44 20 16277 https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/466/20884/Quimica_hoy_2012_Vol_2_No_2_Enero-Marzo.pdf 44900cc73d9bfc5774fdf1b68b5dac7b PDF Text Text ����������������������������������������� 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 Química hoy Description An account of the resource La Revista Química Hoy inicia en el 2010 y se publica trimestralmente, es una nueva fuente de comunicación científica para investigadores relacionados con las áreas de la Química. La Revista Química Hoy publica comunicaciones y artículos que presenten resultados experimentales originales en todas las áreas de la teoría y la práctica de la Química en su mas amplio contexto. Así mismo, se aceptan contribuciones originales de revisiones sobre temas científicos de actualidad en Química, donde el autor sea un experto en el tema a tratar. Creator An entity primarily responsible for making the resource Fernández Delgadillo, Sergio Salvador, Director Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2010 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 Química hoy Año de publicación El año cuando se publico 2012 Volumen Volumen de la revista 2 Número Número de la revista 2 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 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 Química hoy, 2012, Vol 2, No 2, Enero-Marzo Creator An entity primarily responsible for making the resource Fernández Delgadillo, Sergio Salvador, Director Subject The topic of the resource Química Bioquímica Ciencia Investigación Ingeniería Química Ciencias Químicas Description An account of the resource La Revista Química Hoy inicia en el 2010 y se publica trimestralmente, es una nueva fuente de comunicación científica para investigadores relacionados con las áreas de la Química. La Revista Química Hoy publica comunicaciones y artículos que presenten resultados experimentales originales en todas las áreas de la teoría y la práctica de la Química en su mas amplio contexto. Así mismo, se aceptan contribuciones originales de revisiones sobre temas científicos de actualidad en Química, donde el autor sea un experto en el tema a tratar. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Químicas Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Gómez de la Fuente, María Idalia del Consuelo, Editora Responsable Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/01/2012 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2020892 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource https://quimicahoy.uanl.mx/index.php/r Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, Nuevo León Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores. Desgaste Extrusión Nanoindentación Radiación de microondas Revestimientos duros https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/466/20883/Quimica_hoy_2011_Vol_2_No_1_Octubre-Diciembre.pdf dfcb51a3859186dde86e3d5cbb6f6267 PDF Text Text ������������������������������������ 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 Química hoy Description An account of the resource La Revista Química Hoy inicia en el 2010 y se publica trimestralmente, es una nueva fuente de comunicación científica para investigadores relacionados con las áreas de la Química. La Revista Química Hoy publica comunicaciones y artículos que presenten resultados experimentales originales en todas las áreas de la teoría y la práctica de la Química en su mas amplio contexto. Así mismo, se aceptan contribuciones originales de revisiones sobre temas científicos de actualidad en Química, donde el autor sea un experto en el tema a tratar. Creator An entity primarily responsible for making the resource Fernández Delgadillo, Sergio Salvador, Director Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2010 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 Química hoy Año de publicación El año cuando se publico 2011 Volumen Volumen de la revista 2 Número Número de la revista 1 Mes de publicación Mes cuando se publicó Octubre-Diciembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Trimestral 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 Química hoy, 2011, Vol 2, No 1, Octubre-Diciembre Creator An entity primarily responsible for making the resource Fernández Delgadillo, Sergio Salvador, Director Subject The topic of the resource Química Bioquímica Ciencia Investigación Ingeniería Química Ciencias Químicas Description An account of the resource La Revista Química Hoy inicia en el 2010 y se publica trimestralmente, es una nueva fuente de comunicación científica para investigadores relacionados con las áreas de la Química. La Revista Química Hoy publica comunicaciones y artículos que presenten resultados experimentales originales en todas las áreas de la teoría y la práctica de la Química en su mas amplio contexto. Así mismo, se aceptan contribuciones originales de revisiones sobre temas científicos de actualidad en Química, donde el autor sea un experto en el tema a tratar. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Químicas Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Gómez de la Fuente, María Idalia del Consuelo, Editora Responsable Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/10/2011 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2020891 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource https://quimicahoy.uanl.mx/index.php/r Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, Nuevo León Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores. Diacetileno Microondas Óxidos mixtos Polimerización Sol gel. Whiskers https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/466/20882/Quimica_hoy_2011_Vol_1_No_4_Julio-Septiembre.pdf fafa385021b90c770f400ba295708aeb PDF Text Text ������������������������������������������������������� 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 Química hoy Description An account of the resource La Revista Química Hoy inicia en el 2010 y se publica trimestralmente, es una nueva fuente de comunicación científica para investigadores relacionados con las áreas de la Química. La Revista Química Hoy publica comunicaciones y artículos que presenten resultados experimentales originales en todas las áreas de la teoría y la práctica de la Química en su mas amplio contexto. Así mismo, se aceptan contribuciones originales de revisiones sobre temas científicos de actualidad en Química, donde el autor sea un experto en el tema a tratar. Creator An entity primarily responsible for making the resource Fernández Delgadillo, Sergio Salvador, Director Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2010 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 Química hoy Año de publicación El año cuando se publico 2011 Volumen Volumen de la revista 1 Número Número de la revista 4 Mes de publicación Mes cuando se publicó Julio-Septiembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Trimestral 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 Química hoy, 2011, Vol 1, No 4, Julio-Septiembre Creator An entity primarily responsible for making the resource Fernández Delgadillo, Sergio Salvador, Director Subject The topic of the resource Química Bioquímica Ciencia Investigación Ingeniería Química Ciencias Químicas Description An account of the resource La Revista Química Hoy inicia en el 2010 y se publica trimestralmente, es una nueva fuente de comunicación científica para investigadores relacionados con las áreas de la Química. La Revista Química Hoy publica comunicaciones y artículos que presenten resultados experimentales originales en todas las áreas de la teoría y la práctica de la Química en su mas amplio contexto. Así mismo, se aceptan contribuciones originales de revisiones sobre temas científicos de actualidad en Química, donde el autor sea un experto en el tema a tratar. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Químicas Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Gómez de la Fuente, María Idalia del Consuelo, Editora Responsable Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/07/2011 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2020890 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource https://quimicahoy.uanl.mx/index.php/r Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, Nuevo León Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores. Biosorción Carvacrol Microondas Nanoestructuras Nanopartículas https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/466/20881/Quimica_hoy_2011_Vol_1_No_3_Abril-Junio.pdf 6028590c5113a6aef9026c43b6bcdbe4 PDF Text Text ������������������������������������������ 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 Química hoy Description An account of the resource La Revista Química Hoy inicia en el 2010 y se publica trimestralmente, es una nueva fuente de comunicación científica para investigadores relacionados con las áreas de la Química. La Revista Química Hoy publica comunicaciones y artículos que presenten resultados experimentales originales en todas las áreas de la teoría y la práctica de la Química en su mas amplio contexto. Así mismo, se aceptan contribuciones originales de revisiones sobre temas científicos de actualidad en Química, donde el autor sea un experto en el tema a tratar. Creator An entity primarily responsible for making the resource Fernández Delgadillo, Sergio Salvador, Director Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2010 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 Química hoy Año de publicación El año cuando se publico 2011 Volumen Volumen de la revista 1 Número Número de la revista 3 Mes de publicación Mes cuando se publicó Abril-Junio Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Trimestral 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 Química hoy, 2011, Vol 1, No 3, Abril-Junio Creator An entity primarily responsible for making the resource Fernández Delgadillo, Sergio Salvador, Director Subject The topic of the resource Química Bioquímica Ciencia Investigación Ingeniería Química Ciencias Químicas Description An account of the resource La Revista Química Hoy inicia en el 2010 y se publica trimestralmente, es una nueva fuente de comunicación científica para investigadores relacionados con las áreas de la Química. La Revista Química Hoy publica comunicaciones y artículos que presenten resultados experimentales originales en todas las áreas de la teoría y la práctica de la Química en su mas amplio contexto. Así mismo, se aceptan contribuciones originales de revisiones sobre temas científicos de actualidad en Química, donde el autor sea un experto en el tema a tratar. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Químicas Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Gómez de la Fuente, María Idalia del Consuelo, Editora Responsable Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/04/2011 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2020889 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource https://quimicahoy.uanl.mx/index.php/r Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, Nuevo León Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores. Biosorción Copolímero Fermentación Ultrasonido Wavelet https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/466/20880/Quimica_hoy_2011_Vol_1_No_2_Enero-Marzo.pdf e30ebdd5da9c476149677b8f0b17e1cb PDF Text Text ������������������������������������������������� 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 Química hoy Description An account of the resource La Revista Química Hoy inicia en el 2010 y se publica trimestralmente, es una nueva fuente de comunicación científica para investigadores relacionados con las áreas de la Química. La Revista Química Hoy publica comunicaciones y artículos que presenten resultados experimentales originales en todas las áreas de la teoría y la práctica de la Química en su mas amplio contexto. Así mismo, se aceptan contribuciones originales de revisiones sobre temas científicos de actualidad en Química, donde el autor sea un experto en el tema a tratar. Creator An entity primarily responsible for making the resource Fernández Delgadillo, Sergio Salvador, Director Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2010 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 Química hoy Año de publicación El año cuando se publico 2011 Volumen Volumen de la revista 1 Número Número de la revista 2 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 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 Química hoy, 2011, Vol 1, No 2, Enero-Marzo Creator An entity primarily responsible for making the resource Fernández Delgadillo, Sergio Salvador, Director Subject The topic of the resource Química Bioquímica Ciencia Investigación Ingeniería Química Ciencias Químicas Description An account of the resource La Revista Química Hoy inicia en el 2010 y se publica trimestralmente, es una nueva fuente de comunicación científica para investigadores relacionados con las áreas de la Química. La Revista Química Hoy publica comunicaciones y artículos que presenten resultados experimentales originales en todas las áreas de la teoría y la práctica de la Química en su mas amplio contexto. Así mismo, se aceptan contribuciones originales de revisiones sobre temas científicos de actualidad en Química, donde el autor sea un experto en el tema a tratar. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Químicas Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Gómez de la Fuente, María Idalia del Consuelo, Editora Responsable Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/01/2011 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2020888 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource https://quimicahoy.uanl.mx/index.php/r Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, Nuevo León Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores. Dióxido de zirconio Glicoproteína Nanopartículas Pirólisis Propiedades ópticas https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/466/20879/Quimica_hoy_2010_Vol_1_No_1_Octubre-Diciembre.pdf 2b304a586cd38cbd50e93e939a63d943 PDF Text Text ������������������������������������������ 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 Química hoy Description An account of the resource La Revista Química Hoy inicia en el 2010 y se publica trimestralmente, es una nueva fuente de comunicación científica para investigadores relacionados con las áreas de la Química. La Revista Química Hoy publica comunicaciones y artículos que presenten resultados experimentales originales en todas las áreas de la teoría y la práctica de la Química en su mas amplio contexto. Así mismo, se aceptan contribuciones originales de revisiones sobre temas científicos de actualidad en Química, donde el autor sea un experto en el tema a tratar. Creator An entity primarily responsible for making the resource Fernández Delgadillo, Sergio Salvador, Director Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2010 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 Química hoy Año de publicación El año cuando se publico 2010 Volumen Volumen de la revista 1 Número Número de la revista 1 Mes de publicación Mes cuando se publicó Octubre-Diciembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Trimestral 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 Química hoy, 2010, Vol 1, No 1, Octubre-Diciembre Creator An entity primarily responsible for making the resource Fernández Delgadillo, Sergio Salvador, Director Subject The topic of the resource Química Bioquímica Ciencia Investigación Ingeniería Química Ciencias Químicas Description An account of the resource La Revista Química Hoy inicia en el 2010 y se publica trimestralmente, es una nueva fuente de comunicación científica para investigadores relacionados con las áreas de la Química. La Revista Química Hoy publica comunicaciones y artículos que presenten resultados experimentales originales en todas las áreas de la teoría y la práctica de la Química en su mas amplio contexto. Así mismo, se aceptan contribuciones originales de revisiones sobre temas científicos de actualidad en Química, donde el autor sea un experto en el tema a tratar. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Químicas Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Gómez de la Fuente, María Idalia del Consuelo, Editora Responsable Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/10/2010 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2020887 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource https://quimicahoy.uanl.mx/index.php/r Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, Nuevo León Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores. Ferromagnetismo Manganita Películas delgadas Plata Samario https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/218/20878/Bitacora_Nueva_Era_2023_Vol_5_No_1_Enero-Abril.pdf c5a7565ef6598dae5da0352e7f131c57 PDF Text Text Vol 05 EneroN 01 Abril 2023 �Índice CRONOGRAFÍA Pág i n a 4 Israel Cavazos Garza y la misión del Centro de Información de Historia Regional -Dinorah Zapata Vázquez Pág i n a 8 El Prof. Israel Cavazos Garza y la Facultad de Filoso�a y Letras de la UANL -Moisés Alberto Saldaña Mar�nez Pág i n a 11 Israel Cavazos, patrimonio de la UANL -César Morado Macías Pág i n a 15 Israel Cavazos Garza y Silvio Zavala: consideraciones historiográficas -Emilio Machuca Vega JOYAS DE LA HISTORIOGRAFÍA Pág i n a 18 Juan Ramón Garza Guajardo y Emilio Machuca Vega (2022). Escobedo industrial. Industria y comercio en la historia de General Escobedo, Nuevo León (1868-2022). -Óscar Abraham Rodríguez Cas�llo Pág i n a 2 0 Celso Garza Guajardo (2009). Monterrey, las nostalgias de una ciudad. -María José Par�da López GENIO Y FIGURA Pág i n a 2 2 Juan Ramón Garza Guajardo: historiador y cronista. -Armando Leal Torres EPISTOLARIO Pág i n a 24 Decreto presidencial mediante el cual Lázaro Cárdenas dispuso la creación del Parque Nacional Cumbres de Monterrey (1939). -José Ricardo Treviño Chavarría �EDITORIAL Universidad Autónoma de Nuevo León Dr. Santos Guzmán López Rector Dr. Juan Paura García Secretario General Dr. Jaime Arturo Castillo Elizondo Secretario Académico Dr. José Javier Villareal Álvarez Tostado Secretario de Extensión y Cultura Lic. Humberto Salazar Herrera Director de Humanidades e Historia Lic. Dinorah Zapata Vázquez Coordinadora del Centro de Información de Historia Regional y “Hacienda San Pedro” M.C.R. Emilio Machuca Vega Director de la revista Lic. Ana Cesira Alvarado Zapata Diseño Imagen de portada: Félix Torres Gómez Imágenes incluidas en este número: Ana Cesira Alvarado Zapata y Félix Torres Gómez Bitácora Nueva Era del Centro de Información de Historia Regional y Hacienda San Pedro de la Universidad Autónoma de Nuevo León, Año 2023, Enero-Abril, Número 1, Volumen 5. Es una publicación tetramestral, editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través del Centro de Información de Historia Regional. Domicilio en Carretera General a Zuazua, Km 4.5, Zuazua Nuevo León, México, C.P. 65750. Teléfono: 825 247 0500. Editor responsable: M.C.R. Emilio Machuca Vega. Reserva de derechos al uso exclusivo 04-2021081019364500-203, otorgado por el Instituto Nacional del Derecho de Autor, ISSN en trámite. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Prohibida su reproducción parcial o total del contenido e imágenes de la publicación. Editado en México. El pasado mes de diciembre de 2022, la revista Bitácora conmemoró sus primeros 35 años de existencia. El primer número fue publicado en 1987, siendo su director fundador el profesor Celso Garza Guajardo, y estando cons�tuido su primer equipo editorial por Dinorah Zapata Vázquez, Meynardo Vázquez Esquivel y Olga Vázquez García. Los primeros números de Bitácora tenían el obje�vo de difundir las ac�vidades del Centro de Información de Historia Regional-recién elevado a la categoría de departamento en 1986- en el ámbito de la inves�gación y divulgación de la historia y cultura popular del noreste de México. Más de tres décadas han pasado desde entonces. Los números de la primera época de Bitácora son hoy un importante tes�monio histórico sobre el quehacer ins�tucional, académico y cultural de este centro de estudios históricos, cuya sede es la decimonónica Hacienda San Pedro, en General Zuazua, Nuevo León. Entretanto, los nuevos �empos exigen una renovación constante y permanente, tanto en los métodos de inves�gación, como en las formas de hacer llegar el conocimiento a los públicos especializados y no especializados. Bitácora actualmente busca cons�tuirse en una plataforma de divulgación de la historia regional, con publicaciones que conjuguen al mismo �empo el rigor propio de los estudios humanos y sociales, con la accesibilidad para alcanzar audiencias cada vez más extensas. El presente número de Bitácora ofrece un dossier temá�co conmemora�vo del centenario del natalicio del maestro Israel Cavazos Garza (1923-2016), destacado historiador, catedrá�co, archivista, cronista y escritor, declarado benemérito de la cultura de Nuevo León. Cuatro ar�culos de la sección Cronogra�a exploran dis�ntas dimensiones de la contribución del maestro Cavazos a la cultura regional y universitaria: “Israel Cavazos Garza y la misión del Centro de Información de Historia Regional” de Dinorah Zapata Vázquez, “El Prof. Israel Cavazos Garza y la Facultad de Filoso�a y Letras de la UANL” de Moisés Alberto Saldaña Mar�nez, “Israel Cavazos, patrimonio de la UANL” de César Morado Macías e “Israel Cavazos Garza y Silvio Zavala: consideraciones historiográficas” de quien escribe estas palabras. Enseguida, en la sección �tulada Joyas de la historiogra�a, des�nada a la publicación de reseñas de obras históricas clásicas y contemporáneas, se presentan dos recensiones: una de Óscar Abraham Rodríguez Cas�llo, quien comenta el libro de reciente publicación “Escobedo industrial. Industria y comercio en la historia de General Escobedo, Nuevo León, 1868-2022” (obra del profesor Juan Ramón Garza Guajardo y de quien escribe estas palabras); y otra de María José Par�da López, quien aborda el libro “Monterrey, las nostalgias de una ciudad” (producto de la pluma referencial del fallecido profesor Celso Garza Guajardo). Además, en Genio y figura, Armando Leal Torres presenta la entrevista que realizó al profesor Juan Ramón Garza Guajardo, historiador, inves�gador y cronista de reconocida trayectoria en Nuevo León. Por úl�mo, en el apartado Epistolario, José Ricardo Treviño Chavarría ofrece una transcripción y un comentario explica�vo del decreto mediante el cual el presidente Lázaro Cárdenas creó el Parque Nacional Cumbres de Monterrey en 1939, documento de relevancia a la hora de reconstruir la historia medioambiental de Monterrey, y los intentos que han exis�do para mi�gar los efectos nega�vos que la industrialización y la expansión desordenada del área metropolitana �enen sobre el entorno natural. Que este número de Bitácora, el primero del 2023, contribuya a refrendar el camino trazado por el primer equipo editorial hace 35 años: promover y divulgar los estudios históricos del norte de México, y servir de puente para enlazar y ar�cular la labor de inves�gación que actualmente realizan historiadoras/es de dis�ntas partes de la región y del país. M.C.R. Emilio Machuca Vega Director de la revista Bitácora Todos los derechos reservados. revistabitacora@uanl.mx 3 �fig 01 �CRONOGRAFÍA Israel Cavazos Garza y la misión del Centro de Información de Historia Regional 1 Dinorah Zapata Vázquez 2 Universidad Autónoma de Nuevo León Con el permiso del presidium: Dr. en Medicina Santos Guzmán López, rector de nuestra Máxima Casa de Estudios, Lic. Jorge Vázquez González, presidente y fundador de la Fundación Ildefonso Vázquez, Dr. César Morado Macías y Dr. Moises Alberto Saldaña Mar�nez. Dis�nguidos asistentes, les saludo con aprecio y quisiera agradecer al Lic. Jorge Vázquez su invitación a par�cipar en este evento “Israel Cavazos Garza: 100 años en 100 días”, en esta mesa: “Israel Cavazos Garza: universitario”. Nuestro mo�vo de reflexión hoy es abordar la relación y los aportes que don Israel realizó con el Centro de Información de Historia Regional. Solamente quisiera, si me lo permiten, dar un poco de contexto al tema. La inves�gación humanís�ca e histórica de la Universidad Autónoma de Nuevo León parte de la obra emprendida por tres personajes pilares de nuestra crónica local: Fray Servando Teresa de Mier, el Dr. José Eleuterio González y don Alfonso Reyes Ochoa. Cada uno de ellos dejó claramente plasmadas sus ideas acerca de la cultura regional; sus obras definieron el proyecto de estado de Nuevo León, integrándose y dándole esencia paula�na a los des�nos universitarios desde la creación del Colegio Civil en 1857 y posteriormente la universidad en 1933. La labor intelectual desarrollada por figuras como Pedro de Alba, Héctor González, Enrique C. Livas, Raúl Rangel Frías y Alfonso Rangel Guerra entre muchos otros, fue trascendental para fijar el rumbo ins�tucional. También la creación de la Facultad de Filoso�a, Ciencias y Letras en 1951 precisó nuevos proyectos en el devenir humanís�co de la universidad. En el año de 1952, quedó instaurada la Biblioteca Universitaria “Alfonso Reyes”, la cual representó un perfil innovador de la universidad; nace en su �empo como el centro bibliográfico más importante del norte de México. Al establecerse la nueva etapa de la Biblioteca Universitaria como Capilla Alfonsina en el año de 1980, se consigue dar definición a un nuevo proyecto impulsor de la inves�gación histórica regional. Con este antecedente, el profesor Celso Garza Guajardo presentó al entonces rector de la UANL, Dr. Alfredo Piñeyro López, un proyecto de inves�gación y difusión cultural que denominó Centro de Información de Historia Regional (CIHR), dependiente de la Capilla Alfonsina y donde tendría como campo de trabajo el estudio y realización de ac�vidades que se situaran en la inves�gación del pasado, en el contexto geográfico y cultural del noreste de México, dándole un enfoque social que contribuyera al rescate de la cultura popular. Dejando en claro que una universidad de origen humanista como la nuestra estaba 1 Texto leído en el Colegio Civil Centro Cultural Universitario el 18 de diciembre de 2022, en la mesa de conferencias titulada “Israel Cavazos Garza: universitario”, como parte del ciclo conmemorativo “Israel Cavazos Garza, 100 años en 100 días”, organizado por la Fundación Ildefonso Vázquez con motivo del centenario del natalicio de Israel Cavazos Garza (1923-2016). 2 Investigadora, escritora y periodista. Es Licenciada en Ciencias de la Comunicación con especialidad en Periodismo por la Universidad Autónoma de Nuevo León, y actual coordinadora del Centro de Información de Historia Regional, dependencia de la misma institución de educación superior. 5 �CRONOGRAFÍA comprome�da a ofrecer a la sociedad una alterna�va en la recopilación y difusión de nuestra historia regional. Es entonces cuando en sep�embre de 1980 surge formalmente el CIHR. Sus primeros pasos se concretaron en ofrecer información historiográfica existente en los fondos de la Biblioteca Central. Con el �empo se fue ampliando y desarrollando su función dentro de la universidad, hasta lograr definir sus labores de inves�gación y difusión de la historia y cultura regional, recurriendo a fuentes primarias y a tes�monios orales. El acopio de la información se daría a través de los propios fondos de la Biblioteca Universitaria, los archivos estatales, municipales y parroquiales; así como la inves�gación en ins�tuciones nacionales y extranjeras, principalmente en la Ciudad de México y en Texas. En este contexto, y ante este compromiso ins�tucional universitario, el acercamiento al inves�gador, historiador, cronista y archivista don Israel Cavazos Garza era impresindible y necesario, puesto que don Israel en ese momento ya era un pres�giado referente de la historia y crónica regional. El maestro Celso Garza Guajardo siempre mostró su gran admiración y reconocimeiento a la figura y obra del maestro Israel Cavazos; a finales de la década de los sesenta, él lo conoció y desde entonces su trato fue inspirador para perfilar su proyecto cultural universitario. Fue mo�vador el aroma y narra�va de los documentos an�guos contenidos en el archivo municipal donde se desarrollaron varios de sus encuentros. El maestro Celso Garza sabía del profundo conocimiento que el maestro Isarel tenía sobre los fondos editoriales de la Biblioteca Central, y de la memoria documental resguardada en los archivos municipales, del estado y los fondos históricos en Texas, todos ellos serían las fuentes por las que años despúes el CIHR transitaría. Así que esas plá�cas se volvieron interminables. Y no podía ser de otra manera, si a ambos los unia el autén�co interes por rescatar y difundir la historia, geogra�a y cultura regional, ya no sólo desde el campo académico, sino desde el nuevo campo de la crónica regional. Por eso no es de extrañarse que el primer congreso internacional que realizó el CIHR fue el Congreso Bibliográfico de Historia Regional, a donde asis�eron estudiosos de los estados de Coahuila, Nuevo León, Tamaulipas y Texas, quienes vinieron a compar�r la riqueza de sus fondos bibliogáficos. Aquí se contó con la par�cipación destacada del maestro Cavazos y, de manera espontánea, el evento sirvio de escenario para el reconocimiento a su trayectoria en el campo de la inves�gación histórica y su concocimiento y manejo de los fondos documentales de los archivos municipal de Monterrey y del general del estado. Posteriormente el CIHR es conver�do en departamento de la admimistración central y �ene sede propia en el Estadio Universitario en lo que había sido la sala de prensa del mundial México 86. Ahí se inaugura casi de manera inmediata la sala Israel Cavazos Garza, contando con la presencia de él no sólo en la puesta en marcha de este espacio, sino que asis�ó con regualridad a ofrecer conferencias sobre diveros temas. Esta misma vocación de espacio fue también instaurada en 1990, en el inmueble histórico universitario Hacienda San Pedro, en el municipio de General Zuazua. Aundado a esto, el CIHR crea tres series editoriales, una de ellas, la más importante, sería la Israel Cavazos Garza, que tenía como razón de ser presentar los primeros trabajos de inves�gación municipal realizados por historiadores y cronistas. En esta serie se editaron una docena de textos todos ellos de gran aporte para nuestra iden�dad regional. Como consecuencia, el compromiso ins�tucional de promover y difundir la crónica regional desde nuestra Alma Mater, el Centro de Información de Historia Regional será un fuerte promotor de la Asociasion Estatal de Cronistas Municipales, puesto que antes de su creación sólo exis�a esta figura en tres personajes: don José P. Saldaña por Monterrey; Celso Garza Guajardo por Sabinas Hidalgo y el maestro Israel Cavazos Garza, quien había sido designado cronista de Guadalupe en 1967 por el alcalde Alfredo González Treviño con el compromiso de estar publicando en los periódicos, en los medios de comunicación estas crónicas. Por este mo�vo, el maestro Celso Garza le realizó una entrevista al maestro Israel Cavazos Garza y que está incluida en el texto De cronista a cronista, editado por la universidad en 1987. La entrevista se relizó en febrero de 1986 en el Archivo Municipal de Monterrey. El encuentro fue por demás sustancioso, porque a través de su lectura uno puede comprender claramente de la coincidencia de visiones del CIHR-UANL y la del maestro Cavazos en referencia a la importancia de los trabajos de la crónica regional. En su momento, el maestro Celso publicó en otro texto que esa experiencia había sido única, que el maestro Cavazos “es un archivo más junto a los demás archivos históricos… sabe más de lo que dice, �ene mucho más de lo que ha publicado, si no lo dice o si no lo edita, no es su culpa, o al menos no es toda de él…cada quien puede opinar… al igual que opinamos de los archivos sin estudiarlos…”. La intención de esa entrevista era pla�car con el maestro Cavazos sobre los cronistas y la historia de Nuevo León, tratando de sacar lecciones para que los cronistas de aquellos �empos retomaran la experiencias del pasado. Se propuso entrevistar al maestro Cavazos como cronista de Guadalupe, a don José P. Saldaña como cronista de Monterrey, y al padre Aureliano Tapia como cronista de la arquidiócesis de Monterrey. A estas entrevistas les llamó De cronista a cronista. En palabras del maestro Celso: “o sea, un cronista incipiente –que soy yo– le pregunta a otro cronista formal y completo como es usted, ¿qué es la crónica?, ¿qué es un cronista?, ¿para qué sirve la crónica?” A lo que el maestro Cavazos contestó: �Suele entenderse como un relato sucinto, el relato preciso de lo que se está viendo, de lo que está sucediendo por aquel que lo ve. Pero, por extensión del término, ese es el propio historiador que recoge lo que sucedió sin que lo haya visto. Es lamentable (hay una asociación nacional de cronistas), muchas veces los cronistas en�enden que sólo son cronistas oficiales, que están haciendo exclusivamente la crónica del mundo oficial, de lo que está haciendo la administración pública que en algunos casos los auspician a veces hasta económicamente. Pero la cronica implica ocuparse hasta de las cosas que aunque parezcan triviales, en un momento dado van a tener un valor más alto que los mismos hechos relevanantes. El cronista se debe ocupar de todas las facetas de la vida de su pueblo, pensando hacia adelante, pensando en la importancia que pueden tener para el futuro estas cosas. Este �po de trabajos de inves�gación son los que el CIHR ha estado permanentemente promoviendo y difundiendo; la coincidencia de visiones entre el maestro Cavazos y la visión universitaria se enlazaban cada vez más. Repasando el contenido de esa entrevista, la cual resultó por demás enriquedora para la ins�tución, pues no sólo se enconontaron puntos y temas de interés en común, como lo fue en el reconocimiento a los personajes de la aldea como los presentaba el maestro Celso Garza y la importancia que ellos tenían para la visión histórica del maestro Israel Cavazos. Aquí quisiera leer textual lo que el maestro Cavazos compar�ó con el maestro Celso sobre la importancia de los personajes de la aldea, como así los nombró el maestro Celso: He vivido la transición de la vida apacible de los años treinta al movimiento increíble de la vida actual y me tocó conocer entonces a gentes que vivieron o que nacieron en los cincuenta o en los sesenta del siglo pasado y que vieron cosas de la Revolución de la Noria, de la Revolución de Tuxtepec o de la etapa finisecular del XIX o que recogieron de viva voz de sus padres, relaciones de los sucesos de la Reforma, la Intervención Francesa y aún hasta de la propia Independencia; o que ellos a su vez conocieron a sus abuelos, algunos de los cuales nacieron a fines del siglo XVIII y que vieron algunas de las cosas de los albores del siglo XIX… Bueno, en un pueblo, necesariamente estamos emparentados todos. Don Macario Peña, que nació en 1862, viejo actor de teatro que recorrió todo el noreste y que invariablemente revivía a Guadalupe, al que estaba ligado, y que sabía maravillas de muchisima gente, de muchísimos sucesos y que por otra parte, tenía esto en su favor, que había visto, había viajado y se había movido fuera del ámbito local y que vio, siendo niño, el fusilamiento de Julián Quiroga en 1877, al bajar la calle del Puente Nuevo, a la ribera del río, trepado en un mezquite, cosa que él no logró entender hasta que creció; o bien a doña Teodosia González, anciana de ascendencia tlaxcalteca como mucha gente de Guadalupe, de más de 90 años, en los años cuarenta de este siglo, que me transmi�ó de viva voz las costumbres de un Guadalupe absolutamente dis�nto, de las celebraciones tradicionales de Semana Santa, de las procesiones del Cristo de la Expiración, de las bodas, las costumbres en las bodas, las comidas, las danzas, la música, con un conocimiento natural, admirable; así como podría mencionar otros nombres, pero creo que para ejemplos con esos basta; de gente de más o menos preparación cultural, podríamos mencionar al profesor Simón del Bosque, nacido en los años noventa y muerto no hace mucho �empo, pero que tenía un amor increíble por Guadalupe y que siempre se preocupó por informarse con los an�guos. Este conocimiento me lo transmi�ó con una espontaneidad y una cordialidad increible, porque tenía gran afecto a la familia y los visitaba con sus conversaciones, mismas que siempre fueron sumamente provechosas. Ahora comprendo mejor por qué en el rescate de la Fiesta de la Cultura Regional de la Hacienda San Pedro desde 1990 se reconoce como acto central a los Personajes de la Cultura Regional de nuestros municipios. En otra parte de la entrevista, el maestro Cavazos señala que ha estado concentrando información para escribir o para publicar una serie de crónicas sobre el municipio, el cual había tenido un crecimiento desbordante a par�r de la década de los sesenta, porque pensaba que esta era la función del cronista y le dice al maestro Celso “no porque usted esté presente, sino que se debe hacer lo que usted está haciendo, estar entregando con sabrosura y regularidad a sus paisanos, estas estampas de lo que el cronista vio y las de lo que está viendo; pero así, con regularidad y con constancia, con amor y, sobre todo, cubriendo todas estas facetas, no importa la ideología que se tenga”. Para finalizar solo quiero dejar tes�monio de gra�tud a una figura bondadosa, al intelectual tan completo y profundo como lo es el maestro Israel Cavazos Garza y a su aporte determinante para complementar y profundizar la misión que se �ene en el Centro de Información de Historia Regional y Hacienda San Pedro de la UANL y decirle que seguimos trabajando desde la universidad para la sociedad, con ese mismo crompomiso de entrega, constancia y amor cubriendo todas las facetas de la cronica regional. 7 �CRONOGRAFÍA El Prof. Israel Cavazos Garza y la Facultad de Filosofía y Letras de la UANL 1 Moisés Alberto Saldaña Martínez 2 Universidad Autónoma de Nuevo León Comienzo agradeciendo por la amable invitación a la Fundación Dr. Ildefonso Vázquez, a su presidente, el Lic. Jorge Vázquez González, y a los organizadores de este evento; al Dr. Santos Guzmán, rector de la UANL, a los gobiernos municipales de Monterrey y Guadalupe, y a las demás ins�tuciones que auspician estos homenajes en el centenario del Mtro. Israel Cavazos. Asimismo, agradezco a la M.C. Ludivina Cantú Or�z, directora de la Facultad de Filoso�a y Letras de la UANL, por la confianza al encomendarme par�cipar en este homenaje en representación de la Facultad. Dentro de la temá�ca de esta mesa, en torno al legado del Prof. Israel Cavazos en la UANL, me abocaré a destacar brevemente la relación del maestro con la Facultad de Filoso�a y Letras. En diciembre de 1951, cuando ésta apenas tenía dos años de fundada, el Lic. Raúl Rangel Frías, entonces rector de la Universidad, designó al profesor Israel Cavazos, que ya era entonces un destacado historiador con formación profesional, como Jefe del Departamento de Historia adscrito a la Facultad, donde desarrolló labores de inves�gación. Asimismo, desde 1953 impar�ó una clase de historia de México en la misma dependencia. El trabajo del Mtro. Israel fue la base y antecedente para la creación de la Licenciatura en Historia en 1974, cuya fundación se encomendó a la Mtra. Elvia Hernández, formada en la Benemérita Universidad de Puebla. El Prof. Cavazos fue docente de la Licenciatura en las primeras generaciones de estudiantes entre 1974 y 1976, impar�endo una cátedra de Técnica de la In- ves�gación Histórica. El Mtro. Juan Antonio Vázquez, integrante de la primera generación de profesionistas de la Historia, que estuvo también conformada por el Mtro. Héctor Jaime Treviño, por el Mtro. Javier Rojas y por el Mtro. Hermilo Cisneros, tuvo a bien compar�rme algunas de sus memorias como alumno del Prof. Israel. Dado que era responsable del Archivo Histórico Municipal de Monterrey, que se ubicaba en el nuevo palacio municipal, enfa�zaba entre sus estudiantes la consulta de fuentes primarias, compar�a fotocopias de documentos y los formaba arduamente en la paleogra�a, lo cual dejó honda huella en sus alumnos. También los involucraba en la asistencia a eventos académicos, donde el maestro Cavazos tenía ocasión de par�cipar. Así, por ejemplo, los estudiantes de aquellas primeras generaciones acudieron a ac�vidades de la Asociación Mexicana de Historia Regional A.C. (AMEHRAC) en la Casa de la Cultura de Monterrey en 1976, en San Luis Potosí en 1977 y en Sal�llo en 1979, así como a congresos sobre la Revolución mexicana en Chihuahua, y a otras ac�vidades académicas. El Mtro. Juan Antonio Vázquez recuerda de manera par�cular cómo el Prof. Israel lo mo�vó y apoyó para escribir sobre la historia de su ciudad natal: Monclova, Coahuila. Para ello, lo contactó con el cronista de aquel municipio, don Daniel Menchaca Hernández, y le compar�ó fotocopias de documentos de archivo, que le permi�eron desarrollar una inves�gación que le publicó por primera vez la Escuela Normal Superior en 1980 como folleto. 1 Texto leído en el Colegio Civil Centro Cultural Universitario el 18 de diciembre de 2022, en la mesa de conferencias titulada “Israel Cavazos Garza: universitario”, como parte del ciclo conmemorativo “Israel Cavazos Garza, 100 años en 100 días”, organizado por la Fundación Ildefonso Vázquez con motivo del centenario del natalicio de Israel Cavazos Garza (1923-2016). 