radio que también se utilizan para comunicaciones y en la medicina, el infrarrojo que transfiere calor, también está el ultravioleta, y los conocidos rayos X que se utilizan para el diagnóstico médico y para la caracterización de materiales, y ya no me extiendo más a otros haces energéticos de naturaleza ondulatoria porque la lista es larga. No parece necesario reforzar la importancia de la luz en sí, pero lo que sí es necesario es reforzar la importancia de su estudio, ya que hay una tendencia moderna para evaluar el mérito de una investigación por su “utilidad” inmediata, y trasciende hasta los cursos en las carreras eliminando temas que no parecen tener demanda. El mismo Charles K. Kao expresó algo así en sus palabras de agradecimiento a la Real Academia Sueca de Ciencias cuando recibió el premio Nobel de Física en 2009 por el desarrollo de la fibra óptica en 1965, “Había muchos obstáculos. Pero a principios de los 60’s la investigación esotérica era tolerada siempre que no fuera muy costosa”. Así, entre los objetivos de una celebración como la del Año Internacional de la Luz está valorar y fomentar el interés por el estudio sobre este campo de manera que no sea un asunto de tolerancia. Una forma en la que se puede lograr esto es a través de figuras que se resaltan a la manera de los héroes, como podrían ser investigadores laureados con el premio Nobel (seguramente Newton, Huyghens y Galileo hubieran calificado). En este año también se celebran algunos aniversarios importantes, tal como el libro de óptica de Ibn Al-Haythem de 1015, los trabajos sobre la naturaleza ondulatoria de la luz de Fresnel de 1815, las propuestas sobre ondas electromagnéticas de Maxwell de 1865, la luz en espacio y tiempo con la teoría general de la relatividad de Einsten de 1915, el descubrimiento del fondo de microondas en el espacio por Penzias y Wilson, así como la tecnología de fibra óptica de Charles Kao de 1965, cubriendo desde los primeros estudios de óptica hasta las tecnologías en 6 Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año XVIII, No. 66 �Año Internacional de la Luz / Juan Antonio Aguilar Garib. comunicaciones ópticas que aprovecha el Internet, de hecho, se puede decir que fotónica se está convirtiendo en la piedra angular de las tecnologías del futuro desde los trabajos de Townes, Básov y Prójorov, quienes compartieron el Premio Nobel de Física en 1964 por los trabajos fundamentales en el campo de la electrónica cuántica y la construcción de osciladores y amplificadores basados en los principios de los máser-láser. El Año Internacional de la Luz es un proyecto multidisciplinario de educación e investigación con más de 100 socios de 85 países interesados en las tecnologías basadas en luz que esperan interesar a la población en ellas, no solamente como usuarios de “gadgets”, sino como parte de la cultura general, proponerlas como promotores de la economía coordinando actividades internacionalmente. Nuestro país tuvo una participación muy importante en esta celebración ya que la resolución fue presentada por México en la Segunda Comisión de las Naciones Unidas en 2013, y apoyada con la participación de 35 países que resultó en la proclamación del Año Internacional de la Luz y las Tecnologías Basadas en la Luz, reconociendo su importancia, cómo éstas ayudan al desarrollo sostenible y ofrecen soluciones a los problemas mundiales en energía, salud, agricultura y educación. Se ha formado un comité nacional en México con la finalidad de promover y coordinar las actividades relacionadas con esta celebración, la página www. luz2015.unam.mx presenta noticias y artículos sobre temas diversos relacionados con la luz y mantendrá al público informado sobre las diversas actividades a desarrollarse durante este año en México, también hay un enlace a la página internacional www.light2015.org Ésta es una oportunidad para incluir a la luz en nuestro acervo de cultura general, ya que durante el año estaremos escuchando con frecuencia notas y comentarios al respecto, conoceremos de los hechos y los mitos, en donde se verá que actualmente la luz se utiliza para mucho más que iluminar o dar color, también es un medio importante para la transmisión de energía y de información. Un antecedente favorable es sin duda el Museo de la Luz en la Ciudad de México (www.museodelaluz.unam.mx), que será parte de la promoción y mejor entendimiento general y político del papel de la luz en el mundo moderno, procurando además que los jóvenes se interesen por la formación científica. Los universitarios tenemos una responsabilidad especial en el éxito de las actividades asociadas a celebraciones de esta naturaleza, especialmente como profesores, ya que con nuestra actividad en el aula, y fuera de ella, influimos decisivamente en el interés de nuestros estudiantes por las cuestiones científicas y sus aplicaciones en la tecnología. La clausura se llevará a cabo en México en 2016, pero las actividades continuarán, ya que solamente se podrá decir que se ha aprovechado esta oportunidad al momento en que se logren aumentar el interés y comprensión de la población el estudio de este campo y se encuentre mayor interés de los jóvenes por realizar en el futuro contribuciones científicas para la solución de problemas específicos de la sociedad. Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año XVIII, No. 66 7 �Estudio de confiablidad operacional como soporte al mantenimiento aeronáutico en Cuba Armando Díaz ConcepciónA, Julio Abril Romero GarcíaB, Jesús Cabrera GómezA, Néstor Viego ArietB, Centro de Estudios en Ingeniería de Mantenimiento. Instituto Superior Politécnico José A. Echeverría (ISPJAE). Campus CUJAE, Marianao, La Habana, Cuba. B Empresa de Aviación ECA. Corporación de la Aviación Cubana (CACSA). Boyeros, La Habana, Cuba adiaz@ceim.cujae.edu.cu A RESUMEN En el presente trabajo se caracteriza la actividad de mantenimiento en una empresa de aviación en Cuba. Se evalúan los indicadores de cada elemento integrante de la Confiabilidad Operacional para el sistema de acondicionamiento de aire de las aeronaves IL – 96 – 300, mediante el uso de análisis de Weibull, modelo de Ajuste a la Distribución y cálculo de Disponibilidad, como soporte al mejoramiento del proceso de toma de decisiones. Los resultados del estudio demuestran la baja confiabilidad de este sistema y sus agregados y que las bases de datos no tienen la información para la aplicación de todas las herramientas y modelos. PALABRAS CLAVE Mantenimiento, industria aeronáutica, confiabilidad operacional, toma de decisiones. ABSTRACT In this work the maintenance activity at Cuba´s airline is characterized. All factors integrating each element of Operational Reliability for Environmental Control System in aircraft type IL – 96 – 300 are evaluated using Weibull analysis, Adjust of Distribution model and Availability calculations, for supporting decision-making process. The results of study show the low reliability of this system and its components, and also, data bases don´t have necessary information to apply all the tools and models. KEYWORDS Maintenance, aeronautical industry, operational reliability, decision making. INTRODUCCIÓN El Mantenimiento ha variado más que cualquier otra disciplina durante los últimos años, respondiendo a expectativas cambiantes y a una óptica de 6 Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 �Estudio de confiabilidad operacional como soporte al mantenimiento aeronáutico en Cuba / Armando Díaz Concepción, et al. nuevos métodos, diseños cada vez más complejos y responsabilidades enfocadas al negocio y la satisfacción de los clientes como meta fundamental. Se requiere por tanto, un conjunto de estrategias, políticas y actitudes sistemáticas para asegurar que un sistema o componente pueda ser operado cuando se necesita. El Mantenimiento, al asegurar un menor índice de fallo, mayor explotación y elevada confiablidad produce un bien real, que puede resumirse en capacidad de producir con calidad, seguridad y rentabilidad.1,4 Dentro de la filosofía de la confiabilidad, un sistema integrado de Confiabilidad Operacional es la unión de metodologías de inspección y análisis de mantenimiento con el cual se generan los mejores planes de inspección y mantenimiento, mediante una perspectiva que enlaza una serie de elementos técnicos, de negocios y filosóficos en una estrategia global, cuyo objetivo es lograr una serie de efectos positivos que ayuden a posicionar a cualquier empresa en la categoría de Clase Mundial.5 En un sistema de Confiabilidad Operacional es necesario el análisis de sus cuatro parámetros operativos: Confiabilidad Humana, Confiabilidad de los Procesos, Mantenibilidad y Confiabilidad de los Equipos; sobre los cuales se debe actuar si se quiere un mejoramiento continuo y de largo plazo.6 En la figura 1 se muestran los elementos integrantes de la Confiabilidad Operacional. La empresa de aviación en la que se realiza el estudio, es un operador aéreo donde el proceso de mantenimiento comprende todo el trabajo que se realiza para conservar la aeronave en condiciones de aeronavegabilidad, teniendo gran incidencia en la seguridad de las operaciones aéreas, por lo que Fig. 1. Elementos integrantes de la Confiabilidad Operacional. Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 es una alta prioridad para la máxima dirección de la organización.7 La empresa tiene diseñado un Programa de Confiabilidad para mejorar el mantenimiento de las aeronaves y controlar sus costos, con el objetivo de cumplir los requerimientos propios de sus operaciones, el cual es desarrollado, tomando en consideración las recomendaciones de la Dirección de Ingeniería y Aeronavegabilidad (DIA) del Instituto de la Aeronáutica Civil de Cuba (IACC) y los Fabricantes, así como la experiencia de explotación y el nivel de utilización de las aeronaves, siguiendo el orden que se establece en las Regulaciones Aeronáuticas Cubanas (RAC). De acuerdo con lo anterior, el presente trabajo se orienta a estudiar el mejoramiento del programa de mantenimiento de las aeronaves basado en un análisis de Confiabilidad Operacional, para facilitar la toma de decisiones y optimizar la gestión del mantenimiento. MATERIALES Y MÉTODOS El estudio basado en los indicadores de Confiabilidad Operacional se realiza para el sistema de acondicionamiento de aire (ECS) de las aeronaves tipo IL – 96 – 300, teniendo en cuenta que durante el período de explotación de estas aeronaves, este sistema ha venido presentando un incremento en el número de fallos, lo que ha provocado un grupo de consecuencias operacionales y por tanto, una pérdida en la calidad de los servicios que prestan. El análisis de los agregados del sistema se basa en los reportes de tripulación y mantenimiento e incluye remociones, fallas, chequeos funcionales e inspecciones, demoras y cancelaciones técnicas, interrupciones de vuelo e incidentes técnicos. La información es recopilada y extraída de programas especializados para el almacenamiento de esta información y que sirven como fuente primaria para el procesamiento y elaboración de informes que permitan establecer criterios objetivos de evaluación para tomar acciones de mantenimiento.6 En la tabla I se precisa una relación de los activos con mayor cantidad de incidencias en los fallos del ECS y su influencia cuantitativa en esta contribución. 7 �Estudio de confiabilidad operacional como soporte al mantenimiento aeronáutico en Cuba / Armando Díaz Concepción, et al. Tabla I. Relación de fallos por agregados respecto al total del ECS. Agregados % Válvula 3449 39.3 Válvula 3408 8.4 Válvula 3409 Válvula 3415 Válvula 3173A Turbina de enfriamiento (6671) 29.9 8.4 7.5 6.5 Partiendo de las propuestas de diferentes autores y haciendo un análisis de la influencia de los parámetros y de las consultas a especialistas y personal técnico experimentados en la materia, se obtiene información actualizada para estimar los cuatro elementos de la Confiabilidad Operacional y seleccionar modelos matemáticos para ser estudiados y evaluar su impacto en el binomio operación – mantenimiento, mediante herramientas y el procesamiento estadístico de los datos históricos se evalúa el comportamiento del activo a fin de poder determinar el nivel de operabilidad, la magnitud del riesgo y las acciones de mitigación y de mantenimiento que requiere el mismo para asegurar la continuidad operacional. La confiabilidad en los Procesos y Sistemas contempla la comprensión del proceso, los procedimientos y las operaciones comprendidas dentro del diseño establecido. Inicialmente para determinar la distribución de probabilidad que modela el conjunto de datos se realiza una Prueba de Bondad de Ajuste utilizando el programa de análisis StatGraphics versión 5.1, comprobando que estos siguen una distribución de Weibull en todos los casos,8 por lo que para la valoración de la función de supervivencia se utiliza la ecuación: (1) Donde: α: Escala de Weibull β: Forma o pendiente de Weibull t: Parámetro tiempo. El Tiempo Medio entre Fallos (MTBF) o tiempo de vida promedio de un activo según una distribución de Weibull se obtiene según la ecuación: (2) 8 Donde: Γ: Función Gamma. La mantenibilidad es uno de los indicadores utilizados para caracterizar la actividad de Mantenimiento. El cálculo de esta magnitud se efectúa utilizando los tiempos para reparar (TTR) de cada uno de los activos durante el período, a los datos se le aplicó una Prueba de Bondad de Ajuste utilizando el programa estadístico StatGraphics versión 5.1 con la guía de las pruebas de Kolmogorov – Smirnov y Anderson – Darling. Luego de ser analizados se comprobó que los TTR seguían una distribución de tipo Weibull por lo que para la estimación de la mantenibilidad se utilizó el Método de Ajuste a la Distribución.9,10,11 El cálculo de la disponibilidad8,14,15 está basado en la distribución de fallas y la distribución de tiempo de reparación y muestra la probabilidad de que el equipo esté operando satisfactoriamente en el momento en que sea requerido después del comienzo de su operación y puede ser calculada mediante la ecuación: (3) Donde: Rei: Disponibilidad del activo. tee: Tiempo de trabajo efectivo. tet: Tiempo total de trabajo previsto. El Programa de Control de la Confiabilidad implementado actualmente en la empresa de aviación para evaluar la efectividad de los programas de mantenimiento de las aeronaves, está dirigido solamente hacia los activos, sin tener en cuenta otros factores que influyen en las causas de las fallas y que afectan los procesos críticos y la rentabilidad de la empresa, limitando sus resultados dentro de la organización, al enfocar la confiabilidad únicamente desde la perspectiva del mantenimiento. 12 La propuesta de Confiabilidad Operacional,13 ofrece ventajas en cuanto a la integración y el trabajo de equipo para la toma de decisiones, mediante una serie de procesos de mejora continua, que incorporan en forma sistemática, herramientas de diagnóstico, metodologías de análisis y nuevas tecnologías, para optimizar la gestión del mantenimiento. Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 �Estudio de confiabilidad operacional como soporte al mantenimiento aeronáutico en Cuba / Armando Díaz Concepción, et al. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Se requiere analizar cada uno de los parámetros de la Confiabilidad Operacional, para optimizar las características operacionales de los activos más críticos, reducir los costos y garantizar un mejoramiento continuo y de largo plazo. Tabla III. Indicadores de confiabilidad del sistema de aire acondicionado. CON FIAB ILI DAD E N LOS PROCE SOS Y SISTEMAS Los índices de confiabilidad se determinan mediante las ecuaciones 1 y 2, los valores obtenidos para cada activo se presentan en la tabla II. Se puede observar en la tabla II que los valores de β (β >2) son típicos para activos con una probabilidad de fallo creciente. Los valores de confiabilidad obtenidos para cada activo son aproximadamente de un 50 %, lo que está por debajo de los estándares que se exige en la industria aeronáutica. El agregado de menor confiabilidad fue la válvula 3409 con 49.7 % y el de mayor confiabilidad fue la válvula 3408 con 53.6 %. Enfriamiento Turbina 6671 0.5341 Válvula 3408 0.5356 Tabla II. Parámetros de confiabilidad de cada activo. Agregados Parámetro β Parámetro α Turbina 6671 6.40984 11692.2 Válvula 3409 3.30843 10117.2 Válvula 3449 Válvula 3408 Válvula 3415 Válvula 3173A 3.49362 8.1174 3.34192 4.55963 10157.4 Subsistemas Agregados Extracción Válvula 3449 Croos-Feed R(t) R(t) R(t) Agregados Subsistema % Válvula 3409 Válvula 3408 Válvula 3409 Distribución Válvula 3415 Válvula 3173A Sistema 0.5018 0.4969 0.5356 0.4969 88.2 0.953 95.3 0.69 69 0.545 54.5 el de mayor confiabilidad fue el de enfriamiento de aire con 95.3 %. El sistema de acondicionamiento de aire en las aeronaves es un sistema de confort, lo que implica que el fallo de uno de sus componentes o del sistema no afectaría la navegabilidad de la aeronave. La baja confiabilidad de este sistema afecta directamente MTBF (horas) 10871 9132 9080 0.534 R(t) 53.4 0.502 50.2 0.497 53.6 11893.7 10860 0.517 51.7 10030 0.498 R(t) % 49.7 0.536 Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 0.882 0.5165 5735 En la estimación de la confiabilidad del sistema se tiene en cuenta la forma en que están interconectados los componentes y subsistemas. En el caso del ECS la configuración de sus subsistemas es en serie, pero en cada subsistema, los agregados se encuentran instalados en una configuración serie, paralelo o mixta, por lo que la disposición del sistema es una configuración mixta. En la tabla III se muestra los resultados de la confiabilidad del sistema tomando en cuenta la de sus subsistemas y agregados. En la tabla III se aprecia que la confiabilidad del sistema de acondicionamiento de aire de las aeronaves IL – 96 – 300 es de un 54.5 %. El subsistema de más baja confiabilidad fue el de distribución con 69 % y 93.8 0.4982 6078.22 11175.9 0.938 49.8 la calidad de los servicios y no atenta contra la seguridad del vuelo. MANTENIBILIDAD DEL EQUIPO En la tabla IV se pueden observar los indicadores de mantenibilidad para cada uno de los activos, comprobándose que la válvula 3415 fue el activo de menor confiabilidad con 35.8 % y la probabilidad de que las tareas de mantenimiento no fueran cumplidas en 8 horas y si entre 8 y 12 fue de 33.9 %. En el indicador del cumplimiento de las tareas de mantenimiento se puede apreciar como el 90 % de las mismas fueron cumplidas en 21,9 horas. El activo de mayor confiabilidad en las acciones de mantenimiento fue la válvula 3173A con 94 %, el 9 �Estudio de confiabilidad operacional como soporte al mantenimiento aeronáutico en Cuba / Armando Díaz Concepción, et al. Tabla IV. Indicadores de mantenibilidad para cada activo. Agregado MTTR M(t2)% P(t1,t2) TTR(0,90) 0.86 6.75 0.999 0.993 8.17 Válvula 3449 0.5398 Válvula 3408 0.86 Válvula 3409 Válvula 3415 Válvula 3173A Weibull (t1=8 horas; t2=12 horas) M(t1)% 0.358 0.944 7.73 6.75 11.76 5.36 cual tiene una probabilidad de que sus tareas de mantenimiento sean cumplidas entre 8 y 12 horas de 98 %. El 90 % de las tareas de mantenimientos fueron cumplidas en 7.5 horas. En el caso de la turbina de enfriamiento 6671 todos los agregados de este tipo que fallaron en el período, fueron reportados como no reparables debido al alto grado de degradación de sus componentes. En la figura 2 se muestra la mantenibilidad del sistema según la disposición de sus agregados, y se puede apreciar que para el sistema durante el período analizado fue de un 96.76 %. 