2 Historiador, catedrático e investigador. Es Licenciado en Historia, Maestro en Ciencias con especialidad en Ciencias Sociales, y Doctor en Filosofía con acentuación en Estudios de la Cultura por la Universidad Autónoma de Nuevo León. Actualmente es profesor de la Facultad de Filosofía y Letras de la UANL, donde además coordina la Cátedra de Historia del Noreste Prof. Israel Cavazos Garza. �Debido a las invaluables aportaciones del Prof. Israel Cavazos para la profesionalización de la Historia en la Facultad de Filoso�a y Letras, ésta le rindió diversos homenajes. En abril de 2009, a instancias del director de la Facultad, el fallecido Mtro. José Reséndiz Balderas, se organizó un primer homenaje al Mtro. Israel que se llevó a cabo en el auditorio “Alfonso Rangel Guerra” de la Facultad, y que contó con la presencia de múl�ples personalidades universitarias y de amigos del Prof. Cavazos, como el fallecido rabino Moisés Kaimán. Entonces, el Departamento Editorial de la Facultad le publicó al Mtro. Israel el libro “Crónicas y sucedidos del Monterrey Virreinal”, que fue presentado en la Facultad por el propio Prof. Cavazos, junto con la Dra. Rocío González Maiz y la Mtra. Rocío Rodríguez Román. Pero la Facultad, bajo la dirección de la Dra. María Luisa Mar�nez Sánchez, se empeñó en desarrollar un homenaje más perenne para el benemérito profesor. Así, el 2 de febrero de 2011 fue inaugurada una Cátedra Universitaria en su honor, que se denomina “Cátedra de Historia del Noreste Prof. Israel Cavazos Garza”, la cual quedó adscrita a la Facultad de Filoso�a y Letras, y un servidor fue designado como responsable de la organización de sus ac�vidades académicas. En la inauguración, llevada a cabo por el rector Jesús Áncer, estuvieron presentes el propio profesor Israel Cavazos y numerosas personalidades del ámbito universitario y académico. Fue un merecido homenaje al incansable historiador. El perfil temá�co de la Cátedra ha sido, como lo indica su nombre y su epónimo, la Historia regional del Noreste de México, y sus principales obje�vos son la difusión de las tendencias historiográficas contemporáneas y la promoción de la inves�gación del conocimiento histórico, especialmente entre los futuros historiadores profesionales formados en la Facultad. Siempre teniendo como referente y modelo la ejemplar e incansable labor docente e inves�ga�va del Mtro. Israel Cavazos Garza. A lo largo de sus casi doce años de existencia, la Cátedra ha organizado ochenta ac�vidades académicas, con un promedio de dos conferencias magistrales y un coloquio de tesistas de manera semestral. Todas las ac�vidades se han efectuado en las instalaciones de la Facultad de Filoso�a y Letras, con�nuando de manera virtual durante la con�ngencia de la pandemia, y ha contado en cada evento con un promedio de cincuenta asistentes, especialmente estudiantes de la Licenciatura en Historia. Se han dictado más de cincuenta conferencias magistrales, por destacados historiadores e historiadoras y profesionales de las Humanidades y las Ciencias sociales, como: Mario Ceru�, Romeo Flores Caballero, Miguel Ángel González, José Roberto Mendirichaga, Zidane Zeraoui, Alejandro Tortolero, Gustavo Herón Pérez, Enrique Tovar, Octavio Herrera, Óscar Flores, Juan Carlos Ruiz Guadalajara, Cecilia Sheridan, Lydia Espinosa, Alicia Salmerón, Gabino Cas�llo, Alberto Barrera Enderle, Luis Alberto García, Norma Ramos, Lucrecia Solano, Hortencia Camacho, Alberto Casillas, Benjamín Galindo, Judith de la Torre, Esthela Báez-Villaseñor, Javier Rojas, María Zebadúa, José María Infante, Bertrand Lobjois, Veronika Sieglin, Lylia Palacios, Gabriel Mar�nez Serna, Claudia Domínguez, Javier Rojas, Eduardo Cázarez, y los fallecidos Raúl García Flores y Manuel Ceballos Ramírez. En la conferencia de éste úl�mo, sobre “La historia en el noreste”, realizada el 19 de febrero de 2014, estuvo presente el Prof. Israel Cavazos. También han impar�do conferencias las y los responsables de diversos archivos históricos, como César Salinas del Centro Eugenio Garza Sada, el obispo Alfonso Miranda y el padre Raúl Mena del Archivo Arquidiocesano de Monterrey, Juana Margarita Domínguez del Archivo Histórico Municipal de Monterrey, y el fallecido Mtro. Jesús Ávila de los Archivos Contemporáneos del Archivo General del Estado de Nuevo León. Asimismo, han par�cipado expertos en la conservación y restauración del patrimonio histórico, como Selene Velázquez y Alberto Compiani. Se han realizado talleres, seminarios y presentaciones de libros, como Desamor�zación y propiedad de las élites en el noreste mexicano. 1850-1870 de Rocío González Maiz, con la par�cipación de Eva Rivas Sada. Han dictado conferencias también algunos ganadores del ex�nto Premio de Inves�gación en Historia y Patrimonio Cultural “Israel Cavazos Garza”, como Abraham Soto y Kassandra Sifuentes, quien presentó también su libro �tulado Historia social del cine en Monterrey durante el Porfiriato y la Revolución mexicana (18981927), acompañada por Emilio Machuca y Jacobo Cas�llo. Por úl�mo, se han efectuado 25 coloquios de inves�gación, con la par�cipación de más de 170 estudiantes tesistas. Mención especial merecen tres ac�vidades. En primera instancia, la par�cipación del propio Mtro. Israel Cavazos, quien engalanó como conferencista magistral a la Cátedra de la que era epónimo. Esto aconteció el 20 de agosto de 2012 y el Prof. Israel disertó sobre La iden�ficación de Juan Bau�sta Chapa como el autor anónimo de la “Historia del Nuevo Reino de León de 1650 a 1690”, una de las labores inves�ga�vas de las que se sen�a más orgulloso. En segundo lugar, el 22 de enero de 2013 se realizó una sesión solemne de la Cátedra, como Homenaje al Prof. Israel Cavazos Garza. Fue presidida por el rector Jesús Áncer, con la presencia del Prof. Cavazos, y contó con la asistencia de autoridades universitarias e invitados especiales. En esa ocasión se develó un retrato del Mtro. Israel leyendo un libro de sermones, como homenaje a su incansable labor heurís�ca a través de la historia diplomá�ca. El retrato fue obra del fallecido pintor regiomontano Sergio Villarreal y se colocó en una sala que lleva el nombre de la Cátedra en la Facultad. 9 �CRONOGRAFÍA En tercer lugar, cuando el Prof. Israel falleció, el 5 de noviembre de 2016, una representación de profesores y estudiantes de la Facultad, encabezados por la directora, M.C. Ludivina Cantú Or�z, acudimos a este recinto a par�cipar en el homenaje póstumo de cuerpo presente que la UANL rindió al querido historiador. Posteriormente, la Cátedra organizó un modesto homenaje, a través de la conferencia magistral del Mtro. Héctor Jaime Treviño, �tulada Las contribuciones del Prof. Israel Cavazos a la Historia regional, que se llevó a cabo el 23 de febrero de 2017, con una amplia concurrencia. En fin, la “Cátedra de Historia del Noreste Prof. Israel Cavazos Garza” con�nuará siempre honrando la labor del benemérito historiador con cada ac�vidad académica que se realice. El poeta romano Horacio apuntaba “non omnis moriar”, “no moriré del todo”. En efecto, hay personas que trascienden a través de su sólido legado. Así, el Mtro. Israel Cavazos Garza pervivirá a través de su copiosa y valiosa obra escrita, de sus enseñanzas como docente, de su labor como archivista, de sus conferencias, y de las múl�ples acciones de gran calidad académica y humana que nos legó a todos los que tuvimos el honor de conocerlo y de recibir su influencia. �CRONOGRAFÍA Israel Cavazos, patrimonio de la UANL 1 César Morado Macías 2 Universidad Autónoma de Nuevo León Con el permiso de la audiencia nos permi�mos argumentar en esta intervención las razones por las cuales consideramos al maestro Israel Cavazos como parte del patrimonio de la UANL. En el año 2023, los nuevoleoneses estamos celebrando un siglo con Israel Cavazos Garza, pues se cumplen 100 años de su natalicio. Para recordar su legado, la comunidad de historiadores ha publicado tres libros que reseñan su trayectoria, quizá el más conocido sea Israel Cavazos. Memoria Viva de Monterrey editado en vida de nuestro personaje por editorial Milenio (2016). En dicha obra tuvimos el privilegio de redactar un texto introductorio �tulado: Israel Cavazos, historiador y cronista del reino donde caracterizamos sus facetas de archivista, bibliotecario, cronista e historiador razón por la cual no reiteremos ahora esos perfiles3; la intención de estos apuntes es comentar específicamente su relación con esta universidad. Hoy, quienes estudiamos historia necesitamos cursar licenciatura, maestría y doctorado para fundamentar cierto grado de profesionalización. Al maestro Cavazos le bastaron los estudios de primaria y tres semestres en El Colegio de México para alcanzar reconocimiento internacional. No estudió historia porque no se ofrecía como licenciatura en ese entonces, lo que hizo fue inscribirse en ebanistería en la Escuela Industrial Álvaro Obregón. Ese fue su primer vínculo; posteriormente sería catedrá�co, historiador del Colegio Civil y hasta la fecha, inspiración de la Cátedra que lleva su nombre en la Facultad de Filoso�a y Letras, lugar donde conoció a la compañera de su vida, la maestra Lilia Villanueva. Vayamos al detalle de esos vínculos. 1) En el Departamento de Historia (1951-1952) La primera relación de Israel Cavazos con la universidad ocurrió en 1951, pero para dimensionarla, precisamos recordar lo que ocurría en Monterrey con la disciplina histórica, ac�vidad central de nuestro biografiado. En esa época, el trabajo del historiador no se había profesionalizado. Aunque desde luego la fundación de El Colegio de México en 1940 (acaudillada por Alfonso Reyes, Daniel Cossío Villegas y Silvio Zavala) y del Ins�tuto de Inves�gaciones Históricas de la UNAM en el año de 1945, ejercieron influencia en diversos puntos del país para el fomento de la disciplina y su ins�tucionalización, sus efectos no fueron inmediatos, mucho menos en sociedades pragmá�cas como la regiomontana. A nivel estatal, en 1942 se fundó la Sociedad Nuevoleonesa de Historia, Geogra�a y Estadís�ca, asociación civil encabezado por Timoteo L. Hernández a la que ingresó Israel Cavazos en los primeros años de existencia, presidiéndola más adelante. Durante más de 20 años fue el motor de esta asociación civil que integró aficionados y luego profesionales, pero que nunca se propuso la profesionalización o cons�tuirse como un “colegio de profesionales”4. En El Colegio de México lo recomendaron para trabajar en el Archivo General de la Nación pero al no exis�r vacantes retornó a Monterrey. Su regreso coincidió con la coyuntura de Raúl Rangel Frías para fundar en 1950 la Facultad de Filoso�a y Letras en la Universidad de Nuevo León. Fue aquí donde el 15 de diciembre de 1951 surgió una primera ins�tución universitaria dedicada a los estudios históricos del noreste mexicano: el Departamento de Historia de la Facultad de Filoso�a y Letras5, cuyo jefe era Israel Cavazos nombrado directamente por Raúl Rangel Frías, que recién regresaba con 28 años de edad de sus estudios en El Colegio de México6. Dicho departamento funcionó al parecer solo unos meses, hasta sep�embre de 1952, fecha en que lo nombraron director de la Bibli- 1 Discurso leído en el Colegio Civil Centro Cultural Universitario el 18 de diciembre de 2022, en la mesa de conferencias titulada “Israel Cavazos Garza: universitario”, como parte del ciclo conmemorativo “Israel Cavazos Garza, 100 años en 100 días”, organizado por la Fundación Ildefonso Vázquez con motivo del centenario del natalicio de Israel Cavazos Garza (1923-2016). 2 Historiador, catedrático e investigador. Es Doctor en Ciencias Sociales por la Universidad de Guadalajara. Actualmente es profesor de la Facultad de Filosofía y Letras de la UANL, miembro del Sistema Nacional de Investigadores, corresponsal en Nuevo León de la Academia Mexicana de la Historia y coordinador del Centro de Estudios Humanísticos de la UANL. 3 Véanse: Israel Cavazos Garza. Historiador. Edición conmemorativa en su 75 Aniversario; Israel Cavazos. Memoria Viva de Monterrey; e Israel Cavazos. Retrato de un benemérito de la cultura. 4 Personalmente, no considero que la SNHGE debe aspirar a ello. No lo ha sido en 80 años; se ha dedicado más bien a la difusión y divulgación. No es su tarea primordial ejercer la docencia ni la investigación. El Colegio de Historiadores Profesionales debe ser una iniciativa a cargo de los egresados de la carrera de Historia de la UANL a partir de 1979, como lo fue en su momento la fallida ADHINOR (Asociación de Historiadores del Noreste de México) fundada en 1984 que desapareció en los años 90 del siglo pasado. Algún día se formará algo similar. 5 Dato consignado por el propio Israel Cavazos en su curriculum anexo del libro Israel Cavazos. Historiador, p. 100. 6 César Morado Macías, “Historia y Ciencias Sociales en torno a Monterrey”, pp. 338-364. 11 �oteca Universitaria, quedando en el limbo el citado “departamento”. Tampoco en Monterrey era fácil la inserción laboral para el maestro, pues la universidad estaba administrada por reconocidos masones y/o militantes de izquierda, que reclutaban perfiles con afinidad ideológica, mientras que Cavazos era miembro de la Acción Católica de Monterrey. En ese momento la facultad era dirigida por Raúl Rangel que también era rector de la UNL y a par�r de entonces formará parte de los jóvenes rangelistas. Muy probablemente el maestro Israel haya realizado inves�gaciones y buscado su publicación pero no exis�an todavía proyectos editoriales al respecto. Tampoco hemos localizado tes�monio de cátedra en este momento, el “fundacional” de Filoso�a y Letras porque solo se ofertaban las carreras de Letras y Filoso�a. De esa época es su libro sobre Historia del Colegio Civil7 que ya ponía sobre la mesa la necesidad de hacer de la universidad un objeto de estudio de Clío pero cuyos resultados tardarían en florecer. Aun así, es justo dimensionar esta ac�vidad pionera. 2) Director de la Biblioteca Universitaria Alfonso Reyes (1952-1963) Ante la dificultad para consolidar en estos momentos un Departamento de Estudios Históricos en forma, el maestro Cavazos recibió la invitación para desempeñarse como �tular de la Biblioteca Universitaria Alfonso Reyes, cargo que desempeñó entre 1952 y 1963. Mantuvo desde luego los vínculos con Filoso�a y Letras porque la comunidad de humanistas e inves�gadores era todavía muy pequeña y prác�camente todos se conocían8. Gran can�dad de estudiantes y profesores acudían a ella y eran orientados por el maestro para sus tareas. En esa época la Facultad de Filoso�a y Letras era encabezada por Roberto Joaquín A. Mora y Alfonso Rangel Guerra. Israel Cavazos par�cipó en eventos académicos y culturales de la facultad que aún falta documentarlos a detalle ante la ausencia de un archivo histórico de esta dependencia. Por ahora, seguíamos sin contar en Monterrey carrera profesional de historia, ni revista que publicara los ar�culos que se empezaban a producir pero, las cosas estaban por cambiar. En este periodo el gobernador de Nuevo León Raúl Rangel Frías lo invitó a ser �tular del Archivo del Estado y desempeñó este cargo entre 1956 y 1976 es decir por dos décadas. Era el único archivo histórico abierto al público en esas fechas y a él acudían también alumnos y profesores de la facultad. Al ser sus�tuido en 1976 por Ricardo Elizondo le nombran director honorario vitalicio. 3) Jefe de la Sección de Historia en el Centro de Estudios Humanís�cos, 1959-2015 Para 1958, la universidad no solo buscaba tener preparatorias y facultades sino además centros de inves�gación. Ese año, el 16 de mayo, se fundó el primero de ellos, el Centro de Estudios Humanís�cos-dirigido por el filósofo Agus�n Basave Fernández del Valle- y en su interior cuatro áreas de inves�gación: Filoso�a, Letras, Historia y Ciencias Sociales9. La Sección de Historia, estuvo encabezada por Israel Cavazos en varios periodos (1959-1977; 1997-2006; 2009-2014)10. Dicho Centro fundó el anuario Humanitas, la más an�gua plataforma de inves�gación del noreste de México, que constaba de cuatro secciones: Filoso�a, Historia, Letras y Ciencias Sociales. Desde esta plataforma de Humanitas Israel Cavazos invitó a profesores y estudiantes a colaborar en esta nueva publicación, como consta en la Base de Datos Humanitas Digital (1960-2020) que se ha puesto a disposición de los inves�gadores a par�r de 202111. Pero no fue un momento fácil para Cavazos pues inicia el ascenso del marxismo en la mayoría de las universidades públicas mexicanas durante los años sesenta y setenta, aparecen los primeros textos que se autoproclaman cien�ficos, muy distantes de su concepción cavacista12 de la historia . Es el caso del libro de Máximo de León �tulado “Monterrey, un vistazo a sus entrañas” (1968), donde u�liza la “metodología marxista-leninista” para explicar la realidad socio histórica de la ciudad usando datos, citas y estadís�cas económicas disponibles. Este autor sostuvo una disputa ideológica con el cronista de Monterrey, José P. Saldaña, por su libro Grandeza de Monterrey, que legi�maba el rol de la élite empresarial de Monterrey en el desarrollo histórico de la ciudad (1968). Para 1960 se fundó otra ins�tución que plantea aspectos históricos entre sus metas estatutarias: el Centro de Inves�gaciones Económicas, de la Facultad de Economía con el obje�vo de inves�gar la evolución histórica y económica de la región noreste de México. En este contexto y con el apoyo de la UNESCO, se contrató a uno de los mejores historiadores económicos, el francés Frédéric Mauro, discípulo de Ferdinand 7 Israel Cavazos Garza, El Colegio Civil de Monterrey. Contribución para su historia. 8 Edgar Iván Espinosa Martínez, Construyendo la región. La idea del noreste mexicano en Isidro Vizcaya Canales. Esta obra narra el contexto y los escasos escritores de historia en esa época. 9 Consideramos como fecha de fundación del CEH el día en que el consejo universitario aprobó su creación, Es decir, el 16 de mayo de 1958, según consta en la Sección Actas del Archivo Histórico de la UANL. Agradecemos a su titular Edmundo Derbez la información proporcionada al respecto. 10 Otros titulares de la Sección de Historia del CEH fueron ignorados en algunas fuentes y es justo consignarlos ahora: Eugenio del Hoyo (1979), Gerardo de León (1980-1981) y Andrés Estrada Jasso (1990). Recientemente, han ocupado esta responsabilidad César Morado (2015-2019), Eugenio Lazo (2020-2022) y Reynaldo de los Reyes a partir de 2023. 11 En respuesta a las políticas editoriales de Conacyt que rechazaba los anuarios, en el año 2021 se decidió transformar las antiguas secciones del anuario Humanitas en revistas digitales independientes, de periodicidad semestral, dictámenes ciegos y usando la plataforma OJS para su gestión editorial naciendo así Aitias para Filosofía (https://aitias.uanl.mx/index.php/a), Sillares para Historia (https://sillares.uanl.mx/index.php/s), Transdisciplinar para Ciencias Sociales (https://transdisciplinar.uanl.mx/index.php/t) y en Letras se decidió homenajear el título de Humanitas manteniéndolo y pagando los derechos para el uso del título (https://revhumanitas.uanl.mx/index.php/r). Para reconocer el legado del anuario Humanitas se inició un proyecto para digitalizar y poner a texto completo todos los artículos publicados entre 1960 y 2020 en la liga: http://humanitas.uanl.mx como parte de un proyecto de Humanidades Digitales emprendido en 2021. 12 Véase un buen esbozo historiográfico en: Emilio Machuca Vega, Aportaciones de Israel Cavazos al estudio de la historia de las religiones en Nuevo León, pp. 43-74. �Braudel, para fundar la Cátedra sobre Historia Económica13. Pero estas líneas de trabajo –historia marxista, historia económica- no eran las del maestro Cavazos. Un agudo lector detectará que los trabajos de Mauro se publicaron en el anuario Humanitas pero en la Sección de Ciencias Sociales. Israel se dio cuenta de la emergencia de estas nuevas formas de interpretar la historia y trazó su propia trinchera, una edificada desde el archivo, a par�r de los que dicen los documentos, a la manera rankeana. 4) La fundación del Colegio de Historia (1974) y el magisterio a través de los libros Finalmente, en 1974 en la ges�ón de Tomás González de Luna, iden�ficada con el comunismo, se fundó el Colegio de Historia, pionero en la profesionalización de los historiadores del noreste14. Según Elvia Hernández, su primera coordinadora, Israel Cavazos aparece como profesor fundador, aspecto que ra�fica él mismo en su currículo donde afirma haber sido catedrá�co entre 1974-197615. Al no exis�r los expedientes académicos de los catedrá�cos de la facultad a lo largo de su historia, es complejo documentar cuántos y cuáles cursos impar�ó, pero no es di�cil adivinar que fueron pocos dada la orientación ideológica ins�tucional del momento, posiblemente paleogra�a. Más adelante se fundó también en la FFyL la Maestría en Estudios de la Frontera (1975) pero casi todos sus catedrá�cos eran de México. Levantó grandes expecta�vas en Monterrey pues era la primera vez que se contaría con un posgrado de esa área; lamentablemente, luego despareció sin que hasta a la fecha se cuente en Monterrey con un posgrado en historia. Al final de los setenta se publicaron dos trabajos significa�vos: El hombre en una sociedad en desarrollo. Movilidad geográfica y social en Monterrey, de Jorge Balan et al. en 1977, e Industrialización, burguesía y clase obrera en México, El caso Monterrey (1979), del sociólogo holandés avecindado en Monterrey, Menno Vellinga, primero de varios textos sobre la capital regiomontana. Gradualmente, por la orientación ideológica y temá�ca del Colegio de Historia de la UANL la relación con Israel Cavazos se fue diluyendo y porque recibió la encomienda de un Centro de Estudios Históricos hacia 1975. Se han documentado cursos esporádicos de paleogra�a y una mayor presencia a par�r de las ges�ones de Nicolás Duarte (1997-2003) y José Reséndiz (2003- 2009). En términos estrictos se puede decir que más que como catedrá�co, el magisterio de Israel Cavazos en la UANL fue a través de sus libros, pues aunque no dirigió tesis de grado, estos siempre fueron de consulta obligada por los estudiantes que pretendían conocer los aspectos regionales: Breve Historia de Nuevo León (1995), Diccionario Biográfico de Nuevo León (1984), antes que los grandes relatos sobre cambios estructurales. Algunos de ellos terminaron publicados por la facultad como Crónicas y sucedidos del Monterrey Virreinal (1999). 5) El Centro de Estudios Históricos (1975-1978) y la revista Actas (1977) Entre 1975 y 1978 Raúl Rangel se desempeñó como �tular de la Dirección General de Inves�gaciones Humanís�cas y nombro a Cavazos director del Centro de Estudios Históricos de esta misma ins�tución a par�r del 30 de mayo de 1975, ya no en la FFyL como estaba anteriormente en 195116. Aquí fundó la revista Actas, que a diferencia de las inves�gaciones aludidas, mostraba un claro interés por aspectos locales, y de alguna manera divulgaba en la universidad los hallazgos documentales que hacía en el Archivo de Nuevo León, también bajo su custodia entre 1955 y 1976. La revista Actas ha tenido tres etapas. En la primera fue una publicación universitaria trimestral de información historiográfica, se editó desde julio-sep�embre de 1977 hasta abril-junio de 1981. Este bole�n publicaba documentos históricos, mapas, crónicas, tes�monios, bibliogra�a y biogra�as y, en general, información que contribuía al estudio del pasado regional. Sus secciones eran “Fichas de Historia” con un tópico específico; “Historiogra�a” que registraba obras generales, especiales y monogra�as; “Mapas” que reprodujo planos y mapas históricos comentados; y “Archivos” con guías e índices documentales de archivos. Además el bole�n tenía inserto un suplemento �tulado “Documentos” que reproducía documentos relacionados con la historia del estado17. Estos materiales eran ávidamente aprovechados por estudiantes y docentes de la facultad. En su segunda etapa, a par�r de 1982 las ac�vidades de la Dirección General de Inves�gaciones Humanís�cas – que la editaba- fueron conferidas a la Capilla Alfonsina. En dicha dependencia universitaria, el bole�n se puso a cargo del Centro de Información de Historia Regional (CIHR-UANL) encabezado por Celso Garza Guajardo. De este modo, a par�r del número 17, Actas apareció en 13 Producto de la estancia de Mauro en la ciudad, éste publica Le Dévelopement Économique de Monterrey, en la revista francesa Caravelle en 1964, trabajo en el que se revisa la historia económica de la ciudad entre 1890 y 1960 (publicado en español en la revista Humanitas de Historia en 2017), convirtiéndose en el primero de varios trabajos académicos sobre la capital regiomontana que no se conocieron masivamente en Monterrey. 14 Edgar Iván Espinoza Martínez, “La práctica historiográfica en Nuevo León. Una arqueología del conocimiento histórico regional, 1867-1996”, pp. 102-126. 15 A reserva de que aparezcan más registros en los expedientes académicos del archivo escolar, estos dos años parecen ser los únicos en que aparece como catedrático formal de la facultad o por lo menos los que constan en su curriculum. 16 Datos del propio Cavazos en su currículo publicado en Israel Cavazos. Historiador, p. 102. 17 Edmundo Derbez García, Perfil de revista Actas de la UANL, p. 1 (inédito). 13 �una segunda época que se prolongó sólo dos números más, hasta el número 19 de julio-sep�embre de 1982, incluyendo la serie Documentos, contando con el profesor Israel Cavazos Garza como redactor18. 6) La Cátedra Israel Cavazos Garza El corolario de la relación de Israel Cavazos con la universidad ha sido la creación de la Cátedra de Historia del Noreste inaugurada en 2011. Sus principales obje�vos son la difusión de las tendencias historiográficas contemporáneas y la promoción de la inves�gación del conocimiento histórico, especialmente entre los futuros historiadores profesionales formados en la facultad. Según Moisés Saldaña, siempre ha tenido como referente la labor docente e inves�ga�va del epónimo de la Cátedra: Israel Cavazos Garza19. A lo largo de sus diez años de existencia ha organizado 67 ac�vidades de manera ininterrumpida. Se han impar�do 41 conferencias magistrales por reconocidos historiadores locales, nacionales e internacionales, así como por responsables de archivos y académicos de diversas disciplinas. El 20 de agosto de 2012 se contó con la par�cipación del propio Cavazos Garza, quien impar�ó la conferencia �tulada La iden�ficación de Juan Bau�sta Chapa como el autor anónimo de la “Historia del Nuevo Reino de León de 1650 a 1690”, y el 22 de enero de 2013 se efectuó una sesión solemne de homenaje a su trayectoria, con la presencia de Jesús Áncer, rector de la UANL20. Como parte de ella también se han realizado dos presentaciones de libros, un taller sobre historia polí�ca, y 21 seminarios y coloquios de inves�gación con la par�cipación de más de 140 estudiantes tesistas del Colegio de Historia. Desde su creación a la fecha ha estado a cargo de Moisés Saldaña que en 2021 cumplió una fruc�fera década de trabajo. En noviembre del 2016 falleció el maestro Israel Cavazos a los 93 años de edad. Si recordamos que su primera relación fue durante la creación del Departamento de Historia en 1951, al final de su vida suman más de 65 años de vínculo con nuestra universidad. A ello, se suma el dato nada menor de que la compañera de su vida la conoció en las instalaciones de la Facultad de Filoso�a y Letras mientras ella cursaba la Licenciatura en Letras. A par�r de entonces sería la primera lectora y correctora de sus trabajos que han iluminado la historia regional y donde destacadamente figuran sus índices del Ramo Civil y de Escribanos Públicos que han permi�do a nuevos inves�gadores asomarse a la etapa novohispana de lo que hoy es Nuevo León. Por todas estas razones, como responsable del Centro de Estudios Humanís�cos de la UANL, cons�tuye un privilegio haber sido invitado para ser parte de este reconocimiento que celebra un siglo con Israel Cavazos y a quien con todo propiedad reconocemos como patrimonio de nuestra universidad. 18 Actas reapareció en 2002 bajo el auspicio de la Secretaría de Extensión y Cultura y el Centro de Información de Historia Regional (CIHR-UANL), bajo la dirección de Meynardo Vázquez, la asistencia de Edmundo Derbez García, y la coordinación editorial de Gustavo Herón Pérez. Esta etapa incluyó tres números más, hasta el número 4 de julio-diciembre de 2003, éste último hecho ya bajo la dirección de Edmundo Derbez y fue dedicado a la Guerra México-Estados Unidos (1846-1848). La cuarta y actual época inició en enero de 2010, editada por la Secretaría de Extensión y Cultura a través de la dependencia de nueva creación: Centro de Documentación y Archivo Histórico de la UANL, bajo la edición de Edmundo Derbez Garcia y diseño de Alejandro Derbez García. Aquí, se abrió a los jóvenes historiadores: estudiantes y recién graduados del Colegio de Historia de la Facultad de Filosofía y Letras. 19 Véase: Moisés Alberto Saldaña Martínez, El Prof. Israel Cavazos Garza y la Facultad de Filosofía y Letras de la UANL (publicado en este mismo número de Bitácora). 20 Ídem FUENTES CONSULTADAS Cavazos Garza, Israel (1957). El Colegio Civil de Monterrey. Contribución para su historia. México: Universidad de Nuevo León. Derbez García, Edmundo (2021). Perfil de revista Actas de la UANL. México: inédito. Espinoza Martínez, Edgar Iván (2007). “La práctica historiográfica en Nuevo León. Una arqueología del conocimiento histórico regional, 1867-1896”, en Secuencia. Revista de historia y ciencias sociales, no. 68, mayo-agosto. ________ (2020). Construyendo la región. La idea del noreste mexicano en Isidro Vizcaya Canales. México: Centro de Estudios Humanísticos, Universidad Autónoma de Nuevo León. Israel Cavazos Garza. Historiador. Edición conmemorativa en su 75 Aniversario (1998). México: Universidad Autónoma de Nuevo León. Israel Cavazos. Memoria Viva de Monterrey (2016). México: Editorial Milenio. Israel Cavazos. Retrato de un benemérito de la cultura Monterrey. (2017). México: Universidad Autónoma de Nuevo León. Machuca Vega, Emilio (2016). “Aportaciones de Israel Cavazos al estudio de la historia de las religiones en Nuevo León”, en: Humanitas, vol. 4, no. 43. Morado Macías, César (2020). “Historia y Ciencias Sociales en torno a Monterrey”, en: Aracely Almaraz (coord.). Historias de nuestras regiones. México: El Colegio de la Frontera Norte, Academia Mexicana de la Historia. Saldaña Martínez, Moisés Alberto (2023). “El Prof. Israel Cavazos Garza y la Facultad de Filosofía y Letras de la UANL”, en: Bitácora. Nueva era, vol. 5, no. 1. �CRONOGRAFÍA Israel Cavazos Garza y Silvio Zavala: consideraciones historiográficas 1 Emilio Machuca Vega 2 Universidad Autónoma de Nuevo León Al día de hoy, el maestro Israel Cavazos Garza (19232016) es considerado un inves�gador clave de los estudios históricos del noreste de México. Con una línea de trabajo definidamente centrada en la historia de la época virreinal, y con una trayectoria archivís�ca destacada en el Archivo Histórico de Monterrey y el Archivo General del Estado de Nuevo León, la producción académica de Cavazos ha sido base de numerosas inves�gaciones posteriores. Tal y como el historiador Antonio Peña Guajardo observó, “hay que destacar las obras de Israel Cavazos”, en la medida en que su trabajo “ sirve como guía para el estudioso de la etapa colonial en Nuevo León”3. Entender el fecundo periplo intelectual de Israel Cavazos, su marcado interés por la historia del Nuevo Reino de León, y por el rescate, organización y catalogación de los archivos regionales, exige remi�rse a su formación profesional en El Colegio de México. Antes de haber ingresado a ese centro de educación superior, Cavazos sólo había cursado sus estudios básicos, así como una carrera técnica en ebanistería en la Escuela Industrial Álvaro Obregón, perteneciente a la Universidad de Nuevo León. Sin embargo, muy tempranamente su puso de manifiesto su interés por la historia: en 1941, con apenas 18 años de edad, visitó por primera vez el archivo de la Catedral de Monterrey y, a par�r del año siguiente, comenzó sus pesquisas en el Archivo Municipal de Monterrey, que entonces estaba bajo resguardo del archivista Alberto Galván Rentería. Al poco �empo, en 1944, cuando tenía 21 años, Cavazos ingresó a la Sociedad Nuevoleonesa de Historia, Geogra�a y Estadís�ca, donde se vinculó con historiadores locales, como Timoteo L. Hernández, San�- ago Roel, José P. Saldaña y Carlos Pérez Maldonado. En ese mismo año, fue contratado como empleado del archivo de Monterrey, y mientras trabajaba ahí, pudo conocer a varios historiadores de renombre nacional e internacional, tales como Wigberto Jiménez Moreno, François Chevalier y especialmente Silvio Zavala, quien era catedrá�co fundador del Centro de Estudios Históricos de El Colegio de México. Como es bien sabido, Zavala le ofreció a Cavazos una beca para que éste pudiera estudiar historia, cosa que finalmente ocurrió: entre 1948 y 1949, Cavazos estuvo matriculado en El Colegio de México, donde consolidó su formación académica4. ¿Por qué esto es importante para comprender la trayectoria de Israel Cavazos? Michel de Certeau plantea que el oficio de la historia es una operación, que involucra al mismo �empo un lugar desde el que se produce el conocimiento, uno o varios procedimientos analí�cos y la construcción del texto histórico5. Y en el caso que aquí se refiere, tanto los procedimientos de análisis como los de escritura que marcaron el es�lo par�cular de Cavazos se enlazan estrechamente con los de Silvio Zavala (1909-2014)6, quien fue su mentor en El Colegio de México. Ahora bien, Zavala fue uno de los pioneros de la profesionalización de la historia en México como disciplina cien�fica, y para tal fin introdujo un paradigma historiográfico europeo: la escuela diplomá�ca rankeana. Esta escuela subrayaba el estudio de las fuentes primarias, la búsqueda, el análisis y la crí�ca de los documentos, como eje rector de toda inves�gación histórica. A Leopold von Ranke, fundador de este paradigma y padre de la historiogra�a cien�fica, no le interesaba juzgar el pasado o extraer de él lecciones ú�les para el presente: 1 Conferencia dictada en el Museo Metropolitano de Monterrey el 11 de diciembre de 2022, en la mesa titulada “Israel Cavazos Garza: archivista”, como parte del ciclo conmemorativo “Israel Cavazos Garza, 100 años en 100 días”, organizado por la Fundación Ildefonso Vázquez con motivo del centenario del natalicio de Israel Cavazos Garza (1923-2016). 2 Historiador e investigador. Es Licenciado en Historia y Estudios de Humanidades por la Universidad Autónoma de Nuevo León, y Máster en Ciencias de las Religiones por la Universidad Complutense de Madrid. Actualmente estudia el Doctorado en Historia y Arqueología en la Universidad Complutense de Madrid y es investigador del Centro de Información de Historia Regional de la UANL. 3 Antonio Peña Guajardo, La economía novohispana y la élite local, p. 13. 4 Luis González y González, quien fue compañero de generación de Israel Cavazos, consigna que aunque su curso académico abarcó de 1946 a 1949, Cavazos se incorporó a El Colegio de México hasta 1948. Véase: Luis González, “La pasión del nido”, pp. 541 y 593. 5 Michel de Certeau, La escritura de la historia, p. 68. 6 Silvio Arturo Zavala Vallado nació en Yucatán el 7 de febrero de 1909 y falleció en la Ciudad de México el 5 de diciembre de 2014. Fue Doctor en Derecho por la Universidad de Madrid (hoy Universidad Complutense de Madrid), presidente de El Colegio de México entre 1963 y 1966, fundador, director y profesor del Centro de Estudios Históricos de la misma institución, miembro de la Academia Mexicana de la Historia, y embajador de México en Francia entre 1966 y 1975. 15 �CRONOGRAFÍA para él, lo que debía hacer un historiador era “sólo mostrar lo que realmente sucedió”7. Y para ello, necesitaba buscar certezas en los documentos. De ahí el interés de Ranke y de los historiadores rankeanos por buscar, rescatar y clasificar las fuentes de archivo, porque ahí encontraban las certezas de la historia. En esto, la tradición diplomá�ca alemana se diferenciaba del posi�vismo, que más bien pretendía formular leyes generales y universales para comprender el comportamiento de las sociedades humanas. La tradición diplomá�ca y el posi�vismo no son lo mismo, aunque usualmente se les confunde. Ahora bien, Silvio Zavala, más que un posi�vista, era un historiador rankeano. Muchas son las evidencias que permiten sustentar lo anterior8, incluyendo su propio tes�monio personal. En una entrevista que concedió en 1992 a Jean Meyer, Zavala confesó que Leopold von Ranke “ejerce más influencia sobre mi obra de lo que parece”9. Y, en efecto, esto lo podemos ver a lo largo de su trabajo. Por ejemplo, en su tesis doctoral, �tulada Los intereses par�culares en la conquista de la Nueva España, sustentada en la Universidad de Madrid (hoy Universidad Complutense de Madrid) en 1933, Zavala aseveró: “yo trato únicamente de decir, con apoyo en datos histórico-jurídicos, lo que hubo realmente”10. Dicha frase es a todas luces profundamente rankeana. Todo lo hasta ahora comentado permite entender por qué Zavala, además de rigurosas inves�gaciones históricas, publicó también importantes colecciones documentales de la época virreinal, como Fuentes para la Historia del Trabajo en Nueva España (publicado entre 1939 y 1941 en cinco volúmenes, en colaboración con María Castelo) y Temas del virreinato: documentos del Archivo Municipal de Sal�llo (publicado en 1989, en colaboración con María del Carmen Velázquez). Pues bien, luego de que Silvio Zavala visitara por primera vez el Archivo Municipal de Monterrey en 1941, publicó en El Porvenir un ar�culo �tulado “Un tesoro de cultura regiomontana”, en el que comentaba la situación en que se encontraba este repositorio documental. Aquí apuntó que el archivo entonces sólo contaba con un inventario escrito a maquina, y con algunos apuntes de ciertos expedientes que el ya mencionado archivista Alberto Galván había escrito a mano. No había más instrumentos de consulta. Zavala entonces sugirió lo siguiente: Yo creo que se debe perfeccionar el inventario citado, anotando en cada caso el número de los folios del ex- pediente, comentar los extractos diminutos, rec�ficar otros y añadir las fechas de los documentos en todas las ocasiones. Si se redactara esta guía, sería muy fac�ble su publicación, mediante la cual se sabría, dentro y fuera de México, el verdadero valor del depósito de que venimos hablando […] Para conservar mejor los papeles, es aconsejable el uso de carpetas individuales de cartón, que a su vez se guardan en cajas de la misma materia, de las que existe ya un �po uniforme en los archivos modernos. La tapa de madera usada actualmente no ofrece suficiente protección. El gasto que supondría la mejora es irrisoria para una ciudad de la categoría de Monterrey. El mobiliario del archivo podría ser modernizado. Las sillas parecen ser, a simple vista, más viejas que algunos legajos históricos. El acero sus�tuiría ventajosamente a los armarios de madera si se adoptaran las cajas de cartón mencionadas11. Aquí, Zavala estaba proponiendo un método y varias recomendaciones generales para intervenir profesionalmente el Archivo Municipal de Monterrey, a fin de asegurar la conservación del acervo y facilitar su consulta a los inves�gadores. Párrafos más adelante, en el mismo ar�culo, Zavala escribió lo siguiente: Es urgente asimismo pensar en el futuro: escoger algún hombre joven y de porvenir, que sienta vocación por la historia, ayudarlo en su formación técnica, y asegurar así la conservación metódica de los tes�monios de la vida de Nuevo León. El cuidado de un archivo requiere hoy conocimientos de orden profesional: paleogra�a, diplomá�ca, catalogación, cultura histórica, etc. Nadie mejor que un hombre salido de esta región podría dedicar después sus energías a preservar este tesoro que pertenece y toca de cerca a todos los regiomontanos, y en general a los habitantes del estado de Nuevo León12. ¿A qué hombre joven y de porvenir, con gran vocación por la historia, ayudó Zavala en su formación técnica, al ofrecerle una beca de estudios en El Colegio de México? Al joven que conoció en el archivo de Monterrey: a Israel Cavazos Garza. De todas las anteriores declaraciones publicadas en la prensa, se puede deducir que Cavazos intervino el Archivo Municipal de Monterrey siguiendo los criterios profesionales que habría aprendido de Silvio Zavala. Y yendo aún más lejos, si se quisiera enmarcar la obra de Israel Cavazos dentro de una tendencia historiográfica, no sería di�cil situarlo dentro del espectro de los historiadores rankeanos. Tanto en su tratamiento de las fuentes, como en sus in- 7Leopold von Ranke, “Historia de los pueblos latinos y germánicos de 1494 a 1514”, en: https://www.epdlp.com/texto.php?id2=13724 8 Zavala fue discipulo del historiador español Rafael Altamira, quien desde 1894 “había asumido expresamente a Ranke como el modelo de una historia objetiva”. Véase: Guillermo Zermeño, “La historiografía en México: un balance”, p. 1703. Por su parte, Luis González, estudiante de El Colegio de México entre 1946 y 1949, atestigua que tres de sus maestros enseñaban “que la historia debía ser ‘una ciencia, ni más ni menos’ y repetían el famoso aforismo de Ranke: la historia ‘solamente quiere mostrar lo que realmente ha sucedido’”. Estos tres profesores eran Silvio Zavala, Rafael Altamira y Agustín Millares. Véase: Luis González, “La pasión del nido”, pp. 536 y 537. 9 Jean Meyer, Egohistorias: el amor a Clío, p. 224. 10 PCitado por: Germán Luna Santiago, “Vuelta al cliché: Silvio Zavala positivista”, p. 199. 11 El Porvenir, 8 de febrero de 1941. Monterrey, México, p. 3. 12 Ibíd., pp. 3 y 7. �tereses temá�cos, es innegable que Cavazos siguió los pasos de su mentor. Al igual que Zavala, Cavazos se especializó en historia de la época virreinal, aunque con específico interés en el Nuevo Reino de León. Y al igual que Zavala, Cavazos también publicó considerables colecciones de documentos históricos virreinales y del siglo XIX: los seis tomos del Catálogo y síntesis de los protocolos del Archivo Municipal de Monterrey, el tomo único de El Nuevo Reino de León y Monterrey a través de 3000 documentos (en síntesis) del Ramo Civil del Archivo Municipal de la ciudad, los tres tomos de las Actas del Ayuntamiento de Monterrey, el Índice de Reales Cédulas, la Guía del Ramo Militar del Archivo del Estado de Nuevo León, y la Correspondencia Vidaurri-Álvarez. No cabe la menor duda de que Zavala ejerció gran influjo sobre Israel Cavazos. De hecho, cuando en 1966 apareció publicado el primer tomo del Catálogo y síntesis de los protocolos del Archivo Municipal de Monterrey, la primera página contenía la siguiente dedicatoria: “Al doctor Silvio Zavala, mi maestro”. Y más adelante, en un ar�culo en el que refería sus años de estudiante en El Colegio de México, Cavazos recordaba la cátedra de Silvio Zavala como una de las más provechosas, y admi�a: “Yo he tenido hacia él un singular sen�miento mezcla de gra�tud y devoción”13. Así pues, en El Colegio de México, Cavazos fue formado bajo el paradigma histórico-metodológico rankeano, y afianzó sus conocimientos sobre el tratamiento de los archivos mientras realizó prác�cas en el Archivo General de la Nación. Ya en las postrimerías de su vida, al recibir el Premio Manuel González Ramírez en 2014 por su trayectoria en el rescate de fuentes y documentos, Cavazos pronunció un discurso de agradecimiento que concluía con una declaración indiscu�blemente rankeana: “si el Ins�tuto de Estudios de la Revolución, recurriendo a la heráldica, premiara con escudos, en la bordura o al pie del mío inscribiría como divisa ‘El libro y el documento son mi sustento’”14 . Aún en los úl�mos años de su trayectoria, las palabras de Israel Cavazos seguían evocando las enseñanzas que había recibido de su mentor Silvio Zavala más de medio siglo atrás. 13 Israel Cavazos Garza, “Evocaciones de El Colegio de México”, p. 102. 14 Israel Cavazos Garza, “Discurso del Mtro. Israel Cavazos Garza a nombre de los premiados”, en: https://www.constitucion1917.gob.mx/work/models/inehrm/Resource/753/1/images/DISCURSO%20DEL%20MTRO%20CAVAZOS%2020%20NOV.pdf FUENTES DE INFORMACIÓN Bibliografía Cavazos Garza, Israel (1998). “Evocaciones de El Colegio de México”, en: Roel. Revista de la Sociedad Nuevoleonesa de Historia, Geografía y Estadística, vol. 3, no. 1. Certeau, Michel de (1975). La escritura de la historia. México: Universidad Iberoamericana, Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Occidente. González, Luis (1976). “La pasión del nido”, en: Historia Mexicana, vol. 25, no. 4. Luna Santiago, Germán (2018). “Vuelta al cliché: Silvio Zavala positivista”, en: Revista de historia de América, no. 155. Meyer, Jean (dir.) (1993). Egohistorias: el amor a Clío. México: Centro de Estudios Mexicanos y Centroamericanos. Peña Guajardo, Antonio (2005). La economía novohispana y la élite local del Nuevo Reino de León en la primera mitad del siglo XVIII. México: Consejo para la Cultura y las Artes de Nuevo León. Zermeño, Guillermo (2013). “La historiografía en México: un balance (1940-2010)”, en: Historia Mexicana, vol. 62, no. 4. Hemerografía El Porvenir. Monterrey, México. Fuentes electrónicas Cavazos Garza, Israel (1994). “Discurso del Mtro. Israel Cavazos Garza a nombre de los premiados en la entrega de premios a la trayectoria y la investigación histórica INEHRM 2014”, en: Centenario de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos 1917. [En línea; consultado el 1 de diciembre de 2022]. Disponible en: https://www.constitucion1917.gob.mx/work/ models/inehrm/Resource/753/1/images/DISCURSO%20DEL%20MTRO%20CAVAZOS%2020%20NOV.pdf Ranke, Leopold von (1824). “Historia de los pueblos latinos y germánicos de 1494 a 1514”, en: El Poder de la Palabra. [En línea; consultado el 1 de diciembre de 2022]. Disponible en: https:// www.epdlp.com/texto.php?id2=13724 �JOYAS DE L A HISTORIOGR A FÍA Juan Ramón Garza Guajardo y Emilio Machuca Vega (2022). Escobedo industrial. Industria y comercio en la historia de General Escobedo, Nuevo León, 1868-2022. Monterrey, México: Ayuntamiento de General Escobedo, 147 pp.1 Óscar Abraham Rodríguez Castillo 2 Universidad Autónoma de Nuevo León Muy buenos días. Saludo con afecto a todas y todos los plificar lo anterior, los autores mencionan el incremento de la presentes, en especial al alcalde del Republicano Ayuntamiento actividad minera en el cerro del Topo cuyo objetivo era cubrir de General Escobedo, el Lic. Andrés Concepción Mijes Llovera, una parte de la demanda de minerales ferrosos para las fundi- así como a su equipo de trabajo. Como historiador del proceso ciones del primer auge industrial (1890-1910), así como la de industrialización en el estado, celebro el apoyo que su ad- planta tratadora de aguas de la Hacienda El Canadá, propiedad ministración brinda a las y los historiadores para materializar el del empresario canadiense Sir William Mackenzie, cuyos vesti- trabajo de investigación que realizan en archivos, hemerotecas gios están en una de las avenidas más transitadas del munici- y otras fuentes primarias y secundarias. Tal es el caso de este pio: Sendero Divisorio. Dicha planta comenzó a operar en 1909 libro Escobedo Industrial. Industria y comercio en la historia de a fin de dar salida a las aguas residuales de la ciudad. General Escobedo Nuevo León, 1868-2022, de la autoría de mi colega y amigo Emilio Machuca Vega y del profesor Juan Ramón Asimismo, durante la segunda mitad del siglo XX, Escobedo Garza Guajardo, a quien conozco desde hace ya varios años, comienza a ser protagonista del desarrollo industrial en el es- visitante asiduo de la Capilla Alfonsina Biblioteca Universitaria tado, gracias a la instalación de las primeras factorías en su jur- y a quien tengo en alta estima. isdicción, como fue el caso de Industria Carrocera San Roberto, Mármoles Laminados y FANASA, por mencionar algunas. Si A ambos, muchas gracias por invitarme a comentar su obra bien el texto respeta un orden cronológico, cada capítulo rep- que, les adelanto, me encantó por muchas razones, pero en resenta una etapa del proceso de industrialización del munici- esta ocasión quiero resaltar tres. La primera, es por la calidad pio, pero no de manera aislada, sino advirtiendo el contexto en el formato y diseño del libro, donde las imágenes armonizan local, nacional e internacional, tales como la política de sustitu- con el contenido, siendo un apoyo visual que apuntala la nar- ción de importaciones del gobierno federal en el periodo de rativa del texto. Asimismo, su estructura capitular-cronológica permite al lector identificar la transición de la posguerra con apoyos fiscales al sector manufacturero, que a su vez alentó la migración del campo a la ciudad y, en entonces villa de General Escobedo, erigida como consecuencia, la necesidad de vivienda ante un creci- tal un 24 de febrero pero de 1868, que pasó de ser miento demográfico que en Escobedo llegó a ser en proveedora de materias primas y servicios hasta los 80 de 500%, siendo el origen de las colonias colocarse, a partir de las últimas décadas del siglo populares de interés social; la interconección cada XX, como el municipio receptor de la mayor inver- vez mayor entre los mercados internacionales; la sión en parques industriales en el estado. Para ejem- crisis financiera nacional de los 80, que vino de la 1 Texto leído en la presidencia municipal de General Escobedo, Nuevo León, el 24 de febrero de 2023, durante la presentación del libro Escobedo industrial. Industria y comercio en la historia de General Escobedo, Nuevo León, 1868-2022. 2 Historiador, investigador y catedrático. Es Licenciado en Historia y Estudios de Humanidades por la Facultad de Filosofía y Letras de la Universidad Autónoma de Nuevo León, y Maestro en Educación con acentuación en Tecnologías Educativas por la Universidad Ciudadana de Nuevo León. Cuenta además con una especialización de posgrado en Políticas Culturales y Gestión Cultural por la Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa. �fig 01 el sector industrial sigue siendo una de las actividades preponderantes en la entidad, fuente de empleo de cerca de un millón de regiomontanos. Los cambios, a mi parecer, más profundos y que vale la pena estudiar, son los que refieren a la manera de relacionarnos con la industria. Es decir, mientras no se encuentren medios de producción distintos al fabril, capaces de satisfacer nuestras necesidades, seguiremos dependiendo de ella, pero ya no de la misma manera, sino bajo un enfoque sustentable, donde se introduzcan nuevas tecnologías para reducir los gases contaminantes, y con una explotación racional de los recursos naturales. Quizá una de las transformaciones más significativas de la integración de México al mercado internacional se dio en el ámbito de la cultura obrera, que produjo cambios en las relaciones obrero-patronales. Aquí valdría la pena voltear y tomar como referente a las empresas icónicas de la ciudad, como Cervecería, Vidriera y Fundidora, que no se limitaban a brindar salarios dignos, sino también bienestar social mediante espamano de la conversión de la planta industrial; la reubicación de las plantas cios acondicionados para la recreación física y el arte, servicios de salud y escuela, entre otros. productivas hacia parques industriales instalados en la periferia, cercanos a las Por último, hay una cosa más que quiero resaltar, y es la principales vías de comunicación ter- planificación del crecimiento industrial escobedense, que restre y ferroviaria; en fin, el libro está como documentan los autores, fue y ha sido un crecimiento or- hecho con toda la mano. denado e integral. Prácticamente en la antesala del Tratado de Libre Comercio de América del Norte (1994), General Escobedo En segundo lugar, quiero señalar algunos datos que en lo per- estaba listo para recibir la inversión extranjera. Con parques in- sonal fueron una grata sorpresa, de los cuales más adelante dustriales cercanos a las vías de comunicación, amplias aveni- pueden desarrollarse nuevas líneas de investigación. Tal es el das, escuelas tecnológicas, viviendas de interés social y tiendas caso del molino para fundición de metales en la Hacienda del de autoservicio, General Escobedo es un ejemplo a seguir en Topo de los Ayala durante el periodo virreinal que, en la medida cuestiones de urbanismo y de sentido social. Y el anuncio del de que las fuentes lo permitan, puede ser todo un tema de in- Distrito Escobedo en abril del 2022 por parte del alcalde An- vestigación. Otro tema que da para mucho más es el de la in- drés Mijes, prácticamente confirma lo dicho hasta aquí. Distrito dustria automotriz, sector que hoy en día representa casi el Escobedo es un programa estratégico que contempla la realiza- cuatro por ciento del PIB nacional y que se concentra principal- ción de obras urbanísticas indispensables para dar certeza a las mente en los estados del norte y centro de México. Cabe inversionistas y, al mismo tiempo, ofrezca a los escobedenses señalar que en General Escobedo se instalaron varias plantas fuentes de empleo dignas dentro del propio municipio, lo cual, de ese ramo como Fabrica Nacional de Automóviles, S.A., a me- sin duda, redunda en una mejor calidad de vida. Es por ello diados de los 60, Maquiladora Nacional Automotríz, y Dirona, que, en palabras del alcalde “Escobedo se declara listo para ser entre otras, lo cual nos habla de la importancia estratégica del autor de adoptar un gobierno con rostro humano y municipio en dicho sector. La descentralización de la industria sustentable”. En razón del crecimiento integral de la industria y la construcción de parques industriales es otro tema que vale que ha tenido el municipio, como se consigna en estas páginas, la pena explorar más a fondo. Si bien la actividad económica y del plan estratégico Distrito Industria y de Logística de que genera más empleos en Nuevo León es el de los servicios, Escobedo, no me queda duda de que así será. Muchas gracias. 19 �JOYAS DE L A HISTORIOGR A FÍA Celso Garza Guajardo (2009). Monterrey, las nostalgias de una ciudad. Monterrey, México: Centro de Información de Historia Regional, Universidad Autónoma de Nuevo León, 45 pp. María José Partida López 1 Universidad Autónoma de Nuevo León Desde la Alameda hasta la Calzada Madero, Celso Garza Guajardo logra transmitirnos la historia de estos lugares de una manera personal, entrañable, fig 01 equiparándolos a un hogar, a algo que todos conocemos y con lo que nos podemos identificar. En Monterrey, las nostalgias de una ciudad, el profesor Garza Guajardo nos adentra en la historia de dos zonas emblemáticas de la ciudad; nos habla de la colocación de sus cimientos y de las emociones que existían y existen en torno a ellos, de lo que era antes a lo que existe el día de hoy. La obra en realidad está compuesta por dos crónicas, “La Alameda, un sueño de Monterrey” y “Calzada Madero, ¿quién te quiere?” Ambas están elaboradas con una estructura y estilo similares: primero describen la zona en cuestión, para posteriormente esbozar la historia de cómo fueron construidas y cómo se fueron transformando con cada generación. “Calzada Madero, ¿Quién te quiere?” fue publicada originalmente en 1986, mientras que “La Alameda, un sueño de Monterrey” apareció en 1987. La investigadora Dinorah Zapara Vázquez, actual coordinadora del Centro de Información de Historia Regional de la Universidad Autónoma de Nuevo León, compiló ambas crónicas en 2009 para dar lugar al libro “Monterrey, las nostalgias de una ciudad”. Cabe destacar que algunas de las obras que Garza Guajardo consultó para escribir estos textos en la década de los ochenta son clásicos de la historiografía regional como Estampas antiguas de Monterrey de José P. Saldaña, Nuevo León. Enciclopedia de México de Israel Cavazos Garza, Historia de Monterrey 1 Originaria de San Luis Río Colorado, Sonora, donde realizó sus estudios hasta nivel medio superior, actualmente es estudiante de la Licenciatura en Ciencias de la Comunicación en la Universidad Autónoma de Nuevo León, institución en que se hizo acreedora de la beca del Programa Institucional de Desarrollo de Talentos. �de Andrés Montemayor Hernández e Imágenes fotográficas del elación del entonces abandonado casco de la Ex hacienda San Monterrey de ayer de Silvia Cárdenas de Mayer y Delia de Peña Pedro en General Zuazua, Nuevo León. Dos años después logró de Ocaña, así como fuentes primarias, como informes de al- que el Centro de Información de Historia Regional (fundado en caldes de Monterrey suscritos entre 1886 y 1895. 1980) se elevará a la categoría de departamento. A lo largo de su vida, escribió y publicó una gran cantidad de libros y artícu- Como se comentó previamente, la obra relata los orígenes de los, principalmente sobre su pueblo natal. Murió en el año estos lugares de Monterrey como si se tratara de la construc- 2000 en la capital del estado, a la edad de 56 años2. ción de un hogar. Nos habla del momento en el que fueron construidos y la manera en que experimentaron modificaciones Monterrey, las nostalgias de una ciudad nos brinda la opor- con los años, cuando distintas generaciones se fueron haciendo tunidad de conocer la historia de la Alameda y de la Calzada Ma- cargo de su mantenimiento y reformaron o de plano abandon- dero a través de la mirada amplia y sensible de Celso. Además aron sus estructuras. En algún punto de la narración, Garza de entender cómo fueron concebidos estos espacios urbanos, Guajardo nos comparte incluso su propia experiencia personal podemos darnos cuenta de la vida co�diana de la ciudad desde con estos espacios públicos, en particular los recuerdos y las los albores del siglo XX hasta el día de hoy. Personalmente, emociones que le despertaba el pensar en ellos. Esto nos lleva como foránea del estado, me pareció interesante conocer el a suponer que, para el resto de los regiomontanos, la Alameda pasado de lugares que he visitado y que, aun sin pensar mucho y la Calzada Madero debieron ser importantes puntos de refer- en ellos, me han parecido extraordinarios. Imagino que para un encia en el entramado urbano de la ciudad. na�vo de la ciudad, el leer sobre cómo se formaron las calles que han recorrido desde siempre causará una impresión aún Para entender la visión del autor, es preciso conocer algo de su mayor. trayectoria vital e intelectual. Celso Garza Guajardo fue un historiador nuevoleonés nacido en el municipio de Sabinas Recomiendo pues la lectura de este libro. Para quienes no son Hidalgo en 1943. Egresado de la Normal Superior del Estado de Monterrey, estas crónicas servirán como una especie de con una especialidad en Ciencias Sociales, fue profesor norm- mapa, que los guiará en medio de la enormidad de la urbe que alista, así como militante del Partido Comunista Mexicano, habitamos, y los ayudará a conocer un poco más de las arterias razón por la cual vivió algún tiempo en la capital del país. Re- y los edificios con los que aún no están tan familiarizados. Por gresó a Monterrey en 1970 y retomó la docencia, con el apoyó su parte, para los regiomontanos, la lectura del libro será im- de los historiadores Israel Cavazos Garza y de Timoteo L. buirse en lo que era la ciudad antes de que ellos nacieran, y Hernández. Fue aquí donde comenzó su faceta como histori- comprenderán mejor cómo algo con lo que han vivido siempre ador y cronista. En 1971 se unió a la Sociedad Nuevoleonesa de ha evolucionado a través del tiempo. Sencillamente, las palab- Historia, Geografía y Estadística, y en 1973 publicó su primer ras del profesor Celso Garza Guajardo transportarán a cu- libro: El Real de Santiago de las Sabinas, trabajo sobre la his- alquiera a los lugares de los que habla, y lograrán transmitir un toria de su solar nativo. En 1984 se encargó de dirigir la remod- cúmulo de sentimientos de una manera amena y accesible para todos los públicos. 2 Otoniel Arrambide Villarreal, Profr. Celso Garza Guajardo, pp. 3-13. 21 �GENIO Y FIGURA Juan Ramón Garza Guajardo: HISTORIADOR Y CRONISTA Armando Leal Torres 1 Universidad Autónoma de Nuevo León El profesor Juan Ramón Garza Guajardo es hoy un reconocido in- cuela estaba saliendo de toda la problemá�ca de los setentas, la ves�gador de Nuevo León. Con una trayectoria definida por su encontramos prác�camente en ruinas, rayada, con pintas, entre labor magisterial, su trabajo en el Centro de Información de His- otros destrozos. Estudié Organización Depor�va, ya que yo era muy toria Regional de la Universidad Autónoma de Nuevo León, y su in- depor�sta de joven, pero a los 19 años mi hermano me ayudó a terés por el municipio de General Escobedo -donde se ha desem- entrar de prefecto a la secundaria; estando yo ahí, me di cuenta peñado como cronista oficial y como historiador-, ha publicado que por el lado de educación �sica no había mucho camino que re- más de cuarenta obras y una gran can�dad de ar�culos, lo que le correr en aquel entonces, sin embargo, estuve a cargo de difer- ha valido de varios reconocimientos a lo largo de los años. En en- entes equipos de fútbol y voleibol, lo cual me llevó a vivir a General trevista, el profesor Garza Guajardo comparte algunos de los mo- Escobedo, para posteriormente ser cronista e historiador. Termin- mentos más importantes de su trayectoria. ando, entré a estudiar en la Normal Superior, especialidad en Historia. En 1981 comencé a trabajar en la UANL, en la Preparatoria 16 ¿Cuáles son sus orígenes? como laboratorista, luego me cambié en 1984 a la Preparatoria 7 Soy originario de Sabinas Hidalgo, Nuevo León. Nací el 29 de abril como bibliotecario, ya que había tomado cursos de Bibliotecología, de 1958, mi padre fue don Celso Garza Ríos y mi madre Josefina éstos los impar�an en la Capilla Alfonsina. En 1985 entré a estudiar Guajardo Mireles. Soy el úl�mo de diez hermanos; yo viví en Sabi- Pedagogía en la Facultad de Filoso�a y Letras. Mi intención era nas hasta los 9 años, para posteriormente mudarnos a San Nicolás estudiar Historia, sin embargo, no podía por mi trabajo, ya que His- de los Garza. La familia decidió venir a la ciudad debido a que mis toria estaba por la mañana y yo trabajaba mañana y tarde, de dos hermanos consiguieron plaza en Monterrey y uno de ellos modo que de noche solamente estaba disponible para estudiar. compró una casa aquí. Los tres hermanos más pequeños fueron quienes nos vinimos con mi madre, junto con mis otros dos ¿De dónde surgió su vocación por la historia? hermanos los cuales ya estaban trabajando. Me empezó a gustar la historia porque mis hermanos Celso y Gustavo se dedicaban a la inves�gación histórica, entonces yo ya tenía ¿Qué estudios profesionales realizó? afinidad por la historia. En mi pueblo había nada más dos opor- Estudié hasta tercero de primaria en Sabinas, para posteriormente tunidades: entrar de maestro o ir a Estados Unidos, por esto mis con�nuar con mis estudios en la ciudad. Estuve en la secundaria hermanos entraron de maestros, uno de ellos de Literatura, el otro Vicente Guerrero, y después ingresé a la Preparatoria 7. Esta es- de Ciencias Sociales. Mi hermano Celso era mi ejemplo a seguir, él 1 Es egresado de la Preparatoria 16 de la Universidad Autónoma de Nuevo León, y actualmente estudiante de la Licenciatura en Mercadotecnia y Gestión de la Imagen en la Facultad de Ciencias de la Comunicación de la misma casa de estudios. Participó en el Marketing Fest VI de parte del Instituto Tecnologico de Monterrey, y lleva dos años ejerciendo la carrera profesionalmente, trabajando en dos empresas relevantes a nivel nacional e internacional. �andaba en la polí�ca, salía en los periódicos al igual que mi ¿Cuál es la investigación de la que está más orgulloso hermano Gustavo. Ellos leían novelas y yo cuando tenía opor- y por qué? tunidad, los leía y trataba de entenderles, ya que yo tenía 13 o 14 La úl�ma que realicé, Escobedo industrial. Industria y comercio en años, combinando también que yo tuve maestros muy buenos en la historia de General Escobedo, Nuevo León, 1868-2022, porque historia: Severo González, que impar�a historia universal e historia es una historia dis�nta, ya que esto es captar la historia de una de Nuevo León; Héctor Guerra que impar�a historia contem- pequeña hacienda que con el �empo fue convir�éndose, en lo in- poránea, ellos influenciaron en que naciera este gusto y pasión por dustrial, en una de las ciudades de las más importantes del estado. la historia. Igual en la Preparatoria 7, la clase de historia la daba el El primer dueño de una industria tenía un molino de metales, luego maestro Gilberto Villarreal de la Garza. Recuerdo un libro que me van llegando las primeras empresas, después los primeros parques hizo ver la historia desde otro punto de vista, el cual se llamaba industriales, y así sucesivamente. Para comprender la historia de Juan Brom. Gracias a esto, fue que comenzó mi gusto por la historia. ¿Qué reconocimientos ha recibido a lo largo de su trayectoria? ¿Qué otros autores piensa que marcaron su forma de He recibido muchas constancias de par�cipación, pero como re- concebir la historia? conocimientos: primeramente en el año de 1997 me dieron un re- Libros que llegaban a mis manos, los leía. En 1971 mi hermano me conocimiento de parte del cabildo por mis inves�gaciones que había regaló mi primer libro, llamado Robinson Crusoe de Daniel Defoe, realizado sobre el municipio de General Escobedo; en el 2005, se me entonces este autor fue uno de los que me marcó. Otro de los que otorgó la Presea al Mérito Cívico “Capitán José Treviño”, que entregó recuerdo es el maestro Israel Cavazos que tenía que ver con el mu- el municipio de Escobedo en la celebración de su aniversario. Aparte, nicipio de General Escobedo, ya que con él me di cuenta de cómo es en ese mismo año se me nombró cronista oficial del municipio de que debe hacerse correctamente una inves�gación. Recuerdo que a General Escobedo. En 2007 se me entregó la Medalla al Mérito esa edad, uno quiere ser de todas las profesiones, pero el que me Histórico “Capitán Alonso de León” por la Sociedad Nuevoleonesa de marcó totalmente la pauta para ser historiador fue Israel Cavazos. Historia, Geogra�a y Estadís�ca. Para 2014 yo renuncié de cronista oficial para que Emilio Machuca tomara mi lugar, y entonces a mí el ¿Qué investigaciones ha realizado a lo largo de su cabildo me nombró historiador de la ciudad. trayectoria y cuáles considera que han sido sus principales líneas de investigación? ¿Qué cualidades piensa usted que debería tener un Yo no consideraba ser inves�gador e historiador. Sin embargo, en historiador? 1993 me acuerdo que yo ya estaba establecido en otros trabajos, Primeramente el gusto por la historia, que tenga una mente muy pero mi hermano Celso, entre plá�cas, me dice: “¿por qué no in- abierta para poder analizar cualquier tema histórico del país. Como ves�gas algo? De Escobedo, por ejemplo”. Yo tomé esto en serio y decía el maestro Israel Cavazos, ser abierto a cualquier tema, desde recuerdo que la iglesia del municipio se llama San Nicolás de Bari, lo más pequeño de un municipio hasta lo más general. que es ahora Santa Claus, entonces eso provocó que yo me preguntara qué hacía este santo aquí, porque además la iglesia es muy Por último, ¿qué consejo daría a los actuales y futuros sencilla. Entonces yo decidí inves�gar sobre esta parroquia, gracias investigadores de la historia y las ciencias sociales? también a que mucha gente de alrededor ya me conocía y así fue Inves�gar, escribir e ir a los archivos. No solamente cues�onar, que no batallé para la cues�ón oral. Entonces fue este el primer tra- cri�car, sino, inves�gar a fondo el tema del que estén interesados. bajo de inves�gación que yo realicé. Mis dos líneas de inves�gación También darse cuenta de que sus escritos pueden tener varios fueron principalmente por el lado de la historia del municipio y la niveles, y pueden estar dirigidos ya sea para profesionales en la ma- otra por el lado de la UANL. teria o para un público no especializado. 23 �Epistola r io Decreto presidencial mediante el cual Lázaro Cárdenas dispuso la creación del Parque Nacional Cumbres de Monterrey (1939) José Ricardo Treviño Chavarría 1 Universidad Autónoma de Nuevo León El Parque Nacional Cumbres de Monterrey es una de las tres áreas naturales protegidas federales con que cuenta el estado de Nuevo León, junto con el Parque Nacional El Sabinal y el Monumento Natural Cerro de la Silla. Ubicado en las cercanías del Área Metropolitana de Monterrey, en la región de la Sierra Madre Oriental que colinda con el estado de Coahuila, actualmente se encuentra clasificado por la Comisión Nacional para el Estudio y Conocimiento de la Biodiversidad como una “región terrestre prioritaria”2. Hoy en día, su superficie total es de 177,395 hectáreas, comprendiendo parte de los municipios de Allende, García, Montemorelos, Monterrey, Rayones, Santa Catarina, San�ago y San Pedro Garza García. Sin embargo, cuando este parque nacional fue creado, el 24 de noviembre de 1939 por decreto del entonces presidente Lázaro Cárdenas del Río, la extensión del mismo era de aproximadamente 246,500 hectáreas, siendo en su momento el parque más grande de México; su superficie entonces abarcaba, además de los municipios previamente mencionados, parte de San Nicolás de los Garza, Guadalupe, General Escobedo y Apodaca, pues su límite norte era el río Pesquería3. Desde sus orígenes, el Parque Nacional Cumbres de Monterrey tuvo como principal misión el salvaguardar los intereses de la ciudad de Monterrey, pues se consideraba que el estudio y preservación de dicho ecosistema era fundamental para proteger a la población de las innumerables inundaciones que históricamente había sufrido la capital del estado4. Esto sin mencionar que en dicha zona se localizaba un gran número de especies autóctonas de flora y fauna de la región. Sin embargo, al cabo de unos años, se presentó un conflicto de intereses, pues si bien la intención de proteger dicha zona favorecía la conservación del medio ambiente, también limitaba el uso de �erras de cul�vo en la región, lo que provocó un descontento por parte de los sectores económicos. Dicha problemá�ca orilló a la promulgación de nuevas directrices el 24 de junio de 1942, cuando el presidente Manuel Ávila Camacho emi�ó un nuevo decreto federal, en el cual reconocía el perjuicio económico causado a la región por parte del ordenamiento anterior que prohibía el cul�vo en terrenos del parque5. El decreto de Ávila Camacho, por tanto, permi�a el aprovechamiento de los terrenos suscep�bles al cul�vo, siempre que no se realizaran ac�vidades agrícolas que contravinieran los principios fundamentales que habían mo�vado a buscar la protección de la región. A lo largo del siglo XX, y como consecuencia directa de la expansión incontrolada de la mancha urbana de Monterrey, el área del Parque Nacional Cumbres de Monterrey se fue reduciendo de forma paula�na, pues partes de su extensión comenzaron a des�narse al uso agrícola, industrial y habitacional. Esta reducción alcanzó su pico máximo aproximadamente durante la década de 1990, cuando se comenzaron a realizar estudios sobre el impacto medioambiental ocasionado a la región del parque nacional. Gracias al trabajo conjunto del gobierno estatal y de ins�tuciones académicas como la Universidad Autónoma de Nuevo León y el Ins�tuto Tecnológico de Monterrey, se llevó a cabo un plan de acción para retomar el control y la conservación del si�o natural. De tal manera, el 17 de noviembre del 2000, durante el sexenio del presidente Ernesto Zedillo Ponce de León, entró en vigor un tercer decreto presidencial, en el cual se redelimitó el área del Parque Nacional Cumbres de Monterrey, quedando así derogados los decretos de 1939 y 19426. Pese a todo, la nueva norma�va, lo mismo que las dos anteriores, siguió enfa�zando la protección y conservación de la flora y fauna de la región como misión primordial del parque. Por úl�mo, el pasado 3 de enero de 2023, la Secretaría de Medio Ambiente 1 Historiador, inves�gador y escritor. Es Licenciado en Historia y Estudios de Humanidades por la Facultad de Filoso�a y Letras de la Universidad Autónoma de Nuevo León, y actualmente bibliotecario de la Biblioteca Universitaria Raúl Rangel Frías. 2 “Parque Nacional Cumbres de Monterrey” (2018), en: Gobierno de México. [En línea; consultado el 21 de febrero de 2023]. Disponible en: h�ps://www.gob.mx/semarnat/ar�culos/parque-nacionalcumbres-de-monterrey-182440 3 “Decreto que declara Parque Nacional Cumbres de Monterrey los terrenos que rodean a dicha población”, en: Diario Oficial de la Federación, 24 de noviembre de 1939. Ciudad de México, pp. 10 y 11. 4 Programa de Conservación y Manejo: Parque Nacional Cumbres de Monterrey, p. 8. 5 Idem. 6 “Parque Nacional Cumbres de Monterrey” (2018), en: Gobierno de México. [En línea; consultado el 21 de febrero de 2023]. Disponible en: h�ps://www.gob.mx/semarnat/ar�culos/parque-nacionalcumbres-de-monterrey-182440 �y Recursos Naturales publicó el “Acuerdo por el que se da a conocer el resumen del Programa de Manejo del Parque Nacional Cumbres de Monterrey”, dando con�nuidad a la labor de conservación de este espacio, mediante un instrumento que permite un manejo y administración adecuados del área natural protegida7. Cabe señalar que parajes como la Huasteca, Chipinque y la Estanzuela, aunque administrados por el gobierno estatal y/o por patronatos ciudadanos, se encuentran inmersos dentro de la región del Cumbres de Monterrey. Habiendo esbozado los anteriores antecedentes históricos, a con�nuación se presenta la transcripción del decreto presidencial mediante el cual Lázaro Cárdenas dispuso la creación del Parque Nacional Cumbres de Monterrey. Publicado el 24 de noviembre de 1939 en el Diario Oficial de la Federación, este documento es de suma importancia para la historia ecológica de Nuevo León, pues nos muestra un panorama de la composición territorial que el estado tenía hace más de ochenta años, así como la forma en que el gobierno federal de la época puso sobre la mesa la importancia de la conservación natural de las �erras y aguas que corresponden a la nación. Departamento Forestal y de Caza y Pesca Decreto que declara Parque Nacional “Cumbres de Monterrey”, los terrenos que rodean a dicha población. Al margen un sello con el Escudo Nacional, que dice: Estados Unidos Mexicanos.- Presidencia de la República. Lázaro Cárdenas, Presidente Cons�tucional de los Estados Unidos Mexicanos, a sus habitantes sabed: Que en uso de las facultades que me confieren los ar�culos 22 y 41 de la Ley Forestal de 5 de abril de 1926 y atendiendo a lo dispuesto en los ar�culos 39, 47 y 48 del Reglamento de dicha Ley, y considerando que las montañas culminantes del Territorio Nacional, que forman la división de sus principales valles ocupados por ciudades populosas y que, a la vez, cons�tuyen la división de las cuencas hidrográficas que por su extensión contribuyen de manera considerable a la alimentación de las aguas de los ríos, formación de manan�ales y lagunas de los propios valles, manteniendo constante su régimen hidráulico, si están cubiertas de vegetación forestal, como deben estarlo, para evitar la erosión de sus terrenos en declive y para mantener el equilibrio climá�co de las poblaciones que como la ciudad de Monterrey, cuenta con un clima riguroso, con variaciones frecuentes, que es necesario atenuar para asegurar la buena salud de sus habitantes, para cuyo objeto es necesario que las montañas culminantes que rodean dicha población sean protegidas de manera eficaz en sus bosques, pastos y yerbales; Considerando que el río Santa Catarina, del Estado de Nuevo León, es una corriente de carácter permanente que recibe sus aguas de manan�ales que afloran en diferentes cañadas, cruzando una serie de valles escalonados, limitados por acan�lados o ver�entes de una pendiente considerable, que se ligan por cañones de anchura variable y registrándose temporalmente copiosas lluvias sobre la elevada sierra de Santa Catarina, dando lugar a crecientes que descargan sobre el mencionado río en corto �empo, volúmenes de agua considerables, dando origen a desbordamientos frecuentes que inundan gran parte de la zona urbanizada de la ciudad de Monterrey; el Departamento Forestal y de Caza y Pesca, basándose en los estudios técnicos llevados a cabo en la región, considera de urgente necesidad la construcción de obras des�nadas a corregir la torrencialidad del mencionado río de Santa Catarina y asegurar de esta manera que su régimen hidráulico sea regular y constante, poniendo fin al grave peligro de las inundaciones; Considerando que la misma belleza natural de estas montañas, y la de su flora y fauna, cons�tuyen un atrac�vo poderoso para el desarrollo del turismo, ya que se cuenta con la carretera nacional México-Laredo y algunos caminos secundarios así como senderos, que permiten el acceso del turismo a lo diferentes lugares de las mencionadas montañas que rodean a la ciudad de Monterrey; Considerando que es necesario asegurar por todos los medios posibles la conservación de la vegetación que actualmente cubre los terrenos montañosos a que se ha hecho referencia y además res�tuir mediante trabajos de repoblación el arbolado ha desaparecido en amplias zonas dentro de la Cuenca Hidrográfica del río Santa Catarina que forma parte del río de San Juan, cuyas aguas almacenarán en la presa “El Azúcar”, Tamps., que actualmente se viene construyendo; he tenido a bien expedir lo siguiente. DECRETO: ARTÍCULO PRIMERO.- Se declara Parque Nacional, con el nombre de “Cumbres de Monterrey”, des�nado a la conservación perenne de la flora y la fauna comarcas, los terrenos que rodean a dicha población, los cuales están comprendidos dentro de los linderos siguientes: 7 “Semarnat publicó el resumen del programa del Parque Nacional Cumbres de Monterrey” (2023), en: Teorema Ambiental. [En línea; consultado el 21 de febrero de 2023]. Disponible en: h�p://www. teorema.com.mx/biodiversidad/semarnat-publico-el-resumen-del-programa-del-parque-nacional-cumbres-de-monterrey/ 25 �Par�endo del paraje denominado Lazarillos, situando al S.W. del cerro de este nombre, el lindero sigue con rumbo N.W. a lo largo de la carretera México-Laredo, hasta llegar al paraje denominado Los Cristales en cuyo recorrido se deja comprendido al lugar denominado Juanuco o Villa de San�ago, situado en el kilómetro 960 de dicha carretera; de Los Cristales el lindero sigue con dirección N.E. y N.W. siguiendo las cumbres más altas de la serranía de la Silla, hasta llegar al poblado de Guadalupe; de aquí se con�núa con rumbo N.E. hasta llegar al paraje Santa Rosa, que es la confluencia de la carretera México-Laredo con el río Pesquería; de Santa Rosa, el lindero sigue con dirección W. y sigue el cauce del río de Pesquería hasta llegar al cerro del Fraile; de este cerro se con�núa con rumbo S.W., siguiendo el cauce del río de Los Muertos, hasta llegar al paraje denominado Los Muertos; de este punto el lindero sigue rumbo S.E., siguiendo el límite de los Estados de Nuevo León y Coahuila, hasta llegar al paraje denominado La Camotera, situado hacia el S.E., de la Laguna de Sánchez, de este lugar la línea sigue con rumbo S.E., hasta llegar al paraje denominado Potrero Redondo, de aquí la línea cambia de dirección N.E., tocando Las Adjuntas, hasta llegar a Lazarrillos que fue el punto de par�da. ARTÍCULO SEGUNDO.- Los trabajos de corrección torrencial y de regularización de las corrientes que �enen nacimiento dentro de este Parque Nacional, se atenderán en cooperación de la Secretaría de Comunicaciones y Obras Públicas, del Departamento Forestal y de Caza y Pesca y del Comité Impulsor del Parque Nacional “cumbres de Monterrey”. ARTÍCULO TERCERO.- El departamento Forestal y de Caza y Pesca, tendrá bajo su dominio la administración y gobierno de dicho Parque Nacional, con la intervención de la Secretaría de Hacienda y Crédito Público, respecto a los gastos y productos que el mencionado gobierno y administración ocasionen; quedando excluidos del Parque Nacional, las zonas urbanizadas, los cul�vos agrícolas ya establecidos, siempre que no tengan una pendiente mayor a diez por ciento y los aprovechamientos mineros. Las explotaciones del turismo ya establecidas por par�culares, quedarán sujetas a la reglamentación correspondiente que dicte el propio Departamento y de Caza y Pesca para los Parques Nacionales y muy especialmente para el de “Cumbres de Monterrey”. ARTÍCULO CUARTO.- Teniendo en cuenta de las razones expuestas en los considerados del presente Decreto, no se harán dotaciones ejidales en los terrenos comprendido dentro en los linderos citados en el ar�culo primero, con fundamento en el acuerdo presidencial de fecha 28 de abril de 1937. ARTÍCULO QUINTO.- Los terrenos comprendidos dentro de los linderos fijados en el ar�culo primero del presente Decreto, quedarán en posesión de sus respec�vos dueños, en tanto cumplan con las disposiciones que sobre el par�cular dicte el Servicio Forestal en beneficio del Parque Nacional mencionado. TRANSITORIO: ARTÍCULO ÚNICO.- El presente Decreto entrará en vigor tres días después de su publicación en el Diario Oficial de la Federación. En cumplimiento de lo dispuesto por la fracción I del ar�culo 89 de la Cons�tución Polí�ca de los Estados Unidos, y para su debida publicación y observación, promulgo el presente Decreto en la residencia del Poder Ejecu�vo Federal, a los cuatro días del mes de octubre de mil novecientos treinta y nueve.-Lázaro Cárdenas.- Rúbrica.- El Jefe del Departamento Forestal y de Caza y de Pesca, Miguel A. de Quevedo.- Rúbrica.- Al C. Lic. Ignacio García Téllez, Secretario de Gobernación.-Presente. FUENTES DE INFORMACIÓN Bibliografía Programa de Conservación y Manejo: Parque Nacional Cumbres de Monterrey (2006). México: Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas, p. 8. Hemerografía Diario Oficial de la Federación. Distrito Federal, México. Fuentes electrónicas “Parque Nacional Cumbres de Monterrey” (2018), en: Gobierno de México. [En línea; consultado el 21 de febrero de 2023]. Disponible en: https://www.gob.mx/semarnat/articulos/parque-nacional-cumbres-de-monterrey-182440 “Semarnat publicó el resumen del programa del Parque Nacional Cumbres de Monterrey” (2023), en: Teorema Ambiental. [En línea; consultado el 21 de febrero de 2023]. Disponible en: http://www.teorema.com.mx/biodiversidad/ semarnat-publico-el-resumen-del-programa-del-parque-nacional-cumbres-de-monterrey/ ���� 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 Bitácora Description An account of the resource Bitácora es una publicación del Centro de Información de Historia Regional de la UANL, creada por el Lic. Celso Garza Guajardo. La revista fue dirigida por Meynardo Vázquez Esquivel, en los primeros números, Ha tenido interrupciones a lo largo de su vida, de 1987 a 1989 su periodicidad era mensual, se interrumpe y en 1992 se publica el No 16, en 19997 surge como Segunda Época, vuelve a interrumpirse y hasta 2019 surge de manera trimestral como Nueva Era. Contiene información histórica y cultura regional del noreste de México. Creator An entity primarily responsible for making the resource Universidad Autónoma de Nuevo León, Centro de Información de Historia Regional. Date Created Date of creation of the resource. 1987 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 Bitácora Año de publicación El año cuando se publico 2023 Volumen Volumen de la revista 5 Número Número de la revista 1 Mes de publicación Mes cuando se publicó Enero-Abril Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Tetramestral 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 Bitácora, Nueva Era, 2023, Vol 5, No 1, Enero-Abril Creator An entity primarily responsible for making the resource Garza Guajardo, Celso, Director Subject The topic of the resource Historia Historia regional Documentos Nuevo León Narraciones Publicaciones periódicas Description An account of the resource Bitácora es una publicación del Centro de Información de Historia Regional de la UANL, creada por el Lic. Celso Garza Guajardo. La revista fue dirigida por Meynardo Vázquez Esquivel, en los primeros números, Ha tenido interrupciones a lo largo de su vida, de 1987 a 1989 su periodicidad era mensual, se interrumpe y en 1992 se publica el No 16, en 19997 surge como Segunda Época, vuelve a interrumpirse y hasta 2019 surge de manera trimestral como Nueva Era. Contiene información histórica y cultura regional del noreste de México. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Centro de Información de Historia Regional Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Machuca Vega, Emilio, Director de la Revista Alvarado Zapata, Ana Cesira, Diseño Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/01/2023 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2021098 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1752740&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant General Zuazua, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Escobedo Industria Israel Cavazos Juan Ramón Garza Guajardo Parque Nacional Cumbres https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/406/20877/MSC_Metodos_de_solucion_de_conflictos_2023_Vol._3_No._5_Julio.pdf efdc2928143ec08494a62b90a86574c2 PDF Text Text MSC Métodos de Solución de Conflictos Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Dr. Enrique Pozo Cabrera Rector de la Universidad Católica de Cuenca Editor invitado Dr. Francisco Javier Gorjón Gómez Director Editorial �MSC Métodos de Solución de Conflictos Vol. 3, Núm. 5, Junio-Diciembre 2023, es una publicación semestral editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Derecho y Criminología. Dirección de la publicación: Av. Universidad s/n Cd. Universitaria C.P. 