0.993 0.999 0.576 0.999 0.985 0.993 0.339 0.98 10.1 8.17 21.9 7.5 Fig. 3. Disponibilidad de los activos y sistema de aire acondicionado. mismo fue de un 99 %. Esto se debe a la redundancia que presenta la ubicación de los activos y a la función que cumplen los mismos dentro del sistema. Fig. 2. Mantenibilidad de los activos y sistema de aire acondicionado. DISPONIBILIDAD La figura 3 ilustra la disponibilidad de cada uno de los equipos, calculada según ecuación 3, e incluye la evaluación de la disponibilidad del sistema a partir de la disposición de los agregados en el mismo. Puede comprobarse en la figura 3, como para el período en análisis, la disponibilidad del sistema fue de 99 %, siendo el activo de menor disponibilidad las válvulas 3449 con 95.7 %; mientras que los demás activos operaron con una disponibilidad superior al 99 %. Se debe señalar que a pesar de que la confiabilidad del sistema se comportó al 54.5 % la disponibilidad del 10 CONFIABILIDAD HUMANA La Confiabilidad Humana es un factor fundamental y determinante de la Confiabilidad Operacional, pues impacta fuertemente en los demás componentes. La herramienta más conocida y aplicada para el análisis de Confiabilidad Humana es la Técnica para la Predicción de la Tasa de Error Humano, debido a la complejidad de su análisis y la carencia de una base de datos que permitan la realización del mismo, en el presente estudio se decidió no incluirlo y complementar el análisis de Confiabilidad Operacional incorporando los indicadores de Confiabilidad Humana después que se implemente una base de datos que contenga la información necesaria para aplicar esta herramienta. El alcance del estudio de Confiabilidad Operacional permite identificar la eficiencia de los procesos de aseguramiento en las condiciones de explotación de los activos analizados y de los Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 �Estudio de confiabilidad operacional como soporte al mantenimiento aeronáutico en Cuba / Armando Díaz Concepción, et al. elementos que intervienen en el ECS, pero al no poder incorporar elementos relacionados con las personas, es insuficiente para poder elaborar una propuesta integral, sin embargo, posee un impacto directo en la calidad, superior al Programa de Control de la Confiabilidad utilizado en la empresa de aviación, al incorporar las cálculos de mantenibilidad y confiabilidad en los procesos, ofreciendo una visión más completa para la toma de decisiones. CONCLUSIONES • Se analizaron las características actuales del mantenimiento en la Industria Aeronáutica cubana, concluyéndose que las herramientas vinculadas con los análisis de confiablidad y particularmente las de Confiabilidad Operacional, son poco utilizadas como parte integral del sistema de mantenimiento. • En el proceso de obtención de datos se obtuvo que las bases de datos no cuentan con toda la información necesaria para la aplicación de todas las herramientas y modelos, en específico los relacionados con la Confiabilidad Humana. • Se realizó un análisis de la confiabilidad detallado por activo y el sistema de aire acondicionado en su integralidad; donde se determinó que respecto a la Confiabilidad de Equipo, el activo con menor confiabilidad es la válvula 3409, el subsistema de distribución es el de mayor incidencias y en lo que se refiere a la Mantenibilidad, el activo de menor confiabilidad fue la válvula 3415. BIBLIOGRAFÍA 1. Cabrera Gómez, J. 2003. 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En este artículo presentaremos los orígenes, así como los primeros filósofos y científicos en exponer las ideas que hacen de la nanotecnología lo que hoy es y cómo ha ido creciendo a través del tiempo, para que hoy en día sea considerada una herramienta clave del futuro de la humanidad, debido a las inmensas posibilidades que presenta para un gran número de áreas de interés como la Biología, la Medicina, la industria automotriz y textil, por mencionar algunas. PALABRAS CLAVES Nanotecnología, nanociencia, nanoescala, nanopartícula, Richard Feynman. ABSTRACT Nanotechnology is a science that has been present in civilization since ancient times and has grown rapidly, reaching a peak from the 80s. It is clear that nanotechnology will have an important role in the growth of scientific and technological development in this century. This article presents the origins of this area as well the philosophers and scientists to expose the first ideas of nanotechnology and how it has been evolving over time, so that today it is considered the science of the future due to the immense possibilities for a large number of interest areas such as biology, medicine, automotive industry and textiles. KEYWORDS Nanotechnology, nanoscience, nanoscale, nanoparticle, Richard Feynman. INTRODUCCIÓN La historia de la civilización ha mostrado la habilidad del ser humano por modificar la naturaleza a gran escala, para lograr un beneficio de su entorno natural. La construcción de las pirámides de Egipto y del México prehispánico, la gran muralla China hasta el edificio Empire State en New York, son tan solo algunos ejemplos. Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 13 �La nanotecnología a 40 años de su aparición: Logros y tendencias / Brenda Janett Alonso Gutiérrez, et al. Por el contrario, no queda claro en qué momento exactamente los humanos empezaron a aprovechar las ventajas de los materiales en dimensiones nanométricas, se sabe que en el siglo IV a.C. los vidrieros romanos fabricaban cristales que contenían metales nanométricos. Un ejemplo de esto, es la copa que representa la muerte del Rey Licurgo,1 está hecha de vidrio de sosa y cal que contienen nanopartículas de oro y plata. Debido a estas nanopartículas presentes, el color de la copa varía de verde a rojo intenso (figura 1) cuando se le introduce una fuente luminosa en su interior. También la gran variedad de colores que están presentes en los vidrios de las catedrales medievales, se debe a la existencia de nanopartículas metálicas en el vidrio. Fig. 1. Color cambiante de la copa de Licurgo (verde con luz reflejada y rojo con luz transmitida) y una de las nanopartículas de Au que contiene el vidrio.2 Aunque desde tiempos antiguos ya se presentaba el uso de la nanotecnología, no fue hasta tiempos más recientes que se comenzó a poner un mayor interés en esta fascinante área. En 1960 el premio Nobel de Física Richard Feynman presentó una conferencia en el ámbito de la nanotecnología llamada “There is plenty of room at the bottom” en una reunión de la Sociedad Americana de Física,3 donde especuló sobre el potencial y las grandes posibilidades en el estudio del área de lo nanométrico. En esta plática propuso manipular los átomos individualmente para poder construir pequeñas estructuras que poseyeran la mayor variedad de propiedades. Aunque la presentación de Feynman fue hasta los años 60, ya se trabajaba de forma experimental sobre la síntesis de pequeñas partículas metálicas. La única diferencia fue que en ese entonces, no se le conocía como nanotecnología ni se había estudiado el tema de una forma precisa y sistemática. 14 No fue hasta los años 80 que la nanotecnología dio un gran salto en el ámbito científico, con la aparición de nuevos métodos, más apropiados para el estudio y fabricación de nanoestructuras. Un ejemplo de esto ocurre en el año de 1981 cuando se desarrolló un método para obtener cúmulos metálicos mediante el uso de un láser concentrado que permitiera vaporizar metales y formar plasma. Al final, lo importante es no perder de vista la historia de la nanotecnología y sus partículas insignia, iniciada por el fullereno que aseguraba traer grandes cambios en la vida cotidiana, luego llego el nanotubo y sufrió el mismo destino hasta que fue sustituido por el ampliamente estudiado grafeno, el cual deberá esperar, hasta que aparezca una nueva fuente de inspiración que alimente las promesas tecnológicas incumplidas. Un nanómetro (nm) actualmente tiene la aceptación en el Sistema Internacional de Unidades (SI), donde 1 nanómetro es igual 1x10-9 metros.4 A esta escala de la que estamos hablando, se encuentran muy cercanos el tamaño de los átomos y moléculas que componen la materia. Para tener una idea de que tan pequeño es un nanómetro, pensemos en el diámetro de un cabello humano, el cual mide aproximadamente 75,000 nm, la doble hélice del ADN tiene un espesor de 2 nm (figura 2), otro ejemplo es que en una habitación normal hay unas 15,000 nanopartículas por cm3 en el aire. Si estamos dando un paseo por el bosque, usted estará en un ambiente donde habrá alrededor de 50,000 nanopartículas por cm3, en una gran ciudad puede haber hasta 100,000 nanopartículas por cm3, aunque no podemos ver partículas nanométricas se pueden oler algunas, por ejemplo cuando se está horneando un pastel. Las nanopartículas deben cumplir 3 condiciones: que el tamaño este comprendido en 1 y 100 nm por lo menos en una dimensión (0D, 1D, 2D) que las propiedades de los materiales cambien en este rango y que exista un control y entendimiento de lo que se está fabricando. En cuanto al cambio de las propiedades podemos dar el ejemplo del oro, si se compara una moneda de oro con un lingote del mismo material y de la misma pureza, aunque mucho más pequeña, tiene las mismas propiedades físicas y químicas del lingote, como el color, la dureza, el punto de fusión, la densidad, etc. Si hipotéticamente Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 �La nanotecnología a 40 años de su aparición: Logros y tendencias / Brenda Janett Alonso Gutiérrez, et al. dividimos la moneda en dos partes iguales, cada una de las mitades seguirá siendo dorada, brillante y con todas las propiedades de la moneda entera o del lingote. Al repetir este proceso muchas veces, pasando de los centímetros a los milímetros y de los milímetros a las micras, no debería de haber cambios observables en los pedazos de la moneda de oro. Sin embargo, cuando llegamos a la nanoescala todo cambia, el fragmento nanoscópico de oro ya no es dorado. Una nanopartícula de oro puede ser roja, naranja, purpura o hasta verdosa dependiendo de su tamaño.5 Fig. 2. Diferentes objetos con su tamaño característico. Los objetos cuyo tamaño estará comprendido entre 1 y 100 nm son con los que trabaja actualmente la nanotecnología. Como hemos visto, la nanociencia ha estado presente desde tiempos antiguos hasta la actualidad, y poco a poco se ha ido descubriendo cuales son los límites de lo posible en esta ciencia emergente, que va definiéndose día con día con nuevos y sorprendentes hallazgos. Este trabajo continuo de comprensión y desarrollo, se realiza de manera constante en institutos de investigación y universidades alrededor del mundo, con el fin de lograr un mejor entendimiento y poder aplicar los conocimientos adquiridos, para mejorar la calidad de vida de la humanidad. Historia de la nanotecnología Fue alrededor del año 450 a.C., cuando surgió la filosofía de la escuela atomista. Este era un concepto donde se mencionaba que los átomos eran un bloque Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 básico e indivisible, que componen la materia y el universo. Posteriormente Democrito y Leucipo propusieron la primer teoría atómica llamada “Discontinuidad de la Materia” la cual consistía en que la materia podía ser dividida indeterminadamente hasta obtener pequeñas partículas indivisibles, a estas partículas les llamaron “Átomos”, los cuales constituyen la materia. A partir de esta primer teoría se abrió camino para nuevos modelos atómicos como lo son: el modelo de Dalton (1800), el de Thomson (1897), el modelo atómico de Rutherford (1908), este último ganador del premio nobel, el modelo de Bohr (1913) y el actual modelo de Schrödinger, estos encaminaron el estudio del átomo hasta lo que sabemos hoy en día. “Richard Feynman un hombre con visión” A pesar de que el concepto sobre nanotecnología no es algo fijo y cerrado, sino que se construye poco a poco conforme se efectuan nuevos experimentos, su origen sí parece estar claro para todos, viéndolo desde cualquier ángulo, el nacimiento de esta ciencia resulta indiscutiblemente ligada a Richard Feynman, científico nacido en Nueva York en el año 1918, trabajó en muy diversos temas, destacando los resultados en electrodinámica cuántica, por los que fue galardonado con el premio nobel de física en 1965. Feynman6 hablaba de la posibilidad de crear materiales desde una nueva perspectiva, basada en la manipulación y el control de los objetos tan pequeños como los propios átomos y dijo: “No me gusta considerar la pregunta final de si en el futuro, podremos colocar los átomos como queramos, ¿cuáles serían las propiedades de los materiales si pudiéramos colocarlos de alguna forma favorable? No puedo saber exactamente qué pasaría, pero no tengo la menor duda de que si controlamos la colocación de objetos a una pequeña escala, tendríamos acceso a un amplio rango de propiedades que los materiales pueden presentar y podríamos hacer una gran cantidad de cosas” finalizó. Esta idea que parecía de ciencia-ficción, estaba avalada por el hecho de que, esta manipulación de átomos no contradecía ninguna ley física, por lo tanto no había problema alguno para que pudiera llevarse a cabo. 15 �La nanotecnología a 40 años de su aparición: Logros y tendencias / Brenda Janett Alonso Gutiérrez, et al. El nuevo nombre de la ciencia de lo pequeño El concepto “Nanotecnología”, fue creado en el año de 1974 por el Prof. Norio Taniguchi (figura 3), de la Universidad de Ciencias de Tokio, que decia: “La nanotecnología consiste en el procedimiento de separación, consolidación y deformación de materiales átomo por átomo o molécula por molécula”. 7 Durante este año la nanotecnología comenzó a crecer con fuerza y condujo a los científicos más optimistas a trabajar con empeño en distintos temas. La idea de que en algún sentido se podría tocar los átomos y las moléculas, surgió en la década de los 80, cuando estudiosos apoyados por la teoría propuesta por el Dr. K. Eric Drexler, consiguieron manipular los átomos y las moléculas. Lo cual causó gran controversia de opiniones en la época y dio motivos para que la justicia interviniera, por el temor de que sea usado con intenciones bélicas o ilícitas. Fig. 3. Prof. Norio Taniguchi. Eric Drexler: El primer impulso en tierra firme.7 Drexler, un académico del Massachussets Institute of Technology (MIT), enfatizó su trabajo en el ensamblaje molecular imaginando pequeños robots, construidos a escala microscópica, capaces de manipular y colocar átomos en un lugar adecuado dentro de la estructura atómica del material, con la finalidad de construir moléculas únicas, precisas y muy particulares. 16 Pese a la innovación que Drexler ofreció en sus conceptos, los científicos de la época trataron con escepticismo el tema y al igual que sucedió con la escuela atomista griega y el emotivo discurso de Feynman, la idea parecía sacada de alguna película, especialmente para Richard E. Smalley, quien ganara el Premio Nobel de Química en 1996 por el descubrimiento de los fullerenos. Smalley mencionaba diversos problemas con la idea de fabricar o manipular átomo por átomo para construir un objeto, principalmente debido a lo que llamaba dedos gordos (fat fingers) y dedos pegajosos (sticky fingers), que impedirían dicha manipulación, a lo que Drexler respondía que eso era un problema de ingeniería y no un problema fundamental que impidiera llevar a cabo la idea. Aun así, Eric Drexler logra publicar el primer libro sobre nanotecnología en 1986 titulado Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology, también se ve involucrado en el primer simposio de nanotecnología organizado en el Massachusetts Institute of Technology en 1987.8 En el siguiente año, se crea y se lleva a cabo el primer curso universitario de nanotecnología en la Universidad de Standford donde también estuvo involucrado el Dr. Eric Drexler. El curso inició con 50 estudiantes y duró solo 10 semanas.8 Descubrimiento del C60 En 1985 fue la primera vez que se encontró el Fullereno o C60, el cual cuenta con excelentes características físicas, químicas, matemáticas y estéticas y es la tercera forma molecular más estable del carbono. El descubrimiento de la existencia de una molécula con forma de balón de fútbol, que contenía 60 átomos de carbono (figura 4), fue el resultado de investigaciones sobre la naturaleza de la materia en el espacio sideral.9 Este descubrimiento dio nacimiento a estudios sobre la trasmisión de la luz a través del polvo interestelar, las pequeñas partículas de materia que llenan el espacio entre estrellas y galaxias y la extensión óptica, que ocurre cuando la luz de una estrella lejana atraviesa el cosmos, llega a la Tierra y se reduce la intensidad de la radiación. El fullereno C60 conocido también como Buckminsterfullereno, en honor al arquitecto Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 �La nanotecnología a 40 años de su aparición: Logros y tendencias / Brenda Janett Alonso Gutiérrez, et al. un tubo, con enlaces al final de ella para cerrar sus extremos, dependiendo de su grado de enrollamiento y como se conforma la lámina original, se pueden dar distintos diámetros y geometría interna de tal forma que podemos encontrar múltiples aplicaciones ya sean eléctricas, mecánicas o térmicas. Al estudiarse se encontraron nanotubos monocapa (figura 6) o de pared simple (SWNT) y los multicapa o de pared múltiple (MWNT). Fig. 4 C60 o fullereno. Richard Buckminster Fuller,9 por la similitud con las estructuras que diseñaba. Los 90´s pilar de la nanotecnología Poco antes de comenzar esta década, la compañía IBM, logró una demostración impresionante donde consiguieron escribir el logotipo de la empresa a escala atómica, utilizando 35 átomos de xenón (figura 5), una diminuta lámina de metal cristalino y un Microscopio de Tunelamiento (STM), el cual toma imágenes de superficies a nivel atómico y no solo puede ser usado con vacío, sino también en agua, aire y líquidos o gases presentes en el ambiente a una temperatura que alcanza casi el cero Kelvin hasta cientos de grados Celsius.10 Fig. 5. Logo IBM realizado con xenón sobre níquel.11 Nanotubos de carbono En 1991 se descubre una de las estructuras más interesantes y con gran potencial de aplicación: los Nanotubos de carbono, descubiertos por Sumio Iijima, aunque se cree que la primera evidencia de la naturaleza tubular de algunos filamentos de carbono se publicó en 1952 en el Journal of Physical Chemistry.12 Podemos imaginar a los nanotubos como una lámina de grafito enrollada para formar Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 Fig. 6. Nanotubo de carbono de pared simple. 