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. revistamsc.uanl. mx, revistamsc@uanl.mx. Editor responsable: Dr. Francisco Javier Gorjón Gómez, subdirección de posgrado e investigación de la Facultad de Derecho y Criminología. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo núm. 04-2022-031517471200-102 ISSN En trámite, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización: Dr. Paris Alejandro Cabello Tijerina, Facultad de Derecho y Criminología Av. Universidad s/n Cd. Universitaria C.P. 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. Las opiniones expresadas por los autores no reflejan la postura del editor de la publicación. Todos los artículos son de creación original del autor, por lo que esta revista se deslinda de cualquier situación legal derivada por plagios, copias parciales o totales de otros artículos ya publicados y la responsabilidad legal recaerá directamente en el autor del artículo. Se autoriza compartir, copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato; y de remezclar, transformar y construir a partir del material, citando siempre la fuente completa. Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0 Internacional. �Sobre la revista MSC Métodos de Solución de Conflictos es una publicación en línea con periodicidad semestral dedicada a difundir resultados de investigaciones sobre negociación, mediación, conciliación, arbitraje, justicia restaurativa, justicia terapéutica, bienestar y, otras áreas y disciplinas interrelacionadas, afines a los métodos de solución de conflictos (MSC), desde la óptica del valor intangible de la paz, con el objetivo de contribuir al fortalecimiento de una cultura en la gestión y transformación del conflicto y la ciudadanización de la justicia promoviendo la calidad de vida de las personas y su interrelación armónica. Se pretende aportar a la divulgación de conocimiento básico y aplicado en un entorno transdiciplinaria y multidimensional que nos permite abordar el estudio y la generación de ciencia nueva desde diversos ámbitos científicos de los MSC que contribuyen a fortalecer las perspectivas teóricas existentes, los modelos y desarrollos prácticos y a generar propuestas nuevas a través de la aplicación del conocimiento, la investigación e innovación social. MSC Métodos de Solución de Conflictos está dirigida a investigadores, docentes, comunidad académico-científica internacional y miembros de la comunidad MSC interesados en el abor- daje científico, instrumental, holístico y normativo de la ciencia de los métodos de solución de conflictos que convergen en la gestión y transformación del conflicto, en las diversas relaciones concéntricas y sus incidencias multidimensionales en el tránsito de relaciones conflictivas a relaciones armoniosas. Aportará una visión clara y evolucionista de la práctica de los MSC, llevando el conocimiento científico disruptivo de los MSC a la práctica, en un proceso natural del pensamiento exponencial a su aplicación cotidiana, observando las necesidades humanas para lograr un proceso armónico de interacción social en razón del bienestar subjetivo percibido de los individuos. MSC Métodos de Solución de Conflictos se constituirá en una herramienta fundamental de la práctica de los MSC y de la investigación científica de los MSC. Tiene como visión convertirse en una de las más importantes revistas científicas de acceso abierto en Latinoamérica, ingresar a los índices científicos más importantes y facilitar con ello el acceso a una plataforma en línea para la divulgación de investigaciones de alto impacto que contribuyan a la comprensión de la gestión del conflicto a través de los diversos métodos de solución de conflictos en su ejercicio teórico práctico. �Historial de la revista Enfoque y alcance de la revista La revista MSC Métodos de Solución de Conflic- MSC Métodos de Solución de Conflictos es tos surge en el marco de los primeros 10 años de la una revista electrónica de difusión científica fundación del Doctorado en Métodos Alternos de con acceso abierto de publicación semestral Solución de Conflictos, programa que a la vuelta de y arbitrada, dirigida a la divulgación de los esta década se ha consolidado como un programa diversos métodos de solución de conflicto que generador de ciencia nueva en el tema de los Mé- contribuirá al establecimiento de un sistema todos de Solución de Conflictos, en un programa de social de gestión y transformación de los con- reconocida calidad por el PNPC CONACyT en su ni- flictos, el bienestar social y el bienestar subje- vel consolidado. tivo percibido, en el más amplio entendimiento de una vida digna y respeto de los intereses La revista surge en razón de la necesidad de difundir subyacentes de los individuos en sus diversas el conocimiento y la ciencia nueva generada en este áreas de influencia y relaciones concéntricas. programa doctoral, así como el conocimiento influido en el marco de una escuela de pensamiento de mis- Se fundamenta en la calidad de la producción mo nombre, en donde confluye toda una comunidad científica, con base en la sistematicidad y el internacional que a lo largo de 10 años ha instituido rigor, utiliza en su proceso de revisión por pa- alianzas estratégicas internacionales en América y res la metodología doble ciego (Double Blind Europa. Es destacable señalar que la influencia ac- Review), publica artículos originales resultados tual del programa doctoral es significativa proveyen- de proyectos de investigación mixta multidi- do investigaciones científicas mixtas y una produc- mensionales y revisiones bibliográficas bajo ción científica de referencia en el mundo de los MSC los lineamientos de las normas de publicacio- y su contribución a la práctica cotidiana de los MSC. nes de la American Psychological Association (APA) en su edición más reciente. En este marco, la revista MSC Métodos de Solución de Conflictos será un referente y un vínculo de las Líneas temáticas: diversas alianzas estratégicas del programa docto- • Negociación ral, surge con la finalidad de materializar la esencia • Mediación de la ciencia de los MSC haciendo realidad el trán- • Conciliación sito de las relaciones conflictivas a relaciones armo- • Arbitraje niosas, en su ámbito científico y practico, proveyendo • Justicia restaurativa de elementos sustantivos a ambos constructos, en • Justicia terapéutica una lógica de flujo circular de la transformación del • Valores Intangibles de los MSC conocimiento práctico a científico y de científico a • Bienestar subjetivo percibido práctico. • Disciplinas interrelacionadas �Equipo Editorial Director editorial • Dr. Francisco Javier Gorjón Gómez (Universidad Autónoma de Nuevo León) Coordinador editorial • Dr. Paris A. Cabello-Tijerina (Universidad Autónoma de Nuevo León) Comité Editorial Internacional • Dr. Manuel Torres Aguilar (Universidad de Córdoba, España) • Dra. Francisca Fariña Rivera (Universidad de Vigo, España) • Dr. David Shirk (University of San Diego, EEUU) • Dra. Nuria Belloso Martin (Universidad de Burgos, España) • Dra. Esther Pillado González (Universidad de Vigo, España) • Dra. María Fernanda Vázquez Palma (Universidad de Talca, Chile) • Dr. Adriano da Fonseca Pinto (Universidad Estácio da Sá, Brasil) • Dr. Humberto Dalla Bernardina de Pinho (Universidad Estácio da Sá, Brasil) Nacional • Dra. Reyna L. Vázquez-Gutiérrez (Universidad Autónoma de Nuevo León) • Dr. Arnulfo Sánchez García (Universidad Autónoma de Nuevo León) • Dra. Karla Annett Cynthia Sáenz López (Universidad Autónoma de Nuevo León) Comité Científico Internacional • Dr. Enrique Pastor Seller (Universidad de Murcia, España) • Dr. Antonio López Peláez (Universidad Nacional de Educación a Distancia, España) • Dra. Leticia García Villaluenga (Universidad Complutense de Madrid, España) • Dra. Marta Gonzalo Quiroga (Universidad Rey Juan Carlos I, España) • Dr. Rafael Mario Iorio Filho (Universidad de Estácio de Sá, Brasil) • Dr. Marcelo Pereira (Universidad La Salle de Río Janeiro, Brasil) • Ariane Trevisan Fiori Davidivich (Universidad de Estácio de Sá, Brasil) Nacional • Alfredo Islas Colín (Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, México) • Manuel Vidaurri Arechiga (Universidad de la Salle Bajío, México) Comité Consultivo Internacional • Dr. Carlo Pilia (Universidad de Cagliari, Italia) • Dr. Porfirio Bayuelo Schoonewolff (Universidad Simón Bolívar, Colombia) • Dra. Gladis Isabel Ruiz-Gómez (Universidad Simón Bolívar, Colombia) • Dr. Joan Albert Riera Adrover (Universitat de les Illes Balears, España) • Mtra. Rosana Julia Binda (Universidad de Estácio de Sá, Brasil) • Lic. Ivette Rocío Araujo Velásquez (Universidad Gerardo Barrios, Salvador) • Dra. Blanca Torrubia Chalmeta (Universitat Oberta de Catalunya,España) • Dra. Verónica López Yagües (Universidad de Alicante, España) • Dr. Teodoro Verdugo Silva (Universidad de Cuenca, Ecuador) • Dr. Ricaurte Soler Mendizábal (Instituto Superior de la Judicatura, Panamá) • Dra. Graciela Curuchelar (Universidad del Salvador, Argentina) • Dra. Graciela Lovence (Universidad de Buenos Aires, Argentina) • Mtra. Rodrigo Zubieta del Paso (Organización de Estados Americanos) • Dr. Robert Mckenna Brown (Universidad Virginia Commonwealth, EEUU) Nacional • Dra. Egla Cornelio Landero (Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, México) • Dr. José Steele Garza (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) • Dra. Myrna Elia García Barrera (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) • Dr. Gabriel de Jesús Gorjón Gómez (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) • Dra. Laura Camarillo Govea (Universidad Autónoma de Baja California, México) • Dr. Enoc Francisco Moran Torres (Universidad de Colima, México) • Dra. Brenda Judith Sauceda Villeda (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) • Dra. Jessica Marisol Vera Carrera (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) • Dr. Daniel Alberto Garza de la Vega (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) • Dr. Erick Alberto Durand de Sanjuán (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) �Editores invitados Dra. Jéssica Marisol Vera Carrera Profesora-investigadora de la Universidad Autónoma de Nuevo León Giovana Patricia Ríos Godínez y Claudia Ibette Estrada Carreón Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Occidente ITESO Dr. Enrique Pozo Cabrera Rector de la Universidad Católica de Cuenca �Contenido ARTÍCULOS La productividad laboral como valor intangible de la mediación en las universidades privadas del Azuay Cristian Hernan Pulla Castillo 11 La mediación como alternativa de solución de conflictos para disminuir la carga procesal en el austro ecuatoriano Rafael Marcelo Carpio Flores y Erick Alberto Durand de Sanjuan 33 La justicia creativa y los círculos de paz en la restauración de las víctimas de delitos Carmen Elizabeth Arévalo Vásquez y Paris A. Cabello-Tijerina 49 El acuerdo de mediación sus efectos jurídicos para su cumplimiento en Ecuador José Guadalupe Steele Garza y Catalina Calle Masache 73 El arribo de la mediación en el ámbito tributario ecuatoriano Fabián Romero Jarrín y Daniel Alberto Garza de la Vega 97 Implementación del arbitraje financiero en el Ecuador Juan José Carrasco Loyola 115 Gestión de conflictos a través de la mediación y su visión multidisciplinarbinacional en las ciencias sociales entre México y Colombia Javier Palacios Xochipa, Jesús David Paternina Martínez y Mario Guillermo Berrelleza Romo 137 �8 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx Presentación La formación profesional con competencias y habilidades para transformar las problemáticas y necesidades de las sociedades del siglo XXI, es una de las responsabilidades de la Facultad Derecho y Criminología, que se aborda mediante la sinergia entre la ciencia y la docencia, por tanto, es importante impulsar la colaboración y la cooperación científica entre universidades y centros de investigación internacionales y nacionales, para construir un conjunto de conocimiento que otorgue respuestas innovadoras a los problemas que imponga la agenda social. La revista MSC Métodos de Solución de Conflictos se ha establecido como un nodo de conocimiento que apertura un espacio para el debate académico-científico y la generación de conocimiento teórico-práctico para la construcción de paz y bienestar social. La instauración de una cultura en el uso de los MSC requiere la colaboración estratégica entre investigadores, docentes y alumnos para la generación de métricas que establezcan los beneficios sociales del uso de metodologías pacíficas como la mediación. Como Director de la institución, uno de los objetivos de mi administración es estar en la vanguardia de la ciencia jurídica, la cual recientemente ha reconocido al operador de la justicia alternativa como una de las profesiones del futuro. Atender esta petición social conlleva impulsar los estudios de paz y conflictos en beneficio de los programas de licenciatura y posgrado, otorgándole el protagonismo que merece ésta nueva ciencia social. Históricamente nuestra alma mater se ha distinguido por ser una institución innovadora en lo que se refiere a los métodos de solución de conflictos, al erigirse como pionera en la formación general universitaria de todo su alumnado y en la creación de programas de posgrado multidisciplinares con alto reconocimiento en Iberoamérica como programas de calidad. La innovación social que genera la revista MSC Métodos de Solución de Conflictos constituye un punto de inflexión en la mejora de las relaciones sociales, el bienestar y la paz, con lo que contribuye al cumplimiento del objetivo 16 de la Agenda 2030 del Desarrollo Sostenible, de tal manera que se ha optado por fortalecer del modelo de ciencia de acceso abierto, propiedad de la academia, sin fines de lucro, sustentable, no subordinado y sin pago por procesamiento o publicación (APC) denominado Acceso Abierto Diamante (REDALYC). Dr. Mario Alberto Garza Castillo Director �Editorial Métodos de Solución de Conflictos: Un desafío para la construcción del bienestar social Dr. Enrique Pozo Cabrera Rector de la Universidad Católica de Cuenca Cuenca, Ecuador, primavera del 2023 Los Métodos de Solución de Conflictos (MSC) representan actualmente un desafío social, entendidos como una innovación social y a lege ferenda una institución social. Significa, que estos métodos en especial la mediación se encuentran ya debidamente tutelados por las leyes y consagrados como un derecho humano en nuestras constituciones, sin embargo, el desafío consiste en generar una cultura de su uso por la sociedad en general, no en su sustentabilidad legal, que le abre las puertas a su instrumentalización, y es hoy ya una realidad. El desafío de vincular los MSC como una actividad cotidiana de nuestro buen vivir, es el reto, hacer de la mediación y los demás MSC una innovación social, representa un nuevo hacer, que implica la gestión y transformación de los conflictos por todos los ciudadanos, como una fórmula de convivencia y generación de bienestar y paz, más aun cuando nuestra interacción radica en la concentricidad, en el que nuestras acciones influyen en los demás, por lo que ante un conflicto, se rompe la sincronización relacional y afecta nuestra felicidad y por ende desestabiliza la armonía social, a contrario sensu, cuando el conflicto es gestionado de forma ad hoc, generamos estabilidad, generamos bienestar, generamos calidad de vida, consecuencia prima de los valores intangibles de los MSC. Esta visión es compartida por la Universidad Católica de Cuenca y la Universidad Autónoma de Nuevo León, que ha generado una gran alianza pro MSC, convirtiéndose estos métodos en una misión transversal en nuestras universidades que procura la culturización de su instrumentalización, a través de sus planes de estudio, a través de sus acciones de gestión y vinculación, a través de sus procesos investigativos que se reflejan en esta última edición de la Revista Internacional MSC Métodos de Solución de Conflictos, que en esta ocasión ha reunido a expertos de Ecuador y México, producto de las investigaciones del Doctorado en MASC. �En hora buena a todas y todos los autores por este esfuerzo de generación de ciencia nueva, por hacer de los MSC un bastión de colectividad positiva que nos hará mejores personas. �Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica MSC MÉTODOS DE SOLUCIÓN DE CONFLICTOS | VOL. 03, NÚM. 05, JULIO 2023 en MSC La productividad laboral como valor intangible de la mediación en las universidades privadas del Azuay Labor productivity as an intangible value of mediation in the private universities of Azuay Recibido: 31-03-2023 | Aceptado: 20-06-2023 Cristian Hernan Pulla Castillo* *https://orcid.org/0000-0001-8881-2991 Universidad Católica de Cuenca, Ecuador Resumen El presente estudio se enfoca en la importancia de la mediación como valor intangible en la productividad laboral en las universidades privadas del Azuay. A través de una investigación de tipo descriptivo y correlacional, se recopiló información en donde se aprecia que en el Ecuador la mediación laboral aumentaría la productividad en trabajadores y empleadores de las universidades privadas del Azuay, permitiendo una mejor calidad de vida y sobre todo beneficioso para las universidades. Por otro lado, cabe destacar que la mediación es un valor intangible que tiene una influencia significativa en la productividad laboral en las universidades privadas del Azuay, además, se encontró que con la existencia de una mayor presencia de la mediación en su entorno laboral se reporta un mayor nivel de satisfacción laboral y un menor nivel de conflicto interpersonal en el lugar de trabajo. Así mismo, se pudo evidenciar una relación significativa entre la mediación y otras variables, como la comunicación efectiva, la resolución de conflictos y el trabajo en equipo, es por ello que, se puede afirmar que la mediación es un valor intangible que tiene un impacto positivo en la productividad laboral. Por lo tanto, se recomienda a las autoridades de las universidades promover la implementación de programas de mediación y fomentar una cultura de diálogo y resolución pacífica de conflictos en el ambiente laboral, lo cual puede contribuir no solo a mejorar la productividad laboral, sino también a fomentar un ambiente laboral más armónico y satisfactorio para todos los trabajadores. Cómo citar Pulla Castillo, C. H. La productividad laboral como valor intangible de la mediación en las universidades privadas del Azuay. MSC Métodos De Solución De Conflictos, 3(5). Recuperado a partir de https://revistamsc.uanl.mx/index. php/m/article/view/59 �12 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx Palabras clave: Productividad laboral, Valor intangible, Mediación, Principios, Resolución de conflictos Abstract This study focuses on the importance of mediation as an intangible value in labor productivity in private universities in Azuay. Through a descriptive and correlational research, the collection of vast information was carried out where it is appreciated that in Ecuador labor mediation would increase productivity in workers and employers of private universities in Azuay, allowing a better quality of life and above all beneficial for universities. On the other hand, it should be noted that mediation is an intangible value that has a significant influence on labor productivity in private universities in Azuay, in addition, it was found that with the existence of a greater presence of mediation in their work environment, a higher level of job satisfaction and a lower level of interpersonal conflict in the workplace are reported. Likewise, it was possible to demonstrate a significant relationship between mediation and other variables, such as effective communication, conflict resolution and teamwork, which is why it can be said that mediation is an intangible value that has a positive impact on labor productivity. Therefore, it is recommended that university authorities promote the implementation of mediation programs and foster a culture of dialogue and peaceful resolution of conflicts in the work environment, which can contribute not only to improving labor productivity, but also to fostering a more harmonious and satisfactory work environment for all workers. Keywords: Labor productivity, Intangible value, Mediation, Principles, Conflict resolution 1. INTRODUCCIÓN reflexión crítica para evaluar los motivos subyacentes que causan estos conflictos y Los conflictos laborales son una constante encontrar soluciones más efectivas y sosteen las Universidades privadas del Azuay, y nibles para resolverlos. esta situación se debe a que los trabajadores pasan la mayor parte de su tiempo en La importancia de la mediación laboral es convivencia con sus compañeros de traba- presentada como una solución fácil para jo. Como resultado, surgen problemas deri- mejorar la convivencia en el entorno laboral vados de las características personales de de las universidades privadas del Azuay, sin cada trabajador, lo que a su vez tiene un embargo, esto puede ser demasiado simimpacto negativo en el cumplimiento de las plista, en realidad, los conflictos laborales tareas y plazos establecidos, lo que afecta pueden ser complejos y estar relacionados significativamente la productividad en estas con problemas más profundos en la cultura instituciones. Este problema no es algo nue- organizacional y las políticas de gestión de vo en el ámbito laboral, y se requiere una recursos humanos, además, la afirmación La productividad laboral como valor intangible de la mediación en las universidades privadas del Azuay. PP. 11-32 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 de que la mediación puede potenciar la innovación y creatividad de cada trabajador no está respaldada por evidencia empírica sólida. Por otro lado, es necesario entender que la cooperación y los espacios de integración son la única forma de alcanzar los objetivos institucionales, lo cual puede ser peligroso; la competencia y el individualismo también pueden ser motores de la productividad y la innovación en ciertos contextos laborales, y, por lo tanto, no deben ser descartados de antemano, es por ello que, aunque la mediación laboral puede ser una herramienta útil para abordar los conflictos laborales, no es una solución mágica que garantice un clima laboral saludable y productivo. Es necesario abordar los problemas subyacentes y no asumir que la cooperación y la integración son siempre la única forma de alcanzar los objetivos institucionales. Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 13 cen sus metas profesionales de manera más eficiente. Al resolver los conflictos, las personas pueden superar obstáculos emocionales, mejorar la comunicación y fortalecer las relaciones laborales. Es importante destacar, además, que un entorno de trabajo saludable y feliz tiene un impacto positivo en la productividad del equipo en su conjunto. Cuando los empleados se sienten valorados, respaldados y motivados, tienen una mayor disposición a comprometerse con su labor, colaborar con sus colegas y buscar soluciones innovadoras. La mediación puede desempeñar un papel fundamental en la creación de este tipo de entorno laboral, al facilitar la resolución de conflictos y fomentar la comunicación abierta y el entendimiento mutuo. La productividad laboral es un valor intangible de suma importancia en las universidades privadas del Azuay, ya que tiene un impacto significativo en el progreso profesional de las personas. La capacidad de resolver de manera efectiva los conflictos en el entorno laboral juega un papel crucial en el incremento de la productividad y en la mejora de la calidad de los profesionales, trabajadores y empleadores. Por lo tanto, resulta esencial establecer espacios de trabajo en los que se fomente la felicidad y se aborden los conflictos de manera efectiva. La mediación puede ser una herramienta valiosa en este proceso, al permitir que las partes involucradas expresen sus preocupaciones, exploren diferentes perspectivas y encuentren soluciones que satisfagan las necesidades de todos. Al promover la resolución pacífica de conflictos y mejorar las relaciones laborales, se puede maximizar la productividad y potenciar el crecimiento profesional de los individuos. Cuando los conflictos se abordan de forma constructiva y se encuentran soluciones satisfactorias, se promueve un ambiente laboral más armónico y colaborativo. Esto permite que las personas se enfoquen en su trabajo, maximicen su rendimiento y alcan- En resumen, la resolución de conflictos en el entorno laboral de las universidades privadas del Azuay tiene un impacto directo en la productividad y en la calidad de los profesionales, trabajadores y empleadores. Al fomentar un entorno de trabajo saludable y Cristian Hernan Pulla Castillo �14 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC feliz, y utilizar la mediación como una herramienta efectiva para resolver los conflictos, se puede maximizar la productividad y promover el desarrollo profesional de manera integral. 2. GENERALIDADES DE LA MEDIACIÓN Y LA NORMATIVA ECUATORIANA La mediación ha sido presentada como un método alternativo para solucionar conflictos de forma amistosa, donde las partes involucradas pueden obtener justicia con la ayuda de un tercero, así mismo, se destaca que la solución es dada y no impuesta, y que hay reciprocidad entre las partes, así como la intervención de una persona neutral e imparcial, no obstante, la realidad de la mediación puede ser muy diferente, ya que, en muchos casos, los mediadores pueden estar sesgados o pueden favorecer a una de las partes en detrimento de la otra, además, en situaciones de poder desigual, la mediación puede convertirse en una forma de opresión, donde la parte más débil se ve obligada a ceder a las demandas de la más fuerte, en lugar de presentar la mediación como una solución perfecta, debemos reconocer sus limitaciones y trabajar para mejorarla de manera significativa. (Gómez & Adame, 2015) revistamsc.uanl.mx tica común en todo el mundo, sin embargo, esta legitimidad legal no garantiza necesariamente que la mediación sea una solución efectiva para los conflictos. De hecho, la mediación sigue siendo una disciplina auxiliar del derecho y en muchos casos se utiliza para aliviar la carga de los tribunales y reducir los costos legales en lugar de proporcionar una solución verdadera y justa para los conflictos, además, el papel de los mediadores puede ser cuestionable, ya que pueden estar sesgados o no tener la formación adecuada para lidiar con los conflictos de manera justa y equitativa. (Gorjón-Gómez & Valdés-Espinosa, 2020). Si bien se afirma que la mediación ha logrado armonizar las relaciones conflictivas y promover relaciones armoniosas y pacíficas, esto puede no ser cierto en todos los casos, en algunos casos, la mediación puede incluso perpetuar la desigualdad y la injusticia, especialmente en situaciones en las que las partes involucradas no tienen el mismo poder o recursos, además, el hecho de que la mediación se base en la voluntariedad de las partes puede llevar a que algunas personas se sientan coaccionadas a aceptar soluciones que no son justas o equitativas. En razón a lo expuesto, debemos tener en Por otro lado, aunque se ha afirmado que la consideración lo manifestado por Gorjón mediación ha alcanzado el estatus de una Gómez (2019), que la mediación se ha lleprofesión reconocida mundialmente, esta gado a establecer como una profesión en afirmación merece una evaluación más críti- razón de lo siguiente: ca, ya que, si bien es cierto, la mediación ha sido reconocida por numerosas leyes y re- • Es el producto de una necesidad de la sociedad el cual busca como finalidad la gulaciones, tanto a nivel nacional como insana convivencia en razón de intereses ternacional, y se ha convertido en una prácLa productividad laboral como valor intangible de la mediación en las universidades privadas del Azuay. PP. 11-32 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 • • • • • • propios y no tan solo de la convivencia La mediación es capaz de generar sus propias prácticas la cual la distinguen de otras ciencias afines como es la ciencia del derecho, la psicología, el trabajo social, etc. Posee sus propios métodos y técnicas para poder gestionar y transformar el conflicto Procura la sana convivencia por medio de un orden social entre las personas y está delimitado por su objeto que es la transición de relaciones conflictivas a relaciones armoniosas Se afirma que la mediación se basa en realidades y conocimientos genuinos y desarrolla habilidades y competencias específicas que permiten a los profesionales diferenciarse en su desempeño. Se encuentra sustentado en el capital intelectual y así mismo en el capital humano, estructural y relacional, lo cual determina su intangibilidad como valores positivos de amplio reconocimiento. Posee adaptabilidad sistémica en donde abarca todo tipo de conflicto dentro del marco de la legalidad y el orden público, no solo en aquellos que se encuentran previstos por la norma Posee un impacto bien definido ya que armoniza las relaciones del ser humano y genera paz en la sociedad lo cual es complementario de su paradigma transicional. Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 15 puede ser cuestionable desde una perspectiva crítica. Si bien es cierto que la mediación surge de la necesidad de resolver conflictos de manera pacífica y evitar el litigio costoso, esta necesidad a menudo está motivada por intereses económicos o políticos en lugar de por un deseo genuino de promover la justicia y la equidad, además, la mediación no siempre se utiliza para fomentar una convivencia saludable y duradera entre las partes, sino para resolver conflictos de manera rápida y eficiente, a menudo a expensas de una solución verdaderamente justa y equitativa. En muchos casos, la mediación puede ser una forma de mantener el status quo y preservar las relaciones de poder existentes en lugar de abordar las causas subyacentes de un conflicto y promover un cambio significativo, en otras palabras, la mediación puede ser una forma de mantener el statu quo y mantener la desigualdad en lugar de trabajar para crear una sociedad más justa y equitativa. Sin embargo, aunque se ha afirmado que la mediación es una respuesta a una necesidad social y su objetivo es fomentar una • convivencia saludable basada en intereses propios, esta afirmación merece una evaluación más crítica, ya que la mediación a menudo se utiliza para proteger intereses económicos y políticos en lugar de promover Entonces, bien podemos mencionar que la la justicia y la equidad, y puede perpetuar mediación es una respuesta a una necesi- la desigualdad y mantener el statu quo en dad social y su objetivo principal es fomen- lugar de abordar las causas subyacentes de tar la convivencia saludable basada en inte- un conflicto. reses propios, sin embargo, esta afirmación Cristian Hernan Pulla Castillo �16 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC Además, si bien es cierto que la mediación se basa en teorías y prácticas sólidas y desarrolla habilidades específicas en sus practicantes, también hay que reconocer que la mediación es una disciplina en constante evolución y que todavía existen muchas preguntas sin respuesta y áreas en las que se necesita investigación y desarrollo. revistamsc.uanl.mx la acumulación de procesos lentos y costosos para el Estado y las partes involucradas ha generado la necesidad de implementar mecanismos alternativos a la justicia ordinaria que garanticen la protección de los derechos de los ciudadanos. Por lo general, los conflictos que no pueden ser resueltos por las partes involucradas se Es por ello que la afirmación de que la me- resuelven ante un juez imparcial, no obstandiación permite un desempeño profesional te, los Mecanismos Alternativos de Solución diferenciado puede ser vista como una for- de Conflictos (MASC) surgieron como resma de legitimar una industria de la media- puesta a la necesidad de la sociedad de ción que puede estar motivada por el deseo encontrar herramientas ágiles y efectivas de promover la justicia y la equidad en la para llegar a un acuerdo entre las partes sin necesidad de recurrir a la justicia ordinaria, resolución de conflictos. en donde estos mecanismos incluyen la conciliación, la negociación, la mediación y el 3. NORMATIVA EN EL ECUADOR arbitraje. Debemos tener en consideración que, existen diferentes enfoques para resolver un Cobo Ordoñez & Mesías Vela (2018), nos conflicto, siendo la vía judicial una opción, señalan que, en Ecuador, los MASC tienen pero también está la mediación como alter- una larga historia en el ámbito jurídico, la nativa, la cual busca prevenir y/o solucionar primera ley sobre el tema fue promulgada conflictos, ya que, si el convenio acordado en 1963 y regulaba el arbitraje comercial por las partes en la mediación no se cumple, como un medio adecuado para la solución entonces la intervención legal puede ser de conflictos en este ámbito, aunque no fue necesaria para elevarlo a cosa juzgada o ampliamente aplicada debido a falta de sentencia ejecutoriada. Actualmente, la me- promoción y conocimiento, entre otras radiación se ha convertido en una política de zones; a partir de los años noventa, el amplio desarrollo internacional del arbitraje bienestar humano. y la necesidad de solucionar conflictos de Ahora bien, dentro de un Estado Constitucio- manera eficiente, condujo al desarrollo de nal de Derechos, una de las funciones prin- legislación sobre MASC en Ecuador, sin emcipales es garantizar la protección efectiva bargo, en el año 1997, se promulgó la Ley de de los derechos e intereses de los ciudada- Arbitraje y Mediación (LAM) que tiene como nos, en donde, cada país ha adoptado di- premisa fundamental privilegiar y garantizar ferentes formas de resolución de conflictos, la utilización de métodos alternativos para dependiendo de su cultura jurídica, sin em- la solución de controversias. La LAM regula bargo, el aumento en el número de litigios y principalmente el arbitraje, la mediación y la La productividad laboral como valor intangible de la mediación en las universidades privadas del Azuay. PP. 11-32 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 17 mediación comunitaria, como herramientas mente importante si consideramos la posibiprivadas y adecuadas para llegar a acuer- lidad de que alguna de las partes tenga una posición de poder o influencia que pueda dos satisfactorios entre las partes. afectar el resultado del proceso de mediaEs por ello que, dentro de lo que respecta la ción. (Congreso Nacional, LAM, 2006) normativa como tal dentro del Estado ecuatoriano, precisamente en los artículos 189 y 4. LOS INTANGIBLES DE LA MEDIACIÓN 190 de la Constitución de la República del EN LA PRODUCTIVIDAD LABORAL Ecuador como norma suprema se contempla la figura de los jueces de paz, quienes tie- El fenómeno de utilizar la Mediación de manen la responsabilidad de resolver los con- nera profesional como una forma alternativa flictos individuales por medio del diálogo y o complementaria al proceso judicial para los acuerdos amistosos, utilizando métodos resolver problemas sociales, se ha desarropropios de la comunidad para tomar deci- llado recientemente como una intervención siones, además, la Constitución reconoce social específica y científica. otros procedimientos alternativos de resolución de conflictos, como la mediación y el Cabe destacar que, la Revolución Industrial arbitraje, a pesar de lo anterior, resulta im- tuvo un efecto significativo en la transformaprescindible evaluar la efectividad de estos ción de las ideas, estructuras y relaciones métodos en la práctica, ya que es preciso en las sociedades occidentales, lo que dio determinar si realmente garantizan una jus- lugar a la aparición de la “cuestión social”, ticia accesible, imparcial y equitativa para ya que esta problemática reflejaba las contodos los ciudadanos, especialmente en el diciones de vida y trabajo de la población marco del contexto social y político del país. mayoritariamente obrera y anunciaba la necesidad de la intervención del Estado en la (Asamblea Nacional, CRE, 2008). esfera social. Por otro lado, en cuando al artículo 42 de la Ley de Arbitraje y Mediación establece que, La “cuestión social” hizo que el “problema la mediación es un método de solución de obrero” se convirtiera en el problema social conflictos en el cual las partes involucradas, más importante, lo que llevó al nuevo Estado con el acompañamiento de un tercero neu- Social a centrar su intervención en asistentral denominado mediador, intentan llegar cia y protección social, ya que desapareciea un acuerdo voluntario que cubra temas ron las organizaciones sociales intermedias transigibles y que sea extrajudicial y defini- que tradicionalmente habían ofrecido ayutivo, con el fin de poner fin al conflicto, sin da y mediación. embargo, resulta fundamental realizar una evaluación crítica para determinar si este Por otro lado, la relación entre capital y traprocedimiento realmente logra garantizar bajo requería de una mediación con el obuna solución justa y equitativa para todas jetivo de resolver o mitigar los conflictos colas partes involucradas, lo cual es especial- lectivos que surgían en las relaciones entre Cristian Hernan Pulla Castillo �18 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC organizaciones de trabajadores y patronos, o entre individuos pertenecientes a alguna de estas dos categorías, en donde los conflictos se debían a cuestiones relacionadas con el salario, la jornada laboral o la productividad, y podían ser abordados tanto desde la intervención protectora del Estado como a través de la resolución profesional. Resulta importante destacar que, si bien en líneas anteriores se pudo conocer que la mediación en el Ecuador se establece desde la promulgación de su normativa desde el año 1963, Segarra Faggioni (2010), manifiesta que, desde los años noventa del siglo XX, diversos actores de distintos países y organismos internacionales impulsaron la mediación en América Latina. Ahora bien, en lo que respecta la mediación como un valor intangible en la productividad laboral, si bien sabemos que la mediación se ha convertido en una nueva forma efectiva y práctica de resolver conflictos, con resultados comprobados que han mejorado las relaciones entre las partes involucradas, en donde por medio de un tercero neutral quien se implica en el conflicto puede entender de mejor manera el problema y ofrecer posibles soluciones. (Gorjón Gómez, 2017). revistamsc.uanl.mx sociedad. La identificación de estos beneficios intangibles es crucial en la negociación, mediación, conciliación y arbitraje, que son todos elementos del concepto de MASC. (Gorjón Gómez, 2015). Resulta importante considerar los intangibles como la base de este fenómeno y como los elementos principales para difundir y adoptar los MASC en la sociedad, ya que los intangibles tienen un efecto que genera beneficios a largo plazo en beneficio de la sociedad y la paz, otorgando un valor superior a los métodos alternativos de solución de conflictos en comparación con la vía judicial, además de que el capital intelectual de los intangibles es lo que sustenta este valor, el cual no se limita a una cuestión económica, sino que tiene un valor moral y filosófico que va más allá de lo tangible. 4.1 QUE SON LOS INTANGIBLES Al hablar de los intangibles los MASC se fundamentan en las habilidades, conocimientos, valores y aptitudes de los negociadores, mediadores, conciliadores y árbitros, los cuales conforman el capital intelectual, este se compone del capital humano, estructural y relacional, los cuales se agrupan y dimensionan de diversas maneras, lo cual resultan Si bien es cierto entonces, en la actualidad ser elementos son esenciales para los MASC no se cuenta con una estrategia clara para y sustentan su efectividad. fomentar la adopción y uso masivo de los MASC, esto ha limitado su alcance a ciertos Así también, la definición de los intangibles estratos sociales, es por ello que, se sugiere resulta ser un tema complejo, ya que se refieque una posible estrategia de culturización re a una variedad de variables y característiconsistiría en enfatizar los beneficios intan- cas que identifican a una institución, persona gibles de los MASC, a fin de transmitir su o procedimiento y que cambian con el tiemvalor de manera sencilla y convincente a la po y el espacio, ya que los intangibles son un La productividad laboral como valor intangible de la mediación en las universidades privadas del Azuay. PP. 11-32 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 valor que se basa en el capital intelectual y que genera aprendizaje y adaptación, además de que son características distintivas que los diferencian de otros procesos y los hacen útiles, atractivos y valiosos, además son una fuente de beneficios futuros que no tienen sustancia física, lo que los hace difíciles de clasificar, pero pueden ser identificados y controlados en función del entorno en el que se utilicen o se refieran. En el caso de la gestión y transformación de conflictos a través de los MASC, los intangibles son la base de su funcionamiento y están integrados por habilidades, conocimientos, valores y aptitudes de negociadores, mediadores, conciliadores y árbitros, lo que conforma el capital intelectual compuesto por el capital humano, estructural y relacional. (Gorjón Gómez, 2017) Por otro lado, los intangibles resultan ser una actitud de vida y una forma de progreso que abarcan múltiples dimensiones y etapas de desarrollo, teniendo en consideración que estos intangibles implican liderazgo, aplicación de conocimientos para la creación y gestión de procesos, y fomentan la evolución de la sociedad en general, tal como se ha mencionado anteriormente, además de que, en la era del conocimiento y de la economía basada en el conocimiento, los intangibles son fundamentales y su valor radica en la percepción que se tenga de ellos, ya que son un equilibrio entre el presente y el futuro. (V. Edvision & Malone, 2000) Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 19 nuestra condición humana y se adapta a las distintas situaciones a las que nos enfrentamos, aunque el conflicto siempre ha sido parte de nuestra especie y ha surgido por intereses y posturas incompatibles, la comprensión de su naturaleza es solo una de las formas de abordarlo, por lo que es esencial definir una postura clara sobre cómo analizarlo e intervenir en él en las dinámicas de los grupos sociales. (Montealegre, 2007) Se puede manifestar que, cuando se rompe el diálogo se está dando inicio al conflicto, pues se pierde la conexión natural que tenemos como seres sociales y la posibilidad de construir juntos significados positivos. Según Lederach (2003), existen tres dimensiones a considerar: una dimensión racional, que implica cambiar la percepción negativa que se ha tenido históricamente sobre el conflicto; una dimensión estructural, que se enfoca en patrones que favorezcan un orden social pacífico; y una dimensión cultural, que se centra en los efectos del conflicto en las estructuras sociales y en la comprensión de las dinámicas de cada grupo, para poder incluirlas en herramientas de construcción de paz. Así mismo, en esta dimensión cultural, se plantea que el conflicto es una respuesta natural y necesaria para alcanzar un equilibrio relativo entre las partes involucradas y lograr la armonía, (García, 2008), por otro lado, la interacción entre las posturas divergentes y el control social ejercido por el 5. LA MEDIACIÓN EN EL ÁMBITO grupo buscan restablecer el orden y la esLABORAL tabilidad social, sin que haya ganadores o La confrontación es una de las estrategias perdedores. Los lazos que se generan a raíz cognitivas evolutivas que se encuentra en del conflicto son suficientes para justificar Cristian Hernan Pulla Castillo �20 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC su existencia, además de que, según menciona Muñoz (2001), la gestión y resolución del conflicto parecen no ser suficientes, ya que han sido asociadas tradicionalmente con connotaciones negativas que ocultan el carácter natural y orgánico que el conflicto tiene en nuestra condición social. En cambio, el término “transformación” sugiere una búsqueda pedagógica y constructiva que respeta la presencia del conflicto en la evolución de nuestra especie, permitiendo que las soluciones surjan de las particularidades de cada individuo. Si bien no se pretende perpetuar el conflicto, la transformación implica mantener una actitud abierta y flexible a los cambios impredecibles de la vida misma. revistamsc.uanl.mx nerados por la constante superposición de intereses latentes que se sustancian en el diario vivir de la sociedad y más aún, dentro de los diferentes entornos laborales debido a constantes cambios sociales que genera que las personas cambien su naturaleza y por ende busquen la forma de adaptarse al mundo que los rodea. Ahora bien, la puesta en marcha de un proceso de mediación para abordar conflictos interpersonales en el entorno laboral implica en primera instancia la creación de un contexto claro del conflicto, donde se identifiquen las partes implicadas, los intereses de cada una, los factores transversales de contexto y las posibles opciones de acuerdo negociado, por lo que es fundamental que este La mediación es considerada como una op- proceso respete los principios de confidención para la resolución de conflictos labo- cialidad, equidad, flexibilidad, honestidad, rales, según lo planteado por Quintero de independencia, imparcialidad, neutralidad Moya (2020), la mediación en particular se y voluntariedad. destaca como una alternativa preferida debido al papel central que se le otorga a las Para cumplir con ese objetivo, es necesario partes involucradas en el conflicto. En este establecer el proceso específico de mediaenfoque, se busca que las partes se comuni- ción a utilizarse para la resolución de conquen lo suficiente para llegar a un acuerdo flictos laborales como: conciliatorio por su cuenta, lo que les da un mayor control sobre el proceso de resolu- • La preparación del equipo mediador previo a la mediación, por lo que se recoción del conflicto, en donde al mismo tiempo, mienda que se reúnan previamente para se mantiene la figura del tercero imparcial planificar el proceso. En esta reunión, el y neutral para garantizar un proceso justo. equipo debe analizar la información obte(Medina R., 2007) nida en el primer encuentro con las partes para conocer sus preferencias y debilidaPor otro lado, cabe recalcar que, el ser des, y así dividir las tareas y trabajar de humano para poder vivir necesita princimanera colaborativa. Durante esta reupalmente de la interacción con los demás, nión, se debe discutir el caso brevemente siendo por ello necesario que la resolución y determinar las dinámicas más adecuade conflictos sea aplicado efectivamente ya das a implementar en la mediación. que en muchos de los casos estos son geLa productividad laboral como valor intangible de la mediación en las universidades privadas del Azuay. PP. 11-32 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 • • • • Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC Por otro lado, la primera etapa de esta fase es la presentación de la comisión y del proceso, en donde su objetivo es explicar el papel del equipo mediador y aclarar cualquier duda que pudieran tener las partes, además, se destaca la responsabilidad que cada una de las partes tiene en el proceso de negociación, también se establece un acuerdo • para construir una relación de confianza entre las partes y el equipo mediador. Se recopila información y se explora el problema en la segunda parte de esta fase, ya que se busca obtener la mayor cantidad de información posible sobre la situación conflictiva para orientar las siguientes etapas del análisis de las posibles alternativas, en donde se invita a cada una de las partes a contar su versión de los hechos mediante preguntas abiertas, mientras el equipo mediador • toma notas, hace preguntas adicionales y aclara cualquier duda, centrándose en el diálogo y evitando las posiciones rígidas. Para determinar las próximas acciones a tomar, los miembros del equipo mediador se comunican entre sí y resumen la información recopilada durante la fase anterior, enfocándose en los temas previamente identificados. Esto suele hacerse en presencia de las partes, de modo que se sientan involucradas en el proceso y puedan contribuir a la generación de soluciones. Se propone la generación de opciones sin compromiso en un ambiente colaborativo y de diálogo, donde se busca • 21 orientar a las partes hacia sus intereses en lugar de sus posiciones conflictivas. Todo esto ocurre en presencia de todos los miembros del equipo mediador, quienes estimulan la creatividad para la formulación de alternativas flexibles y sin un compromiso definitivo. Para valorar las opciones, se busca evaluar y analizar las opciones propuestas anteriormente, con el objetivo de determinar si alguna de ellas puede satisfacer los intereses de todas las partes involucradas, si es necesario, se pueden realizar modificaciones a las opciones para adaptarlas mejor al objetivo buscado. Una vez que se han evaluado todas las alternativas, se valoran nuevamente en base a las acciones que se deben tomar y sus posibles consecuencias. La siguiente fase implica la discusión y selección de opciones y alternativas generadas, es decir, la negociación propiamente dicha, durante esta fase, el equipo mediador trabaja con las partes para identificar y definir una solución adecuada para el conflicto, y para evitar que se estanque la negociación se utilizan diversas estrategias, como la reformulación de preguntas, recordar las posibles consecuencias de no conciliar, enfatizar en los preacuerdos, proveer más información hacia una nueva perspectiva, y formular un periodo de prueba, entre otras. Si las partes llegan a un estancamiento, el equipo mediador propone soluciones como último recurso, pero siempre buscando que las partes lleguen a una soluCristian Hernan Pulla Castillo �22 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx ción de manera autónoma, es importante de una u otra forma a los individuos y la orno favorecer a ninguna de las partes y pro- ganización misma. porcionar varias alternativas para que las partes puedan tomar una decisión final. En la actualidad podemos indicar que, se reconoce que debe existir cierta ansiedad y • Para cerrar el proceso de mediación, se conflicto para que de esta forma los indivielabora un acuerdo detallado y preciso, duos se comporten con afectividad ya que si que considere todos los aspectos impor- bien es cierto, hace varias décadas atrás los tantes y proteja la reputación de las par- conflictos llegaban a ser considerados como tes involucradas, además, se establece nocivos y estos debían ser evitados para un plan de contingencia en caso de que mantener las relaciones laborales a flote y alguna de las partes no pueda cumplir que la organización no se desbordara, sin con lo acordado, es importante destacar embargo, hoy en día los conflictos laborales que la labor del equipo mediador no se se encuentran enfocados como parte norlimita a llegar a un acuerdo, sino también mal del comportamiento de los individuos, lo a fomentar un cambio de comportamien- cual permite de cierta forma ser un medio to en las partes para evitar futuros con- para promover y realizar cambios tanto esflictos y mejorar su relación. La secuencia tructurales como personales. de pasos mencionados anteriormente es adaptable y adecuada para manejar Newstrom (2011), menciona que han sido muconflictos dentro del entorno laboral en chos los factores por medio de los cuales las las universidades privadas de Azuay. Sin relaciones laborales no resultan ser del todo embargo, el mediador será responsa- armoniosas ya que los conflictos no solo deble de desempeñar su papel de manera rivan de los intereses diferentes de los individuos sino también, estos llegan a surgir efectiva. por la interdependencia de las labores, así como la ambigüedad de papeles, políticas 5.1 CONFLICTOS EN EL AMBITO LABOlaborales y reglas, personalidades diferenRAL DE LAS UNIVERSIDADES PRIVAtes, falta de comunicación, falta de recursos, DAS DEL AZUAY tensión personal, creencias y experiencias. Debemos tener presente que los conflictos (p. 272) laborales no solo se dan dentro de este ambiente laboral, sino también en todo tipo de José María Acosta (2011), también manifiestrabajo, sin embargo, es preciso tener en ta que, las causas más comunes para que consideración que al momento en el que se existan los conflictos interpersonales dentro analiza el conflicto como tal, es necesario el del ámbito laboral se dan a causa de: indagar en las relaciones de carácter no pa- • Objetivos no compatibles con los miembros de la organización cífico siendo necesario que las organizaciones deban aunar esfuerzo para poder sacar • Intereses contrapuestos provecho a situaciones que pueden afectar • Metas personales diferentes La productividad laboral como valor intangible de la mediación en las universidades privadas del Azuay. PP. 11-32 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 23 como profesores, directivos, personal administrativo y estudiantes, en relación a la adopción de políticas, cambios en el plan de estudios o la asignación de recursos. La mediación puede ofrecer un • espacio neutral que facilite la discusión • y la búsqueda de consensos, permitien• do a las partes involucradas trabajar de • manera más eficiente y lograr acuerdos • beneficiosos para todos. • 3. Mejora de la comunicación: Una comunicación efectiva es fundamental para Por medio de lo expuesto, la mediación pueel correcto funcionamiento de cualquier de tener una aplicación amplia en diversas institución educativa, ya que los malenproblemáticas y situaciones que se presentendidos, la falta de claridad en los mentan en las universidades privadas del Azuay, sajes y los problemas de comunicación con el propósito de mejorar la productividad pueden tener un impacto negativo en la laboral, un valor intangible de gran imporproductividad laboral, es por ello que la tancia en este entorno educativo, es por mediación puede ayudar a mejorar la ello que se puede tener en consideración la comunicación entre diferentes departaaplicación de la mediación como un papel mentos, áreas y niveles jerárquicos densignificativo en los siguientes casos: tro de la universidad, así, al promover una comunicación abierta y constructiva, 1. Resolución de conflictos entre profesores la mediación puede resolver conflictos y personal administrativo: La mediación comunicativos y fomentar un entorno más puede contribuir a solucionar disputas y colaborativo y productivo. malentendidos que surjan entre el cuerpo académico y el personal administrativo 4. Resolución de conflictos interpersonales: Los conflictos y tensiones entre individuos, de la universidad. Estos conflictos pueya sean profesores, personal administraden originarse debido a diferencias en tivo o estudiantes, pueden afectar signifila comunicación, expectativas laborales cativamente el clima laboral y la produco roles y responsabilidades. Mediante la tividad. La mediación puede facilitar la facilitación de un diálogo constructivo, la resolución de disputas interpersonales, mediación busca promover la comprenpromoviendo la empatía, la escucha acsión mutua y encontrar soluciones que tiva y el respeto mutuo. Al abordar y gesfomenten la colaboración y la productivitionar adecuadamente estos conflictos, dad en el entorno universitario. la mediación puede contribuir a crear 2. Manejo de desacuerdos en la toma de un entorno de trabajo más armonioso y decisiones: Es común que en las universipropicio para el desarrollo académico. dades privadas se presenten desacuerdos entre distintas partes interesadas, • • • Recursos limitados Interdependencias de actividades Percepciones diferentes a corto o largo plazo Falta de sinceridad Diferentes valores o percepciones Falta de cooperación Exceso de competitividad Negligencia Miedo Cristian Hernan Pulla Castillo �24 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 5. Manejo de disputas relacionadas con condiciones laborales: En ocasiones, pueden surgir disputas y descontento en relación a las condiciones laborales, como salarios, horarios, cargas de trabajo y beneficios. La mediación puede proporcionar un espacio para que los empleados y la administración discutan estas cuestiones de manera constructiva y negocien soluciones equitativas. Al abordar las preocupaciones y necesidades de los empleados de manera justa, la mediación puede contribuir a aumentar la satisfacción laboral y, en consecuencia, la productividad. En resumen, la mediación puede desempeñar un papel valioso en la resolución de una amplia gama de problemas en las universidades privadas del Azuay.Principio del formulario. 6. INTANGIBLES DE LA MEDIACIÓN Es claro que los intangibles de la mediación resultan ser no solo una cuestión de valor, sino también de percepción, ya que los MACS por naturaleza propia los provocan, es decir, son consecuencia directa de la instrumentalización de los MACS, además, estos se encuentran vinculados de forma directa a una estrategia de culturización, además de que también se los puede vincular al pensamiento positivo que se encuentra en la psique de las personas, siendo así que los intangibles resultan ser ideas materializadas en donde se destaca lo positivo, sin embargo, para poder transmitir cada una de estas ideas es necesario ser asertivos, en donde por medio de una estrategia de comunicación y hechos reales se puede realizar la revistamsc.uanl.mx mediación de manera efectiva y positiva ya que esta última resulta ser una herramienta idónea para poder logar la solución de conflictos. Ahora bien, los intangibles de la mediación según lo expuesto por Gorjón Gómez (2017, pp. 65-140) son 43, sin embargo, entraremos en detalle tan solo de los que hemos considerado más importantes para la presente investigación: 1. Activo de paz: El activo de paz resulta ser una necesidad que se encuentra presente dentro de cada cultura además de que es intrínseca a su naturaleza social y de convivir de manera pacífica ya que fija a los sujetos como actores sociales desde un precepto de paz positiva. Por otro lado, dado que el rol laboral ocupa gran parte del diario vivir de las personas, la premisa de que existan ambientes de trabajo saludables impacta de forma directa no solo en la salud mental de las personas, sino también en la percepción misma de la paz espiritual, en la plenitud laboral y el equilibro entre las personas; es por ello que el activo de paz llega a constituirse como un estado ideal el cual es deseado por toda una sociedad. 2. Autonomía: Al hablar de autonomía, hablamos acerca de la base para el cumplimiento del principio de voluntariedad, en donde se establece la construcción de manera ecuánime y equilibrada de la relación del mediador y quienes buscan la mediación. La Autonomía dentro del ámbito laboral se destaca por siempre ser un pilar de liderazgo, además de que siempre ha sido parte fundamental al La productividad laboral como valor intangible de la mediación en las universidades privadas del Azuay. PP. 11-32 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 25 laboral, este concepto abstracto tiene momento de gestionar el recurso humamúltiples facetas, ya que por un lado, un no gracias a su empoderamiento que se líder eficaz es capaz de detectar cuando suscita en el sujeto laboral y por ende, en se ha producido una situación negativa el respectivo alivio que da a los proceen el ambiente laboral y puede alentar a sos, por otro lado, podemos señalar que, las partes a informar y mediar el conflicun sujeto autónomo supone una actitud to, mientras que por otro lado, también de búsqueda de solución frente a cualsabe cuándo es preferible recurrir a un quier circunstancia, en donde además se tercero imparcial para mediar entre él y puede hallar incluido el conflicto interun miembro del equipo. En ambos casos, personal. la mediación del conflicto interpersonal 3. Confidencialidad: Este intangible es el en el entorno laboral. resultado de la percepción de vacío que se da frente a la intimidad que se genera 6. Objetividad: en cuanto a este intangible, podemos mencionar que, es necesapor el conflicto y la necesaria disminurio que el mediador se mantenga emoción de la ansiedad entre cada una de cionalmente distante del conflicto entre las partes, ya que se establece una perlas partes involucradas, lo cual permite cepción de vulnerabilidad, resultado de observarlo detenidamente desde varias un escenario bélico, en donde la gestión perspectivas, por lo que esta actitud tiedel recurso humano busca cuidar la mone el beneficio de permitir al mediador ral y la ética de mismo ya que se encuenmanejar la situación de manera efectiva tra vulnerable. y asertiva, además de permitir resolver 4. Estabilidad: la dinámica de la mediael problema de manera rápida y eficiención hace que se genere un efecto alente gracias a su experiencia, así mismo, tador al poder comprender, validad y encuando una organización implementa la trar en acción, es decir, los sujetos como mediación de conflictos interpersonales tal reconocen que existe un espacio decomo una política, la alta gerencia es terminado y constituido para poder dar vista como más objetiva por los empleaa conocer las controversias y por ende dos, ya que esto se debe a que los trapoder deliberarlas y lograr acuerdos, es bajadores valoran mucho sentir que su por ello que, resulta necesario el estapercepción de la injusticia y las emocioblecer políticas y normas de mediación nes son validadas sin que esto afecte la que permitan disminuir los conflictos laestabilidad de la organización. borales para que se consoliden de una u 7. Prevención del Conflicto: el objetivo de otra forma las relaciones laborales. este intangible es evitar que se extienda, 5. Liderazgo: al hablar de liderazgo, hacese reactive o se transforme en otra forma mos alusión a la capacidad fundamental de conflicto, además de que la gestión del mediador en la cual se formen objedel conflicto se enfoca en transformarlo, tivos individuales de las partes involucramientras se previene su escalada, para das, lo que resulta en la reconciliación de evitar que se agrave aún más la situasus intereses, es decir, dentro del ámbito Cristian Hernan Pulla Castillo �26 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC ción. Por otro lado, es necesario que se dé la prevención de conflictos de forma fundamental en cualquier relación humana, y muchas organizaciones, ya que, es en el entorno laboral el cual se convierte en una filosofía de vida, ya que se busca garantizar el cumplimiento exitoso de los roles y fomentar un ambiente laboral saludable. 8. Seguridad Jurídica: la validación legal de los acuerdos de mediación es considerada como la mejor forma de promocionar los Métodos Alternos de Solución de Conflictos, sin embargo, en el contexto del ámbito laboral, la responsabilidad de validar legalmente estos acuerdos recae en la alta gerencia, lo cual puede ser cuestionable, ya que puede haber conflictos de interés y falta de imparcialidad en la validación de los acuerdos, lo que puede socavar la efectividad y la credibilidad de la mediación como una herramienta para la resolución de conflictos, es por ello que resulta necesario que los sujetos laborales se encuentren dentro de un ambiente seguro mediante el cual puedan reportar los conflictos interpersonales y así asumir un proceso pleno de mediación. 9. Transparencia: La importancia de la honestidad y la verdad no solo se trata de una cuestión de honor o de principios éticos, sino que también tiene efectos positivos en la eliminación de percepciones exageradas y distorsionadas en las personas, es por ello que, el normalizar la verdad y la honestidad puede llevar a una mayor eficiencia y ahorro de recursos, ya que las decisiones se basarían en información precisa y fiable, ya que la revistamsc.uanl.mx falta de transparencia y honestidad puede generar desconfianza y escepticismo en los individuos y socavar la credibilidad de la institución o la organización en la que se desempeñan. 10. Universalidad: Los Métodos Alternos de Solución de Conflictos se presentan como una respuesta necesaria para una sociedad cada vez más compleja y diversa, que busca soluciones rápidas y oportunas a las controversias, sin embargo, los principios rectores que rigen estos métodos están en constante evolución y aún se encuentran en proceso de desarrollo, ya que a medida que la sociedad cambia, los MASC deben adaptarse para seguir siendo relevantes y efectivos, por lo que resulta importante estar atentos a cómo se están desarrollando estos métodos, para asegurarse de que realmente están cumpliendo con su objetivo de facilitar la resolución de conflictos de manera justa y equitativa. A pesar de que existen varias investigaciones que hablan de los elementos que conforman una buena cultura organizacional, pocas hacen referencia directa a la mediación laboral de los conflictos interpersonales, sin embargo, existen muchos elementos que vinculan al sujeto laboral con el mundo del trabajo, lo que demuestra la importancia creciente de la mediación en el contexto laboral actual, aunque no está totalmente normatizada, la necesidad de solucionar conflictos de manera pacífica y justa se hace cada vez más evidente en un mundo cada vez más interconectado. Los MASC poseen la doctrina, la norma y la experiencia necesarias para proporcionar un discurso pacifi- La productividad laboral como valor intangible de la mediación en las universidades privadas del Azuay. PP. 11-32 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 27 partes involucradas en un conflicto que necesitan una solución sin recurrir al litigio, ya que se trata de un procedimiento alternativo, voluntario y confidencial para resolver controversias transigibles entre personas naturales o jurídicas, con la participación de un tercero neutral, conocido como mediaDe la misma manera, es apropiado señalar dor. (Suárez, 2002) lo que nos manifiesta Gorjón Gómez (2020), acerca de la mediación, en donde nos indi- Por otro lado, La mediación se ha estableca que este medio es generador de felicidad cido como un proceso necesario antes de y paz por medio de un acuerdo de media- recurrir al litigio, con el objetivo de brindar ción, tomando en consideración que estos a las partes un espacio donde puedan reson los principales valores intangibles de la solver rápidamente y de manera sencilla sus mediación, los cuales deben ser vistos des- conflictos antes de llegar a la instancia judide una perspectiva positiva haciéndolos así cial. más valiosos, además de que, la solución de conflictos generará bienestar en las perso- La implementación de la mediación para nas derivándose aquello como un intangible resolver conflictos laborales implica primero establecer un marco que permita identide paz y así una correcta calidad de vida ficar las partes involucradas, sus intereses, En cuanto a lo expuesto, es claro que es ne- los factores contextuales y las posibles solucesario que cada uno de estos intangibles ciones negociadas, siempre respetando los previamente descritos sean aplicados de for- principios de voluntariedad, confidencialima correcta y apropiada dentro del entorno dad, imparcialidad, legalidad, eficacia, unilaboral, para que con ello se pueda generar formidad, inmediación, celeridad, economía una cultura pacífica en donde se pueda tener procesal, los cuales explicaremos a contila certeza de que cada uno de los conflictos nuación: venideros se pueden solventar de la mejor manera, además de tener la certeza de que • Voluntariedad: La mediación es una opción para resolver conflictos, lo que el ambiente laboral en el cual se encuentran significa que las partes deben elegir engenera un bienestar social y se pueda contre el proceso judicial o extrajudicial. Este templar un buen vivir dentro de este entorno. principio se basa en la voluntad de las partes para llegar a un acuerdo, que, al 7. PRINCIPIOS Y CARACTERÍSTICAS DE ser aceptado por ambas partes a través LA MEDIACIÓN de la firma, se convierte en obligatorio y debe ser cumplido 7. PRINCIPIOS DE LA MEDIACIÓN La mediación es un método que busca es- • Igualdad: de acuerdo con el numeral 2 del artículo 11 de la Constitución de la Retablecer canales de comunicación entre las cador universal que puede ser de gran utilidad en el ámbito laboral, además de que es importante que se fomente y se promueva la adopción de los MASC en las empresas y organizaciones para lograr una cultura organizacional más pacífica, justa y equitativa. Cristian Hernan Pulla Castillo �28 • • • MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC pública del Ecuador, todas las personas que participan en un proceso de mediación son consideradas iguales y tienen los mismos derechos, deberes y oportunidades, sin importar su situación económica, étnica, género, entre otras características. Esta disposición constitucional garantiza la igualdad entre las partes, lo cual es una ventaja porque evita que la superioridad de alguna de ellas en términos de poder o nivel económico afecte la veracidad del acuerdo alcanzado. Por lo tanto, el mediador tiene la responsabilidad de actuar de manera equitativa para lograr la igualdad entre las partes. (Asamblea Nacional, CRE, 2008) Confidencialidad: La mediación propicia la creación de un clima de confianza entre las partes involucradas y el mediador, ya que todo lo que se discute durante el proceso debe ser confidencial, aunque las partes pueden optar por renunciar a esta confidencialidad. Imparcialidad: El mediador tiene la obligación de mantener una postura imparcial y no favorecer a ninguna de las partes que participan en la mediación. Sin embargo, en situaciones donde resulta difícil alcanzar un acuerdo, el mediador puede sugerir o proponer soluciones intermedias, las cuales pueden ser aceptadas o rechazadas por las partes. Cabe destacar que esta acción no debe ser interpretada como un acto de favoritismo hacia alguna de las partes involucradas. Legalidad: de acuerdo al artículo 45 de la Ley de Mediación y Arbitraje, se establece que, con el objetivo de no ir en contra de los derechos de las partes y terceros involucrados, en caso de que se • • • • revistamsc.uanl.mx llegue a un acuerdo, el acta correspondiente deberá incluir al menos una descripción de los hechos que dieron origen al conflicto, una explicación detallada de las obligaciones de cada parte, y las firmas o huellas digitales de los participantes y del mediador.(Congreso Nacional, LAM, 2006) Eficacia: Este principio, en la mediación se refiere a la protección de los derechos de las partes involucradas mediante la gestión adecuada del proceso por parte del mediador, con el fin de lograr una solución rápida, satisfactoria, efectiva, oportuna y legal que se documentará en el acta del acuerdo. Uniformidad: El proceso de mediación es un conjunto que abarca desde la solicitud inicial hasta la finalización con la firma del acuerdo y su posterior seguimiento. Aunque se puede posponer una audiencia, es importante que se reanude lo antes posible para evitar perjudicar los derechos y plazos establecidos en el proceso. Inmediación: El acto de llegar a una solución en un conflicto a través del proceso de mediación se considera un acto protocolar o simbólico, que tiene objetivos bien definidos y precisos para lograr la finalización del conflicto o, al menos, reducir significativamente su duración. Este principio se manifiesta claramente durante la audiencia, que es una parte fundamental del proceso de mediación, y se basa en la interacción constante entre el mediador y las partes involucradas en el conflicto. Celeridad: La garantía constitucional de la mediación se relaciona con el hecho La productividad laboral como valor intangible de la mediación en las universidades privadas del Azuay. PP. 11-32 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 • de que es una alternativa al proceso judicial, ofreciendo una opción más eficiente debido a que no está tan congestionada como la vía judicial y cuenta con un procedimiento simplificado que permite su prontitud. Economía Procesal: disminución de recursos utilizados en aspectos administrativos, económicos y emocionales, así como evitar trámites superfluos. Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 29 centra en la equidad y la honestidad, y no se enfoca en atribuir responsabilidades por lo sucedido, sino en comprender la situación actual para llegar a acuerdos satisfactorios. Otra de sus características es que, la mediación se diferencia de la vía judicial por ser un método rápido y oportuno para la solución de conflictos, evitando los altos costos económicos y el tiempo que conlleva un proceso judicial. Las reuniones entre las partes y el mediador pueden adaptarse a los horarios y necesidades de las partes, lo que muestra la flexibilidad en el proceso de mediación, esta característica es una de las propias de la mediación y destaca su capacidad para adaptarse a las circunstancias y necesidades de las partes involucradas. 7.2 CARACTERISTICAS DE LA MEDIACIÓN La mediación, al igual que otros medios para obtener justicia, tiene características específicas que la distinguen y ofrecen una alternativa a la justicia convencional. En esta sección, se enumeran ciertas características que ya se han mencionado anteriormente, La mediación se distingue por ser de naturaresaltando su singularidad como atributos leza transigible, lo que significa que las partes involucradas pueden llegar a un acuerpropios de la mediación. do de manera voluntaria y libre en cualquier Ahora bien, una de las principales caracte- ámbito, ya sea laboral, comercial, de alquirísticas de la mediación, es que esta se ha ler, entre otros, siempre y cuando se resconsiderado como una institución indepen- peten los derechos de cada persona, esta diente que combina aspectos de la teoría característica se complementa con la volunjurisdiccional y la teoría negocial, debido tariedad previamente mencionada y contria que la mediación es un método alternati- buye a que la mediación sea vista como una vo y autónomo para resolver conflictos que alternativa para lograr acuerdos y paz, en involucra un negocio jurídico. Además, el lugar de ser vista como una vía para litigios. acuerdo de mediación que se redacta tiene Una de las características fundamentales un efecto similar al de una sentencia ejecu- de la mediación es su transparencia, lo que genera un ambiente seguro y de confianza toriada y cosa juzgada. para las partes involucradas, en donde el Así mismo, la mediación se distingue por su mediador tiene la obligación de proporciocarácter justo debido a que la resolución del nar información clara y precisa a las partes, conflicto surge de la voluntad de las partes y el proceso de mediación debe tener un involucradas, no se limita a la aplicación es- comienzo y un final debidamente documentricta de la ley como lo haría un juez. Teodo- tados. Estos documentos se conocen como ro Pozo (2000), sostiene que la mediación se acta de inicio y acta final, respectivamente, Cristian Hernan Pulla Castillo �30 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC y su objetivo es dejar constancia y garantizar la transparencia de lo que sucede durante todo el proceso de mediación, asegurando que todas las partes estén informadas y hayan dado su consentimiento. De acuerdo a lo expuesto en este apartado, se puede concluir que la mediación no solo es una alternativa a la justicia ordinaria, sino que también cuenta con una serie de características que son fundamentales en su función como una vía segura para resolver conflictos entre las partes. Entre estas características se encuentran la transparencia, la naturaleza transigible y voluntaria, y la flexibilidad en cuanto a horarios, que diferencian a la mediación de la justicia ordinaria. Finalmente, una vez realizado el estudio, es necesario manifestar que la mediación tiene como objetivo la resolución pacífica de los conflictos entre seres humanos, con el fin de transformar las relaciones conflictivas en armoniosas, ya que se busca la justicia social y el bienestar común, y esto implica comprender la misión social del ser humano y trabajar en conjunto para lograr acuerdos satisfactorios para todas las partes involucradas, ya que, en un mundo el cual se encuentra en constante cambio, es necesario buscar nuevas soluciones y sistemas efectivos que solo pueden ser concebidos a través de un conocimiento científico validado y comprobable, sin embargo, es importante ser críticos y cuestionar si realmente estos métodos son innovaciones disruptivas o simplemente un paliativo temporal. revistamsc.uanl.mx 8. CONCLUSIONES En conclusión, el tema de la inclusión de mecanismos alternativos a la justicia, como la mediación, ha sido ampliamente desarrollado en la República del Ecuador. La normativa vigente reconoce y ampara ampliamente los MARC y se han dado grandes pasos en su implementación, incluyendo su inclusión en la carta magna, la Ley de Arbitraje y Mediación, entre otros. Sin embargo, aún hay conflictos que podrían solucionarse mediante la mediación y un diálogo social efectivo, permitiendo que los usuarios resuelvan sus problemas por sí mismos. A pesar de los beneficios que ofrece la mediación, todavía existe en la sociedad una idea arraigada de litigio y se concibe únicamente la idea de acceder al sistema judicial, lo que impide dar oportunidad a estos mecanismos para resolver conflictos de manera ágil y oportuna. Así mismo, se debe reconocer la importancia de llegar a un acuerdo justo y oportuno permite que los miembros del equipo se concentren en sus roles laborales y temporalmente dejen de lado sus diferencias para cumplir con su función. Además, al reducir la intensidad de las respuestas emocionales, se crea un ambiente propicio para llegar a un acuerdo racional. No hay duda de que los conflictos no resueltos pueden tener un alto costo para las organizaciones, especialmente cuando se convierten en litigios legales. Por lo tanto, incluir la mediación como una forma de resolver conflictos interpersonales en el lugar de trabajo en la estrategia organizacional es una oportunidad para reducir costos en diferentes escenarios. La productividad laboral como valor intangible de la mediación en las universidades privadas del Azuay. PP. 11-32 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Resulta imprescindible que se incluya la mediación como herramienta primordial en el reglamento interno de trabajo, y que se suscriba una cláusula de mediación en el contrato laboral para prevenir conflictos y fomentar un ambiente laboral saludable. La mediación es un recurso valioso que puede resolver muchos conflictos de manera eficaz y justa. La falta de implementación de la mediación en las universidades privadas del Azuay puede resultar en un ambiente laboral tóxico y en conflictos prolongados que pueden ser costosos tanto en términos de tiempo como de recursos. Por lo tanto, es crucial que se promueva el uso de la mediación como una forma de reducir los costos asociados con los conflictos no resueltos y mejorar la calidad del trabajo en las universidades privadas. Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 31 terpersonales. Profit Editorial. Asamblea Nacional, CRE. (2008). CONSTITUCION DE LA REPUBLICA DEL ECUADOR. Registro Oficial 449 de 20oct-2008. https://www-fielweb-com.vpn.ucacue.edu.ec/ Index.aspx?157Rabf6ik65998#app/buscador Cobo Ordoñez, A., & Mesías Vela, M. P. (2018). Med-arb, arb-med y arb-med-arb a la luz de la legislación ecuatoriana. Revista USFQ, Vol. 5. https://doi.org/10.18272/ lr.v5i1.1216 Congreso Nacional, LAM. (2006). LEY DE ARBITRAJE Y MEDIACIÓN Y SUS REFORMAS. Registro Oficial 417 de 14 de diciembre de 2006. https://www.funcionjudicial.gob. ec/www/pdf/mediacion/Ley%20de%20Arbitraje%20 y%20Mediacion.pdf García, G. S. (2008). LA TEORÍA DEL CONFLICTO. Prolegómenos. Derechos y Valores, XI(núm. 22), 29-43. https:// www.redalyc.org/pdf/876/87602203.pdf Gómez, F. G., & Adame, M. (2015). CLAUSULAS MED/ARB SISTEMA DE ASEGURAMIENTO DE LA CIUDADANIZACIÓN DE LA JUSTICIA. LETRAS JURÍDICAS, núm. 10. Por último, se hace necesario considerar cómo integrar la mediación dentro de la productividad laboral en las Universidades privadas del Azuay, para lo cual se podría requerir ciertas habilidades personales o procesos de formación para lograr este objetivo, además, es importante incluir estrategias adicionales a las reguladas por el Estado ecuatoriano. Estas estrategias podrían incluir la selección cuidadosa de individuos competentes en habilidades de mediación, en colaboración con el área de talento humano, y la formación para el desarrollo de competencias básicas de mediación. Gorjón Gómez, F. (2015). Teoría de la Impetración de la justicia. Por la necesaria ciudadanización de la justicia y la paz. Comunitania. Revista Internacional de Trabajo Social y Ciencias Sociales, 0(10), 113. https://doi. org/10.5944/comunitania.10.7 Gorjón Gómez, F. J. (2019). Mediador y facilitador; El mediador profesional del acuerdo, el facilitador profesional del perdón. 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The Little Book of Conflic Transformatión. https://professorbellreadings.files.wordpress. V. Edvision, L., & Malone, M. S. (2000). El capital intelectual. com/2017/10/the-little-books-of-justice-peacebuilding- Como identificar y calcular el valor de los recursos in- john-lederach-the-little-book-of-conflict-transforma- tangibles de su empresa (ed. Gestión 2000, p. 17). tion-good-books-2014-1.pdf Medina R., R. G. (2007). DIFERENCIAS ENTRE MEDIACION Y CONCILIACION. Conciliando. Revista especializada en Conciliación, 946-970. https://limamarc-revista.blogspot.com/2007/12/diferencias-entre-mediacion-y.html#::text=El%20pro ceso%20de%20 mediaci%C3%B3n%20se,a%20cada%20parte%20 lo%20suyo. Montealegre, R. (2007). La solución de problemas cognitivos, una reflexión cognitiva sociocultural. Avan- _ Cristian Hernan Pulla Castillo Abogado de los tribunales de justicia del Ecuador por la Universidad Católica de Cuenca de Ecuador. Master en Derecho Constitucional con Mención en Procesal Constitucional por la Universidad Católica de Cuenca de Ecuador. Correo electrónico: cpullac@ucacue.edu.ec ces en Psicología Latinoamericana, Vol. 25(n. 2), 20-39. http://www.scielo.org.co/scielo.php?pi- d=S1794-47242007000200003&script=sci_abstract&tlng=es Muñoz, F. (2001). Instituto de la Paz y los Conflictos de la Universidad de Granada. Newstrom, J. W. (2011). Comportamiento Humano en el Trabajo (Décimo tercera edición). McGraw-Hill Companies Inc. https://uachatec.com.mx/wp-content/up- loads/2019/11/Comportamiento_humano_en_el_trabajo. pdf Pozo, T. (2000). Resolución Alternativa de Conflictos. Cuenca: Talleres Gráficos de la Universidad del Azuay. Quintero de Moya, H. (2020). Manual de Mediación Penal, Civil, Familiar Y Justicia Restaurativa. México, Tirant lo Blanch. Estudios de paz y Conflictos, 03(5). http://portal. amelica.org/ameli/journal/183/1832261011/html/ Segarra Faggioni, P. M. (2010). 