13 En 1993 se da el primer informe sobre nanociencia realizado por la Casa Blanca. El libro Engines of Creation, se envió a la administración de la Universidad de Rice y estimuló la creación del primer centro de nanotecnología.14 Fue hasta 1994 cuando la University of Southern California (USC) realizó el primer curso basado en un libro de texto el cual tenía por nombre Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing and Computation, impartido por el Profesor Ari Requicha, un profesor-investigador portugués que impulsó el crecimiento de la nanotecnología molecular en la USC. En esta década se presenciaron algunos eventos destacables como lo fue el esparcimiento de nuevos centros y grupos de investigación nanotecnológica fuera de Estados Unidos. Se entrega el primer premio Feynman, el cual busca motivar a los investigadores a que sus trabajos se vean orientados hacia el avance y desarrollo de la nanotecnología molecular. En el año 1997 se crea la primera empresa dedicada a desarrollar materiales nanoestructurados e integrarlos en nuevos productos de áreas diversas como la industria automotriz, aeroespacial, marítima, 17 �La nanotecnología a 40 años de su aparición: Logros y tendencias / Brenda Janett Alonso Gutiérrez, et al. de salud y alimentos. Esta compañía continúa hasta hoy sus operaciones y se ha dividido en tres secciones independientes: Zyvex Technologies, Zyvex Labs y Zyvex Instruments. También se lograron grandes avances en tecnologías de computación y simulación virtual, telefonía, internet, así como también en el giro biológico y químico.15 En reconocimiento a los avances en el estudio de la nanoescala, el National Science and Technology Council (NSTC) de la Casa Blanca creó en 1998 la Interagency Working Group on Nanoscience, Engineering and Technology (IWGN). En enero del año 2000, el presidente William J. Clinton dio un discurso al IWGN y habló sobre el mundo a la nanoescala y su gran importancia para la ciencia y tecnología. En febrero del 2000, el presidente dio a conocer la inversión por $497 millones de dólares en el presupuesto del año fiscal 2001 para crear la multi-agency National Nanotechnology Initiative (NNI), que tenía como fin formar una coalición de amplia base en el mundo académico a nivel privado y público, para trabajar juntos y ampliar los límites de la nanociencia y nanotecnología.16 El avance del entendimiento de la nanotecnología ha ido creciendo exponencialmente, en el 2014 se celebró el 40 aniversario del nacimiento de la palabra “Nanotecnología”. Se han realizado muchos descubrimientos a lo largo de este tiempo, pero como podemos ver, aún existen muchas áreas que explorar. Hoy en día no podemos saber el comportamiento de todos los materiales a escala nanométrica, por lo tanto, no podríamos predecir con exactitud donde estaremos en los próximos 40 años, teniendo tanto por conocer. Nanotecnología: La Siguiente revolución Industrial La nanotecnología ha revolucionado la manera de ver el mundo y la forma de hacer las cosas. Ha ingresado nuevas palabras y definiciones en nuestro lenguaje. Desde la primera definición oficial en el año 1999, establecida por la Fundación Nacional de Ciencia (NSF),17 hasta la definición más reciente publicada en el 2010 por la Organización Internacional de Estandarización (ISO) la cual dice: 1. Comprensión y control de la materia y los procesos a escala nanométrica, por lo general; aunque no 18 exclusivamente, por debajo de 100 nanómetros de una o más dimensiones, donde la aparición de fenómenos dependientes del tamaño por lo general permite nuevas aplicaciones. 2. Utilizando las propiedades de los materiales a nanoescala que difieren de las propiedades de los átomos individuales, moléculas y materia a granel o “bulk”, para crear materiales novedosos, dispositivos y sistemas que explotan estas nuevas propiedades. La comprensión de las palabras relacionadas a nanotecnología: Nanoescala, Nanociencia, Nanopartícula, Nanoingeniería, Nanodispositivos, Nanomateriales han ido creando un nuevo léxico. En el área de la investigación los artículos indexados sobre nanotecnología han ido en aumento a partir del año 2000, como se puede observar en la figura 8, lo cual es una consecuencia debido a que entre el año 1991 y 1998 en Estados Unidos; punta de lanza en nanotecnología, se creó el primer programa enfocado a Nanopartículas y la creación de la asociación llamada “Partnerships in Nanotechnology”. Fig. 8. Gráfico de los artículos indexados en los últimos 14 años. En este mismo año en Estado Unidos, se crearon las directrices sobre la investigación de la nanotecnología compiladas en un documento oficial por el Consejo Nacional de Tecnología llamado “Nanotechnology Research Directions” (NSTC).18 Derivado a esto y a la creciente necesidad de nuevo conocimiento especializado y multidisciplinario, paulatinamente se han creado nuevos programas educativos desde niveles básicos como preparatoria hasta grados de doctorado, donde actualmente Asia y América son los que llevan la delantera pero sin dejar Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 �La nanotecnología a 40 años de su aparición: Logros y tendencias / Brenda Janett Alonso Gutiérrez, et al. atrás a Europa. En países como Japón se han creado institutos de investigación con especialización solo en nanotecnología (figura 9) La nanotecnología es un nuevo mundo, pero no es enteramente una nueva área de aplicación. Los científicos se han inspirado en el comportamiento de la naturaleza ya que está la utiliza continuamente, por ejemplo la habilidad de los Geckos de trepar las paredes utilizando cabellos nanométricos adhesivos, que actúan en conjunto para sostenerlos en el techo o paredes.19 En las hojas de la flor de loto, se pueden ver como su superficie tiene un recubrimiento hidrofóbico que le ayuda a disminuir la humedad, y así podemos dar un sinfín de ejemplos.20 La Nanociencia en base al estudio de la naturaleza ha desarrollado, diseñado y manipulado nuevos materiales y ha creado nuevas aplicaciones en las diferentes áreas. sus propiedades sin incremento significativo en peso, grosor o rigidez. Por dar un ejemplo muy general están las telas del tipo “Nanowhiskers”, las cuales hacen telas resistentes al agua (figura 10) y anti-manchas (self-cleaners),23 también existen prendas con nanopartículas de plata que tienen efectos bactericidas, previniendo la aparición de enfermedades dermatológicas.24 Fig. 10. Superficies hidrofóbicas en textiles para ropa. Fig. 9. Estudios en Nanotecnología por continente.21 Por ejemplo una de las áreas más desarrolladas es la Medicina, el uso de la nanotecnología en el campo de la medicina ofrece posibilidades sorprendentes. Muchas aplicaciones ya están en uso mientras otras siguen en etapa de prueba. Actualmente se está implementado el uso del “Drug Delivery” el cual con ayuda de un dispositivo llamado “Nanocarrier”, que es ingerido por el paciente, viaja por el torrente sanguíneo liberando el medicamento de forma selectiva y eficiente minimizando los efectos secundarios.22 La combinación de estas dos áreas de la nanotecnología cambiara la manera en que detectamos y tratamos el daño al cuerpo humano y enfermedades en el futuro. En el área Textil la elaboración de telas decoradas con nanopartículas o nanofibras permite mejorar Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 NEMS (Nanoelectro Mechanical Systems) Los Sistemas Nanoelectromecánicos tienen la posibilidad de controlar, detectar y activar los dispositivos a microescala y pueden funcionar en conjunto para generar cambios a la macroescala. Existen proyectos a nivel mundial, en los cuales buscan hacer circuitos electrónicos flexibles, incrementar la densidad de memoria de los microchips, mientras que en otros se busca mejorar la velocidad de transmisión de datos entre circuitos integrados o mejorar el enfriamiento de estos dispositivos. La posibilidad de incrementar las capacidades de dispositivos electrónicos, al mismo tiempo en que reducimos su peso y su consumo energético hacen que los NEMS sean el siguiente paso para la “Silicon Revolution”.25 En la industria alimenticia ha impactado, como la comida es: cultivada, procesada y empaquetada. Las compañías están desarrollando nanomateriales que no solo cambiaran el sabor de la comida, sino también en como los nutrientes son adsorbidos en nuestro cuerpo. Además, recipientes de basura con nanopartículas de plata que matan cualquier bacteria, minimizando el riesgo a la salud. Investigadores de Technische Universität München han desarrollado un método para hacer sensores en superficies plásticas 19 �La nanotecnología a 40 años de su aparición: Logros y tendencias / Brenda Janett Alonso Gutiérrez, et al. flexibles que tiene como aplicación medir el tiempo de caducidad del producto. Se están desarrollando pesticidas que solo son liberados en los estómagos de los insectos para minimizar los efectos de la contaminación en plantas. Probablemente uno de los más ambiciosos es la conexión de sensores y dispensadores usados en campos de cultivos que detectan cuando una planta necesita de nutrientes e inmediatamente sean suministrados.26 En el área energética con el apoyo de nanoestructuras y nanopartículas, se ha desarrollado dispositivos fotovoltaicos (celdas solares) más eficientes que las típicas o materiales absorbentes de luz para las mismas (figura 11). Existen diferentes tipos de celdas por ejemplo: celdas solares de nanocristales inorgánicos en medio continuo, con este tipo de celdas se superan los problemas reportados de baja eficiencia de conversión. También podemos encontrar celdas solares sensibilizadas con nanopartículas de PbSe en las cuales se ha encontrado de manera experimental que se puede utilizar los electrones calientes “hot-electrons” que se disipan en forma de calor para generar energía eléctrica.27 de tratamiento que podrían permitir la utilización económica de las fuentes de agua no convencionales para ampliar el suministro de agua. Tabla I Se presentan algunas de las aplicaciones de la nanotecnología.28 Producto Cómo funciona Combinan polímeros y nanopartículas Nanoesponjas de vidrio que se pueden estampar p a r a l a en superficies como las telas para cap taci ón d e absorber agua. Instituto Tecnológico agua de lluvia de Massachusetts, (EUA) Las nanopartículas magnéticas de Nano óxido para óxido de hierro suspendidas en agua la remoción de se unen al arsénico, que luego se arsénico quita con un imán. Universidad de Rice (EE. UU.) Combinación de polímeros y nanopartículas que atrae iones Membranas de agua y repele sales disueltas. desalinizadoras Universidad de California, Los Ángeles y NanoH2O Membrana hecha de polímeros con Membranas de poros de entre 0.1 y 10nm. Saehan nanofiltración Industries. Corea Dispositivo de filtración semejante a una pajita (popote), hecha con Tubo con nanotubos de carbono colocados nanomalla sobre un material poroso y flexible. Seldon Laboratories (EUA) Filtro mundial Filtro pesticidas Fig. 11. Módulos de celdas solares en residencias La nanotecnología en tratamientos de agua El agua es la sustancia más esencial para la vida en la tierra y un recurso muy valioso para la civilización humana. El acceso confiable a agua limpia es considerado una de las metas humanitarias más básicas, y sigue siendo un importante reto mundial. La nanotecnología ofrece oportunidades para desarrollar los sistemas de abastecimiento de agua de última generación, además de capacidades 20 Filtro que usa una lámina de nanofibra hecha a base de polímeros, resinas, cerámica y otros materiales, capaz de eliminar contaminantes. KX Industries (EUA) Filtro que emplea nanopartículas de plata para la adsorción y degradación de tres pesticidas comúnmente de hallados en fuentes de abastecimiento de agua de la India. Instituto Indio de Tecnología de Chennai y Eureka Forbes Limited ( India) Tendencias Cuando Feynman citó aquellas palabras e imagino cosas radicales pero físicamente posibles, se empezó a transformar el mundo, la nanotecnología salió del laboratorio para convertirse en una realidad que está revolucionando al mundo. En la actualidad, podemos encontrar un sinfín de aplicaciones y está al alcance de cualquier bolsillo, con una tendencia a expandir su dominio en cada una de las áreas de la vida cotidiana. Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 �La nanotecnología a 40 años de su aparición: Logros y tendencias / Brenda Janett Alonso Gutiérrez, et al. Fig. 12. Se muestran tendencias de trabajos y ganancias generadas por el sector nanotecnología. En la figura 12 se presentan las proyecciones hacia el 2020,29 donde se puede observar como el interés por la nueva ciencia y su aplicación, está moviendo la educación, el empleo, la ciencia. Esta ante nuestros ojos una nueva revolución, pero a diferencia de lo sucedido en la revolución industrial con el uso desmedido del carbón y sus repercusiones ambientales, la Nanorevolución, llegó de una manera eficiente y amigable con el planeta. AGRADECIMIENTOS A los alumnos, Gildardo Javier Ziga Carbarín, Eduardo E. Carranza Bernal por su participación parcial en el presente trabajo. Al Dr. Leonardo Chávez Guerrero por la dirección y revisión del artículo, durante la clase de Fundamentos de la nanotecnología, en el semestre Agosto-Diciembre de 2014. REFERENCIAS 1. http://www.madrimasd.org/revista/revista35/ tribuna/tribuna1.asp 2. John Mongillo, Nanotechnology 101, Greenwood Press 2007. Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 3. http://blogs.creamoselfuturo.com/nanotecnologia/2006/10/03/richard-p-feynman-nobelde-fisica-1965/ 4. International Standards Organization (ISO), TC 229: Nanotechnologies (2010) 5. http://www.oei.es/salactsi/udnano.pdf José Ángel Martín Gago nanociencia y nanotecnología entre la ciencia ficción del presente y la tecnología del futuro fundación española para la ciencia y la tecnología, 2009. 6. 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Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 �Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 23 �Algoritmos de localización de fallas en líneas de transmisión Ever Benjamín Huerta LeijaA, Ernesto Vázquez MartínezB, Gina María Idarraga OspinaB A B Posgrado Ingeniería Eléctrica FIME-UANL Profesor Investigador FIME-UANL evazquezmtz@gmail.com, gidarraga@gmail.com, ever_hl89@hotmail.com RESUMEN En este artículo se describen los principales algoritmos de localización de falla en líneas de transmisión que utilizan mediciones de voltaje y corriente de un solo terminal de la línea, se desarrollan las ecuaciones generales de cada algoritmo y se hace un énfasis en los problemas de aplicación que ocasionan errores en la determinación del punto de falla, se analiza el grado de precisión de los algoritmos utilizando un sistema de potencia de dos máquinas simulado en MATLAB, finalmente, se propone una mejora en el algoritmo de reactancia mediante la estimación de algunas mediciones eléctricas en la terminal remota de la línea de trasmisión aumentando la precisión del algoritmo. PALABRAS CLAVES Localización de falla, resistencia de falla, equivalente Thevenin, línea de transmisión. ABSTRACT The principal single-ended fault location algorithms for transmission lines are described in this paper, the general equations of each algorithm are developed and errors in the estimation of fault location are exposed; an analysis of the accuracy of the algorithms is performed using a two machines power system simulated in MATLAB. A new approach of Reactance algorithm is proposed, the accuracy of the algorithm increases by estimation of electrical measurements at the remote end of the line. KEYWORDS Fault location, fault resistance, Thevenin equivalent, transmission lines. INTRODUCCIÓN La energía eléctrica hoy en día es una de las principales y más importantes fuente de energía, muchas de nuestras actividades diarias no se llevarían a cabo sin este tipo de energía, el constante aumento en la población y la industrialización han hecho que la demanda de energía aumente considerablemente por lo que se tiene que satisfacer los requerimientos de energía, lo que ha ocasionado un crecimiento en el sistema eléctrico. El proceso de distribución de energía eléctrica comienza desde el punto de generación hasta el punto de consumo que puede ser del tipo industrial, residencial o comercial, por lo general el punto de 24 Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 �Algoritmos de localización de fallas en líneas de transmisión / Ever Benjamín Huerta Leija, et al. generación está alejado de las zonas de consumo debido a esto se tiene que transmitir la energía por grandes distancias; esto trae como consecuencia que se incrementen los niveles de tensión para disminuir las pérdidas en las líneas de transmisión; las grandes distancias recorridas por las líneas y las condiciones de las áreas por donde pasan, la hacen susceptibles a fallas por lo que es muy importante tener un sistema de protección confiable. Al ocurrir una falla en una línea de transmisión los sistemas de protección deben operar de manera rápida para liberar la falla y evitar así severos daños a los equipos o personal de campo. La determinación precisa del punto donde ocurrió la falla es crítico, ya que de ello depende el tiempo de reparación por parte del personal de mantenimiento, si la ubicación de la falla no es bien estimada, esto se reflejara en un tiempo mayor en que la línea este fuera de servicio, debido al tiempo invertido por el personal para ubicar el punto de falla. Esto es crítico cuando la línea está ubicada en terreno de difícil acceso (montañas, pantanos, etc.). Así mismo el tiempo que la línea este fuera de servicio puede afectar la estabilidad del sistema de potencia si se presentan incrementos en la demanda durante este tiempo.1 La mayoría de los algoritmos de localización determinan la ubicación de la falla como la impedancia de la línea de transmisión entre la protección y el punto de falla, utilizando los fasores de voltaje y corriente de secuencia positiva, estos algoritmos se dividen en dos tipos: Algoritmos de un solo terminal, estos algoritmos solo utilizan la información de un extremo de la línea y no requieren información del extremo opuesto. Estos algoritmos tiene un error en la localización de la falla entre un 10 y un 40% de la longitud de la línea.2 Algoritmos de dos o más terminales, estos algoritmos requieren la información del extremo opuesto de la línea protegida lo que aumenta su precisión respecto a los de un solo terminal. Estos algoritmos requieren de facilidades de comunicación para intercambiar información entre las terminales de la línea. El error de este tipo de algoritmos es menor al 5%.3 Existen otras técnicas de localización de falla que además de utilizar los fasores de secuencia Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 positiva utilizan otro tipo de información. En 4,5 se hace uso del fenómeno de onda viajera en el cual se consideran las ondas de voltaje y corriente viajando prácticamente a la velocidad de la luz desde el punto de falla hasta las terminales de la línea; estos métodos son considerados muy exactos, sin embargo para su aplicación requieren altas frecuencias de muestreo y el uso de TC y TP ópticos por su mayor ancho de banda. En 6,7 se hace uso de las componentes de alta frecuencia de voltaje y corriente generados por las fallas, que viajan entre la falla y las terminales de la línea; estos métodos son una buena alternativa en comparación a los basados en ondas viajeras, sin embargo son sensibles al ruido, por lo que requieren del uso de filtros sintonizadores para la medición de las componentes de alta frecuencia. En este trabajo se hace énfasis en los algoritmos de localización de fallas de un solo terminal, cuáles son los problemas que provocan errores en la determinación del punto de falla y por último se propone una mejora del algoritmo de reactancia mediante la estimación de algunas mediciones eléctricas del extremo remoto de la línea de transmisión fallada. ALGORITMOS DE LOCALIZACIÓN DE FALLA DE UN SOLO TERMINAL Este tipo de algoritmos hacen uso de los fasores de voltaje y corriente de un solo terminal de la línea protegida, su principal ventaja es que no requieren comunicación con el extremo remoto de la línea por lo que los hacen los más utilizados cuando no se cuenta con la capacidad de comunicación; el problema de estos algoritmos es que se desconoce la magnitud de la corriente de falla del extremo remoto lo que provoca errores en la estimación del punto de falla. Estos errores son debido principalmente a la resistencia de falla y a los ángulos de las impedancias equivalentes a ambos extremos de las líneas. Los algoritmos se diferencian entre sí según la forma en que compensan el error producido por la resistencia de falla al momento de calcular la distancia a la falla. En la figura 1 se presenta el diagrama unifilar de una línea de transmisión corta con una impedancia total ZL=RL+jXL (se desprecia el efecto capacitivo), 25 �Algoritmos de localización de fallas en líneas de transmisión / Ever Benjamín Huerta Leija, et al. conectada entre dos sistemas representados por sus equivalentes Thevenin (EA, ZA, EB, ZB), donde ocurre una falla en el punto F, con un valor de resistencia de falla Rf. La impedancia a la falla desde la terminal A es mZL, donde la distancia a la falla se representa por m, que es una magnitud normalizada con respecto a la longitud de la línea, donde 0<m<1, tal que si m=0 la falla esta al inicio de la línea y si m=1 la falla ocurre al final de la línea. Considerando que el localizador de falla está en la terminal A, de la figura 1 se deduce: Algoritmo de reactancia8,9 El algoritmo de reactancia se basa en la determinación de la componente imaginaria de la impedancia medida en condiciones de cortocircuito. Partiendo de (1): Tomando la componente imaginaria de (2): (1) Donde son el voltaje y la corriente en la terminal “A” de la línea, es la corriente total de falla, que es la suma de las corrientes de falla desde ambas terminales de la línea, , y m es la distancia a la falla. Así el cálculo de m depende del voltaje y la corriente local (terminal A) y del valor de la corriente total de falla, . De lo anterior se concluye que el término representa el error en la estimación del punto de falla; en el caso de una falla sólida, donde Rf=0, el error de estimación sería nulo. Sin embargo, el valor Rf siempre está presente, y representa el valor de la resistencia de arco para una falla entre fases o la suma del valor de la resistencia de arco más la resistividad del terreno para una falla a tierra. A continuación se describen los algoritmos de Reactancia,8,9 Takagi,10 Novosel11 y Phadke12 que no requieren conocer las impedancias equivalentes de los extremos de la línea pero realizan ciertas consideraciones para reducir el error debido a que no se conoce la información de lado opuesto de la línea de transmisión. Algunos de estos algoritmos se utilizan en los relevadores comerciales, e.g. los relevadores GE utilizan el algoritmo de Takagi para la localización de fallas.11 (2) (3) (4) Haciendo la aproximación de que en (4) la Rf es muy pequeña o cero, la expresión de la distancia a la falla queda: (5) donde son el voltaje y la corriente medidos por el localizador, que se forman de acuerdo al tipo de falla según la tabla I. En la tabla I se define como: (6) donde son las impedancias de la línea de secuencia cero y positiva respectivamente. El error provocado por la corriente de falla está dado por: (7) Tabla I. Voltajes y corrientes medidos por el localizador de falla. Tipo de falla at bt ct ab,abc,abt bc,abc,bct ca,abc,cat Fig.1 Sistema unifilar de un sistema fallado, con modelo de línea corta. 26 abct Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 �Algoritmos de localización de fallas en líneas de transmisión / Ever Benjamín Huerta Leija, et al. El error es nulo en 2 escenarios, primero si Rf=0 y segundo si están en fase, esto quiere decir que no hay generación en el extremo remoto de la línea o cuando el desfasaje de las fuentes de generación es cero (δ=0) y el sistema es homogéneo (las impedancias del sistema tienen ángulos iguales); no obstante este escenario es poco factible que ocurra en la práctica. Algoritmo de Takagi10 El algoritmo de Takagi trata de eliminar el error del algoritmo de reactancia multiplicando el término del voltaje en la falla por una magnitud tal, que el resultado sea real. En la figura 2 se muestran los circuitos equivalentes de prefalla y falla respectivamente para la línea descrita en la figura 1. De la figura 2 se tiene: (8) Sea , de donde: (9) Multiplicando (1) por el conjugado complejo de (9), se tiene: (10) De (9) y (10) se obtiene: (11) Tomando la parte imaginaria de (11) se elimina el término que contiene a Rf: (12) De donde: (13) (14) Takagi hace la aproximación α=0 y resulta: (15) La suposición de α=0 hace que el factor de distribución de corriente (KA) queda como número real lo que equivale a suponer que el sistema es homogéneo, introduciendo un error en la estimación del punto de falla cuando el sistema no lo es. Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 Fig. 2. Circuitos equivalentes de prefalla (a) y de falla (b) para un cortocircuito trifásico en el sistema de la figura 1. Algoritmo de Novosel11 El algoritmo de Novosel, constituye una versión mejorada del algoritmo de Takagi en que no se requiere conocer las impedancias de las fuentes, tampoco supone que el sistema es homogéneo, la suposición se basa en que las redes de secuencia positiva y negativa son homogéneas más no la de secuencia cero. En el algoritmo de Novosel se considera que el factor de distribución de corriente de secuencia negativa es un número real, y se obtienen ecuaciones en que el factor de distribución de corriente de secuencia cero no afecta la exactitud del estimado de la localización de la falla cuando ésta involucra tierra. Además, la exactitud del algoritmo no se ve influenciada por la magnitud del factor de distribución de la corriente de secuencia negativa. Esto ocasiona que se tenga una ecuación para cada tipo de falla. 27 �Algoritmos de localización de fallas en líneas de transmisión / Ever Benjamín Huerta Leija, et al. Falla monofásica a tierra En este tipo de falla las redes de secuencia quedan conectadas en serie (16) y la corriente medida por el localizador de falla en la fase ‘a’ es: (17) El voltaje medido por el localizador es: (18) Suponiendo que la red es homogénea, es decir el ángulo de K1=0 resulta: (19) Descomponiendo (19) en sus partes real e imaginaria se obtienen dos ecuaciones con dos incógnitas m y k, resolviendo el sistema de ecuaciones para eliminar k se obtiene la distancia a la falla, quedando: (20) En (20) se utiliza la corriente de secuencia positiva de tal forma se desprecia el desbalance existente en la línea en el estado estable. Falla bifásica a tierra Siguiendo un procedimiento similar con la excepción de que la en la falla bifásica las redes de secuencia quedan en paralelo, la expresión de la posición de la falla queda como: (21) Falla bifásica En (22) se indica la posición de la falla para una falla bifásica. En este caso las redes de secuencia positiva y negativa se conectan en paralelo. (22) 28 Falla trifásica En el caso de la falla trifásica solo se utiliza la red de secuencia positiva, de acuerdo al algoritmo de Novosel se pueden utilizar las señales de cualquiera de las tres fases y la posición de la falla está dada por: (23) Algoritmo de Phadke12 En este algoritmo el voltaje medido por el localizador de falla es representado por: (24) es la corriente en el lado “A” de la fase es la corriente de secuencia cero en el dónde “a” y lado“A”. Representando la corriente de falla en función de la componente de secuencia positiva y del factor de distribución de corriente correspondiente: (25) Entonces, sustituyendo (25) en (24) se obtiene: (26) Descomponiendo (26) en sus partes real e imaginaria se obtienen dos ecuaciones con dos incógnitas m y k, resolviendo el sistema de ecuaciones para eliminar k se obtiene la posición de la falla: (27) Esta expresión ha sido definida como algoritmo de Phadke de corriente total de falla. MODIFICACIÓN DEL ALGORITMO DE REACTANCIA El algoritmo de reactancia trata de determinar la componente imaginaria de la impedancia de secuencia positiva medida en condiciones de cortocircuito, para hacer una comparación con la impedancia de la línea y de esta manera determinar la posición de la falla. Este algoritmo es preciso cuando no hay fuentes en el otro extremo de la línea o los ángulos de los voltajes son Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 �Algoritmos de localización de fallas en líneas de transmisión / Ever Benjamín Huerta Leija, et al. iguales en ambos lados, sin embargo estos escenarios son pocos factibles que ocurran en la práctica y tiene como consecuencia que este algoritmo pierda precisión en la localización de la falla. Mediante la estimación de mediciones tales como corriente y voltaje del otro extremo de la línea es posible aumentar la precisión del algoritmo de reactancia. En la figura 3 se indican las mediciones locales disponibles por el localizador (lado 1) y las mediciones que se pretenden estimar en el lado remoto de la línea (lado 2). Fig. 3. Mediciones utilizadas en el algoritmo de reactancia modificado. A partir de I1 y de P1 se puede estimar P2 como: (28) donde el signo depende de la dirección de la potencia antes de ocurrir la falla. De igual forma la magnitud de V2 se puede estimar como: (29) donde ∆V es: (30) Adicionalmente, a partir de la ecuación de transferencia de potencia en una línea de transmisión se puede determinar el ángulo (δ2) de V2, como: (31) Suponiendo una tasa de transferencia relativamente baja es decir cos (θ1)=cos(θ2), de la ecuación de potencia de carga obtenemos la magnitud de la I2. (32) y de la diferencia angular del ángulo del factor de potencia obtenemos ángulo (α2) de I2. (33) Partiendo de (1) y resolviendo para m queda (34) Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 definiendo donde: Sustituyendo (34) en (33) (35) (36) (37) Tomando solo la parte imaginaria de (36) la ecuación para determinar el punto de falla es: (38) Además de las mediciones locales de voltaje y corriente , en (38) se necesita conocer el valor de KA, que depende de la corriente de falla (IF), de donde se desconoce la corriente del lado remoto , con las consideraciones vistas anteriormente, se puede hacer una aproximación de la corriente que tomándola en cuenta puede reducir el error en la estimación del punto de falla. EVALUACIÓN DE ALGORITMOS Sistema de prueba En la figura 4 se muestra el sistema de potencia utilizado para analizar el desempeño de los algoritmos de localización de falla, el cual consta de 2 generadores de 60 Hz unidos por una línea de transmisión de 400 kV con una longitud de 200 km. La determinación del punto de falla se realiza con respecto al terminal A. Los datos del sistema se resumen en la tabla II. Descripción de casos de prueba El desempeño de los algoritmos de localización de falla descritos así como la modificación al algoritmo de reactancia se realiza para dos tipos de falla. Primero se simulará una falla monofásica variando la ubicación de la falla entre un 20 % y 60% de la Fig. 4 Sistema utilizado para la evaluación de los algoritmos. 29 �Algoritmos de localización de fallas en líneas de transmisión / Ever Benjamín Huerta Leija, et al. Tabla II. Datos del sistema. Longitud R1 R0 L1 L0 C1 C0 R1 L1 Línea 200 km 0.031311 ohm/km 0.31486 ohm/km 0.0010443 H/km 0.0032994 H/km 1.11522x10-08 F/km 7.34092x10-09 F/km Generadores 0.8929 ohm 0.01658 H longitud de la línea, con una resistencia constante de falla de 10 Ω y una diferencia angular constante entre las fuentes de 30°; en este caso el terminal remoto está definido como un bus infinito. En segunda instancia se simulará una falla monofásica al 50 % de la línea variando la resistencia de falla desde 0 hasta 10 Ω y una diferencia angular entre las fuentes de 30°. El sistema de prueba y la implementación de los algoritmos de localización de falla se realizaron en Simulink/Matlab. RESULTADOS En las tablas III y IV se presenta un resumen de los resultados de localización de falla obtenidos por los algoritmos de Reactancia, Takagi, Novosel, Phadke y Reactancia modificado para dos escenarios, el primero es la variación de la posición de la falla en la línea (tabla III), y el segundo es la variación de la resistencia de falla (tabla IV). En ambos escenarios se observa que el algoritmo de reactancia es el que presenta el mayor error en la estimación del punto de falla (32.5% en promedio en ambos escenarios); por otra parte, los algoritmos de Takagi, Novosel y Phadke tienen un menor error en la estimación del lugar de falla, de estos tres algoritmos, el de Phadke es el que presenta el menor error en promedio (18.5%). En lo que respecta al algoritmo propuesto de Reactancia modificado, el error de estimación es de 6.45%, lo que representa una mejora del 39% respecto al algoritmo de Reactancia original. 30 Tabla III. Resultados para una falla monofásica Rf=10 Ω y δ=30° Distancia 20% (40 km) 40% (80 km) 60% (120 km) m Reactancia Takagi Novosel Phadke Reactancia modificado 33.74 55.52 36.58 36.58 46.56 53.72 93.62 64.34 64.34 86.94 64.9 126.44 89.76 89.76 127.14 Tablas IV. Resultados para una falla monofásica en m=0.5 (100 km) y δ=30° Rf m (Ω) Reactancia Takagi Novosel Phadke Reactancia modificado 0 72.28 129.26 72.95 84.18 10 60.44 110.78 77.38 77.38 5 66.2 119.6 80.8 80.8 98.16 102.56 107.02 CONCLUSIONES En este artículo se describen los algoritmos de localización de fallas que utilizan información de un solo terminal de la línea de transmisión fallada y se desarrollaron las ecuaciones generales de cada algoritmo. Estos algoritmos tienen problemas de precisión debido a la presencia de R f y al desconocimiento de la información del extremo opuesto de la línea de transmisión. Se analizó el grado de precisión de los algoritmos y finalmente se propuso una modificación del algoritmo de reactancia, mediante la estimación de algunas mediciones del extremo opuesto de la línea de transmisión. Los resultados muestran un aumento en la precisión del algoritmo de reactancia. REFERENCIAS 1. M.M Saha; J. Izykowski ; E. 