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PP. 11-32 �Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica MSC MÉTODOS DE SOLUCIÓN DE CONFLICTOS | VOL. 03, NÚM. 05, JULIO 2023 en MSC La mediación como alternativa de solución de conflictos para disminuir la carga procesal en el austro ecuatoriano Mediation as an alternative for dispute solution to reduce the procedural burden in south ecuador Recibido: 31-03-2023 | Aceptado: 20-06-2023 Rafael Marcelo Carpio Flores* Erick Alberto Durand de Sanjuan** *https://orcid.org/0009-0002-1929-0055 Universidad Católica de Cuenca **https://orcid.org/0000-0003-3113-5445 Universidad Autónoma de Nuevo León Resumen En el presente trabajo, nos enfocaremos en analizar la mediación como un método alternativo para la solución de conflictos, con el objetivo de abordar uno de los mayores problemas que afecta a las dependencias judiciales y cortes de justicia de nuestro país: la sobrecarga procesal. Se identificará además los diversos factores que generan esta situación y se explicará el cómo acudir a la mediación puede ayudar a reducirla, permitiendo que las partes en conflicto ahorren tiempo y dinero, en busca de fomentar una cultura de paz en la que puedan satisfacer sus necesidades y pretensiones manteniendo la armonía entre ellos. Palabras clave: mediación, solución de conflictos, carga procesal, Constitución de la Republica, Ley de mediación Abstract In the present work we will focus on analyzing mediation, which, being an alternative method of conflict resolution, can help us with one of the biggest problems that are arising within the judicial dependencies of the courts of justice in our country, as is precisely the problem of procedural overload, generated by various factors that we will determine throughout the review of this article, and how going to mediation helps us to reduce them, allowing the parties in conflict, save time and money, Cómo citar Carpio Flores, R. M., & Durand de Sanjuan, E. A. La mediación como alternativa de solución de conflictos para disminuir la carga procesal en el austro ecuatoriano. MSC Métodos De Solución De Conflictos, 3(5). Recuperado a partir de https://revistamsc.uanl.mx/index.php/m/article/view/60 �34 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx and also promote a culture of peace where, in addition to seeing their claims and needs satisfied, they preserve harmony among themselves. Keywords: mediation, conflict resolution, procedural burden, Constitution of the Republic, Mediation Law 1. INTRODUCCIÓN Los conflictos y controversias surgidas producto de las relaciones sociales siempre han estado presentes desde épocas remotas, pero se apelaba a la fuerza para tratar de resolver los mismos. Luego, con la evolución de las sociedades, los problemas pasaron a ser resueltos de manera natural y espontánea por un tercero imparcial, como el jefe de la tribu, el sacerdote o el anciano por su experiencia. En esa línea, la justicia arbitral surgió en Grecia hacia el año 1520 a.C., en donde doce ancianos representantes de las diferentes tribus que conformaban los Consejos anfictiónicos resolvían los conflictos entre los grupos étnicos. Con el paso de tiempo, las formas de resolver los conflictos han cambiado y por cuestiones de tiempo y economía se recurre a medios alternos para la solución de estos; es por ello que la mayoría de países en el mundo han recurrido a la mediación y al arbitraje para solucionar las controversias que se dan en diferentes ámbitos, sea: civil, laboral, mercantil, inquilinato, etc. Para dicho efecto, se ha creado la normativa correspondiente. En el Ecuador tenemos como antecedente de los Métodos Alternativos de Solución de Conflictos (de ahora en adelante, MASC) la Ley de Arbitraje Comercial en el año 1963, pero se aplicaba principalmente para solu- cionar problemas que surgían entre comerciantes y quien prestaba ese servicio de forma privativa eran las Cámaras de Comercio, pero muy a pesar de que fue una ley bien concebida, por falta de conocimiento y de promoción no fue muy utilizada. Para los años 90, por interés de los propios gobiernos y de la función judicial, se comprendió la necesidad de incorporar una legislación renovada sobre la materia. En esta decada se crea la Ley de Arbitraje y Mediación (1997), instaurando las figuras del arbitraje y la mediación legalmente, al estipular que: El sistema arbitral es un mecanismo alternativo de solución de conflictos al cual las partes pueden someter de mutuo acuerdo, las controversias susceptibles de transacción, existentes o futuras para que sean resueltas por los tribunales de arbitraje administrado o por árbitros independientes que se conformaren para conocer dichas controversias. (art. 1) Sobre esta base, estos procedimientos adquieren carácter legal al ser estipulados en la Constitución de la República expedida en 1998, de acuerdo a Andrade (2015) y posteriormente ratificados en la actual Carta Magna del 2008. La mediación como alternativa de solución de conflictos para disminuir la carga procesal en el austro ecuatoriano. PP. 33-48 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC En el presente trabajo analizaremos la importancia que tiene la mediación como una alternativa para la solución de los conflictos. El presente estudio se delimita geográficamente a una parte del austro ecuatoriano, en específico a tres provincias: Morona Santiago, Cañar y Azuay; en conjunto poseen aproximadamente 1´274.769 (un millón doscientos setenta y cuatro mil setecientos sesenta y nueve) habitantes y están ubicadas en la zona de planificación seis, de acuerdo al artículo 6 del Decreto Ejecutivo N.º 878 (2008) que creó las regiones administrativas de planificación y posteriormente denominadas “zonas” por el Decreto Ejecutivo N.º 956 (2008), a fin de impulsar los procesos de desconcentración del país que garanticen la equidad de la distribución de la riqueza a través de la micro planificación. 35 casos que los jueces tienen que resolver, la tramitación de las causas se convierte en procedimientos largos y tediosos, lo cual representa una pérdida de tiempo y de dinero, es por ello que ha surgido en los últimos años como óptima alternativa los MASC, que a más de proponer soluciones a los problemas, las partes en conflicto ven sus intereses satisfechos fomentando una cultura de paz. La justicia alternativa en los tiempos actuales representa una buena opción para resolver los conflictos que se pueden presentar en diferentes ámbitos, por voluntad de las partes, considerando que el acceso a la justicia constituye un derecho humano que el estado precisamente trata de precautelar mediante la mediatización y aplicación de estos mecanismos auto compositivos con legitimidad jurídica y dotándolos de infraestructura y personal idóneo colaborando de esta manera a descongestionar el sistema procesal y asi la administración de justicia pueda brindar sus servicios de forma ágil y oportuna como la población se merece, tanto en el ámbito público como en el privado. Analizaremos cómo el acudir a la mediación como una alternativa de solución de conflictos nos ayuda a disminuir la carga procesal de quienes están a cargo de administrar justicia; porque muchas veces debido a la demanda de trabajo no pueden satisfacer las pretensiones de las partes volviendo a los trámites judiciales largos y tediosos, sumado a ello la mentalidad que tienen las partes de De acuerdo a Cabrera y Aguilera (citado acudir al sistema adversarial para ver cum- por Gonzáles et al., 2021) al acudir a la justicia alternativa estamos contribuyendo a plidas sus aspiraciones. fomentar una cultura de paz y les permite a las personas ser el protagonista en la solu2. CONTEXTO DE LA JUSTICIA ALTERción de sus propios conflictos y lo que es lo NATIVA EN ECUADOR más importante da la posibilidad de tomar Acceder a la justicia es un derecho que nos la decisión final, esto es ideal porque nos asiste a los seres humanos cuando creemos abstenemos de acudir al sistema adversaque se ha vulnerado algún derecho acu- rial porque ya sabemos lo que ello implica diendo generalmente a organismos neta- (p. 18). mente judiciales; pero debido a los muchos Rafael Marcelo Carpio Flores y Erick Alberto Durand de Sanjuan �36 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 2.1 Los métodos alternativos de solución de conflictos en el sistema de administración de justicia ecuatoriano Los MASC se los puede definir como: Procedimientos distintos a la justicia ordinaria que permiten a las partes en disputa prevenir, abordar y solucionar controversias de manera voluntaria y colaborativa con el apoyo de un tercero neutral y son aplicables solo en los asuntos que sean susceptibles de convenio, que no alteren el orden público, no contravengan alguna disposición legal expresa o no afecten derechos de terceros. (Escalera y Amador, 2020, p. 46-47) Como se puede deducir de la definición, los MASC tienen como principal característica que constituyen un medio voluntario para acudir a ellos, es decir, no se les puede obligar a las partes en conflicto a recurrir a ellos y proceden únicamente en los trámites que la ley lo permite, como por ejemplo: civiles, laborales, de inquilinato, de menores, etc., siempre y cuando no se opongan o contradigan disposiciones legales y no atenten al orden público, a sabiendas que lo que se busca al acudir a ellos es precisamente fomentar una cultura de paz. revistamsc.uanl.mx mediación y arbitraje, dando libre albedrío a las partes de acudir también a otros métodos alternos en caso de presentarse conflicto. El artículo 190 de la carta magna establece: Se reconoce el arbitraje, la mediación y otros procedimientos alternativos para la solución de conflictos. Estos procedimientos se aplicarán con sujeción a la ley en materias que por su naturaleza se pueda transigir. En la contratación pública procederá el arbitraje en derecho, previo pronunciamiento favorable de la Procuraduría General del Estado, conforme a las condiciones establecidas en la ley. (Constitución de la República del Ecuador [CRE], 2008) Claramente se desprende de este precepto constitucional que no se hace una enumeración taxativa de los métodos alternativos de solución de conflictos; si bien nos menciona al arbitraje y mediación, también nos da la posibilidad de optar por otros procedimientos alternativos, la única exigencia es que la materia fruto de discrepancia sea transigible, es decir, aquellos asuntos sobre los cuales el ordenamiento jurídico permite la libre disposición, renuncia y negociación. Los mecanismos alternos de solución de conflictos han cobrado mucha relevancia a 2.1.1 Marco constitucional de los nivel internacional y son conocidos de dimétodos alternativos de solución de ferente manera en otros países, Como, por conflictos ejemplo, MESC Mecanismos Extra Judiciales Comenzando desde la Constitución de la en la Solución de Conflictos, TARC, Técnicas República del Ecuador (en adelante CRE), Alternativas de Resolución de Conflictos, esta contiene una mención específica a la ADR, Alternative Dispute Resolution, MARC La mediación como alternativa de solución de conflictos para disminuir la carga procesal en el austro ecuatoriano. PP. 33-48 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC Métodos Alternos de Resolución de conflictos, PARC Proceso Alternativo de Resolución de Conflictos, etc. A pesar de que la denominación puede sr diferente la esencia es la misma. 2.1.2 La ley de arbitraje y mediación de ecuador Contamos además con la ley de Arbitraje y Mediación desde el 4 de septiembre de 1997, en donde se da la opción a las partes en conflicto de acudir sea al arbitraje o a la mediación para la solución de los conflictos. La referida ley, define a la mediación como “un procedimiento de solución de conflictos por el cual las partes, asistidas por un tercero neutral llamado mediador, procura un acuerdo voluntario, que verse sobre materia transigible, de carácter extrajudicial y definitivo, que ponga fin al conflicto”(art. 43). 37 te de comunicación con el propósito de que sean las partes quienes llegan al acuerdo total o parcialmente de forma voluntaria y autónoma. (Gonzáles et al., 2021, p. 19) De las definiciones que he hecho alusión, tanto de lo que establece la CRE como de los dos autores vemos que existe similitud cuando se refiere a la participación de las partes en conflictos guiados por un tercero, que por cierto debe ser experto en el tema que deberá satisfacer los intereses particulares y públicos, promoviendo un ambiente de calma, en donde el diálogo y la tolerancia deberán prevalecer. Otra definición nos dice que la mediación es: Para Gorjón (2019) mediador es: “aquella persona que media un conflicto entre dos o más personas y ayuda a resolver su conflicto”. Para este autor, el rol del mediador es fundamental para que las partes llegue a un advenimiento debe crear el camino para pasar de la conversación, de la discusión a la reflexión a pensar creativamente liberando la carga emocional de las partes y buscar salidas cuando sus posiciones no se presentan nada flexibles e invitar al cambio de roles hasta llegar a un consenso generando un ambiente de paz y felicidad. El procedimiento asistido por un especialista que facilita la comunicación directa, respetuosa y confidencial entre las partes en el que sean ellos mismos quienes lleguen a un acuerdo voluntario que dé solución al conflicto. Es un método no adversarial, en el cual el facilitador es agente de realidad y puen- El tercero neutral que intervine, a más de las habilidades mencionados, deberán tener competencias, definidas estas como las capacidades que todos los seres humanos necesitan para resolver, de manera eficaz y autónoma las situaciones de la vida, esto es para resolver problemas con características de personalidad devenidas en comporta- Otro concepto muy importante sobre la mediación es aquella que nos dice que: “la mediación es un método de solución de conflictos en que las partes son guiadas por un tercero para llegar a una solución” (Gorjon y Steele, 2008, p 16). Rafael Marcelo Carpio Flores y Erick Alberto Durand de Sanjuan �38 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx miento que generan un desempeño exitoso Mediación será obligatoria previo a todo juicio y que el procedimiento promoverá la en una profesión (Gorjon, 2008). comunicación directa entre las partes para Cuando decimos que podemos acudir a la la solución extrajudicial de la controversia. mediación para la solución de un conflic- En el artículo 2 establece que casos no pueto nos estamos refiriendo a los asuntos en den someterse a mediación y desde el artílos que la ley permite a las partes negociar culo 3 en adelante, se establece el tramite a y buscar una solución, que en el caso de seguir para hacer efectivo el proceso, que Ecuador se encuentran claramente estable- resulta similar al establecido en la legislacidos: asuntos de familia, civil, inquilinato, ción ecuatoriana. por derivación judicial, laboral, convivencia social o vecinal, derechos de consumidores En la legislación colombiana la Mediación y usuarios, tránsito por remisión y adoles- tiene relevancia en el campo penal, de acuerdo al artículo 523 del Código de Procentes infractores. cedimiento Penal el mediador que debe ser En cuanto al trámite de mediación en la le- una persona neutral, particular o servidor gislación ecuatoriana se encuentra contem- público es designado por la Fiscal General plada a partir de artículo 45 de la Ley de de la nación conforme a un manual expearbitraje y mediación que comienza con la dido para la materia y busca sobre todo solicitud del escrito y que contendrá la de- el intercambio de opiniones entre víctima y signación de las partes y concluye con la fir- acusado con la finalidad de que confronten ma de un acta en la que conste el acuerdo sus puntos de vista y así solucionar el contotal o parcial o en caso de no haber arre- flicto que les tiene enfrentados, la materia glo de igual se suscribe el acta. El acta de a mediar es sobre reparación, restitución y Mediación donde conste en acuerdo tendrá resarcimiento de los perjuicios causados, efecto de sentencia ejecutoriada y cosa juz- realización o abstención de determinada gada y se ha ejecutar del mismo modo que conducta, prestación de servicios a la comulas sentencias de ultima instancias siguiendo nidad; o pedimento de disculpas o perdón (Congreso República de Colombia, 2004). la vía de apremio. 2.1.3 Análisis comparativo con otras legislaciones En todo caso en la legislación ecuatoriana no se requiere de un procedimiento de Mediación antes de iniciar una acción judicial, como si sucede en otras legislaciones como en la Argentina por ejemplo que en la ley 24.573 sobre la Mediación y Arbitraje en el artículo 1 de dicha ley se establece que, la La mediación es este caso procede desde la formulación de la imputación hasta antes del inicio del juicio oral para delitos perseguibles de oficio cuya sanción será inferior a cinco años de prisión y el delito no sobrepase la órbita personal del perjudicado, además tanto la víctima como imputado o acusado deben aceptar expresa y voluntariamente someter su caso a una solución de justicia reparativa. En los delitos cuya san- La mediación como alternativa de solución de conflictos para disminuir la carga procesal en el austro ecuatoriano. PP. 33-48 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC ción sea superior a los cinco años, la mediación será considerada para otorgar algunos beneficios durante el trámite de la causa o relacionado con la dosificación de la pena o purgamiento de la sanción. Esto según lo establece el artículo 524 del Código de Procedimiento Penal (2004). 3. LA MEDIACIÓN Y EL ACCESO A LA JUSTICIA EN ECUADOR Otro asunto de vital importancia en el presente trabajo es demostrar cómo acudir a la mediación, como una alternativa para la solución de conflictos, nos ayuda a disminuir la sobrecarga procesal; problema que es muy común en el sistema judicial y que constituye un reto para los órganos jurisdiccionales que se esfuerzan en hacer efectivo el principio de celeridad procesal al que tienen derecho las partes, pero muchas veces, por diferentes factores, se genera un exceso de causas en su tramitación, superando las posibilidades de respuesta de estas instituciones judiciales. Según Hernández (como se citó en García Ramírez, 2022), se entiende como sobrecarga a un volumen inusitado que rebalsa la capacidad de un órgano decisor, y por consiguiente trae aparejado consigo el retraso del proceso con las consecuencias perjudiciales a las partes y al sistema de justicia. Entre las causas que inciden para que se produzca la sobre carga procesal dentro de los despachos encargados de administración justicia, sobresalen entre los más comunes: incidentes que se presentan durante la tramitación de las causas lo cual no permite que estas lleguen a su fin y por 39 el contrario siguen ingresando nuevos procesos sin que concluyan los anteriores; falta de capacitación al personal que prestan su servicios en estas dependencias, así como la escasez de personal dentro de los mismos. La sobre carga procesal puede traer consecuencias graves en el sistema judicial especialmente en lo que tiene que ver con la disminución de la calidad de las decisiones judiciales, muchas veces los jueces para no sentirse agobiados por las causas acumuladas en sus despachos pueden incurrir en errores al momento de tomar una decisión en el proceso que está siendo conocido por ellos, otra consecuencia que también es grave y como consecuencia de la primera, es la pérdida de confianza en el sistema judicial por parte de la población por lo que se vuelve imprescindible que se tomen medidas para manejar adecuadamente la sobre carga procesal, como sería por ejemplo, la asignación adecuada de recursos, la adopción de la tecnología y practica eficientes de gestión de casos. 3.1 Principio de celeridad procesal Todo lo manifestado incide directamente con el principio constitucional de celeridad procesal, que se lo entiende como la rapidez y eficacia de todas las diligencias que se tramitan dentro de los despachos judiciales, incluso en el artículo 169 de la CRE (2008), se establece que: El sistema procesal es un medio para la realización de la justicia. Las normas procesales consagrarán los principios Rafael Marcelo Carpio Flores y Erick Alberto Durand de Sanjuan �40 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx cia será sancionado de conformidad a de simplificación, uniformidad, eficala ley. cia, inmediación celeridad y economía procesal y, harán efectivas las garantías del debido proceso. No se sacrifi- A pesar de que el avance tecnológico y la oracará la justicia por la sola omisión de lidad en los procesos ha contribuido de alguna manera a agilizar la tramitación de las causas, formalidades. no es menos cierto que aún la sobrecarga proPor otra parte, el Código Orgánico de la cesal no ha dejado de ser un inconveniente en Función Judicial (2009) también contempla las diferentes dependencias judiciales. entre sus principios el de celeridad al esta3.2 La carga procesal en el austro ecuablecer en el artículo 20 que: toriano La administración de justicia será rápida y oportuna, tanto en la tramitación y En el presente trabajo veremos cómo acudir resolución de la causa, como en la eje- la mediación ayudaría a disminuir la carga cución de lo decidido, por lo tanto, en procesal en las dependencias judiciales en todas las materias una vez iniciado el el Austro ecuatoriano, para lo cual tomareproceso, las juezas y jueces están obli- mos como base de consulta los informes de gados a proseguir el tramite dentro de rendición de cuentas que han sido rendidos los términos legales, sin esperar peti- por parte de las Direcciones Provinciales del ción de parte, salvo los casos en lo que Consejo de la Judicatura de Azuay, Cañar la ley disponga lo contrario. El retardo y Morona Santiago en un periodo de tres injustificado en la administración de años. justicia imputable a las juezas, jueces y demás servidoras y servidoras de la De la información obtenida de los antes función judicial y auxiliares de la justi- nombrados informes podemos sintetizarlos en los siguientes cuadros: 3.2.1 Provincia del azuay Tabla 1 Descripción Año 2019 Tasa de Resolución Tasa de Dependencia 1 0,6 Tasa de Congestión 1 Elaboración propia fuete informe rendición de cuentas Dirección Provincial del Azuay La mediación como alternativa de solución de conflictos para disminuir la carga procesal en el austro ecuatoriano. PP. 33-48 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC La tasa de resolución se obtiene a partir del cálculo de la relación entre las causas resueltas sobre las causas ingresadas, en el mismo periodo de evaluación. La tasa de congestión es la relación entre el número de causas ingresadas en un periodo determinado (desde el 1 de enero al 31 de diciembre del año 2019), más las causas en trámite acumuladas de años anteriores; sobre el 41 número de causas resueltas durante el mismo año y finalmente La tasa de pendencia se obtiene a partir de la relación entre las causas pendientes de resolución al finalizar el periodo sobre las causas resueltas en el mismo periodo. La tasa de pendencia indica la capacidad de los órganos judiciales para tramitar al actual ritmo resolutivo los casos pendientes. Tabla 2 Descripción Año Causas ingresadas Causas resueltas Tasa de resolución 2020 64.535 34.313 0.53 2021 104.349 113.3751.09 1.09 Elaboración propia fuete informe rendición de cuentas Dirección Provincial del Azuay En la provincia del Azuay podemos ver que, durante el 2019, si bien no tenemos el número de trámites ingresados ni resueltos, pero nos da el total de la tasa de resolución, así como la tasa de dependencia y tasa de congestión, En el 2020 por situación de Covid la diferencia entre las causas ingresada y resueltas es muy grande y hubo una sobre carga procesal muy grande en el trabajo de los señores jueces, para el 2021 la situación se regularizo. 3.2.2 Provincia del cañar Tabla 3 Descripción Año Causas Ingresadas Causas resueltas Tasa de Resolución 2019 11.461 11.145 0.97 2020 10.876 9.964 0.92 2021 14.240 13,612 0.96 Elaboración propia Fuente: informe rendición de cuentas Dirección provincial del Cañar En la Provincia del Cañar la situación se mantuvo estable si comparamos el número de causas ingresadas y resueltas incluso en épocas de Covid 19. Lo que, si se redujo en el ingreso de causas en el año 2020 por las razones que ya todos sabemos, incrementándose nuevamente y en un considerable número al año siguiente. Rafael Marcelo Carpio Flores y Erick Alberto Durand de Sanjuan �42 revistamsc.uanl.mx MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 3.2.3 Provincia de morona santiago Tabla 4 Descripción Año Causas Ingresadas Causas resueltas Tasa de Resolución 2019 8.755 8.740 0.99 2020 8.032 7.510 0.93 2021 10.546 10.143 0.96 Elaboración Propia Fuente: informe rendición de cuentas Dirección Provincial de Morona Santiago manifestar que el Austro ecuatoriano cuenta con siete de estos centros de mediación, 3 en la provincia del Azuay, dos en la Provincia del Cañar y dos en la provincia de Morona Santiago, todos ellos atendían con normalidad hasta antes de la pandemia luego de lo cual se redujo el número de solicitudes 3.3 Centros de mediación en el austro para solucionar los conflictos por este meecuatoriano dio. A continuación, en los cuadros adjuntos Previo analizar los datos en lo que tiene que detallaremos la información obtenida. ver con los Centro de Mediación, debemos En Morona Santiago en los tres años que hemos puesto de muestra vemos que hay un balance, pero de igual forma quedan trámites pendientes que resolver más las causas que fueron ingresando para el año 2022. 3.3.1 Provincia del azuay Tabla 5 Descripción Año Casos Audiencias instaladas % de los Caos ingresados Acuerdos logrados % audiencias instaladas 2019 1795 705 549 549 77.87% 2020 1334 2021 1589 752 47,45% 608 80,64% Elaboración propia, fuente: Informe Rendición de Cuentas Dirección provincial del Azuay En los centros de mediación del Azuay en podemos ver no todos llegaron a audiencia los tres años de referencia notamos que se más aun cuando entramos en pandemia y la han presentado muchos casos, pero como atención era virtual. Superadas las medidas La mediación como alternativa de solución de conflictos para disminuir la carga procesal en el austro ecuatoriano. PP. 33-48 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC de restricción, para el año 2021 vemos que tampoco la Mediación tubo un repunte entre la población que prefiere acudir al sistema 43 adversarial. Cabe recalcar que la provincia del Azuay es la más poblada del Austro Ecuatoriano. 3.3.2 Provincia del cañar Tabla 6 Descripción Año Casos Solicitud directa Derivación Remisión transito 2019 906 376 488 42 2020 566 241 313 12 2021 681 323 351 7 Elaboración propia, fuente: Informe Rendición de Cuentas Dirección Provincial del Cañar En la Provincia del Cañar, se ha observado que antes de la pandemia, se registraba una mayor afluencia de personas interesadas en someter sus controversias a mediación. Sin embargo, durante la pandemia, esta cifra disminuyó. Actualmente, en el año subsiguiente, se ha notado un pequeño aumento en la cantidad de personas que acuden a solicitar este tipo de servicios. 3.3.3 Provincia de morona santiago Tabla 7 Descripción Año Casos Solicitud directa Derivación Remisión transito 2019 802 436 269 27 2020 499 242 200 57 2021 632 374 176 46 Elaboración propia, fuente: Informe Rendición de Cuentas Dirección Provincial del Morona Santiago En Morona Santiago, observamos una situación similar a la de Cañar. Antes de la pandemia, había una gran cantidad de personas que solicitaban someter sus controversias a un procedimiento de mediación. Sin embargo, en el año 2020, se registró una disminución considerable debido al inicio de la pandemia. En el año siguiente (es decir, en 2021), se ha producido un aumento en la demanda de mediación. Rafael Marcelo Carpio Flores y Erick Alberto Durand de Sanjuan �44 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC Como se puede observar en los cuadros, durante el año 2019 tanto en los juzgados como en los Centros de Mediación, las causas y casos solicitados fueron considerables. Sin embargo, durante el año 2020, como consecuencia de la pandemia provocada por el virus del COVID-19, se observa una disminución notable en la demanda en ambos lugares, ya que no se podía atender de manera presencial para precautelar la salud de la población, a pesar de que se atendió de manera virtual. No obstante, en el año 2021, la demanda aumentó considerablemente después de que se levantaron las medidas de restricción y se concientizó a la población sobre la importancia de mantener las medidas de bioseguridad. revistamsc.uanl.mx de lado otras validas opciones como es, la mediación. En otras culturas como la anglosajona por ejemplo desde la década de los años setenta la utilización de alterativa de solución de conflicto se encuentra muy extendida llegando incluso a formar parte del propio sistema judicial al incorporándolos a las instituciones públicas, es decir en caso de conflicto el mismo juez propondrá acudir a la mediación previo el proceso judicial. En Europa sucedía lo contrario la mayoría de países tenían resistencia a la utilización de los métodos alternos de la solución de conflicto porque que pensaban que era una modificación al sistema tradicional de acceso a la justicia, la excepción lo hace reino Unido que si lo acoge. 4. ANÁLISIS COMPARATIVO DE MEDIOS PARA ACCEDER A LA JUSTICIA En los últimos años ha sucedido lo contrario EN EL AUSTRO ECUATORIANO y ahora ha incrementado importantemente el uso de estos mecanismos alternativos Hay que tener presente que a pesar de que sobre todo si nos referimos a la mediación, la tasa de resolución en las dependencias sin embargo ha sido desigual el proceso de judiciales es buena en los años que hemos institucionalización porque se lo ha regulatomado de referencia, también es cierto que do para cuestiones específicas y con difetienen causas anteriores rezagadas gene- rencias sustantivas, consientes de este prorándose de esta manera el problema de la blema el legislador europeo como parte de sobre carga procesal. su tarea ha comenzado al menos a unir criterios, comenzando por los asuntos de conDe los datos obtenidos deducimos que sumo y como resolverlos alternativamente en se puede evitar esta sobre carga proce- caso de presentarse litigios. sal, siempre y cuando se trate de materia transigible si acudimos a la mediación 5. PRINCIPALES BENEFICIOS DE LA como alternativa de solución de conflictos, MEDIACIÓN y no necesariamente cono lamentablemente piensan la mayor parte de personas que Con todo lo analizado hasta el momento solo al acudiendo a los despachos judicia- considero necesario establecer cuáles son les presentando una demanda vamos a ver las ventajas de acudir a la Mediación como satisfechas nuestras pretensiones dejando, una alternativa para la solución de los conLa mediación como alternativa de solución de conflictos para disminuir la carga procesal en el austro ecuatoriano. PP. 33-48 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 45 flictos, pudiendo destacar entre las más im- que les auxilie para poder llegar a un entendimiento, pero si comparamos con el sistema portantes las siguientes: adversarial resulta menos oneroso ya que en los procesos judiciales conforme avanza la 5.1 La agilidad del proceso de contienda los costos se van incrementando. mediación Podemos manifestar que incluso es más ecoEs un procedimiento más ágil, se acudimos a nómico que el arbitraje. un juzgado con una demanda cuando creemos que un derecho se ha vulnerado, el tiem- 5.4 Equilibrio procesal en la po que va a transcurrir desde que el Juez co- mediación nozca la causa hasta que emita la resolución va a ser considerable más aun cuando sabe- La mediación constituye una negociación mos que en la tramitación de la misma pue- cooperativa en donde no hay ni un ganador den presentarse incidentes que va a dar lu- ni un perdedor, ambas partes son ganadogar a que el trámite se alargue, a más de que ras y obtienen beneficios mutuos luego del los jueces tienen que sujetarse a los plazos y dialogo que se produce entre ellos lo que términos que establece la ley. Acudiendo a la les permite seguir manteniendo una relaMediación esta situación no va a suceder y ción, en el futuro, cosa que no sucede en los es muy probable que en una sola reunión la procedimientos judiciales. situación en controversia culmine. 5.5 Respeto a la autonomía de la 5.2 Empoderamiento de las partes inter- voluntad vinientes No existe protagonismo de la ley, es decir Son las partes las que solucionan el conflicto la mediación es un mecanismo en donde la y no dependen de la voluntad de un tercero, ley no es protagonista, es decir las partes no que solamente les conduce a que lleguen a se sujetan al pie de la letra al principio disun arreglo manteniendo la neutralidad y la positivo de la norma, no con ellos queremos independencia sin imponerles nada, es de- decir que el acuerdo al que se llegue se lo cir prevalece la voluntariedad y libre deci- realice al margen de la ley, pero al ser protagonistas las partes son ellas las que toman sión de las partes en conflicto. la decisión como ya dijimos anteriormente, siempre y cuando el asunto de controversia 5.3 Economía procesal de la se transigible y no contraria a la norma. mediación Es un procedimiento económico para las partes, pues intervienen ellos conjuntamente con el mediador que es el único profesional, salvo que de creerlo necesario se necesite contar con algún profesional más a fin de 5.6 Respeto al principio de inmediación procesal La Mediación es un procedimiento personalísimo porque las partes tienen que compa- Rafael Marcelo Carpio Flores y Erick Alberto Durand de Sanjuan �46 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC recer personalmente a las sesiones de mediación y no pueden delegar a un tercero para que lo hagan por ellas, la expresión del consentimiento para llegar a un acuerdo es un acto personal no delegable a terceras personas, porque solo los conflictuados saben cuáles son sus intereses y como pueden llegar a ser satisfechos, cosa que difícilmente se lo puede lograr con la intervención de un tercero ajeno al procedimiento. revistamsc.uanl.mx ga procesal podemos obtener las siguientes conclusiones: Lamentablemente, pese a que la Constitución de la República del Ecuador y la Ley de Arbitraje y Mediación nos permite acudir a este medio alterativo de solucionar conflicto, este no ha tenido la cogida que debería en razón de que sigue siendo desconocida para gran parte de la población, aún siguen viendo al sistema adversarial como la salida más óptima para la solución de las con5.7 Disminución de la carga troversias, situación que no sucede en otros Procesal países en donde ven a la mediación y arbiAl acudir mediación trae consigo disminuir traje como una muy buena alternativa. la carga procesal en las dependencias judiciales, evitamos de que ingresen en trámite El hecho de que la Mediación tenga el casea vía ordinaria, ejecutiva nuevas causas y rácter de confidencial lo hace un procedicon ello evitamos también los incidentes, re- miento seguro, el hecho de que no intervencursos, notificaciones y ejecuciones que se gan otras personas que no sean las partes producen dentro de estos procesos, lo que y el mediador, salvo que a petición de ellas en definitiva trae beneficio a todas las per- se solicite la comparecencia de alguien más sonas cuando acuden a este medio alterna- para que les ayude a despejar alguna duda que tengan sobre algún asunto, pero todo lo tivo. ahí acordado no podrá ser utilizado cuando Todas estas ventajas nos permiten reflexio- se requiera ir a juicio y en eso las partes se nar que la mediación constituye una opción compromete cuando firman el acuerdo de muy óptima para resolver las controversias mediación lo que se refuerza más aun cuanque se pueden presentar debiendo ser im- do la ley establece que el mediador no populsada en todos los ámbitos en donde la drá ser llamado a declarar en juicio. ley permite su aplicabilidad al campo civil, laboral inquilinato, familia e incluso ahora En todos los actos y contratos se debe inen el tributario como está contemplado ya corporar con el carácter de obligatorio una clausula en donde las partes, previo acudir en la ley vigente. a al sistema adversarial en caso de discrepancias, se acuda previamente a un centro 6. CONCLUSIONES de Mediación, lo que sería lo idóneo porque Una vez hecho el análisis sobre todo lo que allí con la ayuda del Mediador pueden ver tiene que ver con la mediación y la impor- satisfechas sus pretensiones y no directatancia de acudir a ella para disminuir la car- mente entablar una demanda en uno de los La mediación como alternativa de solución de conflictos para disminuir la carga procesal en el austro ecuatoriano. PP. 33-48 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC juzgados, lo que dará lugar sin duda a un congestionamiento judicial. Finalmente podemos concluir que acudir a este medio alternativo de solución de conflictos es lo más idóneo por todo lo que este procedimiento representa, es económico, rápido, flexible, confidencial y sobre todo permite fomentar una cultura de paz en donde se da la posibilidad de que las partes mantengan una relación una vez solucionado el conflicto lo que no sucede cuando decidimos acudir a las instancias judiciales. 47 google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjh16Oq5qr_AhXQRTABHdHVAR8QFnoECBEQAQ&url=https%3A%2F%2Ffaolex.fao.org%2Fdocs%2Ftexts%2Fecu78475. doc&usg=AOvVaw14sLieZbBwrCyg6W4Hjbwt Decreto Ejecutivo N.º 956. (12 de marzo del 2008). Registro Oficial 302 de 26 de marzo del 2008. https://www. google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwiK_4ij7Kr_AhUDm2oFHWkWCOAQFnoECBMQAQ&url=https%3A%2F%2Ffaolex.fao.org%2Fdocs%2Ftexts%2Fecu78593. doc&usg=AOvVaw20vckdflyF5-SfV-FZLIO0 Escalera Silva, L. A., & Amador Corral, S. 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Informe de rendición de cuentas 2019. https://www.funcionjudicial.gob.ec/www/ pdf/provincias/RDC 2019 MORONA SANTIAGO_f.pdf Planificación, U. P. de. (2021). Informe Anual de Labores 2020. https://www.funcionjudicial.gob.ec/www/pdf/provincias/Morona Santiago rc 2020.pdf Planificación, U. P. de. (2022). Rendición de Cuentas 2021. https://www.funcionjudicial.gob.ec/www/pdf/01DPAzuayInformeFinal.pdf Planificación, U. P. de. (2022a). Rendición de cuentas 2021. https://www.funcionjudicial.gob.ec/www/pdf/14 DP Morona Santiago informe Final.pdf Torres, P. (2020). Informe de rendición de cuentas 2019. https://www.funcionjudicial.gob.ec/www/pdf/provincias/ RDC 2019 CANAR.pdf Zea, A. C. A. (2020). Informe de rendición de cuentas 2019. https://www.funcionjudicial.gob.ec/www/pdf/provincias/RDC 2019 AZUAY_f.pdf _ Rafael Marcelo Carpio Flores Doctor en Jurisprudencia y Abogado de los Tribunales de Justicia de la República. Magister en Derecho Civil y Derecho Procesal Civil. Correo electrónico: rcarpiof@ucacue. edu.ec Erick Alberto Durand de Sanjuan Doctor en Métodos Alternos de Solución de Conflictos de la Facultad de Derecho y Criminología de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Maestría en Derecho con Orientación en Derecho de Amparo. Licenciado en Derecho. Correo electrónico: erick.durand@hotmail.com. La mediación como alternativa de solución de conflictos para disminuir la carga procesal en el austro ecuatoriano. PP. 33-48 �Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica MSC MÉTODOS DE SOLUCIÓN DE CONFLICTOS | VOL. 03, NÚM. 05, JULIO 2023 en MSC La justicia creativa y los círculos de paz en la restauración de las víctimas de delitos Creative justice and circles of peace in the restoration of victims of crimes Recibido: 04-04-2023 | Aceptado: 12-06-2023 Carmen Elizabeth Arévalo Vásquez* Paris A. Cabello-Tijerina** *https://orcid.org/0000-0003-1537-5983 Universidad Católica de Cuenca, Ecuador **https://orcid.org/0000-0002-0191-2488 Universidad Autónoma de Nuevo León Resumen Este artículo presenta una revisión documental de tipo descriptivo sobre la importancia de la justicia creativa y los círculos de paz en la restauración de las víctimas de delitos, se argumenta que el enfoque tradicional de la justicia, basado en la retribución y el castigo, no es suficiente para abordar las complejas necesidades de las víctimas, y que la justicia creativa y los círculos de paz pueden ofrecer un enfoque más efectivo y humano, que se centre en la resolución de problemas y la reparación del daño causado, de manera creativa, a través de soluciones personalizadas y efectivas para cada caso, donde no solo importe la compensación económica, sino la recuperación de la dignidad y el bienestar psicológico; favoreciendo también la comunicación entre las partes involucradas, como víctimas, ofensores y profesionales de la justicia con la creación de entornos seguros y respetuosos que fomenten la confianza, empatía, comprensión y el diálogo abierto. En conclusión, el artículo defiende la importancia de la justicia creativa y los círculos de paz en la restauración de las víctimas de delitos, y argumenta que este enfoque debe ser adoptado más ampliamente en los sistemas de justicia a nivel mundial. Palabras clave: Círculos de paz, justicia creativa, ofensor, restauración, victimas Abstract This article presents a descriptive documentary review on the importance of creative justice and Cómo citar Arévalo Vásquez, C. E., & Cabello-Tijerina, P. A. La justicia creativa y los círculos de paz en la restauración de las víctimas de delitos . MSC Métodos De Solución De Conflictos, 3(5). Recuperado a partir de https://revistamsc.uanl.mx/ index.php/m/article/view/62 �50 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx peace circles in the restoration of crime victims, it is argued that the traditional approach to justice, based on retribution and punishment, is not enough to address the complex needs of victims, and that creative justice and peace circles can offer a more effective and humane approach, one that focuses on problem solving and repairing the damage caused, creatively, through of personalized and effective solutions for each case, where not only financial compensation matters, but also the recovery of dignity and psychological well-being; also favoring communication between the parties involved, such as victims, offenders and justice professionals with the creation of safe and respectful environments that foster trust, empathy, understanding and open dialogue. In conclusion, the article defends the importance of creative justice and peace circles in the restoration of crime victims, and argues that this approach should be more widely adopted in justice systems globally. Keywords: Circles of peace, creative justice, offender, restoration, victims 1. INTRODUCCIÓN este artículo se centró en analizar la justicia creativa y los círculos de paz como un enfoJusticia creativa, se fundamenta en la idea que alternativo en la resolución de conflictos de que existen diversas formas de abordar penales los conflictos, que permita una participación activa de las personas afectadas por el de- Los círculos de paz como practicas restaulito en busca de soluciones creativas e inno- rativas son “una estrategia de reintegración integral diseñada no sólo para dar vadoras en la resolución de conflictos. respuesta al hecho delictivo, sino también Mientas que la justicia retributiva imperante para tener en cuenta las necesidades de las en los ordenamientos jurídicos se centra en víctimas, las familias y la comunidad” (Weique el delincuente debe retribuir el mal cau- tekamp, 2013, p. 20). El objetivo principal de sado a la víctima, con una pena, que en la los círculos de paz es llegar a un acuerdo mayoría de los casos será la privación de li- que contemple, como saber actuar frente a bertad, en esta línea de ideas el delito es un un fenómeno criminal, como dar respuesta al problema entre el Estado y el delincuente, conflicto y como reparar el daño ocasionasin que en el mismo pueda participar acti- do. En definitiva, el objetivo es atender las vamente la víctima, aun cuando pueda estar necesidades de la comunidad, las víctimas, interesada en una búsqueda de solución al los delincuentes y sus familias a través de un problema ocasionado; para la justicia tradi- proceso de reconciliación y reparación. cional interesa más que se haya vulnerado la norma creada por el estado, que el haber Dentro de esta investigación se explora la ocasionado daños a una persona; En este importancia de la justica creativa y los círcusentido el problema de investigación de los de paz como dos herramientas poderoLa justicia creativa y los círculos de paz en la restauración de las víctimas de delitos. PP. 49-72 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 sas utilizadas en la justicia restaurativa para la restauración de las víctimas de delitos; la justicia creativa como un enfoque innovador para la resolución de conflictos busca soluciones más creativas y personalizadas que las ofrecidas por el sistema de justicia tradicional; los círculos de paz, por su parte, son una práctica ancestral de diversas culturas indígenas que se ha adaptado en la justicia restaurativa para promover la curación y la reconciliación entre las partes involucradas en un delito. Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 51 vidar la participación de otros posibles agentes de la comunidad cercana a ambas personas. En este contexto la justicia creativa y los círculos de paz pueden ayudar a promover la restauración de las víctimas de delitos al enfocarse en la reparación del daño causado y la curación de las partes afectadas, la reparación desde el ámbito creativo debe ser liderada por profesionales capacitados, a la vez también es importante que las actividades a utilizarse sean diseñadas en colaboLa reparación desde el ámbito creativo es ración con las víctimas y los delincuentes, y una estrategia innovadora que se utiliza en que se adapten a las necesidades y prefela justicia restaurativa para abordar las ne- rencias individuales de cada uno. cesidades emocionales y psicológicas de las víctimas de delitos, que se enfoca en utili- 2. CONSIDERACIONES PREVIAS A LA zar actividades creativas, para ayudar a las JUSTICIA CREATIVA víctimas a procesar sus emociones y sanar del trauma causado por el delito, también Para la Justicia tradicional actual interesa puede ser utilizada para ayudar a los de- más que se haya trasgredido la norma crealincuentes a tomar responsabilidad por sus da por el estado que los daños ocasionaacciones y a entender el impacto que han dos a una persona, en el nuevo modelo de tenido en las víctimas. En este sentido según justicia restaurativa se abandona la idea de Sáenz & Romera (2020, p. 286) que el crimen es un daño a la norma estatal, para considerarlo como un agravio a la la atención a las personas que han te- víctima, a su familia y a la comunidad. Así, la nido relación con un delito y desean co- conducta delictiva puede ser vista como un menzar un proceso restaurativo, com- vínculo no solo entre la víctima y el ofensor, prende tanto el acompañamiento a la sino también entre ambos y la sociedad en persona víctima, en un sentido flexible su conjunto; la política criminal del Estado y amplio; como el acompañamiento a debe estar enfocada en la restauración del quien le ha causado el daño para que, daño causado por el delito, en lugar de simentre otros objetivos, se pueda traba- plemente castigar al ofensor. En esta línea jar la asunción de responsabilidad — de ideas según la Organización de la Naentendida también está de una forma ciones Unidas (ONU), 2009 se entiende por flexible, de tal modo que incluya tanto justicia restaurativa como: “proceso en que aspectos simbólicos como tangibles, la víctima, el delincuente y, cuando proceda, tanto públicos como privados—, sin ol- cualesquiera otras personas o miembros de Carmen Elizabeth Arévalo Vásquez y Paris A. Cabello-Tijerina �52 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx de comprender y reconocer las “causas y efectos de su comportamiento para poder asumir su responsabilidad en el acto cometido” (p.20); en tanto que a la comunidad le permite entender las causas subyacentes del crimen, para promover el bienestar de Las practicas restaurativas brindan una los ciudadanos, y prevenir futuros delitos. En atención integral tanto a la víctima, al agre- esta línea de ideas para Zehr (2006) es: sor y a la comunidad, a la víctima le concede un proceso dirigido a involucrar, dentro la posibilidad de ser escuchada y atendida de lo posible, a todos los que tengan en sus necesidades, dotándole de una parun interés en una ofensa particular, e ticipación directa y principal durante todo identificar y atender colectivamente los el proceso; en este sentido Vall Ruis, (2022) daños, necesidades y obligaciones de“La víctima adquiere también un papel actirivados de dicha ofensa, con el propóvo y protagonista, puede participar directasito de sanar y enmendar los daños de mente en el proceso de toma de decisiones la mejor manera posible. sobre el tipo de compensación que necesita y que mejor puede satisfacer el daño padeLa justicia restaurativa en palabras de cido” (p. 167); a su vez (Martínez Sánchez, Zehr se sustenta en tres principios 2015) al agresor le otorga la posibilidad la comunidad afectados por un delito participen conjuntamente de forma activa en la resolución de las cuestiones derivadas del delito, por lo general con la ayuda de un facilitador. (p.7) Fuente: Howard Zehr Elaborado por: Carmen Arevalo El objetivo de las practicas restaurativas, es promover y favorecer relaciones efectivas y constructivas entre la víctima, el ofensor y la comunidad, mediante de mecanismos de afrontamiento de los procesos de estrés y se direccionen a reparar el daño. La Corte Constitucional Ecuatoriana en manifiesta: A través de la justicia restaurativa, se pretende reparar la estructura social dañada abor- dando las causas subyacentes del conflicto y mitigando las consecuencias negativas de la ofensa con la participación activa de las partes involucras y la comunidad. Estos procesos parte de la premisa de que el delito no solo viola las leyes, sino que también causa daños a las víctimas y a la comunidad en general. Por lo tanto, la justicia restaurativa pretende resolver el problema criminal habi- La justicia creativa y los círculos de paz en la restauración de las víctimas de delitos. PP. 49-72 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 litando a la víctima, al infractor y a la comunidad para que participen en forma directa y activa en la solución del conflicto derivado de un delito (Sentencia No. 456-20-JP/21). En esta línea de ideas Sampedro-Arrubla (2010) señala: “El proceso restaurativo debe involucrar a todas las partes como aspecto fundamental para alcanzar el resultado restaurador de reparación y paz social” (p.90) Para la justicia restaurativa el acto criminal no constituye una simple trasgresión de la norma, sino que reconoce que el mismo daña a las víctimas, a las comunidades e incluso a ellos mismos; por lo tanto, el objetivo de la justicia restaurativa es abordar las necesidades de todas las partes afectadas por el delito, incluyendo la necesidad de la víctima de reparación y la necesidad del delincuente de ser reintegrado en la sociedad. Estudios realizados concluyen que las victimas que se someten a procesos restaurativos tiene un 85% de satisfacción, así como también se promueve a que el ofensor abandone la idea de delinquir. (Chapman, 2019) Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 53 justicia puede tener un impacto positivo en la comunidad al fomentar la reconciliación, la prevención del delito, y la edificación de relaciones más justas y seguras entre las personas. Zehr (2006) al hablar de lo que las comunidades necesitan de la justicia señalan: “1. Atención a sus necesidades como víctimas. 2. Oportunidades para desarrollar un sentido de comunidad y responsabilidad de los unos por los otros. 3. Motivación para asumir sus responsabilidades en pro del bienestar de todos sus miembros, incluidas las víctimas y los ofensores y fomentar las condiciones para crear y sostener comunidades sanas. (p.24) Este tipo de justicia se basa en la idea de que el delito más que una trasgresión de la ley, es un conflicto interpersonal que requiere soluciones que aborden las necesidades de las partes afectadas y que busquen restaurar las relaciones dañadas. Al hacerlo, la justicia restaurativa puede ayudar a evitar futuros brotes de violencia y construir La justicia restaurativa es un enfoque que una comunidad más segura y resiliente. En se centra en la reparación del daño gene- este sentido: Abuchaibe Abuchaibe, Górado por el delito y la restauración de las mez-Suárez, & Umaña Hernández, (2018) relaciones dañadas entre las partes afectaLa justicia restaurativa se suele desadas. Por lo mismo, dentro de los principios rrollar a través de un proceso de infundamentales de la justicia restaurativa se tercambio en donde se privilegia el incluye la participación activa de todas las diálogo (no la contradicción), la vopartes involucradas, la reparación del daño, luntariedad (las personas deben parel enfoque en las necesidades de la víctima, ticipar en estos mecanismos de forma la responsabilidad del ofensor, el respeto y voluntaria), la horizontalidad en la parla empatía, el enfoque en la prevención del ticipación (reconociendo a las persodelito, y la flexibilidad y adaptabilidad en la nas participantes en un plano de paribúsqueda de soluciones. Este enfoque de Carmen Elizabeth Arévalo Vásquez y Paris A. Cabello-Tijerina �54 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx dad) y la inclusión de las comunidades para encontrar diferentes soluciones y enen donde ocurren los conflictos (no foques. De acuerdo con Puccio citado por solamente ofensor y ofendido). Debido Montoya (2012). a que se entiende que las víctimas no las habilidades del pensamiento creason únicamente las personas sino las tivo y el conocimiento, son una necerelaciones sociales, se suele convocar saria combinación que motiva a los la comunidad para atender el conflicto. individuos a producir nuevas y útiles (p.11) soluciones para desafíos que parecen no tener solución inmediata, el autor va JUSTICA CREATIVA Y CÍRCULOS DE más allá, al afirmar que el conocimienPAZ to en un campo particular, es suficiente para resolver los problemas que están La creatividad implica pensar fuera de lo justo al frente; sin embargo, el pensacomún y encontrar soluciones innovadoras miento creativo se necesita para resoly únicas para los problemas, en la esfera ver problemas más complejos y abierde la resolución de conflictos, esto significa tos. (p.126) buscar formas nuevas y no convencionales para abordar los problemas y llegar a soluciones sostenibles y efectivas. En palabras La creatividad aplicada a la justicia busca soluciones innovadoras y personalizadas de John Paul Lederach (2021) para reparar el daño causado a las víctimas la imaginación y la creatividad nos de un delito, en lugar de simplemente impopermiten cambiar nuestro mundo y la ner sanciones punitivas, la justicia creativa manera en que observamos las cosas. implica trabajar con las partes involucradas Nos dan el potencial de trascender para encontrar soluciones que aborden las una realidad indeseada mientras aún necesidades de la víctima y reparen el daño vivimos en ella. Nos permiten recordar causado de manera significativa. Esta forma que el futuro no es esclavo del pasado de justicia se basa en el dogma de que la si estamos dispuestos a tomar ciertos restauración de las relaciones dañadas es riesgos pues, desafortunadamente, en esencial para prevenir la violencia y consalgunas relaciones la violencia es lo truir comunidades más justas y seguras. conocido y la paz un misterio. (p.3) La justicia creativa y los círculos de paz son La creatividad por lo tanto es aquella ca- enfoques alternativos para abordar conflicpacidad que permite a un individuo generar tos y delitos en la sociedad. En referencia a nuevas e innovadoras ideas o alternativas los círculos de paz según Salazar, Gutiérrez, para resolver los problemas o mejorar las & Monge, (2014) la definen “como aquella situaciones existentes, conlleva también el estrategia que reúne a personas que depensar de manera divergente, saliéndose sean resolver un conflicto, y además buscan de los caminos habituales de pensamiento reconstruir los vínculos mejorar, la comuniLa justicia creativa y los círculos de paz en la restauración de las víctimas de delitos. PP. 49-72 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 cación y las relaciones interpersonales. La partición de cada uno debe ser totalmente voluntaria” (p.20). Los círculos de paz buscan involucrar a todas las partes en la discusión y en la creación de soluciones que promuevan la curación y la reconciliación. En los círculos de paz, los participantes comparten sus experiencias y perspectivas, y trabajan juntos para encontrar formas de avanzar de manera constructiva. En palabras de Kary Pranis (s/f) El circulo es un proceso que reúnen a las personas que desean resolver un conflicto, reconstruir vínculos, sanar, brindar apoyo, tomar decisiones o realizar otras acciones en la cuales la comunicación honesta, el desarrollo de los vínculos y el fortalecimiento comunitario son parte esencial de los resultados esperados. (p.7) Los círculos de paz dentro de la justicia creativa son una herramienta valiosa para fomentar la comunicación efectiva y la resolución pacífica de conflictos en las comunidades. Al promover la empatía, el respeto y la reflexión, estos círculos pueden contribuir significativamente a la construcción de relaciones más armoniosas y pacíficas dentro de una comunidad. Al respecto según Cabello & De la Rosa, (2016) un gran reto a partir de lo que constituye circulo de paz es el que todos los implicados “posean la habilidad de observar a los demás participantes como seres humanos, esto implica un desapego del juicio, en donde la flexibilidad mental favorece el cambio de opinión sobre una situación o sobre una persona en particular”. (p.63) Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 55 Según Vall Ruis, (2022) citando a Guardiola Lago / Albertí Cortés / Casado Coronas / Susanne, “los círculos tienen dos objetivos principales. Por un lado, dar voz a todos los miembros de la comunidad que deseen participar en la búsqueda de distintas formas de afrontar un determinado problema y sus causas. Y, por el otro, construir relaciones y vínculos de confianza que refuercen la propia comunidad”. (p.161) En esta línea de ideas, la justicia creativa es un enfoque innovador de la justicia que busca soluciones a los problemas delictivos centrándose en la reparación del daño causado a las víctimas y a la comunidad, ve el delito como una oportunidad para la reparación, la reconciliación y la transformación, y busca crear un diálogo y una cooperación entre todas las partes involucradas. Ambos enfoques buscan promover una justicia más participativa, inclusiva y centrada en la curación y la reconciliación. Al involucrar a todas las partes en el proceso de resolución de conflictos y alentar la creatividad y la innovación, estos enfoques pueden ofrecer soluciones más efectivas y sostenibles que el sistema de justicia tradicional. 2.1 Fases de los Círculos de paz El círculo de paz se la define como aquella estrategia que reúne a personas que desean resolver un conflicto, y además buscan reconstruir los vínculos mejorar la comunicación y las relaciones interpersonales. La participación de cada uno debe ser totalmente voluntaria, Según Salazar, Gutiérrez, & Monge,( 2015). Carmen Elizabeth Arévalo Vásquez y Paris A. Cabello-Tijerina �56 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC El objetivo del círculo es fomentar la empatía y la comprensión mutua, lo que puede ayudar a disminuir la hostilidad y la tensión entre las personas involucradas. La idea fundamental de un círculo es reunir a las personas involucradas en el conflicto para que puedan hablar y escucharse mutuamente en un espacio seguro y respetuoso. (p.20) revistamsc.uanl.mx a tratar, escuchar de forma empática su experiencia al respecto y conocer la información necesaria. 2.- Círculo: en el círculo el facilitador actúa como uno más. Este se basa en la comprensión mutua, responsabilidad personal con respecto a los hechos o situaciones y los acuerdos que se pretenden alcanzar. 3. Postcírculo: los acuerdos han de quedar de forma escrita para su posterior revisión y evaluación de resultados. Dentro de las fases del círculo se identifican según, Pranis (s/f) 4 etapas del circulo que Las fases de los círculos restaurativos vason: rían según los autores y los contextos espe1. discernimiento (determinar la aplicabili- cíficos en los que se aplican. Sin embargo, dad del circulo), 2. Preparación (prepa- todas las estructuras tienen en común que rar a la y los participantes y las cosas); 3 buscan proporcionar un espacio seguro y circulo (cuatro fases del círculo; fase uno estructurado para que las personas puedan introducción; fase dos creando de con- compartir sus perspectivas, expresar sus fianza; fase tres tema o asunto y fase 4. emociones, escuchar a los demás y trabajar Soluciones y cierre); y, 4 seguimiento (dar juntos para resolver conflictos y construir relaciones saludables y positivas. seguimiento). (p.21) A través de estas etapas, se busca abordar problemas y conflictos de manera efectiva y respetuosa, fomentando la creación de un ambiente seguro y confiable para todos los involucrados. Cada etapa es importante para el éxito del proceso, desde la evaluación inicial del problema hasta el seguimiento posterior al círculo. El círculo restaurativo es un enfoque útil y efectivo para la resolución de conflictos en una variedad de contextos, desde la justicia restaurativa hasta la comunidad y el lugar de trabajo. De similar manera el autor Canto, (2023: 6) lo resumen en tres fases o momentos que son: 2.2 Importancia de la justicia creativa y los círculos de paz Los círculos de paz como procesos de dialogo restaurativo no pretenden el enfrentamiento de los participantes, sino garantizar una comunicación que respete las diferencias y fomenta la diversidad. La importancia de la justicia creativa y los círculos de paz en la restauración de las víctimas de delitos radica en su capacidad para abordar las necesidades de las víctimas más allá de la simple retribución o castigo del delincuente. En esta línea de ideas el objetivo de las practicas restaurativas según Vecina Merchante & 1. Pre-círculo: antes de comenzar hay Pomar Fiol, (2013) “es promover y favorecer que identificar el problema o conflicto las relaciones positivas y constructivas enLa justicia creativa y los círculos de paz en la restauración de las víctimas de delitos. PP. 49-72 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 tre las personas y organizaciones, mediante técnicas que manejen los procesos de tensión y promuevan la reparación del daño causado en las relaciones interpersonales”. (p. 223) Estos procesos promueven la curación y la reparación de las relaciones dañadas, y pueden ayudar a las víctimas a encontrar una sensación de cierre y justicia en el proceso de resolución del conflicto. Además, estos enfoques pueden reducir la reincidencia al involucrar a los delincuentes en un proceso de reflexión y reparación, en lugar de simplemente castigarlos. En última instancia, la justicia creativa y los círculos de paz tienen el potencial de construir comunidades más fuertes y justas al involucrar a todos los interesados en el proceso de justicia y restauración. 3. FUNDAMENTOS DE LA JUSTICIA CREATIVA Y LOS CÍRCULOS DE PAZ: CÓMO FUNCIONAN Y CÓMO SE APLICAN EN LA PRÁCTICA La justicia penal actual se enfoca en castigar al delincuente por su acción, la idea detrás de esta práctica es que el delito causa un daño a la víctima y a la sociedad en general, y que el castigo al delincuente es una forma de retribuir ese daño y disuadir a otros de cometer delitos similares en el futuro. El sistema actual de justicia según Davis (2017) dedica a lastimar a las personas que lastimaron a otras personas, supuestamente para demostrar que lastimar a las personas es lo incorrecto. Esto Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 57 activa un ciclo interminable para perpetuar daños. La Justicia Restaurativa busca interrumpir este ciclo reparando el daño que se ha hecho a las relaciones humanas en el marco de los delitos o cualquier otra ofensa… Así, la Justicia es un campo para la sanación, no un campo de guerra” (p.2019) La justicia creativa y los círculos de paz son enfoques que buscan involucrar a las personas afectadas por un problema en la búsqueda de soluciones, en lugar de depender únicamente de procesos legales y judiciales. Estos enfoques se basan en la idea de que la justicia debe ser restaurativa y no solo punitiva. Es decir, se enfocan en reparar el daño causado y en encontrar soluciones colaborativas y creativas que permitan a las personas involucradas avanzar y superar el conflicto. En este sentido Nieves Gómez & Pérez, (2021) manifiestan que: en lugar de castigar la ofensa cometida, la JR se centra en reparar el daño ocasionado, atendiendo las necesidades de quien lo sufrió, pero también las necesidades de quienes cometieron la ofensa. Aunque ambas partes tienen un rol activo en el proceso y en los resultados o acuerdos que se alcancen, se busca reequilibrar el poder entre víctima y ofensor, creando consciencia y rendición de cuentas por parte del ofensor sobre el daño que cometió, atendiendo también la historia de violencia que lo llevó a actuar de tal forma. A su vez, se impulsa que la vícCarmen Elizabeth Arévalo Vásquez y Paris A. Cabello-Tijerina �58 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx tima pueda resignificar su experiencia 3.1 Principales beneficios de la justicia de dolor y darle otro sentido para dejar creativa y los círculos de paz: tanto para las víctimas como para los delincuentes atrás su identidad de víctima. (p. 24) y la comunidad en general La justicia creativa es una filosofía y un enfoque que ve el delito y el conflicto como Como se ha visto, justicia creativa y los círcuoportunidades para el crecimiento y el cam- los de paz son enfoques alternativos al sisbio, en lugar de simplemente castigos para tema de justicia penal tradicional que buslos transgresores. La justicia creativa reco- can abordar los problemas de manera más noce la necesidad de reparación y reconci- holística y restaurativa. Entre los principales liación, y busca soluciones que sean justas beneficios de la justicia creativa y los círcupara todas las partes involucradas. En estos los de paz, de acuerdo a cada uno de los términos, Sampedro-Arrubla, (2019) señala: intervinientes están: “El proceso restaurativo debe involucrar a todas las partes como aspecto fundamental Beneficios para las víctimas para alcanzar el resultado restaurador de reparación y paz social”. (p. 90) Este tipo de 1. Mayor participación y empoderamiento: Las víctimas tienen la oportunidad de justicia se basa en la idea de que la justiparticipar activamente en el proceso de cia no es solo un proceso legal sino también resolución de conflictos y tomar decisioun proceso social y cultural. Se enfoca en nes sobre cómo proceder en su caso. Esto la creación de soluciones personalizadas y puede ayudar a reducir su sensación de creativas para los problemas legales y soimpotencia y aumentar su confianza en el ciales en lugar de seguir los enfoques tradisistema de justicia. cionales. 2. Restauración y reparación: La justicia creativa y los círculos de paz se enfocan En la práctica, la justicia creativa y los círcuen la reparación del daño causado a la los de paz se aplican en situaciones de convíctima, no solo en castigar al delincuenflicto y delitos, donde las partes involucradas te. Las víctimas pueden recibir disculpas, buscan una solución que sea más participarestitución y otras formas de reparación, tiva, inclusiva y centrada en la curación y la lo que puede ayudar a su proceso de sareconciliación. Este enfoque se basa en la nación. idea de que las partes involucradas son los mejores expertos en sus propias necesida- 3. Reducción del trauma: La justicia creativa y los círculos de paz buscan minimizar des y que, a través de la participación actila re victimización de las víctimas al reva, pueden encontrar soluciones más efecducir su exposición al sistema de justicia tivas y sostenibles para resolver conflictos y penal y a la naturaleza adversarial de los delitos. procedimientos legales La justicia creativa y los círculos de paz en la restauración de las víctimas de delitos. PP. 49-72 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Beneficios para los delincuentes 1. Responsabilidad y toma de conciencia: La justicia creativa y los círculos de paz fomentan la responsabilidad personal del delincuente por su comportamiento y la toma de conciencia del daño que causaron a la víctima y la comunidad. 2. Oportunidades de rehabilitación: La justicia creativa y los círculos de paz proporcionan una oportunidad para que los delincuentes se rehabiliten y cambien su comportamiento problemático a través de la participación en programas de tratamiento y de la comunidad 3. Menor estigma y reintegración: Los delincuentes que participan en la justicia creativa y los círculos de paz son menos estigmatizados y tienen una mejor oportunidad de reintegrarse en la comunidad en comparación con aquellos que han sido encarcelados. Beneficios para la comunidad en general 1. Reducción del crimen: La justicia creativa y los círculos de paz pueden reducir la tasa de reincidencia al abordar las causas subyacentes del comportamiento delictivo y ofrecer oportunidades para la rehabilitación 2. Fortalecimiento de la comunidad: La justicia creativa y los círculos de paz involucran a la comunidad en la resolución de conflictos y la prevención del delito, lo que puede ayudar a fortalecer los lazos comunitarios y la cohesión social 3. Reducción del costo financiero: La justicia creativa y los círculos de paz son menos costosos que el sistema de justicia Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 59 penal tradicional y pueden liberar recursos para otros programas sociales y comunitarios. La justicia creativa al involucrar a las partes afectadas en un diálogo estructurado y participativo, brinda a las víctimas la oportunidad de obtener reparación y cierre emocional, a los ofensores la oportunidad de asumir responsabilidad por sus acciones y aprender de ellas, además, ayuda a construir relaciones más fuertes y pacíficas en la comunidad, fomentando la comprensión y la cooperación mutua. En última instancia, la justicia creativa puede promover una cultura más justa y humana, en la que el enfoque no esté únicamente en castigar al ofensor, sino en reparar el daño causado y en construir relaciones positivas y pacíficas entre todas las partes involucradas. Así en palabras de Cabello-Tijerina, (2021) Las prácticas restaurativas otorgan la oportunidad de brindar una atención más integral tanto a la víctima como al ofensor, a la primera la víctima le concede la posibilidad de obtener una reparación, tanto material como emocional, lo que aumenta considerablemente el sentimiento de seguridad, este empoderamiento ayuda a cerrar una etapa difícil de su vida. Y al segundo al ofensor le permite comprender y reconocer las causas y efectos de su comportamiento para poder asumir su responsabilidad en el acto cometido, paso fundamental para la eficacia de la justicia restaurativa en favor de la pacificación social. (p.148) Carmen Elizabeth Arévalo Vásquez y Paris A. Cabello-Tijerina �60 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC En este contexto, la justicia creativa como un enfoque innovador y orientado hacia soluciones que busca garantizar una reparación integral a las personas que han sufrido daños o perjuicios a raíz de un delito o una violación de derechos humanos, se basa en la idea de que la justicia no se limita a la imposición de sanciones penales o civiles, sino que debe tener en cuenta las necesidades y circunstancias individuales de cada víctima y buscar soluciones que les permitan recuperar su dignidad, su bienestar emocional , su seguridad y su autonomía 4. LA JUSTICIA CREATIVA Y LA REPARACIÓN TRASFORMADORA DE LA VICTIMA El sistema de justicia penal imperante, cuenta con una serie de medios que le permiten al agresor, negar los hechos delictivos, en donde incluso se le está permitido mentir o dar poca importancia a la infracción; constituyéndose tales actos en derechos reconocidos dentro de los ordenamientos jurídicos de los países, que no fomentan la resposabilización del infractor y que tampoco resultan ser justos para con las víctimas. En este contexto la justicia restaurativa busca generar un cambio en la mentalidad del delincuente, para que este comprenda la gravedad de su conducta y el impacto que ha tenido en la víctima y en la comunidad en general para que así decida no volver a delinquir. Y sobre todo lo que hace es propugnar que el delincuente se responsabilice activamente de sus acciones, reconozca el daño que causó y busque formas de repararlo o mitigarlo. Esto puede incluir acciones como ofrecer disculpas sinceras a la víctima, participar en revistamsc.uanl.mx programas de rehabilitación y tratamiento, hacer trabajo comunitario o cualquier otra medida que ayude a restaurar el daño causado. De esta manera, se busca fomentar una cultura de responsabilidad y compromiso con la comunidad en lugar de simplemente castigar al delincuente sin ofrecer una oportunidad de cambio o reparación. En palabras de Domingo, (2021) Justicia Restaurativa busca la responsabilización del infractor por su conducta y por tanto que, al hacerse responsable, quiera hacer lo correcto y reparar el daño. En este hacer lo correcto de lo que habla Howard Zehr, podemos incluir muchas obligaciones para satisfacer, otras tantas necesidades de las víctimas, pero también de la comunidad y del propio infractor. ¿Por qué? Porque hacer lo correcto implicará primero, una responsabilidad del infractor, reconociendo el delito y, por tanto, realizando todas las actividades que sean necesarias para reparar, compensar o mitigar el daño causado a la víctima directa y/o a la sociedad. (p.3) Dentro de este análisis, es importante mencionar que muchas ocasiones el infractor puede sentirse avergonzado de lo que ha hecho y negar el delito como una forma de proteger su imagen o su reputación. También puede temer ser juzgado o rechazado por los demás si se reconoce su delito. Así es, la labor de los profesionales de diferentes ámbitos, incluidos los de la justicia restaurativa, es ayudar al infractor en el camino hacia la responsabilidad y la transforma- La justicia creativa y los círculos de paz en la restauración de las víctimas de delitos. PP. 49-72 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 ción. En lugar de estigmatizar o avergonzar al infractor, se busca fomentar su reconocimiento de la culpa y su compromiso para reparar el daño causado y evitar que ocurran situaciones similares en el futuro. Siguiendo esta línea según Walters, citado por Nieves Gómez & Pérez, (2021) Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 61 que atendamos los daños y necesidades de las víctimas, que instemos a los ofensores a cumplir con su obligación de reparar esos daños, e incluyamos a víctimas, ofensores y comunidades en este proceso” (p. 31) En la Justicia creativa, el delincuente tiene la oportunidad de tomar responsabilidad por su acción, expresar su arrepentimiento y tomar medidas para reparar el daño causado. Esto no solo ayuda a la víctima a sanar, sino que también puede ser un proceso transformador para el delincuente, ya que se le da la oportunidad de enfrentar las consecuencias de sus acciones y trabajar para enmendarlas. En la justicia creativa, la reparación se considera una parte esencial del proceso de resolución de conflictos. En lugar de centrarse en la imposición de castigos, la justicia creativa busca abordar las necesidades y preocupaciones de todas las partes afectadas por el conflicto y encontrar soluciones sostenibles que promuevan la justicia y la equidad. el objetivo de la JR es que todas las partes involucradas encuentren reparación mediante el diálogo inclusivo seguido de acuerdos restaurativos. En la mayoría de los casos, esto significará que el ofensor repare el daño causado. Esta reparación no debe ser impuesta por personas externas, sino que las propias partes deben decidir juntas la mejor manera de resolver el conflicto (…). El proceso de diálogo que involucra la vergüenza (del ofensor) y/o las relaciones de empatía que se generan durante los encuentros restaurativos, pueden ser un catalizador adicional para transformar actitudes y comportamientos. El objetivo final es que el ofensor se reintegre en la comunidad La reparación integral o reparación transde donde proviene con menores ten- formadora como lo conocen algunos autores es un enfoque dentro de la justicia creadencias de volver a ofender. (p.34) tiva que se centra en la transformación de La reparación o compensación del daño es la víctima y del delincuente a través de la una parte esencial en el proceso de trans- reparación del daño causado. El objetivo formación del infractor. Al involucrarlo ac- de la reparación transformadora es no solo tivamente en el proceso de reparación del restaurar la relación entre la víctima y el dedaño, se le da la oportunidad de hacer las lincuente, sino también transformar a ambas paces con la víctima y tomar medidas para partes y mejorar su bienestar, se basa en la reparar el daño causado. Esto puede incluir idea de que la reparación del daño no solo la restitución de bienes, la realización de implica la reparación material o financiera, tareas comunitarias o incluso la disculpa di- sino también la reparación emocional y psirecta a la víctima. Según Zehr, (2006) “La cológica. Algunas características de la rejusticia restaurativa requiere, como mínimo, paración transformadora incluyen: Carmen Elizabeth Arévalo Vásquez y Paris A. Cabello-Tijerina �62 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx Elaborado por: Carmen Arevalo Participación activa de las partes interesadas: La víctima, el delincuente y la comunidad son invitados a participar activamente en el proceso de reparación. • Enfoque en la transformación y el bienestar de las partes interesadas: La reparación transformadora busca transformar a la víctima y al delincuente a través de la reparación del daño causado, mejorando su bienestar emocional y psicológico • Enfoque en la prevención de futuros delitos: La reparación transformadora busca prevenir futuros delitos al transformar a la víctima y al delincuente y fortalecer su relación y la relación con la comunidad De lo antes expuesto se deduce que, la reparación transformadora es un enfoque dentro de la justicia creativa que busca transformar a la víctima y al delincuente a través de la reparación del daño causado, mejorando su bienestar emocional y psicológico y previniendo futuros delitos. 4.1 Formas creativas de reparación Existen diversas formas creativas para reparar a la víctima de delitos, que van más allá de la simple compensación económica o la restitución de bienes. Algunas de estas formas creativas son 1. Servicio comunitario: El infractor puede realizar servicios comunitarios en nombre de la víctima o en beneficio de la comunidad. Esto puede ayudar a reparar el daño causado y a demostrar el compromiso del infractor con la comunidad. 2. Proyectos artísticos: El infractor puede crear un proyecto artístico en colabora- La justicia creativa y los círculos de paz en la restauración de las víctimas de delitos. PP. 49-72 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 3. 4. 5. 6. 7. ción con la víctima, como una pintura, un mural o una escultura. Esto puede ayudar a reparar la relación entre el infractor y la víctima, y a demostrar su compromiso con el cambio positivo. Apoyo emocional: El infractor puede ofrecer apoyo emocional a la víctima, a través de terapia, consejería o apoyo en grupos de apoyo. Esto puede ayudar a la víctima a sanar y a recuperarse del trauma causado por el delito. Donaciones a organizaciones benéficas: El infractor puede hacer donaciones a organizaciones benéficas que trabajen en temas relacionados con el delito, como organizaciones que ayuden a víctimas de violencia doméstica, organizaciones que trabajen con jóvenes en riesgo de delinquir, etc. Trabajo voluntario en una organización de víctimas: El infractor puede ofrecer su tiempo y habilidades para trabajar en una organización de víctimas, para ayudar a otras personas que hayan sufrido delitos similares al que cometió. Medios de comunicación: el delincuente podría trabajar con un grupo de medios de comunicación para crear contenidos que aborden temas relevantes para la comunidad. Por ejemplo, podría crear un podcast o una serie de videos educativos que aborden temas de prevención del delito y reparación del daño. Mentoría y tutoría: el delincuente podría participar en programas de mentoría y tutoría para jóvenes en riesgo. De esta forma, podría ayudar a prevenir futuros delitos y contribuir al bienestar de la comunidad. Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 63 8. Creación de programas de apoyo: el delincuente podría trabajar en la creación de programas de apoyo para las víctimas de delitos. Por ejemplo, podría crear un programa de asesoramiento legal gratuito para las víctimas de delitos o un programa de apoyo psicológico Existen muchas formas creativas en las que un delincuente puede reparar a las víctimas de un delito. La clave es centrarse en la responsabilidad del delincuente por sus acciones y en la reparación del daño causado, y buscar soluciones que promuevan la justicia y la equidad para todas las partes involucradas, en los círculos de paz, el delincuente tiene la oportunidad de tomar responsabilidad por su acción, expresar su arrepentimiento y tomar medidas para reparar el daño causado. Esto no solo ayuda a la víctima a sanar, sino que también puede ser un proceso transformador para el delincuente, ya que se le da la oportunidad de enfrentar las consecuencias de sus acciones y trabajar para enmendarlas. 