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Esta función está hecha para Maxima, el sistema de álgebra computacional publicado bajo la Licencia Pública General de GNU. Se compara contra alternativas similares mostrando ventajas como: la posibilidad de ingresar funciones periódicas segmentadas; permite utilizar información sobre la simetría de la función; despliega la serie de manera clásica o compleja, además permite obtener las constantes de la serie integrando término por término con el objetivo de obtener la expansión en aquellos casos en los que al menos uno de sus coeficientes es indefinido. Las series de Fourier son indispensables, tanto en matemáticas puras como en las aplicadas. El código desarrollado para este trabajo, tiene el potencial de facilitar significativamente el uso de esta valiosa herramienta. PALABRAS CLAVE Series de Fourier, álgebra computacional y enseñanza de las matemáticas en ingeniería. ABSTRACT The Fourier() function for symbolic calculation of series is proposed. This function is made for Maxima, a computer algebra system released under the GNU General Public License. It is compared against similar alternatives, showing advantages such as: possibility of entering segmented periodic functions; allows the use of information about the symmetry of function; display series in a classical or complex manner. It also allows to obtain the constants of the series by integration term by term aiming to obtain the series in cases where at least one of its coefficients is undefined. Fourier series are indispensable in both, pure and applied mathematics. The code developed for this work, has the potential to provide significant aid using this valuable tool. KEYWORDS Fourier series, computer algebra and mathematical education in engineering. INTRODUCCIÓN Una función periódica es aquella cuyos valores se repiten a intervalos constantes de la variable independiente. Al valor del intervalo se le denomina 32 Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 �Series de Fourier con Maxima y la función Fourier () / Sergio David Madrigal Espinoza, et al. período. Funciones trigonométricas elementales como seno y coseno son ejemplos. Diversos fenómenos naturales, como las ondas, pueden ser representados como funciones periódicas. En términos matemáticos, una función periódica f(t) es aquella que cumple la siguiente propiedad: donde t es la variable independiente y T es la constante que representa el período de la función. En las funciones trigonométricas mencionadas, T es igual a 2π. Se utiliza t, en vez de x, ya que la variable independiente suele ser el tiempo. Una serie de Fourier es la suma de una infinidad de funciones ortogonales, usualmente senos y cosenos, que se utiliza para representar cualquier función periódica que cumpla las condiciones de Dirichlet. Se definen estas condiciones para un período de la siguiente manera: 1) La función debe tener un número finito de discontinuidades; 2) El número de máximos y mínimos debe ser finito; 3) La integral del valor absoluto debe ser finita. La forma típica de estas series es la siguiente: donde w= 2π/T. Las constantes de la serie se calculan de la siguiente manera: Esta deducción supone que f(t) esta definida sobre el intervalo t0<t≤t0+T. Las series de Fourier se utilizan en el análisis de fenómenos periódicos. En general pueden ser empleadas para solucionar ecuaciones diferenciales en derivadas parciales, como la de calor, por citar un ejemplo. El cálculo de cada una de las constantes de la serie de Fourier puede ser un proceso que implique la solución de muchas integrales; al menos tantas como el número de segmentos que tenga la función. Es común que los cursos de series de Fourier que se imparten en facultades de ingeniería, se centren en Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 la forma de simplificar los cálculos; se enfocan en el tipo de simetría de f(t) y dejan «para otra materia» su aplicación en problemas clásicos de la ingeniería. Existen en el mercado opciones computacionales que pueden ayudar tanto a quienes aprenden así como a quienes aplican estos cálculos. Los programas Maple® y Mathematica®, que se orientan al cálculo simbólico, pueden ser utilizados para la solución de integrales. En estos programas se utilizan funciones para calcular directamente la expansión en serie de Fourier de una función periódica. Una opción a estos programas comerciales por los que se debe pagar licencia, es Maxima, que es un programa orientado al cálculo simbólico, gratuito y de código abierto, lo cual fomenta que la comunidad de usuarios extienda su funcionalidad continuamente. Para encontrar expansiones en series de Fourier, este programa ofrece fourie, que es un paquete (conjunto de archivos de código) que «carga» varias funciones para trabajar con estas series, pero que presenta las siguientes limitaciones: 1. No trabaja con funciones segmentadas; 2. La función periódica debe estar definida sobre el intervalo ; 3. No permite el aprovechamiento de simetrías; 4. No ofrece solución para cuando alguno de los coeficientes resulte indefinido; 5. No ofrece ninguna facilidad para crear gráficas de la serie de Fourier. En este trabajo se presenta la función Fourier(), elaborada especialmente para suprimir las faltas anteriores. Este logro es de utilidad, no solo para quienes están aprendiendo series de Fourier, sino para todo aquel que necesite de esta herramienta para realizar su labor. La función es comparada contra las alternativas que ofrecen Maple y Mathematica, así como contra fourie. Además de un catálogo de simetrías mas amplio, Fourier() tiene la ventaja de ofrecer la integración de los coeficientes de la serie uno por uno, lo que sirve en aquellas situaciones en las que al menos un coeficiente es indefinido. Este trabajo complementa al de Madrigal et al.1, donde se describe como utilizar Maxima para realizar transformadas de Laplace. La teoría del presente artículo fue tomada de textos típicamente empleados para el estudio de las series de Fourier.2–5 33 �Series de Fourier con Maxima y la función Fourier () / Sergio David Madrigal Espinoza, et al. BREVE DESCRIPCIÓN DE MAXIMA Maxima es descendiente del sistema Macsyma, programa realizado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Muchos sistemas posteriores, tales como Maple y Mathematica están inspirados en él. La rama Maxima de Macsyma fue mantenida por William Schelter desde 1982 hasta su muerte en 2001. En 1998 él obtuvo permiso para liberar el código fuente bajo la licencia pública general (GPL, por sus siglas en inglés) de GNU. Gracias a su esfuerzo y habilidad, Maxima fue posible. Hay más información en http://maxima.sourceforge.net/es/. Maxima está disponible en Windows, Linux y MacOS X. En la página citada, se detallan las instrucciones para descargar e instalar Maxima y hay diversos manuales para el uso de este programa. Este software es de línea de comandos. Por ejemplo, si se desea obtener la integral de x2dx, se escribe lo siguiente: (%i1) integrate(x**2,x); (%o1) En la línea (%i1), se escribe la operación mientras que en la siguiente, (%o1), Maxima regresa el resultado. INSTALACIÓN Y FUNCIONAMIENTO BÁSICO DE FOURIER() La función Fourier() ha sido probada en Windows, Linux y Mac OS, utilizando xMaxima y wxMaxima; interfaces gráficas que facilitan su uso. En estos dos últimos, funciona en el modo de consola. Para utilizar esta función en una sesión de Maxima, se debe cargar el archivo fs.mac de la siguiente manera: (%i1) load(“/directorio/que/contiene/fs.mac”)$ El archivo fs.mac, al que por conveniencia se referirá como paquete fs, se debe localizar en el directorio indicado. Para conseguir este paquete, se debe enviar un correo a la dirección sergio.madrigal. espinoza@gmail.com con el asunto: Función Fourier(). Para escribir este trabajo, se decidió utilizar wxMaxima, ya que esta es la interfaz gráfica más pulida; permite crear gráficas dentro de las líneas de instrucciones y exportar la sesión a L ATEX. El paquete fs proporciona la función Fourier(). 34 La entrada de la función, debe ser una sucesión cuyo primer valor es la variable independiente (t, x, etc.). Los demás valores representan la función periódica. Suponga que se tiene la siguiente función: (1) con T=2π. Para encontrar la expansión en serie de Fourier de f(t), se escribe en la línea de instrucciones lo siguiente: Se describe a continuación la interpretación de los resultados: T: El período de la función. w: La rapidez angular. : Constantes de la serie de Fourier. fs(t, nmax): Expansión en serie de Fourier de f(t), con nmax términos. Note que la función supone que T es la distancia entre el segundo y el último término de la sucesión ingresada a Fourier(). La función Fourier() supone que f(t) no exhibe simetría, entre otras cosas. Al momento de su desarrollo, se debía elegir entre varias funciones, cada una que representara uno o varios conjuntos de opciones, o una sola función que hiciera el trabajo y que tuviera varias opciones. Se decidió por esto último para simplificar la sucesión correspondiente a la entrada de la función, las opciones son establecidas desde fuera mediante indicadores globales (global flags). A continuación se detallan las opciones de Fourier(); los indicadores globales asociados a estas con ejemplos. Gráficas El indicador global asociado a las gráficas es fsplot. Sus posibles valores son: Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 �Series de Fourier con Maxima y la función Fourier () / Sergio David Madrigal Espinoza, et al. none: Opción por omisión. Indica que no se desea ningún gráfico. normal: Esta opción se debe utilizar si se desea un gráfico de la serie de Fourier independiente de la interfaz de Maxima que se esta empleando. Se recomienda su uso en modo de consola o con la interfaz xMaxima. wx: Se recomienda esta opción si se trabaja con la interfaz wxMaxima. El resultado será una gráfica incrustada en la línea de resultados. Otro indicador global asociado a las gráficas es maxConst, cuyo valor por omisión es 10. Esto implica que la gráfica de la serie de Fourier utilizará 10 términos de la suma. Si se desea cambiar este valor a 50, por decir algo, se debe ingresar maxConst:50 a la línea de instrucciones de Maxima. Suponga que se desea la gráfica asociada a la expansión de f(x)=x para x [0,π] con 100 términos de la suma. Se debe escribir lo siguiente: El aviso “plot2d:expression evaluables to non numeric values somewhere in plotting range” se produce al graficar funciones segmentadas (la línea roja) no debe causar preocupación. Us: Es la opción por omisión. Implica que la función periódica no exhibe simetría (Unsymmetric). Even: Para funciones periódicas con simetría par. Odd: Impar. HW: Media onda. EQW: Cuarto de onda par. OQW: Cuarto de onda impar. La información sobre simetría puede ser utilizada para simplificar la sucesión que se ingresa a Fourier(). Suponga que se tiene la siguiente función periódica con T=4π: Puesto que esta es una función periódica con simetría de cuarto de onda impar, basta especificar a Fourier() el tercer segmento, que va de cero a π. Simetrías Mediante el indicador global sym, se puede especificar a Fourier() el tipo de simetría que exhibe la serie. Sus posibles valores son: La información sobre la simetría simplifica hasta en cuatro veces la entrada de Fourier(). La expansión en serie de Fourier de f(t) se aproxima bastante bien con tres términos de la suma. Cuando se utilizan las simetrías HW, EQW y OQW, la constante n puede ser sustituida por k para k= 1, 2, . . .. Esta es una práctica usual en cursos sobre la materia; se acostumbra escribir a(2k−1) y b(2k−1) en lugar de a(k) y b(k), respectivamente. Fig. 1. Gráfica resultante de la instrucción (%i3). Fig. 2. Gráfica resultante de la instrucción (%i6). Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 35 �Series de Fourier con Maxima y la función Fourier () / Sergio David Madrigal Espinoza, et al. Cuando el valor de sym sea diferente al valor por omisión, la función periódica debe ser especificada partiendo desde cero. Siempre es posible especificar una función simétrica de esta forma. Si la simetría es par, impar o de media onda, el segmento que se debe especificar es el que va de cero a T/2. Si la simetría es de cuarto de onda, el segmento que se necesita especificar es el que va de cero a T/4. Forma de la serie de Fourier El indicador global fsf se utiliza para especificar la forma de la serie de Fourier. Sus posibles valores son: Classic: Forma clásica de la serie de Fourier. La función periódica es representada como la suma ponderada de senos y cosenos. Complex: Forma compleja. Suponga que se desea encontrar la forma compleja de la expansión en serie de Fourier de f(t)=t2 para 0<t≤π con T=π. Esta expansión debe ser encontrada con los valores por omisión de los indicadores globales. Cada vez que el paquete fs es cargado, los indicadores globales toman sus valores por omisión. Por tanto: Si se indica graficar la serie, lo que se observa es el gráfico de la expansión clásica en lugar de la compleja. Integración término por término En algunas ocasiones, no sera posible obtener las constantes de la serie de Fourier como un «término enésimo». Esto ocurre cuando al menos una de las 36 constantes es indeterminada. Este es un problema que tiene una solución sencilla, pero que consume más tiempo computacional. Se debe integrar cada término para cada valor de n. Para activar esta opción se debe utilizar el indicador fsv. El valor por omisión de éste es false. Si se desea integrar término por término se debe escribir fsv:true. Para comprender mejor esta situación, se utilizará la siguiente identidad trigonométrica: Esta identidad puede ser deducida con análisis trigonométrico elemental. Sin embargo, es posible utilizar series de Fourier para demostrarla. Se procede como sigue: Observe que a(n) = 0 para n=1,3,4,5, . . .. La única excepción es a(2) = 1/2. Esto dificulta la solución de la integral asociada a esta constante; es la razón por la cual se necesita integrar cada término. Cabe aclarar que estas líneas de código no constituyen una demostración per se; su propósito es dar una idea de como sería dicha demostración utilizando series de Fourier. COMPARACIONES En la tabla I se detallan las principales características de Maple, Mathematica y Maxima. La característica multiplataforma, implica que el programa está disponible para Windows, Macintosh y Linux. En la tabla II se describen las características principales de cuatro paquetes, asociados a los programas anteriores, para el cálculo simbólico de series de Fourier. Mathematica es el único programa que no necesita añadidos para trabajar con series de Fourier, ya Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 �Series de Fourier con Maxima y la función Fourier () / Sergio David Madrigal Espinoza, et al. Tabla I. Comparación entre sistemas de cómputo algebraico. Tabla II. Comparación entre diferentes paquetes. que tiene esta capacidad incorporada y ofrece seis funciones para trabajar. También ofrece funciones para realizar la transformada de Fourier, pero esas funciones no forman parte de este recuento. El paquete fourie de Maxima ofrece 16 funciones para el trabajo con series de Fourier, sin considerar la transformada. El paquete fs ofrece solo la función Fourier(). Sin embargo, con esta función y sus opciones se puede realizar prácticamente todo el trabajo. Todos los paquetes ofrecen la capacidad de trabajar con la forma senoidal y cosenoidal con excepción del paquete fs. Este es un tema para trabajos futuros. El paquete fourie de Maxima es el único que carece de soporte para trabajar con la forma compleja de la serie de Fourier. FourierSeries y fs son los únicos que permiten trabajar con funciones segmentadas. Esta es una gran ventaja sobre otras alternativas, ya que la mayoría de las funciones periódicas con las que se trabaja son de este tipo. Con la función Fourier(), es posible utilizar información sobre la simetría de la función para simplificar la captura de la misma. Es la única función que ofrece esta facilidad. Esto puede reducir la dificultad de la captura hasta en cuatro veces. Por último, pero no menos importante, Fourier() es la única función que permite integrar las constantes Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 una por una. Esta función será indispensable en aquellos casos en los que al menos un segmento tenga una o más constantes indefinidas. CONCLUSIONES Se propuso una función para el cálculo simbólico de series de Fourier. La función trabaja en Maxima, el programa de álgebra computacional publicado bajo la licencia GNU GPL. Con ejemplos se mostró el funcionamiento básico de esta función y sus posibilidades. Se comparó el desempeño de la función desarrollada en este trabajo contra alternativas similares. Sus principales ventajas son: la posibilidad de trabajar con funciones segmentadas; el uso de información sobre la simetría de la función para facilitar su captura y la integración término por término de los coeficientes. Una ventaja implícita de esta función es que aquí se ofrece sin tener que pagar licencias ya que al igual que Maxima es gratuita. REFERENCIAS 1. S. D. Madrigal Espinoza, R. Cantú Cuellar, and F. E. Treviño Treviño. Transformadas de Laplace con Maxima. In VIII Congreso de Ingeniería Industrial y de Sistemas, Ciudad Universitaria, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, Septiembre 2013. ISBN: en trámite. 37 �Series de Fourier con Maxima y la función Fourier () / Sergio David Madrigal Espinoza, et al. 2. Dennis G. Zill. Ecuaciones diferenciales, con aplicaciones de modelado. Thomson, Seneca 53, Col. Polanco, México, D. F., C. P. 11560, 6 edition, 2000. 3. Murray R. Spiegel. Transformadas de Laplace. McGraw Hill de México, México, D. F., 1991. 4. Earl D. Rainville, Phillip E. Bedient, and Richard 38 E. Bedient. Ecuaciones diferenciales. PrenticeHall, Av. Tlahuac No. 43-F, Iztapalapa, México, D. F., C. P. 09820, 8 edition, 1998. 5. Transnational College of LEX. Aventuras con Fourier. Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, Delegación Coyoacán, C.P. 04510 México Distrito Federal, 2008. Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 �Síntesis y caracterización de quitina a partir de exoesqueletos de camarón para su uso como material de refuerzo Yaret G. Torres Hernández, Alejandro Altamirano Torres Departamento de Materiales, Universidad Autónoma Metropolitana-Azcapotzalco yagheto@gmail.com, aat@correo.azc.uam.mx RESUMEN En este estudio se presenta la extracción de quitina a partir de exoesqueletos de camarón blanco (Litopenaeus vannamei) por tratamiento químico para la eliminación de proteínas y minerales presentes en los mismos; una vez obtenida se caracteriza por medio de Espectroscopia Infrarroja (IR), Difracción de Rayos X (DRX) y Análisis Térmico (TGA), así como su morfología por Microscopía Óptica (MO) y Electrónica de Barrido (MEB). Se plantea su incorporación como material de refuerzo para la fabricación de un material compuesto considerado un biopolímero dada la naturaleza de sus componentes. PALABRAS CLAVE Quitina, camarones, exoesqueletos, morfología, caracterización. ABSTRACT This study presents the extraction of chitin from white shrimp exoskeletons (Litopenaeus vannamei) by chemical treatment, for remove proteins and minerals in them. Once obtained is characterized by infrared spectroscopy (IR), X-Ray Diffraction (DRX), and thermal analysis (TGA) and its morphology by light microscopy and scanning electron microscopy (SEM). Its incorporation as a filler for the manufacture of a composite is proposed. KEYWORDS Chitin, shrimp, exoskeletons, morphology, characterization INTRODUCCIÓN La quitina es un polisacárido natural de gran importancia, se identificó por primera vez en 1884, es el segundo polímero natural más abundante solo después de la celulosa. En la actualidad la principal fuente de obtención de esta sustancia son los crustáceos (cangrejo, camarón, langosta, etc.), dependiendo de su origen la quitina puede encontrarse en dos polimorfismos, llamados α y β que pueden ser diferenciados por infrarrojo, y en estado sólido por espectroscopia de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) o Difracción de Rayos X (DRX). Una tercera forma la quitina  también ha sido encontrada. Pero análisis detallados muestran que es solo una variación de la quitina-α de acuerdo con Rinaudo y Majeti.1,2 El nombre Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 39 �Síntesis y caracterización de quitina a partir de exoesqueletos de camarón para su uso... / Yaret G. Torres Hernández, et al. Fig. 1. Molécula de quitina.6 sistemático de la quitina es β(1-4)-2-acetamido2-desoxi-D-glucosa y su estructura química es la siguiente (ver figura 1): Se le han encontrado numerosas aplicaciones en diferentes campos como: agricultura, cosmetología, y la industria alimenticia; la actividad industrial de procesado de los productos de la pesca, especialmente de crustáceos genera una gran cantidad de residuos que suponen un grave problema medioambiental. Los residuos del procesado del marisco contienen en general un 14-35% de quitina asociada con proteínas de acuerdo con estudios publicados;3,4 y dado su gran volumen, unido a su lenta capacidad de degradación, estimula la investigación de los posibles usos de esta sustancia. EXTRACCIÓN DE LA QUITINA Se recolecta una cantidad considerable (aprox. 4 kg) de desechos de camarón blanco (Litopenaeus vannamei) para ser tratados de la siguiente manera: Fig. 2. Exoesqueletos de camarón lavados y secados. 40 Fig. 3. Polvo de camarón y medio de molienda. se separan los caparazones (exoesqueleto sin cabeza y sin patas, como se muestra en la figura 2), se lavan con agua corriente para posteriormente ser secados en una estufa modelo HDP-334, a 80 °C durante 3 hrs., para después someterlos a un proceso de molienda en un mortero de alta alúmina buscando obtener un polvo fino (ver figura 3). Para controlar el tamaño de partícula se utiliza un tamiz, en este caso con un tamaño de malla número 32. Desmineralización Una vez obtenido el polvo se coloca en un vaso de precipitado conteniendo una solución de HCl 0.6N en una relación 1:11 sólido-líquido, a una temperatura de 30 °C durante 3 horas. El producto obtenido se filtra y se realizan lavados con agua destilada hasta alcanzar la neutralidad del medio (ver figura 4). Fig. 4. Tratamiento químico de los polvos de camarón. Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 �Síntesis y caracterización de quitina a partir de exoesqueletos de camarón para su uso... / Yaret G. Torres Hernández, et al. Desproteinización El producto obtenido se pone en una solución de NaOH al 1 % a una temperatura de 28 °C durante 24 horas, con agitación constante para asegurar una completa desproteinización. El producto se purifica filtrando y realizando lavados con agua destilada hasta lograr la eliminación del exceso de base; finalmente se seca en la estufa a 80°C durante 3 horas. CARACTERIZACIÓN DE LA QUITINA Espectroscopia Infrarroja La quitina fue identificada mediante Espectroscopia Infrarroja mediante un Espectrofotómetro VARIAN 3600 FT- IR. La región analizada fue la de 4000400 cm-1; la metodología utilizada para obtener los espectros fue formar una pastilla mezclando la muestra con KBr en una relación en peso de 1:100 en una prensa manual. Difracción de Rayos X El análisis fue realizado en un Difractómetro automático Philips modelo X’Pert, los parámetros de análisis para la quitina fueron 2θ de 5 a 40°, pasos de 0.015° a temperatura ambiente (25ºC). Tabla I. Bandas de absorción de los grupos funcionales presentes en la quitina. Región (cm-1) Tensión 2,880 C-H 3,450 1,660-1,560 1,070-1,020 N-H C=O C-O Fig. 5. Espectro IR obtenido experimentalmente. Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 Análisis Termogravimétrico (TGA) El Análisis Térmico se llevo a cabo en un equipo DSC/DTA SDT Q600 (TA Instruments), la metodología utilizada para realizar el análisis TGA se basó en la norma ASTM E- 1131-03, en modo dinámico. Se tomó una masa de 2.46700 ± 0,001 mg de muestra, se utilizó un intervalo de temperatura desde 30 hasta 600°C, con una velocidad de calentamiento de 5 grados/min y un flujo de nitrógeno de 20 ml/min. Microscopía Electrónica de Barrido El análisis cuantitativo de elementos tanto en el exoesqueleto de camarón como en la quitina se realizó en un Microscopio Electrónico de Barrido XL30 ESEM Phillips en alto vacío. Microscopía Óptica Las diferentes muestras fueron observadas en un Estéreo Microscopio marca Nikon, equipado con cámara digital marca Pixelink, modelo PLS621CU, para la obtención de información acerca de la morfología de las escamas de quitina. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Espectroscopia infrarroja El espectro obtenido (ver figura 5) nos confirma que el compuesto obtenido es quitina, al identificarse vibraciones de estiramiento correspondientes al grupo N-H que presentan frecuencias moderadamente intensas en la región 3450 y 3250 cm-1. Los grupos funcionales de amida y carbonilo se observan en dos bandas intensas en la región de 1660-1560 cm-1, además el espectro presenta un pequeño pico en el intervalo de 2885 cm-1 que corresponde a las vibraciones de tensión del enlace C-H, que generalmente indica la presencia de uno o más grupos alcanos, y por último se observan vibraciones de tensión del grupo C-O-C entre 1070 y 1020 cm-1. En la tabla I se reportan los resultados, mismos que coinciden con los reportados en la literatura.3,4 Difracción de rayos X El difractograma de la quitina extraída experimentalmente de los exoesqueletos de camarón 41 �Síntesis y caracterización de quitina a partir de exoesqueletos de camarón para su uso... / Yaret G. Torres Hernández, et al. Fig. 6. Difractograma de la quitina extraída del polvo de camarón. blanco (ver figura 6), muestra cinco reflexiones cristalinas a 10º, 15.6º, 21.1º, 23.7º, y 33º lo cual es consistente con los valores reportados por otros autores.4,5 Análisis termogravimétrico En el análisis realizado a la quitina, se pueden observar tres eventos térmicos como se ilustra en la figura 7, que se explican de la siguiente manera: el primero es la pérdida de humedad del material del 8% aproximadamente, entre Tambiente y 200°C; el segundo entre 200 y 389°C con una pérdida del 46 %, se relaciona con la despolimerización del material, descomponiéndose en productos volátiles de bajo peso molecular y carbono. Por último el tercer evento con un pérdida del 5 %, es la pirolisis por la descomposición de los grupos aminas entre 390 y 600°C y lo cual es consistente con la literatura.6,10 Fig. 7. Curva obtenida para el TGA de la quitina. 42 Fig. 8. Medición del tamaño de partícula. Microscopía óptica Para determinar el tamaño de partícula, se toma una muestra de diferentes tamaños y luego se sumaron los valores parciales como se observa en la figura 8 para obtener un promedio, las mediciones se realizaron mediante el programa Image Pro-Plus, versión 4.5, obteniéndose un valor promedio de 397.283m. Microscopía electrónica de barrido En la figura 9 se aprecia la superficie del exoesqueleto de camarón, el cuál contiene carbonatos de calcio y magnesio principalmente. Lo cual es confirmado con ayuda de un Análisis por Energía dispersiva de Rayos X, que muestra la presencia de elementos como el calcio, silicio, azufre, fosforo y magnesio (figura 10). Fig. 9. Superficie del exoesqueleto de camarón a 1000X. Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 �Síntesis y caracterización de quitina a partir de exoesqueletos de camarón para su uso... / Yaret G. Torres Hernández, et al. Fig. 10. Resultados del EDS del exoesqueleto de camarón. Posteriormente se analizaron por Microscopía Electrónica de Barrido y EDS las partículas de quitina, las cuales presentan una superficie rugosa e irregular pero carente de porosidad como se observa en la figura 11. Fig. 11. Morfología que presentan las partículas de quitina. En la figura 12 se muestra el análisis realizado a la quitina, donde se observa que los elementos presentes en el exoesqueleto han sido eliminados tras el tratamiento químico realizado, lo que confirma la obtención de quitina. Actualmente se trabaja en el estudio de la quitina como material de refuerzo en una matriz biopolimérica, y se ha observado que incrementa las propiedades mecánicas de la misma, lo que resulta en un doble beneficio, por un lado la eliminación del problema medioambiental y por otro su aprovechamiento como material de refuerzo en la fabricación de un material compuesto. Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 Fig. 12. Resultados del EDS de la muestra de quitina. CONCLUSIONES La extracción de quitina a partir de desechos de camarón por el tratamiento químico realizado fue exitosa, lo que se comprueba con los diferentes análisis realizados. La forma y tamaño de partícula de la quitina obtenida nos permite su incorporación en una matriz biopolimérica, comportándose como un material reforzante. El material compuesto fabricado tendrá diversas aplicaciones potenciales como puede ser en el sector automotriz e incluso en el sector médico. AGRADECIMIENTOS Se agradece al Área de Ciencia de Materiales y de Química de la UAM-Azcapotzalco por el apoyo para la realización del desarrollo experimental de este trabajo y por brindar las facilidades para la utilización de sus equipos. Así mismo al Dr. Eduardo Terres del IMP por su tiempo y apoyo para realizar la Microscopia de Barrido. REFERENCIAS 1. Rinaudo, M., Chitin and chitosan: Properties and application, Progress in Polymer Science, 2006. vol.31, pp. 603-632 2. Majeti N.V., Ravi Kumar, A review of chitin and chitosan applications, Reactive & Functional Polymers, 2000,vol. 46, pp. 1–27. 3. Belandria J.C, Morillo N.J., Recuperación de quitina a partir de los residuos sólidos generados 43 �Síntesis y caracterización de quitina a partir de exoesqueletos de camarón para su uso... / Yaret G. Torres Hernández, et al. 4. 5. 6. 7. 44 del procesamiento industrial de crustáceos, Revista Cubana de Química, 2008, vol. XX. Morales R., Azamar, J. A., Obtención de quitosán a partir de quitina extraída de desechos de camarón (exoesqueleto) y su aplicación como biopelículas de recubrimiento, Memorias del XVI Verano de la investigación científica de la UJAT, ISBN 968-9024-10-8, 2006, pp.91-96. Entsar S. A., Khaled S.A., Maher Z., Extraction and characterization of chitin and chitosan from local source, Bioresource Technology, 2008, vol. 99, pp.1359-1367. Rosas,P.A.,<http://www.monografias.com/ trabajos75/estudio-adsorcion-cr-carbon-cubiertoquitosan/estudio-adsorcion-cr-carbon-cubiertoquitosan2.shtm>. S. Entsar, S. A. Khaled, M. Z. Elsabee, Extraction and characterization of chitin and chitosan from local sources, Bioresource Technology, 2008, vol. 99, pp. 1359-1367. 8. F. A. Al Sagheer, S. Muslim, M. Z. Elsabee, Extraction and characterization from marine sources in Arabian Gulf, Carbohydrate Polymers, 2009, vol. 77, pp. 410-419. 9. R. Morales Gómez, J. A., Azamar Barrios, Obtención de quitosán a partir de quitina extraída de desechos de camarón (exoesqueleto) y su aplicación como biopelículas de recubrimiento, Memorias del XVI Verano de la investigación científica de la UJAT, ISBN 968-9024-10-8, 2006, pp. 91-96. 10.J. C. Belandria, N. J. Morillo, Recuperación de quitina a partir de los residuos sólidos generados del procesamiento industrial de crustáceos, Revista Cubana de Química, 2008. vol. XX, No.3, pp. 17-25. Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Vol. XVIII, No. 66 �Eventos y reconocimientos OBITUARIO El pasado 4 de noviembre, falleció el Ing. Nicolás Treviño Navarro, quien fuera director de la FIME de 1962 a 1967, siendo el primer egresado de la propia facultad. Durante su gestión se fundó la Escuela de Graduados de la FIME. También fue rector iterino de la universidad del 23 de febrero al 1 de diciembre de 1967, tiempo en el que se creó la Preparatoria 8, las plazas de nuevo ingreso a preparatorias, escuelas y facultades de la Universidad. Fue también Secretario Ejecutivo del Patronato de laboratorios y talleres de la Universidad, Secretario Particular de la Presidencia Municipal de la Ciudad de Monterrey, y en su calidad de exrector, participó en la Comisión de Estudio de la Ley Orgánica de la UANL en 1971. Fue miembro de la junta de gobierno desde este año hasta 1980. El Ing. Treviño Navarro nació en Vanegas, San Luis Potosí, el 5 de diciembre de 1932. Inició sus estudios profesionales en la Escuela de Matemáticas de la UNL, pero decidió continuar la carrera de Ingeniero Mecánico Electricista en la FIME, en la que obtuvo el Premio al Saber. Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año XVIII, No. 66 PRESENTACIÓN DE LA REFORMA ENERGÉTICA El pasado 6 de octubre acudió a la FIME, el Lic. David Penchyna Grub, Presidente de la Comisión de Energía del Senado de la República, para presentar a la comunidad universitaria el alcance y desafíos de la Reforma Energética en la sociedad, y en especial el papel de la universidad. En esta reunión estuvieron presentes el Dr. Jesús Ancer Rodríguez, Rector de la UANL, M.E.C. Rogelio Garza Rivera, Secretario General de la UANL; Dr. Jaime A. Castillo Elizondo, Director de FIME; y la Senadora, Lic. Ivonne Álvarez García. El rector manifestó que la universidad está a la altura del reto, a través de la descripción de la capacidad académica de la UANL. Dr Jaime A. Castillo Elizondo, Director de la FIME (izq.); Lic. David Penchyna Grub, Presidente de la Comisión de Energía del Senado de la República; Lic. Ivonne Álvarez García, Senadora; Dr. Jesús Ancer Rodrìguez, Rector de la UANL; M.E.C. Rogelio G. Garza Rivera, Secretario General de la UANL; y el Dr. Juan Manuel Alcocer González, Secretario Académico de la UANL. 45 �Eventos y reconocimientos 67 ANIVERSARIO DE LA FIME En la semana del 18 al 26 de octubre, la FIME efectuó una serie de actividades con motivo de su 67 Aniversario. La celebración inició con el ya tradicional “Desayuno de la Fraternidad”, en el que además de los discursos en que se suele hacer remembranza de la vida de la FIME, en esta ocasión se distinguió especialmente a la Srita. María de Jesús González Rivera, por sus 50 de años de actividad como secretaria en la facultad, más de 20 en la dirección de la FIME. El Ing. José Hernández Moreno, durante una conferencia previa a su presentación, con el Dr. Jaime A. Castillo Elizondo, Director de la FIME. La Srita. María de Jesús González Rivera con los exdirectores de la FIME; M.C: José Antonio González Treviño, M.E.C. Rogelio G. Garza Rivera, M.C. Esteban Báez Villarreal, y con el director de la FIME, Dr. Jaime A. Castillo Elizondo. Entre las conferencias y eventos del XXI Congreso Internacional sobre Educación, Ciencia y Tecnología, celebrado en la semana de aniversario, tuvo lugar la conferencia del Ing. José Hernández Moreno con el titulo “Cosechando estrellas: la historia de un astronauta mexicano”. El Ing. Hernández fue uno de los astronautas que participó como especialista en la misión STS-128, del transbordador espacial “Discovery” en 2009. Durante su presentación manifestó su origen mexicano y escribió su experiencia personal para llegar a ser astronauta. Concluyó su presentación con una invitación a la perseverancia y su deseo de continuar una relación con la UANL, en particular con la FIME. Otra de las actividades realizadas fue el foro “El impacto de la reforma energética en el sector industrial”, en donde participaron el Dr. Jaime Parada Ávila, Director General del Instituto de Innovación y Transferencia de Tecnología de 46 NL; Dr. Salvador Valtierra Gallardo, Director de Innovación Nemak; Dr. Salvador Aceves, Líder de proyectos del Departamento de Energía de los Estados Unidos, Lawrence Livermore Nationals Laboratories; Ing. Oscar Sansores Castro, Gerente de Desarrollo de Negocios Voltrak; Ing. Luis Antonio Ordaz Ledezma, Subgerente Comercial de la División Golfo-Norte de la CFE; y el Lic. Ernesto Marcos Iga, Director de Servicios Legales de Whirlpool. Panelistas del foro “El impacto de la reforma energética en el sector industrial”. Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año. XVIII, No. 66 �Eventos y reconocimientos COLOQUIO DE MATEMÁTICAS Se llevó a cabo en la FIME, del 9 al 11 de diciembre, el “Primer Coloquio de Matemáticas para la Formación de Ingenieros del Siglo XXI”. en el que se presentaron experiencias de colaboración entre México y Francia, con la finalidad de redefinir las competencias matemáticas que un ingeniero debe adquirir durante su formación universitaria, tomando en cuenta contenidos académicos y métodos pedagógicos para la enseñanza de las matemáticas dentro de las escuelas de ingeniería de México y Francia. Entre los participantes se encontraban representantes de Canadá y de otras universidades de México. Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año XVIII, No. 66 Catherine Pilon de la Universidad de Sherbrooke. 47 �Titulados a nivel Doctorado en la FIME-UANL * Enero - Diciembre 2014 Herman Castañeda Cuevas, Doctor en Ingeniería Eléctrica, Tesis: “Control robusto por modos deslizantes de orden superior aplicado a vehículos aéreos no tripulados”, 17 de enero. Jurado: Dr. Jesús de León Morales (asesor), Dr. Alberto Cavazos González, Dr. Marco Tulio Mata Jiménez, Dr. Ernesto Olguín Díaz, Dr. Vicente Parra Vega. Luis Humberto Rodríguez Alfaro, Doctor en Ingeniería Eléctrica, Tesis: “Control activo tolerante a fallas para sistemas Hamiltonianos convergentes”, 17 de enero. Jurado: Dr. Efraín Alcorta García (asesor), Dr. Cornelio Posadas Castillo, Dr. Juan Ángel Rodríguez Alfaro, Dr. Gerardo René Espinosa Pérez, Dr. David Lara Alabazares. Francisco Aurelio Pérez González, Doctor en Ingeniería de Materiales, Tesis: “Oxidación a alta temperatura y bajo diferentes ambientes de una superaleación base níquel”, 28 de enero. Jurado: Dr. Rafael Colás Ortiz (asesor), Dr. Nelson Garza Montes de Oca, Dr. Octavio Covarrubias Alvarado, Dr. Juan Genesca Llogueras, Dr. Demófilo Maldonado Cortes. César Martínez Torres, Doctor en Ingeniería Eléctrica, Tesis: “Fault Tolerant Control By Flatness Aproach”, 25 de marzo. Jurado: Dr. Hebertt Sira Ramírez, Dr. Efraín Alcorta García (asesor FIMEUANL), Dr. Didier Theilliol, Dr. Franck Cazaurang (asesor Universidad de Burdeos, Francia), Dr. Loïc Lavigne. Miguel Fernando Delgado Pámanes, Doctor en Ingeniería de Materiales, Tesis: “Soldabilidad de aceros IF y HSLA galvanizados para aplicaciones * Información proporcionada por la Coordinación de Titulación de Posgrado. 48 automotrices”, 29 de mayo. Jurado: Dra. Martha Patricia Guerrero Mata (asesora), Dr. Luis Adolfo Leduc Lezama, Dr. Rafael Colás Ortiz, Dr. Sergio Haro Rodríguez, Dr. Omar García Rincón. José Eulalio Contreras de León, Doctor en Ingeniería de Materiales, Tesis: “Influencia de la inserción de nano-óxidos cerámicos sobre la microestructura y propiedades de una porcelana triaxial”, 2 de junio. Jurado: Dr. Edén Amaral Rodríguez Castellanos (asesor), Dr. Josué Amílcar Aguilar Martínez, Dra. Ana María Arato Tovar, Dr. Juan Jacobo Ruiz Valdés, Dr. Eduardo Cárdenas Alemán. Adriana Magdalena Huízar Félix, Doctor en Ingeniería de Materiales, Tesis: “Estudio de las propiedades magnéticas y microestructura de nanocompósitos de nanopartículas metálicas y óxido de grafeno reducido térmicamente”, 5 de junio. Jurado: Dra. Selene Sepúlveda Guzmán (asesora), Dr. Domingo I. García Gutiérrez, Dr. Marco Antonio Garza Navarro, Dr. Juan Francisco Luna Martínez, Dra. Sagrario Martínez Montemayor. Guillermo González Ibarra, Doctor en Ingeniería de Materiales, Tesis: “Estudio de la maquinabilidad de 2 superaleaciones Inconel 617 y 718”, 6 de junio. Jurado: Dra. Patricia del Carmen Zambrano Robledo (asesora), Dra. Guadalupe M. Hernández Muñoz, Dra. Maribel de la Garza Garza, Dr. Sergio Haro Rodríguez, Dra. Ireri A. Sustaita Torres. Jesús Alejandro Sandoval Robles, Doctor en Ingeniería de Materiales, Tesis: “Estudio de la evaluación de la textura de aceros eléctricos grado experimental”, 27 de junio. Jurado: Dra. Martha Patricia Guerrero Mata (asesora), Dra. Adriana Salas Zamarripa, Dr. Luis Adolfo Leduc Lezama, Dr. Yvan Houbaert, Dr. Omar García Rincón. Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año. XVIII, No. 66 �Eventos y reconocimientos Lina Melva de León Covián, Doctor en Ingeniería de Materiales, Tesis: “Síntesis y Caracterización de Nano partículas semiconductoras de PbSe y PbSexSi1-x y su aplicación en dispositivos fotovoltaicos”, 3 de septiembre. Jurado: Dr. Domingo Ixcóatl García Gutiérrez (asesor), Dr. Marco Antonio Garza Navarro, Dr. Sadasivan Shaji, Dr. Francisco Servando Aguirre Tostado, Dr. Eduardo Martínez Guerra. Oliver Avalos Rosales, “Doctor en Ingeniería con Especialidad en Ingeniería de Sistemas, Tesis: “Secuenciación en máquinas paralelas no relacionadas con tiempos de preparación y tareas de mantenimiento”, 12 de septiembre. Jurado: Dra. Ada M. Álvarez Socarrás (asesora), Dra. Iris Abril Martínez Salazar, Dra. Yasmín A. Ríos Solís, Dr. Francisco Ángel-Bello Acosta, Dr. Carlos Andrés Romano. Yaneth Bedolla Gil, Doctor en Ingeniería de Materiales, Tesis: “Estudio de las propiedades mecánicas tribológicas y electroquímicas de aleaciones Co, Cr, Mo, C con adiciones en Boro”, 12 de septiembre. Jurado: Dr. Marco Antonio Ludovic Hernández Rodríguez (asesor), Dr. Arturo Juárez Hernández, Dr. Rafael Mercado Solís, Dr. Felipe Arturo Reyes, Dr. Manuel de Jesús Castro Román. Rodolfo Morales Ibarra, “Doctor en Ingeniería de Materiales, Tesis: “Carbon fiber recovery using subcritical and supercritical fluids for chemical recycling of thermoset composite materials”, 9 de octubre. Jurado: Dr. Antonio Francisco García Loera (asesor), Dr. Juan A. Aguilar Garib, Dr. Edgar Reyes Melo, Dr. Motonobu Goto, Dr. Mitsuru Sasaki. Julián Rodríguez Hernández, Doctor en Ingeniería de Materiales, Tesis: “Desgaste erosivo en cajas de corazones usadas en la industria automotriz”, 27 de octubre. Jurado: Dr. Alberto Javier Pérez Unzueta (asesor), Dr. Rafael Colás Ortiz, Dra. Dora Irma Martínez Delgado, Dr. Salvador Valtierra Gallardo, Dr. Andrés Rodríguez Jasso. Oscar Arreola Soria, Doctor en Ingeniería Eléctrica, Tesis: ”Coordinación de relevadores de sobrecorriente con curvas de tiempo no convencionales en sistemas eléctricos Industriales”, 7 de noviembre. Jurado: Dr. Arturo Conde Enríquez (asesor), Dr. Luis Alonso Trujillo Guajardo, Dr. Francisco Sellschopp Sánchez, Dr. Víctor Manuel Cabrera Morelos, Dr. Gerardo Maximiliano Méndez. El Cuerpo Académico Consolidado “Síntesis y Caracterización de Nanoestructuras” extiende una invitación para particpar en su Segundo Simposio a celebrarse en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica el 30 de abril de 2015 Informes: Dr. Domingo García Gutiérrez (domingo.garciagt@uanl.edu.mx) Dra. Selene Sepúlveda Gúzman (selene.sepulvedagz@uanl.edu.mx) Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año XVIII, No. 66 49 �Titulados a nivel Maestría en la FIME-UANL * Octubre - Diciembre 2014 Diego Armando González Medina, Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales. Tesis: “Modificación superficial de aleaciones de aluminio mediante impacto cíclico para la modificación de las propiedades mecánicas y tribológicas”, 2 de octubre. Mayra Iveth Llamas Hernández, Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales. Tesis: “Comportamiento elástico y morfológico de composites propileno / grafeno”, 3 de octubre. Juan Jesús Salguero Trujillo, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con Orientación en Producción y Calidad, (Por materias), 3 de octubre. Minerva Mayela Orta Lozano, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con Orientación en Producción y Calidad, (Por materias), 6 de octubre. Rubén Anrelyd Fernández-Ahuja Ríos, Maestría en Logística y Cadena de Suministro con Orientación en Dirección y Operaciones, (Por materias), 6 de octubre. Alejandro Darwich Garza, Maestría enAdministración Industrial y de Negocios con Orientación en Finanzas, (Por materias), 9 de octubre. Juan Eduardo Pantoja Herrera, Maestría en Ciencias y Tecnología Cerámica con Orientación en Vidrio. Tesis: “Caracterización del lubricante utilizado en el proceso de prensado de vidrio calizo provisto en moldes mediante el método de carbón shot”, 10 de octubre. * Información proporcionada por la Coordinación de Titulación de Posgrado. 50 Daniel Valdez Muñoz, Maestría en Ciencias y Tecnología Cerámica con Orientación en Vidrio. Tesis: “Transferencia de calor en moldes para productos de vidrio”, 10 de octubre. Luis Antonio Mercado Cerda, Maestría en Ciencias de la Ingeniería Eléctrica con Orientación en Control Automático. Tesis: “Control of a tibio-femoral virtual joint by means of hybrid EEG-EMG Scheme”, 10 de octubre. Luis Ángel Villaseñor Benítez, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con Orientación en Producción y Calidad, (Por materias), 13 de octubre. Víctor Hu go Garz a Reyes , M aes trí a en Administración Industrial y de Negocios con Orientación en Producción y Calidad, (Por materias), 16 de octubre. Eduardo Alberto Cobos Garza, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con Orientación en Producción y Calidad, (Por materias), 20 de octubre. Diego Jesús Robledo Sepúlveda, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con Orientación en Producción y Calidad, (Por materias), 20 de octubre. Josué Zavala Vázquez, Maestría en Ingeniería con Orientación en Eléctrica, (Por materias), 23 de octubre. José Ángel Elizondo Alanís, Maestría en Ciencias y Tecnología Cerámica con Orientación en Vidrio. Tesis: “Estudio de las propiedades mecánicas de vidrios sodo-cálcicos en función de variaciones en su microestructura”, 24 de octubre. Francisco Gustavo Serna Colunga, Maestría en Ciencias y Tecnología Cerámica con Orientación Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año. XVIII, No. 66 �Titulados a nivel Maestría en la FIME-UANL en Vidrio. Tesis: “Análisis de la transferencia de calor en hornos regenerativos para vidrios sódico cálcicos”, 24 de octubre. Gerardo Javier Frutos González, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con Orientación en Producción y Calidad, (Por materias), 24 de octubre. María de Jesús Trejo Coello, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con Orientación en Relaciones Industriales, (Por materias), 28 de octubre. Yaaresi Arlen Valero Torres, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con Orientación en Relaciones Industriales, (Por materias), 30 de octubre. Juan Manuel Salas Trejo, Maestría en Logística y Cadena de Suministro con Orientación en Dirección y Operaciones, (Por materias), 30 de octubre. Mario Alberto Acosta Rivera Hernández, Maestría en Logística y Cadena de Suministro con orientación en Dirección y Operaciones. Proyecto: La tercerización del transporte terrestre en una empresa de servicio”, 7 de noviembre. Manuel René Treviño Aranda, Maestría en Logística y Cadena de Suministro con Orientación Logística Global, (Por materias), 7 de noviembre. Juan Enrique Quintanilla González, Maestría en Logística y Cadena de Suministro con Orientación en Diseño y Análisis. Proyecto: “Cinematografía esbelta: optimando el proceso de hacer cine”, 10 de noviembre. Raymundo Chávez Hernández, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con Orientación en Producción y Calidad. Proyecto: “ Modelado en frío”, 14 de noviembre. José Lagunes Beyrut, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con Orientación en Producción y Calidad. Proyecto: “Propuesta de programa de mejora de servicios y administración para aumentar utilidades,” 18 de noviembre. Joel González Ibarra, Maestría en Logística y Cadena de Suministro con Orientación en Dirección y operaciones. Proyecto: “Control de I n ve ntar i o s y red ucc ión de c os tos de almacenamiento por mal manejo de materiales”, 20 de noviembre. Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año XVIII, No. 66 Mario Francisco González Sánchez, Maestría en Ingeniería Aeronáutica con Orientación en Dinámica de Vuelo. Proyecto: “Modelado, Análisis y Control de cuadrirrotores: un enfoque de control clásico”, 20 de noviembre. Álvaro Tamez Cortes, Maestría en Ingeniería Eléctrica, (Por materias), 21 de noviembre. Luis Armando Lince Quintanilla, Maestría en Logística y Cadena de Suministro con Orientación en Dirección y Operaciones. Proyecto: “Medición Nivel de Servir a través de la orden perfecta”, 21 de noviembre. Elsa Reneé Guerrero Silva, Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales. Tesis: “Nanoidentación y caracterización microestructural de una aleación de aluminio 2024 procesada por unión por laminación acumulada”, 21 de noviembre. Tomás Gerardo Cavazos Solís, Maestría en Ciencias y Tecnología Cerámica con Orientación en Vidrio. Tesis: “Aumento de la vida útil de la moldura para vidrio”, 21 de noviembre. David Elizondo Lozano, Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales. Tesis: “Aspectos físicos y factores que determinan la calidad superficial con maquinado de compositós de matriz polimérica reforzados con fibras”, 24 de noviembre. Marco Antonio Delgado López, Maestría en Ciencias de la Ingeniería Automotriz. Tesis: “Efecto del tratamiento térmico en la difracción de rayos x en las aleaciones vaciadas de aluminio utilizadas en la industria automotriz”, 24 de noviembre. Mauricio González Villarreal, Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales. Tesis: “Optimización de las propiedades mecánicas de compósitos de resina poliéster reforzadas con fibra de vidrio y cargas de carbonato de calcio”, 26 de noviembre. Gonzalo Viezca Rodríguez, Maestría en Logística y Cadena de Suministro con Orientación en Dirección y operaciones, (Por materias), 26 de noviembre. René Rhi Sepúlveda, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con Orientación en Relaciones Industriales, (Por materias), 27 de noviembre. 51 �Titulados a nivel Maestría en la FIME-UANL Saraí Villalpando Hernández, Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales. Tesis: “Efecto de la temperatura y tiempo en la disolución de las fases y carburos en dos aleaciones WASPALOY”, 27 de noviembre. Ciro Manuel García Hernández, Maestría en Logística y Cadena de Suministro con Orientación en Dirección y Operaciones. Proyecto: “La participación del departamento de embarques en la creación de un producto con valor para el cliente”, 1 de diciembre. Irma Verónica Carreón Cavazos, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con Orientación en Finanzas, (Por materias), 1 de diciembre. Luis Ángel Barboza González, Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales. Tesis: “Efectos de la precipitación en anillos rolados de Incoloy 909 durante el proceso de forja”, 1 de diciembre. Laura Nelly de León Nava, Maestría en Logística y Cadena de Suministro con Orientación en Dirección y Operaciones, (Por materias), 2 de diciembre. Oscar Abraham Torres San Miguel, Maestría en Ingeniería con Orientación en Manufactura. Proyecto: “Detectores de acabado de línea para alambre magneto”, 5 de diciembre. Miguel Ángel Lambert Borrell, Maestría en Ingeniería con Orientación en Manufactura. Proyecto: “Fabricación de cables irradiados para la industria aeroespacial”, 5 de diciembre. José Carlos de la Rosa Salazar, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con Orientación en Relaciones Industriales. Proyecto: “Seguridad Integral”, 5 de diciembre. Raymundo Humberto Avendaño Villarreal, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con Orientación en Producción y Calidad (Por materias), 8 de diciembre. Santos Alonso Rodríguez Saucedo, Maestría en Logística y Cadena de Suministro con Orientación en Dirección y Operaciones. Proyecto:“Diseño de un sistema de control de inventarios de materia prima para un nivel de servicio determinado”, 8 de diciembre. 52 Adrián Amaya Valtierra, Maestría en Ingeniería con Orientación en Manufactura, (Por materias), 9 de diciembre. R o g e l i o M a l t os M a rt í n e z , M a e s t r í a e n Ingeniería con Orientación en Manufactura. Proyecto:“Desarrollo de Prototipo de Cable Media Tensión para certificación con norma internacional IEC60502-2”, 9 de diciembre. Alan Azael Cortez Martínez, Maestría en Ingeniería con Orientación en Manufactura. Proyecto: “Producción de conductores eléctricos recubiertos con fibra de vidrio utilizando hornos de inducción”, 9 de diciembre. Ramiro Juan Manuel Carreón Navarrete, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con Orientación en Relaciones Industriales. Proyecto: “UBICEL, la tecnología al alcance de todos”, 9 de diciembre. Miguel Francisco Arratia Obregón, Maestría en Ingeniería con Orientación en Manufactura. Proyecto: “Mejora en línea de pintura planta Brembo México”, 9 de diciembre. José Guadalupe Oyervides Cavazos, Maestría en Ingeniería con Orientación en Manufactura. Proyecto: “Metodología de Fabricación de Cable XHHWLS en línea convencional de extrusión”, 9 de diciembre. Adrián Mauricio García Corral, Maestría en Ingeniería con Orientación en Manufactura. Proyecto: “Diseño de un controlador para un robot de un proceso de soldadura eléctrica”, 9 de diciembre. Iván Gonzalo Reyes Valente, Maestría en Ingeniería con Orientación en Manufactura. Proyecto: “Polietileno de alta densidad en la industria manufacturera”, 10 de diciembre. Francisco Javier Salinas Rodríguez, Maestría en Ingeniería de la Información con Orientación en Informática, (Por materias), 10 de diciembre. Yuliana Tristán Zamarripa, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con Orientación en Producción y Calidad, (Por materias), 10 de diciembre. Verónica Magdalena Reyes Carranza, Maestría en Ingeniería de la Información con Orientación en Informática, (Por materias), 10 de diciembre. Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año. XVIII, No. 66 �Titulados a nivel Maestría en la FIME-UANL José Luis López Sánchez, Maestría en Ingeniería de la Información con Orientación en Informática, (Por materias), 10 de diciembre. Selene Josefina Esquivel Cantú, Maestría en Logística y Cadena de Suministro con Orientación en Dirección y Operaciones. Proyecto: “Análisis de Abastecimiento considerando impacto financiero y riesgo en el suministro. Caso: Tecnológico de Monterrey”, 10 de diciembre. Francisco Javier Vázquez Treviño, Maestría en Ingeniería con Orientación en Manufactura, (Por materias), 11 de diciembre. Luis Alberto Zataráin Morúa, Maestría en Ciencias de la Ingeniería Eléctrica con Especialidad en Potencia. Tesis: “Estudios de flujos difusos en sistemas eléctricos de potencia”, 12 de diciembre. Juan Carlos Ramírez Saucedo, Maestría en Ciencias de la Ingeniería Eléctrica con Especialidad en Potencia, Tesis: “Análisis de modos de oscilación y amortiguameniento en sistemas Eléctricos”, 12 de diciembre. Roberto Daniel Penilla Segura, Maestría en Logística y Cadena de Suministro con Orientación en Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año XVIII, No. 66 Dirección y Operaciones. Proyecto: “Desarrollo de un plan de distribución como estrategia competitiva en una empresa automotriz”, 12 de diciembre. Patricia Vargas Martínez, Maestría en Logística y Cadena de Suministro con Orientación en Dirección y Operaciones. Proyecto: “Incremento en el porcentaje de entregas a tiempo a través de la mejora del nivel de inventario”, 12 de diciembre. Fernando Flores Mata, Maestría en Ciencias de la Ingeniería de Manufactura con Especialidad en Diseño de Productos. Tesis: “Optimización del sistema configurador de producto para la industria de la manufactura de ventanas, puertas y cancelería”, 17 de diciembre. Giovanna Yarelly Pompa Maciel, Maestría en Ingeniería Aeronáutica con Orientación en Materiales. Tesis: “Caracterización electroquímica de aluminio anodizado para la i ndu stria aeronáutica”, 17 de diciembre. Yonathan Armando Loredo Sáenz, Maestría en Ciencias de la Ingeniería con Orientación en Energías Térmica y Renovable, Tesis: “Caracterización termo hidráulica del área de transferencia de calor en superficies extendidas mediante simulación numérica”, 18 de diciembre. 53 �Acuse de recibo Revista del Tecnológico de Monterrey Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics Esta revista del Tecnológico de Monterrey es publicada por Grupo Medios S.A. de C.V. podría considerarse como una publicación de carácter interno que informa sobre el quehacer de la institución, se aprecia desde el mensaje editorial, pero cuyo contenido es interesante para público relacionado con el ambiente de educación y formación profesional. El número de diciembre resulta atractivo por su interés hacia los egresados, se presenta el tema de la supervivencia laboral y la vocación con material que invita a reflexionar sobre las llamadas competencias y en un punto no muy alejado, sobre el futuro de las generaciones, con algunos ejemplos. Hay más información en la página del Tecnológico de Monterrey (www.itesm.mx) en la sección de Revistas del Tecnológico de Monterrey y se puede solicitar por suscripción a revistatec@ itesm.mx . La revista Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, es una publicación quincenal, en idioma inglés de Wiley Periodicals (ISSN 08876266), que divulga los aspectos más relevantes en la física de polímeros y temas relacionados, está dirigida principalmente a la comunidad científica. En el número 1, volumen 52 de enero 2014, destaca entre los artículos de revisión, uno que trata a los electrolitos de copolímero en bloque como materiales candidatos para su aplicación en baterías de litio recargables. La revusta tembién ofrece artículos en extenso, tal es el caso de “Efecto de la longitud y diámetro de nanotubos de carbono de pared múltiple en las propiedades mecánicas y eléctricas de compósitos de policarbonato”. Para mayor información acerca de esta publicación puede consultar la página web: www.polymerphysics.org JAAG 54 JGPC Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año. XVIII, No. 66 �Colaboradores Aguilar Garib, Juan Antonio Ingeniero Mecánico y Maestro en Metalurgia por el Instituto Tecnológico de Saltillo. Doctorado en Ingeniería de Materiales por la UANL (1991). Premio de Investigación UANL en 1991, 2001, 2003 y 2012. Premio TECNOS en el 2000. Es Profesor Investigador de la FIME-UANL, miembro del SNI nivel I y de la Academia Mexicana de Ciencias. Alonso Gutiérrez, Brenda Janett Es Ingeniero en Electrónica y Comunicaciones egresado en 2002. Maestría en Administración egresado en 2006 Altamirano Torres, Alejandro Ingeniero Metalurgista y Maestro en Ciencias e Ingeniería por la Universidad Autónoma Metropolitana – Azcapotzalco. Profesor – Investigador del Área de Ciencia de Materiales, UAM – Azc. Coordinador de laboratorios de docencia del Departamento de Materiales, así como Jefe del Área de Ciencia de Materiales en la misma universidad. Cabrera Gómez, Jesús Ingeniero Mecánico, Máster en Ingeniería de Mantenimiento, Doctor en Ciencias Técnicas. Es profesor de cursos relacionados con la ingeniería de las vibraciones, el diagnóstico de máquinas y la confiabilidad operacional. Es Presidente del Comité Académico de la Maestría en Ingeniería y Gerencia de Mantenimiento. Díaz Concepción, Armando Graduado de Ingeniero Mecánico en 1986, Profesor auxiliar. Con más de 22 años de experiencia profesional, se ha desempeñado como Jefe de Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año XVIII, No. 66 Mantenimiento en diferentes empresas y atendiendo varias ramas de la ingeniería. Acreedor de diferentes premios nacionales, como el de la Academia de Ciencias de Cuba, e internacionales, autor de una amplia gama de artículos en libros y revistas. Recibió su título de Máster en Ciencias en el año 2008. González Dueñez, Valeria Paola Profesor de tiempo completo en la UANL para licenciatura y posgrado. Es miembro del SNI. Pertenece al Cuerpo Académico Vinculación con el Sector Económico, Comercio Exterior, Mercadotecnia y Sustentabilidad. Actualmente es Jefe de Carrera de Ingeniero en Tecnología de Software. Huerta Leija, Ever Benjamín Recibió el grado de Ingeniero Mecánico Electricista por la Universidad Autónoma de Nuevo León en 2011. Actualmente es pasante de la Maestría en Ciencias de la Ingeniería Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Desde 2014 es Coordinador de Instalaciones Electromecánicas en la empresa Escala APP. Sus áreas de investigación son la protección de sistemas eléctricos de potencia. Idárraga Ospina, Gina María Recibió el grado de Ingeniero Eléctrico por la Universidad Nacional de Colombia, Medellín, Colombia en 2002 y el grado de Doctor por la Universidad Nacional de San Juan, Argentina en 2007. Desde 2008 es profesora investigadora de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Sus áreas de interés son el modelado y simulación de elementos del sistema eléctrico de potencia, análisis de transitorios electromagnéticos, procesamiento digital de señales usando transformada Wavelet. 55 �Colaboradores Madrigal Espinoza, Sergio David Ingeniero Industrial con especialidad en Calidad y Productividad, por el Instituto Tecnológico de Culiacán, Maestro y Doctor en Ciencias con Especialidad en Ingeniería de Sistemas, por la División de Estudios de Posgrado de la FIME, UANL. Es Profesor de tiempo completo en esta institución desde 2011. estudios de Doctorado en Metalurgia y Materiales en el Instituto Politécnico Nacional-ESIQIE. López Meléndez, Arnulfo Ingeniero Mecánico Electricista egresado en 2014. Actualmente cursando la Maestría en Ciencias con orientación en Nanotecnología en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Vázquez Martínez, Ernesto Recibió los grados de Ingeniero en Electrónica y Comunicaciones, Maestría en Ciencias y Doctor en Ingeniería Eléctrica por la Universidad Autónoma de Nuevo León en 1988, 1991 y 1994 respectivamente. Desde 1996 es profesor investigador de la Universidad Autónoma de Nuevo León. En 2000 y 2011 hizo estancias de investigación en la Universidad de Manitoba y la Universidad de Alberta respectivamente. Sus áreas de investigación son la protección de sistemas eléctricos de potencia y aplicación de técnicas de inteligencia artificial en sistemas de potencia. Es Nivel 1 del Sistema Nacional de Investigadores, y es miembro de la Academia de Ingeniería de México. Lázaro López, David Abraham Estudiante de la maestría en Ciencias de la Ingeniería con orientación en Nanotecnología. Rodríguez Liñan, Carolina Yazmin Ingeniero en Electrónica y Automatización egresada en el año 2013 de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. Actualmente estudiante de la maestría en Ciencias de la Ingeniería con orientación en Nanotecnología. Romero García, Julio Abril Ingeniero Mecánico, trabaja en la Subdirección de Ingeniería de la Empresa Cubana de Aviación S.A, donde desarrolla trabajos de control, análisis, evaluación y pronóstico para elevar los niveles de confiabilidad de los componentes y sistemas asociados a la técnica de aviación. Colabora en temas de investigación con el Centro de Estudios en Ingeniería de Mantenimiento (CEIM). Torres Hernández, Yaret Gabriela Ingeniera Química y Maestra en Ciencias e Ingeniería de Materiales por la Universidad Autónoma Metropolitana-Azcapotzalco. Actualmente cursa 56 Treviño Treviño, Francisco Edmundo Licenciado en Economía por el Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Maestro en Administración con especialidad en Finanzas por FACPYA UANL y Doctor en Filosofía con especialidad en Administración de la División de Estudios de Posgrado del CEDEEM Facpya, UANL. Profesor de tiempo completo exclusivo en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica desde 2010. Viego Ariet, Néstor Asesor Técnico de Aviación, Ingeniero en Telecomunicaciones y Electrónica, trabaja en la Empresa Cubana de Aviación S.A, en el Grupo de Confiabilidad y Diagnóstico, donde desarrolla trabajos de control, análisis, evaluación y pronóstico para elevar los niveles de confiabilidad de los componentes y sistemas asociados a la técnica de aviación. Colabora en temas de investigación con el Centro de Estudios en Ingeniería de Mantenimiento (CEIM). Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año. XVIII, No. 66 �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 y reportes de investigación. 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 estableciendo claramente su contribución; y que estén escritas en un lenguaje claro, didáctico y accesible. Las contribuciones no deberán estar redactadas en primera persona. Todos los artículos recibidos estarán sujetos a arbitraje de tipo doble anónimo siendo el veredicto inapelable. 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. CRITERIOS EDITORIALES Los autores de artículos de revisión o divulgación deberán contar con una producción directa reconocida en la temática de interés de la revista. Estos trabajos deben ofrecer una panorámica del campo temático, separar las dimensiones del tema, mantener la línea de tiempo y presentar una conclusión que derive del material presentado. No se aceptan reportes que muestren solamente mediciones. Los artículos deben presentar los resultados de las mediciones 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 que sean validados científicamente dentro del propio trabajo. No se aceptarán trabajos basados en encuestas de opinión o entrevistas, a menos que aunadas a ellas se realicen mediciones y se efectúe un análisis de correlación Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año XVIII, No. 66 para su validación. No se aceptan protocolos de investigación, proyectos, propuestas o trabajos de carácter especulativo. Los artículos a publicarse en partes, deben enviarse al mismo tiempo, pues se arbitrarán juntos. LINEAMIENTOS EDITORIALES Es requisito enviar para su consideración editorial: 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 cinco. La extensión de los artículos no deberá exceder de 15 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 en inglés. Las referencias deberán ir numeradas en el orden citado en el texto. 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, con resolución de al menos: 300 dpi y 15 cm en su lado más pequeño. Las imágenes además de estar incluidas en el artículo, deben enviarse en archivos individuales en formato .tif, .eps o .jpg CONTACTO Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León, Edificio 7, 1er. piso, ala norte. Tel.: 8329-4000 Ext. 5854 Fax: 8332-0904 E-mail: revistaingenierias@gmail.com 57 �Código de ética Autores Los autores deben presentar una narración concisa y exacta del trabajo desarrollado, así como una discusión objetiva de su significado intelectual y científico. Los autores deben abstenerse de ofrecer los mismos manuscritos que se encuentren en consideración por otras publicaciones. Los autores deben incluir en su manuscrito detalles suficientes y referencias a fuentes de información públicas para hacer posible la reproducción del trabajo por terceros. Los autores deben abstenerse de presentar críticas personales en sus trabajos. Los autores deben citar aquellas publicaciones que son antecedentes esenciales para comprender el trabajo. Los autores deben reconocer mediante una nota de agradecimiento el apoyo de las instituciones y organismos que hayan contribuido significativamente al desarrollo del trabajo, así como a colaboradores que hayan contribuido de manera importante, pero sin que hayan llegado a cumplir con el criterio de coautoría, si los hubiera. Los autores deben reconocer mediante una nota de agradecimiento el apoyo a colaboradores fallecidos que hayan contribuido de manera importante, pero sin que lleguen a cumplir con el criterio de coautoría, si los hubiera, señalando la fecha de su muerte. Los autores deben abstenerse de utilizar nombres ficticios o seudónimos. Los autores deben responsabilizarse del material que presentan en su manuscrito. Los autores deben abstenerse de incluir información que hayan obtenido mediante comunicación privada que no se localice en publicaciones. Revisores Los autores deben abstenerse de incluir información obtenida en el proceso de servicios confidenciales, tales como documentación para concursos o solicitudes de becas. Los revisores deben manifestar al editor cualquier conflicto de intereses que detecten. Los autores deben abstenerse de incluir información que hayan obtenido de manera confidencial sin el permiso explícito correspondiente. Los autores deben abstenerse de citar publicaciones que no se relacionen o que sólo se relacionen remotamente con la materia. Los autores deben abstenerse de incluir como autores a terceros que no cumplan con el criterio de coautoría, el cual consiste en la contribución significativa al desarrollo y preparación del trabajo. Los autores deben incluir a los coautores fallecidos que cumplan con el criterio de coautoría, asentando la fecha de su muerte. 58 Los revisores deben declinar cualquier invitación para evaluar un manuscrito si no se consideran calificados, carecen de tiempo para juzgar o se les presenta algún conflicto de intereses, tal como encontrarse vinculados estrechamente a los autores o al trabajo a evaluar. Los revisores deben considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. Los revisores deben abstenerse de expresar críticas personales. Los revisores deben explicar y apoyar sus juicios de manera suficiente para que el editor, los miembros de cuerpo editorial y los autores comprendan el fundamento de las observaciones. Los revisores deben abstenerse de utilizar o difundir información, argumentos o interpretaciones no publicadas contenidas en un manuscrito bajo consideración, Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año. XVIII, No. 66 �excepto con el consentimiento expreso de los autores posteriormente al proceso de evaluación. Los revisores deben considerar en su revisión posibles errores o fallas de los autores al citar el trabajo relevante de otros. Los revisores deben informar al editor si encontraran alguna semejanza substancial entre el manuscrito y cualquier otro trabajo. Los revisores no deberán intentar contactar a los autores, si hubieran inferido su identidad, previamente a haber emitido su fallo. Editor El editor debe dar consideración justa e imparcial a todos los manuscritos ofrecidos para su publicación, juzgando cada uno de sus méritos científicos o tecnológicos, sin prejuicios de raza, género, religión, creencia, origen étnico, ciudadanía, filosofía o política del autor. El editor debe considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. El editor debe abstenerse de expresar crítica personal. El editor debe explicar y apoyar su juicio final para que los autores comprendan el fundamento de las observaciones. El editor debe abstenerse de utilizar la información no publicada, argumentos o interpretaciones desplegados en un manuscrito sometido, excepto cuando cuente con el permiso del autor. El editor deben abstenerse de desplegar información sobre un manuscrito en proceso de revisión o publicación a ninguna persona fuera de aquellos a los que se les solicite consejo profesional. El editor debe respetar la independencia intelectual de los autores. El editor debe procesar los manuscritos con diligencia. El editor debe ejercer su responsabilidad y la autoridad para aceptar o rechazar un artículo enviado para su publicación. Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año XVIII, No. 66 El editor debe delegar en los miembros del consejo editorial o comité técnico la autoridad para aceptar o rechazar un artículo enviado para su publicación en casos en que se presente conflicto de interés con el editor. El editor debe delegar la responsabilidad y autoridad editorial a alguno de los miembros de los consejos editoriales cuando él sea autor o coautor de un manuscrito que se somete a consideración de la revista. Cuerpo Editorial (Consejos Editoriales y Comité Técnico) Los miembros del cuerpo editorial deberán estar dispuestos a otorgar consejo al editor en las situaciones requeridas. Los miembros del cuerpo editorial deben declinar cualquier invitación para brindar consejo si se les presenta algún conflicto de intereses, tal como encontrarse vinculados estrechamente a los autores o al trabajo a evaluar. Los miembros del cuerpo editorial deben manifestar al editor cualquier conflicto de intereses que detecten. Los miembros del cuerpo editorial deben considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. Los miembros del cuerpo editorial deben abstenerse de expresar críticas personales. Los miembros del cuerpo editorial deben explicar y apoyar sus juicios de manera suficiente para que el editor, los miembros de cuerpo editorial y los autores comprendan el fundamento de las observaciones. Los miembros del cuerpo editorial deben abstenerse de utilizar la información no publicada, argumentos o interpretaciones desplegados en un manuscrito sometido, excepto cuando se cuente con el permiso del autor. Los miembros del cuerpo editorial deben abstenerse de desplegar información sobre un manuscrito en proceso de revisión o publicación a cualquier persona fuera de aquellos que se les solicite consejo profesional. Los miembros del cuerpo editorial deberán respetar la independencia intelectual de los autores. 59 �60 Ingenierías, Enero-Marzo 2015, Año. XVIII, No. 66 ��� 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 2015 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 18 Número Número de la revista 66 Mes de publicación Mes cuando se publicó Enero-Marzo Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Trimestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=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, 2015, Año 18, No 66, Enero-Marzo 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 Aguilar Garib, Juan Antonio, Editor Ocañas Galván, Cyntia, Redacción Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/01/2015 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 2020829 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 Confiabilidad operacional Equivalente Thevenin Industria Aeronáutica Línea de transmisión Nanotecnología Richard Feynman