5. LA PARTICIPACIÓN DE LAS VÍCTIMAS EN EL PROCESO DE REPARACIÓN DEL DAÑO: RECONOCIMIENTO Y ATENCIÓN A LAS NECESIDADES Y PREOCUPACIONES DE LAS VÍCTIMAS La participación activa de las víctimas en el proceso de reparación del daño causado es esencial para lograr una restauración efectiva y satisfactoria. La reparación del daño causado no solo se trata de una obligación legal del delincuente, sino también de un proceso en el que se deben atender las neCarmen Elizabeth Arévalo Vásquez y Paris A. Cabello-Tijerina �64 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC cesidades y preocupaciones de las víctimas para ayudarles a recuperar su dignidad y su sentido de justicia. Esta intervención según Bolívar & Vanfraechem (2015) permite a la víctima entablar un diálogo (directo o indirecto) con el ofensor y confrontarlo con el impacto del delito, expresar emociones, hacer preguntas para entender la experiencia vivida (“¿por qué yo?”), escuchar las explicaciones de la otra parte y “ver” sus expresiones de remordimiento. (p. 1439) revistamsc.uanl.mx ner un impacto positivo en el proceso de reconciliación entre las partes afectadas por el delito. Cuando las víctimas se sienten escuchadas y atendidas en sus necesidades, pueden sentir que se les está haciendo justicia y pueden estar más dispuestas a perdonar al delincuente y a participar en la construcción de soluciones más efectivas y duraderas. Por otro lado, si las víctimas no son escuchadas y no se les da la oportunidad de participar en el proceso de reparación del daño causado, pueden sentirse marginadas y desatendidas, lo que puede afectar su capacidad de recuperación emocional y su sentido de justicia. En resumen, la participación activa de las víctimas en el proceso de reparación del daño causado es fundamental para lograr una restauración efectiva y satisfactoria para ellas. La participación de las víctimas en el proceso de reparación les permite expresar sus emociones y necesidades, y les da la oportunidad de ser escuchadas y comprendidas. La participación activa de las víctimas en el proceso de reparación del daño causado es esencial para lograr una restauración efec- 5.1 La reparación del daño causado tiva y satisfactoria para ellas. En esta línea como herramienta para la promoción de la reconciliación entre las partes de ideas, Vega Dueñas, (2020) manifiesta afectadas por un delito Su participación en los procedimientos de la JEP restaura su dignidad, porque En palabras de Gorjón Gómez & Saldaña son ellas mismas las que aportan al Ramírez, (2022) “el delito causa daño a las proceso testimonios o evidencias para personas y a las comunidades, la justicia esclarecer la verdad. De igual mane- debe reparar esos daños y permitir a los ra, la participación de las víctimas en afectados participar en dichos procesos” (p. los procedimientos de la JEP les brin- 11). En esta virtud la reparación busca restauda visibilidad porque permite que sean rar el daño causado por el delito, lo cual inellas las protagonistas cuando dan cluye no solo la reparación material (como a conocer su historia y su sufrimiento, la restitución de bienes o el pago de una además de reconocerse y aumentar su indemnización), sino también la reparación sentido del poder como parte del pro- emocional y social de las víctimas y de la comunidad afectada. La reparación del daño ceso. (p.5) causado puede ser una forma efectiva de El involucramiento de las víctimas en la re- promover la reconciliación porque permite paración del daño ocasionado puede te- que las partes afectadas por el delito traLa justicia creativa y los círculos de paz en la restauración de las víctimas de delitos. PP. 49-72 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 bajen juntas para encontrar soluciones a los daños causados. En lugar de depender únicamente del castigo del delincuente, la reparación involucra la cooperación y colaboración de todas las partes afectadas por el delito, incluyendo a las víctimas, el delincuente y la comunidad, según Domínguez Hidalgo, (2019) La reparación integral tiene por finalidad principal procurar las mejores alternativas posibles para que la víctima pueda ver restituido sus derechos y los bienes jurídicos que les fueron menoscabados y vulnerados por el hecho criminis. Entonces, la reparación integral no se cierra a que existan otros medios procesales distintos al proceso penal común y corriente para buscar el resarcimiento de la persona ofendida. (p. 200) La reparación del daño causado puede ayudar a las víctimas a recuperar su dignidad y su sentido de justicia, y puede fomentar la empatía y la comprensión del delincuente hacia las víctimas y la comunidad. Además, puede permitir al delincuente asumir la responsabilidad por sus acciones y buscar una forma de reparar el daño que causó. La reparación del daño causado también puede tener un impacto positivo en la comunidad afectada por el delito. Puede ayudar a restaurar la confianza y la seguridad en la comunidad, y puede fomentar la colaboración y la cooperación entre los miembros de la comunidad. En palabras de Pérez Sauceda & Zaragoza Huerta, (2011) Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 65 La reparación comprende cuatro etapas: a) Disculpa: Puede ser oral o escrita, a su vez consta de tres fases que son: 1) Reconocimiento: En dicho paso el ofensor reconoce su responsabilidad por lastimar a la víctima, acepta que su conducta causó un daño real y que el ofendido no merecía el perjuicio; 2) Emoción: Después del reconocimiento de la culpa, se busca que el ofensor pueda experimentar remordimiento o vergüenza por lo sucedido, con el objetivo de que ello pueda resultar sanador para la víctima y rehabilitador para el victimario; 3) Vulnerabilidad: Se refiere al cambio de poder entre la víctima y el ofensor, pues mediante el delito, el victimario ejerce una fuerza sobre la víctima, al producirse la disculpa el delincuente pasa ese control al ofendido, quien decide aceptar o rechazar la disculpa. b) Cambio en la Conducta: Busca que el ofensor no cometa más delitos; c) Generosidad: La Justicia Restaurativa busca en la medida de lo posible que el ofensor realice servicios no relacionados con la víctima o con el delito efectuado, pero que pudieran ser muestra de una verdadera disculpa. d) Restitución: Consiste en reemplazar en dinero o servicios a la víctima por el daño realizado. (p. 651) 5.2 La responsabilidad y compromiso del delincuente en el proceso de reparación del daño: Reducción de la reincidencia y construcción de una cultura de responsabilidad La responsabilidad y el compromiso del delincuente son fundamentales en el proceso de reparación del daño causado, al asumir la responsabilidad por sus acciones y comCarmen Elizabeth Arévalo Vásquez y Paris A. Cabello-Tijerina �66 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx compromiso en la comunidad en general. En conclusión, la responsabilidad y el compromiso del delincuente son fundamentales en el proceso de reparación del daño causado. Al asumir la responsabilidad por sus acciones y comprometerse a reparar el daño los resultados que se obtienen de los causado, el delincuente puede contribuir a procesos restaurativos han sido posi- reducir la reincidencia y construir una cultutivos para todas las partes interesa- ra de responsabilidad en la sociedad. das investigaciones demuestran que la justicia restaurativa aumenta la sa- 5.3 El papel de la comunidad en la repatisfacción tanto de la víctima como ración del daño causado: Fortalecimiendel perpetrador, mientras que reduce to de la cohesión comunitaria y prevenla reincidencia y eleva el compromiso ción de la delincuencia con la restitución, en especial, si se lo compara con los sistemas procesales La reparación del daño causado por la delincuencia es una tarea que involucra no solo penales tradicionales. (p.234) al infractor y a la víctima, sino también a la La participación del delincuente en el proce- comunidad en la que se produjo el delito, el so de reparación del daño causado puede papel de la comunidad en este proceso es ayudar a reducir la reincidencia al fomentar crucial para fortalecer la cohesión comunisu compromiso con la reparación y su com- taria y prevenir futuros delitos. En este conprensión del impacto que sus acciones han texto algunos autores de justicia restaurativa tenido en las víctimas y en la comunidad. Al como: ver las consecuencias reales de sus accioel juez Barry Stuart y Kay Pranis, afirnes, el delincuente puede ser más conscienman que cuando el estado actúa a te de las consecuencias negativas que sus nombre nuestro, debilita nuestro senacciones pueden tener y estar más motivado tido de comunidad. Las comunidades para evitar comportamientos delictivos en el sufren el impacto del crimen y, en mufuturo. chos casos, deberían ser consideradas como partes interesadas en su calidad Además, el compromiso del delincuente con de víctimas secundarias. Los miembros la reparación del daño causado puede conde la comunidad tienen roles importantribuir a construir una cultura de responsates que desempeñar y también es posibilidad en la sociedad. Si el delincuente es ble que tengan responsabilidades que visto tomando responsabilidad por sus acasumir ante las víctimas, los ofensores ciones y trabajando para reparar el daño e incluso ante sí mismos. Zehr, (2010) causado, esto puede ser un modelo positivo p, 23 para otros miembros de la sociedad y puede fomentar una mayor responsabilidad y prometerse a reparar el daño causado, el delincuente puede contribuir a reducir la reincidencia y construir una cultura de responsabilidad en la sociedad. En este sentido Chapman, (2019) La justicia creativa y los círculos de paz en la restauración de las víctimas de delitos. PP. 49-72 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 En este orden de ideas, la participación activa de la comunidad en la reparación del daño causado, fortalece los lazos sociales y la cohesión comunitaria, cuando la comunidad se involucra en el proceso de reparación, se promueve el diálogo y la colaboración entre las partes, lo que fomenta un mayor sentido de pertenencia y solidaridad en la comunidad; además, la participación comunitaria puede ayudar a prevenir futuros delitos al abordar las causas subyacentes del comportamiento delictivo, al involucrar a la comunidad en el proceso de reparación, se pueden identificar las necesidades y los desafíos que enfrentan las personas en el área y se pueden tomar medidas para abordarlos. La participación comunitaria en la reparación del daño también puede contribuir a la prevención de la delincuencia al promover una cultura de respeto y responsabilidad en la comunidad, cuando las personas asumen la responsabilidad de reparar el daño causado, se fomenta un mayor respeto por los demás y se promueve una cultura de resolución pacífica de conflictos. METODOLOGÍA Este artículo de investigación se ha realizado a través de un enfoque cualitativo, basándose en la fundamentación teórica y la revisión de la ley, doctrina y jurisprudencia que permitieron abordar el tema. El nivel de profundidad es descriptivo, puesto se toman en cuenta aspectos fundamentales que han sido aportados por doctrinarios y han servido como antecedente. Los métodos utilizados fueron el inductivo-deductivo partiendo de aspectos parti- Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 67 culares hasta llegar a los generales. Este trabajo consta de análisis de la justicia creativa y los círculos de paz en la restauración de las víctimas de delitos, para lo cual el método analítico-sintético fue fundamental permitiendo descomponer y componer a la vez la información encontrada. Mediante un método axiológico jurídico se analizó los conceptos y valores en los cuales se inspira la justicia creativa como mecanismo alternativo a la justicia tradicional, que procura la restauración integral de la victima RESULTADOS La implementación de la justicia creativa y los círculos de paz en la restauración de víctimas de delitos puede requerir de diversas herramientas y técnicas para asegurar una adecuada aplicación y efectividad del proceso. Algunas de estas herramientas y técnicas son: 1. Formación y capacitación: Es esencial que los facilitadores y mediadores que lideren los círculos de paz y la justicia creativa cuenten con una formación y capacitación adecuada. Esto les permitirá tener los conocimientos y habilidades necesarios para liderar y facilitar estos procesos con eficacia. 2. Protocolos claros: Es importante contar con protocolos claros y definidos para el proceso de justicia creativa y círculos de paz. Esto incluye la definición de roles y responsabilidades de cada participante en el proceso, la descripción del proceso de reparación del daño causado, y la Carmen Elizabeth Arévalo Vásquez y Paris A. Cabello-Tijerina �68 3. 4. 5. MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC definición de los objetivos y resultados esperados. Espacios adecuados: Es importante contar con espacios adecuados para la realización de los círculos de paz y la justicia creativa. Estos espacios deben ser seguros y privados, y deben permitir una comunicación clara y efectiva entre los participantes. Comunicación efectiva: La comunicación efectiva es esencial en la justicia creativa y los círculos de paz. Esto incluye la habilidad de escuchar activamente a los participantes, expresar los pensamientos y sentimientos de manera clara y constructiva, y resolver los conflictos y malentendidos de manera efectiva. Trabajo en equipo: La justicia creativa y los círculos de paz implican un trabajo en equipo. Es importante que los participantes trabajen juntos para lograr los objetivos del proceso y para reparar el daño causado. Esto incluye la colaboración entre los participantes y la construcción de relaciones basadas en la confianza y el respeto mutuo. Flexibilidad y adaptabilidad: La justicia creativa y los círculos de paz son procesos dinámicos y complejos, y pueden requerir flexibilidad y adaptabilidad para responder a las necesidades y situaciones específicas de los participantes. Es importante tener la capacidad de adaptarse a los cambios y situaciones imprevistas que puedan surgir durante el proceso revistamsc.uanl.mx herramientas y técnicas específicas, estas incluyen la formación y capacitación adecuadas de los facilitadores y mediadores, protocolos claros y definidos, espacios adecuados, comunicación efectiva, trabajo en equipo, y flexibilidad y adaptabilidad para responder a las necesidades y situaciones específicas de los participantes. Así también, dentro del proceso de justicia creativa y círculos de paz se debe considerar el aspecto psicológico, toda vez que este tipo de justicia busca abordar el delito de una manera que no solo castigue al infractor, sino que también aborde las causas subyacentes del comportamiento delictivo y brinde una oportunidad para la reparación y la restauración; en este contexto, el papel del psicólogo puede ser crucial en la ayuda al delincuente para reparar a la víctima. En primer lugar, el psicólogo puede ayudar al delincuente a comprender el impacto de su comportamiento en la víctima; el psicólogo puede trabajar con el delincuente para desarrollar una empatía genuina por la víctima y comprender cómo sus acciones afec6. taron a la misma a nivel emocional, psicológico y físico. En segundo lugar, el psicólogo puede ayudar al delincuente a desarrollar habilidades para la resolución de conflictos y la comunicación efectiva. Esto puede incluir el desarrollo de habilidades de escucha activa, la práctica de la comunicación asertiva y la resolución pacífica de conflictos. Estas habilidades pueden ser esenciales para que el delincuente pueda comunicarse La implementación efectiva de la justicia con la víctima de manera efectiva y trabajar creativa y los círculos de paz en la restau- juntos para desarrollar un plan de repararación de víctimas de delitos requiere de ción. Además, el psicólogo puede trabajar La justicia creativa y los círculos de paz en la restauración de las víctimas de delitos. PP. 49-72 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 69 con el delincuente para desarrollar un plan de reparación que satisfaga las necesidades de la víctima y sea significativo para el delincuente. Esto puede incluir acciones concretas para reparar el daño causado, como la restitución financiera o la realización de servicios comunitarios. El psicólogo también puede ayudar al delincuente a entender las posibles consecuencias de su comportamiento y cómo su comportamiento puede afectar su propia vida. causas; por lo mismo, la justicia creativa y los círculos de paz son un enfoque utilizado en situaciones de conflicto y delincuencia donde las partes involucradas buscan una solución abierta, inclusiva y objetiva para la sanación y la reconciliación, la misma se basa en la idea de que las partes son los mejores expertos en sus propias necesidades, y que a través de una participación activa pueden encontrar soluciones efectivas y sólidas para combatir el crimen. En resumen, el papel del psicólogo en la justicia restaurativa para ayudar al delincuente a reparar a la víctima es crucial, los psicólogos pueden ayudar al delincuente a comprender el impacto de su comportamiento en la víctima, desarrollar habilidades para la resolución de conflictos y la comunicación efectiva y trabajar con el delincuente para desarrollar un plan de reparación significativo. Al abordar las necesidades emocionales y psicológicas del delincuente, el psicólogo puede ayudar a fomentar un sentido de responsabilidad y empatía que puede ser esencial para un proceso efectivo de reparación y restauración. El objetivo principal de la justicia restaurativa es buscar la restauración del tejido social dañado a través procesos en los que se incluyan a la víctima, al ofensor y a la comunidad con el fin de identificar y atender en forma conjunta los daños necesidades y obligaciones generados por el hecho delictivo de la mejor manera. Dentro de la restauración de las victimas es muy importante que el delincuente busque formas creativas de reparación, con la ayuda de profesionales expertos que ayuden en primera instancia a desarrollar empatía por la misma; así como le permita comprender el daño, físico, emocional y psicológico que su accionar género. 5. CONCLUSIONES Los círculos de paz como prácticas restaurativas tienen por objeto brindar apoyo a las personas en conflicto, a través de un proceso de participación y toma de decisiones conjuntas; el objetivo principal de los círculos es dar voz a todos los participantes de la comunidad a través de un diálogo profundo, utilizando la técnica de la escucha activa, la inclusión y la solidaridad; a fin de que las partes puedan afrontar el problema y sus TRABAJOS CITADOS Abuchaibe Abuchaibe, H., Gómez-Suárez, A., & Umaña Hernández, C. (2018). Justicia Restaurativa: oportunidades y retos para construir una paz estable y duradera. Colombia: Defensoria del Pueblo-Colombia. 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Cabello-Tijerina Doctor en Intervención Social y Mediación por la Universidad de Murcia; Doctorando en Estudios Internacionales en Paz, Conflicto y Desarrollo por la Universitat Jaume I; Investigador Nivel II del Sistema Nacional de Investigadores; Coordinador de la Línea de Investigación Pacificación Social, Irenología, Objetivos de Desarrollo Sostenible y Paz; Fundador de Estudios de Paz y Conflictos A. C.; Líder del Cuerpo Académico Investigación para la Paz y el Acceso a la Justicia UANL-CA-481; ResearcherID. 0-1974-2017; correo electrónico: paris.cabellotjr@uanl.edu.mx Vega Dueñas, L. (2020). Participación de las víctimas en la JEP: especial referencia a los informes de las organizaciones de víctimas, étnicas y de derechos humanos. Vniversitas, 1-18. doi:DOI: https://doi.org/10.11144/Javeriana.vj69.pvje Walters. (2014). Delitos de odio y justicia restaurativa Explorando causas, reparando daños. Weitekamp, E. (2013). Desarrollo de círculos de pacificación en un contexto europeo. 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PP. 49-72 revistamsc.uanl.mx �Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica MSC MÉTODOS DE SOLUCIÓN DE CONFLICTOS | VOL. 03, NÚM. 05, JULIO 2023 en MSC El acuerdo de mediación sus efectos jurídicos para su cumplimiento en Ecuador The mediation agreement and its legal effects on enforcement in Ecuador Recibido: 31-03-2023 | Aceptado: 15-06-2023 José Guadalupe Steele Garza* Nube Catalina Calle Masache** *https://orcid.org/0000-0002-0439-230X Universidad Autónoma de Nuevo León **https://orcid.org/0009-0000-2333-7034 Universidad Católica de Cuenca, Ecuador Resumen En la presente investigación se ha realizado mediante un estudio de tipo descriptivo basado en doctrina, legislación y precedentes judiciales , en cual se analiza los efectos jurídicos del acuerdo de mediación en Ecuador, con el propósito, que los participantes de una controversia sometido a un procedimiento de mediación con capacidad legal y sobre una materia transigible, tengan la certeza que los acuerdos consensuados tienen eficacia jurídica al plasmar de manera clara y transparentes los derechos y obligaciones de los intervinientes, bajo la observancia de la norma jurídica, para que en el momento procesal oportuno tendrá el efecto de sentencia y de cosa juzgada. Palabras clave: acuerdo, cosa juzgada, mediación Abstract This research is based on a descriptive study that uses doctrine, legislation, and judicial precedents to analyze the legal effects of mediation agreements in Ecuador. The objective is to ensure that participants in a dispute who undergo a mediation process, who have the legal capacity and deal with transmissible matters, have certainty that their agreed-upon arrangements have legal effectiveness. This is achieved by clearly and transparently outlining the rights and obligations of the parties and Cómo citar Steele Garza, J. G., & Calle Masache, C. El acuerdo de mediación sus efectos jurídicos para su cumplimiento en Ecuador. MSC Métodos De Solución De Conflictos, 3(5). Recuperado a partir de https://revistamsc.uanl.mx/index. php/m/article/view/58 �74 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx observing the legal norm, which guarantees that, at the appropriate procedural time, it will have the effect of a judgment and res judicata. Key Words: agreement, res judicata, mediation. I. INTRODUCCIÓN La mediación es un método alternativo de resolución de conflictos que se ha popularizado en los últimos años debido a su eficacia y rapidez en comparación con los métodos tradicionales. A través de la mediación se busca entre otros objetivos el llegar a un acuerdo que permita a las partes en disputa resolver de manera satisfactoria sus conflictos preservando las relaciones. Pero, ¿Cuáles son los efectos jurídicos que produce el acuerdo de mediación una vez que se ha logrado? El acuerdo de mediación en el caso del Ecuador posee efectos jurídicos vinculantes, siempre y cuando se cumplan los requisitos procesales y se sigan los procedimientos establecidos en la ley; una vez que ha sido firmado por las partes se convierte en un documento legalmente válido que produce el efecto de sentencia ejecutoriada y de cosa juzgada; sin embargo, el cumplimiento del acuerdo de mediación puede ser complejo sino se han establecido los mecanismos necesarios para garantizar su cumplimiento. Por tal motivo es necesario que en el arreglo se plasmen de manera clara las obligaciones que asumen cada una de los intervinientes, los plazos y condiciones. En este artículo, se analizan los efectos jurídicos del acuerdo de mediación y se establecen los mecanismos disponibles para su cumplimiento, en busca de una mayor segu- ridad jurídica para las partes y una mayor difusión de esta práctica. II. EL CONFLICTO. ASPECTOS GENERALES El hombre es un ser sociable por naturaleza, el vivir en sociedad implica que necesita de sus congéneres para la satisfacción de necesidades y en ese contexto suelen ocurrir discrepancias con sus semejantes, conflictos frente a los intereses de los demás, “El conflicto es nombrado con un sinfín de etiquetas cotidianas: pelea, querella, riña, discusión, desacuerdo, problema, desavenencia y disputa, entre otras denominaciones; se identifica con aquellos aspectos nocivos de la relación de personas o grupos que lo padecen” (Ramón, García, y Olalde, 2019, p. 136). Si bien se puede decir que la noción antes descrita es la apreciación que la mayoría de individuos tienen sobre conflicto, sin embargo, no es menos cierto que para muchos se trata de una oportunidad, de aprendizaje, de desarrollo de aptitudes, así “Los puntos de vista divergentes con frecuencia generan conflictos, que a la postre los podemos optimizar y potencializar de modo que los convirtamos en ventajas que contribuyan a crear escenarios que generen convivencia, cohabitación y cooperatividad” (Suárez, 2008:190). El acuerdo de mediación sus efectos jurídicos para su cumplimiento en Ecuador. PP. 73-96 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 75 La mediación ha tenido un notable desarrollo en países como Argentina, España, México o Chile en donde se ha extendido su aplicación en ámbitos familiar, escolar y comunitario; ya en el caso del Ecuador la Constitución de la República en su Art. 190 dispone que: “Se reconoce el arbitraje, la mediación y otros procedimientos alternativos para la solución de conflictos. Estos procedimientos se aplicarán con sujeción a Los métodos alternos y la mediación se la ley, en materias en las que por su natuentienden como un movimiento social raleza se pueda transigir” (2008). De igual tanto en su etapa instrumental como forma el Art. 97 de la Carta Magna señaen su etapa de cientificidad, que ante la: “Todas las organizaciones podrán dela incapacidad del Estado de generar sarrollar formas alternativas de mediación condiciones ad hoc de cohesión social, y solución de conflictos, en los casos que se erigen como una solución viable y permita la ley...”. permanente productora de innovaciones asertivas responsables y reforma- En iguales términos La Ley de Arbitraje y dora que atiende a los intereses subya- Mediación y su reforma publicada el 14 de centes de las partes y concilia con los diciembre del 2006 en el artículo 43 la defiintereses superiores de la sociedad en ne como: “un procedimiento de solución de general, como modelo de producción conflictos por el cual las partes, asistidas por un tercero neutral llamado mediador, del estado. (p. 14) procuran un acuerdo voluntario, que verse sobre materia transigible, de carácter III. LA MEDIACIÓN extrajudicial y definitivo, que ponga fin al “La mediación es la intervención en una conflicto” (2006). Por lo tanto, la mediación disputa o negociación, de un tercero acep- se ha constituido en el país como una vía table, imparcial y neutral que carece de un para resolver los inconvenientes más copoder autorizado de decisión para ayudar a munes, siempre que de por medio exista las partes en disputa a alcanzar voluntaria- la voluntad expresa de las partes del somente su propio arreglo mutuamente acep- metimiento a dicho mecanismo, existiendo table” (Moore, C., 1995, p. 23). Por lo mismo diversas clases de conflictos que pueden es un mecanismo de solución de conflictos a ser llevados a mediación de los que solo se través del cual un tercero imparcial, ajeno al exceptúan aquellos cuyo objeto de litigo o conflicto, interviene para que las partes de controversia no pueden ser susceptibles de manera autocompositiva encuentren una so- transacción. lución al problema y lo plasmen en un acuerdo formalizado. Y es precisamente en la búsqueda de solución a los conflictos que surgen mecanismos alternativos distintos a los judiciales en los cuales las partes mediante el diálogo y con la ayuda de un tercero imparcial alcanzan por sí mismos la resolución de sus controversias, entre estos mecanismos está la mediación, al respecto Francisco Gorjón Gómez (2016) sostiene: José Guadalupe Steele Garza y Catalina Calle Masache �76 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC Características de la Mediación revistamsc.uanl.mx Voluntariedad de las partes, ya que son ellas las que deciden acudir a este medio para poner fin a una controversia y pueden retirarse de ella cuando lo consideren pertinente. diciones (Steele Garza, J., y García González, C., 2021) Profesionalidad, un papel fundamental en la mediación lo ejerce el mediador el cual debe ser imparcial y neutral además de estar legalmente autorizado y certificado, dicha acreditación puede ser obtenida en las instituciones autorizada para el efecto, y en el caso en particular del Ecuador en un Centro de Mediación debidamente certificado por el Consejo de la Judicatura y él será el encargado de aplicar las estrategias y métodos necesarios para resolver el conflicto, para lo cual es necesario que posea las destrezas adecuadas. Según Lozano y Vives (2012), respecto de la preparación del mediador sostiene que: Flexibilidad, la mediación conlleva un procedimiento flexible e informal que no resulta oneroso para las partes; si bien es cierto está sujeto a reglas, las mismas no se tratan de reglas procesales, con lo que se logra mayor espontaneidad y participación en los diálogos (Gorjón Gómez, F. J., y Sáenz López, K, 2018). La formación de los mediadores es clave en el desarrollo de un programa de mediación; en ella se requiere trabajar en aspectos como la comprensión de los conflictos, los tipos y causas, así como en los procesos de resolución de conflictos, técnicas de comunicación y manejo de emociones (p. 41). “El adjetivo “alternativos” se debe a que frente al modelo tradicional de resolución de controversias que es la vía jurisdiccional, los MASC forman otra opción para llegar a una solución al pleito” (Pérez, J., 2015, p. 113), por lo que éstos deben tener sus propias características que los distinguen de los métodos usuales de administración de justicia, entre las cuales tenemos: Neutralidad, la mediación está cons- Por otra parte, Gorjón Gómez y Sáenz López truida en torno a la intervención de un menciona que: profesional neutral que facilita la resoConfidencialidad, las partes son inforlución del conflicto por las propias parmadas de la manera en la que se va tes, de una forma equitativa permitiena llevar el proceso y en ese punto se do el mantenimiento de las realidades les da a conocer su carácter de confisubyacentes y conservando el control dencial lo cual hace que se sientan en sobre el final del conflicto. (Sena y Pasconfianza para expresar sus intereses. tor, 2022, p.15 Imparcialidad, se refiere a no hacer ningún tipo de distinciones entre las partes, a tratarlas por igual, denota uniformidad de con- Rapidez, porque se trata de un método corto distinto a las instancias judiciales en donde el fin de la controversia El acuerdo de mediación sus efectos jurídicos para su cumplimiento en Ecuador. PP. 73-96 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 puede llevar incluso años, en cuanto las partes llegan a un arreglo se termina el conflicto con la firma del acta de acuerdo (2018). Las vías para solicitar la mediación, puede ser mediante solicitud directa de los usuarios, por derivación judicial en el caso de materias transigibles y en materia de tránsito por la remisión judicial. Buena fe, es un principio general del derecho relacionado con la honradez y rectitud, con el buen obrar respecto al proceder en un asunto, un acto, contrato y/o proceso. En el caso de la mediación el principio de buena fe acompaña desde el inicio hasta la finalización del proceso (Steele Garza, J., y García González, C., 2021) Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 77 civiles” (Arnau, F., 2009, p. 346). Según lo dispuesto en el artículo 2348 del Código Civil ecuatoriano: “es un contrato en que las partes terminan extrajudicialmente un litigio pendiente, o precaven un litigio eventual. No es transacción el acto que solo consiste en la renuncia de un derecho que no se disputa” (2005). De esto se deduce que para que exista transacción se requiere de un litigio pendiente o puede ser para prevenir un litigio futuro entre dos personas; transigir equivale a realizar concesiones recíprocas. Dentro de los requisitos para que tenga lugar la transacción está la capacidad para transigir, la cual consiste en no solo poseer la capacidad legal, entendida esta como la capacidad de ejercicio sin pedir autorización a otra persona, sino también el disponer de los objetos que comprendan la transacción, así lo establece el artículo 2349 Materias susceptibles de Mediación en del Código Civil: “no puede transigir sino la Ecuador persona capaz de disponer de los objetos Como se ha indicado anteriormente, la comprendidos en la transacción” (2005). Constitución del Ecuador reconoce que se puede llevar a mediación aquellas materias Se puede transigir sobre todas las cosas que son susceptibles de transigir, sobre las que están en el ámbito del comercio, pero la que cabe transacción, por lo que resulta ne- transacción tiene sus salvedades las cuales, cesario conocer el significado de dicha pa- según el cuerpo normativo antes citado, son: labra, “etimológicamente la palabra transi- • La transacción sobre la acción penal que genera el delito. gere, derivada de trans y agere, da la idea de conducir, llevar más allá, es decir, del • El estado civil de las personas. superar. Con la transacción las partes com- • Alimentos futuros que se deba a una persona, si no media aprobación del juez. ponen la controversia existente entre ellas, yendo más allá de la misma, superándola” • Finalmente, no se puede transigir sobre derechos ajenos o sobre derechos que (Tamayo, S., 2004, p. 1127). no existen. “La institución de la transacción, junto con el arbitraje, es una vía para evitar la resolución En concordancia con el Código Civil, la Ley de controversias acudiendo a los tribunales de Arbitraje y Mediación en el inciso segundo José Guadalupe Steele Garza y Catalina Calle Masache �78 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC del artículo 44 señala: “Podrán someterse al procedimiento de mediación que establece la presente Ley, sin restricción alguna las personas naturales o jurídicas, públicas o privadas, legalmente capaces para transigir” (2006). revistamsc.uanl.mx De lo explicado en líneas anteriores, se puede manifestar que en Ecuador las materias transigibles sujetas a mediación son las siguientes: Cuadro Nro. 1 MATERIAS TRANSIGIBLES EN ECUADOR Familia Civil Inquilinato Laboral Convivencia social y vecinal Consumidores y usuarios Fuente: Consejo de la Judicatura Realizado por: Catalina Calle Siempre que se afecte únicamente al interés del renunciante, trate de un derecho renunciable y que este derecho esté protegido en la Ley. Los Centros de Mediación en Ecuador El artículo 52 de la Ley de Mediación y Arbitraje dispone: Los gobiernos locales de naturaleza municipal o provincial, las cámaras de la producción, asociaciones, agremiaciones, fundaciones e instituciones sin fines de lucro y, en general, las organizaciones comunitarias, podrán organizar centros de mediación, los cuales podrán funcionar previo registro en el Consejo Nacional de la Judicatura. La comprobación de la falta de cumplimiento de los requisitos establecidos en la presente Ley y su reglamento, por parte de un centro de mediación dará lugar a la cancelación del registro y prohibición de su funcionamiento. El Consejo de la Judicatura podrá organizar centros de mediación pre procesal e intraprocesal (2006). De esta manera se puede establecer que los centros de mediación son instituciones del sector público, privado o comunitario que contribuyen a la solución de los conflictos entre las personas contribuyendo a fomentar el diálogo y una cultura de paz. El acuerdo de mediación sus efectos jurídicos para su cumplimiento en Ecuador. PP. 73-96 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 79 Cuadro Nro. 2 INGRESOS DE CASOS POR MATERIA TRANSIGIBLE 2020 MATERIAS CASOS INGRESADOS PORCENTAJE Familia 13435 53,03% Civil 6636 26,19% Laboral 2322 9,16% Inquilinato 1701 6,71% Tránsito 922 3,64% Convivencia Social o Vecinal 272 1,07% Consumidores y Usuarios 47 0,19% Adolescentes Infractores 1 0,00% TOTAL 25336 100% Fuente: Consejo de la Judicatura. Centro: Centro Nacional de Mediación (Público) Realizado por: Catalina Calle En la primera tabla se puede observar el núme- teria transigible en el año 2020 por parte del ro y el porcentaje de acuerdos logrados en ma- Centro Nacional de Mediación del Ecuador. Cuadro Nro. 3 ACUERDOS LOGRADOS AÑO CASOS INGRESADOS ACUERDOS LOGRADOS 2014 35557 13801 2015 43332 28836 2016 69276 34781 2017 57155 30864 2018 52335 28475 2019 2020 TOTAL 54554 25336 337545 31501 13461 (hasta septiembre) 181719 Fuente: Consejo de la Judicatura. Centro: Centro Nacional de Mediación (Público) Realizado por: Catalina Calle José Guadalupe Steele Garza y Catalina Calle Masache �80 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC De la tabla que antecede se puede estimar el número de casos ingresados y acuerdos logrados por años partiendo desde el 2014 al 2020, los cuales han sido tomados de la página oficial del Consejo de la Judicatura del Ecuador en donde no se distingue las materias transigibles objeto del acuerdo. Audiencia de Mediación revistamsc.uanl.mx tes a fin de que no existan enfrentamientos, debe gozar de empatía, liderazgo, paciencia, buen humor, trato amable, capacidad de comunicación, tener ética y moral para que su contribución sea la adecuada y necesaria para alcanzar acuerdos. Si alguno de los involucrados no asiste a la audiencia de mediación se puede convocar a una nueva diligencia y si persiste la negativa de asistir a esta segunda audiencia el mediador dejará constancia de ello, así lo manda el artículo 51 de la Ley de Arbitraje y Mediación: La audiencia de mediación constituye el eje central del proceso, en donde se requiere que el mediador haga uso de las técnicas y destrezas adquiridas y necesarias para que las partes lleguen a un acuerdo, al respecto Si alguna de las partes no comparece a la Harold C. Lantan (2006), menciona: audiencia de mediación a la que fuere conLa mediación facilita a través del uso vocada, se señalará fecha para una nueva de sus técnicas el manejo de la ne- audiencia. Si en la segunda oportunidad algociación, cuando el poder entre las guna de las partes no comparece, el mediapartes es desigual. Pero si este des- dor expedirá la constancia de imposibilidad equilibrio persiste de tal manera que de mediación (2006). es obvio para el mediador, que una de las partes está imponiendo su “poder” IV. EL ACUERDO DE MEDIACIÓN sobre la otra y se está obteniendo un acuerdo injusto, lo más recomendable Con el fin de resolver las controversias que es suspender la mediación, ya que no atravesamos en el día a día se hace necesapodemos “instrumentalizar” la figura rio llegar a acuerdos, negociaciones a partir para el logro de tales fines. (p. 83) del consentimiento de las partes, las cuales cediendo sus posiciones llegan a consensos Entre las técnicas que el mediador puede que los favorezca mutuamente, “las negoutilizar en la audiencia de mediación, Paris ciaciones son también métodos habituales Alejandro Cabello Tijerina (2018) menciona: en los intentos de poner fin a los conflictos “la persuasión; el parafraseo; la agenda del bélicos y cada vez más a menudo los negomediador; preguntas abiertas, cerradas y ciadores expertos son requeridos para mecirculares; la escucha activa; la utilización diar en situaciones de conflicto intrafamiliar del Brainstorming; el Rapport; entre otras y empresarial” (Manzaner, A., 2002, p. 130). más” (p. 69). Además, es importante que posea destrezas que le permitan aminorar las Es por ello que el caso de los métodos altensiones que puedan surgir entre las par- ternos de solución de conflictos como la meEl acuerdo de mediación sus efectos jurídicos para su cumplimiento en Ecuador. PP. 73-96 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 diación se busca llegar a un acuerdo entre los intervinientes el cual se ve plasmado en un acta con lo que se da por terminado el proceso, en dicho documento con fundamento en el principio de confidencialidad se mencionara de manera breve y concisa el motivo de la controversia, al respecto Pablo Elías Gonzáles y José Guadalupe Steele sostienen: “Resulta de especial valor el principio de confidencialidad, que impide al mediador la revelación a terceros, de las interioridades afloradas en el debate de esta negociación asistida” (González Ross, P., y Steele Garza, J., 2019, p. 185). El cumplimiento del acuerdo de mediación es voluntario para los mediados, en donde constará los detalles para solucionar la controversia con indicación de los plazos y condiciones fijadas para poner fin al conflicto. Al respecto Francisco Gorjón citando a Schavelzon (2020), sostiene: Este acuerdo permitirá a las partes poder continuar con su relación, y más allá, fortaleciéndola, generando lasos de fidelidad entre ellos, y como consecuencia nos sitúa en plenitud en el vivir bien, el buen vivir (VB/BV) en un esquema de reciprocidad (p. 72). En el caso del Ecuador los acuerdos de mediación al que llegan los comparecientes pueden ser totales, parciales o de imposibilidad de acuerdo, así lo manda la Ley de Arbitraje y Mediación, en el artículo 47, inciso primero: “El procedimiento de mediación concluye con la firma de un acta en la que conste el acuerdo total o parcial, o en su defecto, la imposibilidad de lograrlo” (2006). Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 81 Por lo que en un acuerdo total se resuelven todos los puntos en disputa, se pone fin al conflicto y en el caso de incumplimiento de alguna de las partes se procederá a su ejecución; en el acuerdo parcial se resuelve parte de la controversia quedando las partes en libertad de acudir a las instancias legales a fin de solucionar lo que ha quedado pendiente de acuerdo ; y, la imposibilidad de acuerdo puede ser consecuencia de que las partes no asisten a la audiencia para la cual fueron convocadas, desisten de continuar con el proceso o simplemente no llegan a ningún consenso, en cuyo caso el mediador deberá sentar un acta indicando las causas por las cuales no fue posible llegar a un avenimiento. Por lo dicho el acta de mediación se constituye en la máxima expresión escrita de todo lo que ha ocurrido en el procedimiento, la legislación ecuatoriana no define lo que debemos entender por acta de mediación por lo que citando a (Sanchez Garcia, A., 2021) tenemos que “el acta final es un instrumento de carácter administrativo mediante el cual se certifica que un proceso de mediación ha culminado, con el requisito de asentar las causas que dan origen a la terminación” (p. 268). En ella se plasma de manera exacta y precisa los acuerdos logrados, las obligaciones adquiridas por los intervinientes y la firma de los participantes tal como lo dispone el artículo 47, inciso segundo de la Ley de Arbitraje y Mediación: En caso de lograrse el acuerdo, el acta respectiva contendrá por lo menos una José Guadalupe Steele Garza y Catalina Calle Masache �82 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC relación de los hechos que originaron el conflicto, una descripción clara de las obligaciones a cargo de cada una de las partes y contendrán las firmas o huellas digitales de las partes y la firma del mediador (2006). revistamsc.uanl.mx El acta de mediación en que conste el acuerdo tiene efecto de sentencia ejecutoriada y cosa juzgada y se ejecutará del mismo modo que las sentencias de última instancia siguiendo la vía de apremio, sin que el juez de la ejecución acepte excepción alguna, salvo las que se originen con posterioridad a la suscripción del acta de mediación (2006). Por esta razón el acta de mediación es un documento que contiene la expresión de la voluntad de quienes intervienen y los compromisos adquiridos por los mediados al Si bien es cierto el procedimiento de la mediación es simple, rápido, económico y eficoncluir el proceso. caz distinto a las instancias judiciales, con el fin de ser visto como un mecanismo conveNaturaleza jurídica del acta de niente para la resolución de conflictos, se ha mediación provisto al acuerdo de mediación el efecto A propósito de la naturaleza jurídica de la de sentencia ejecutoriada y cosa juzgada. mediación se ha manifestado que posee Al respecto Grande Seara (2015) sostiene: un régimen autocompositivo, que ayuda a Era necesario dotar al acuerdo de melas partes en disputa a llegar a un acuerdiación de una eficacia reforzada, mado. Durante todo el procedimiento de la yor que la del mero contrato y próxima mediación las partes tendrán control sobre a la de la sentencia judicial o la del lauel resultado: do arbitral, para que los ciudadanos la percibiesen como verdaderamente útil En ese sentido, el derecho, como un y eficaz y confiasen en ella (p. 293). sistema dinámico debe evolucionar y adaptarse a las necesidades actuales, lo cual ha motivado el impulso de Ciertamente con ello se pretende mejorar la mediación en la norma jurídica, para los resultados esperados con la mediación que sean los propios intervinientes del como procedimiento alternativo de solución conflicto sean los protagonistas y re- de conflictos, esto es contribuir al desconsuelvas sus diferencias en forma autó- gestionamiento del sistema judicial y lograr noma de una forma pacífica (Steele, J., un verdadero acceso a la justicia. 2022, p. 16). Contenido del Acta de Mediación Dicho mecanismo se encuentra garantizado en la legislación positiva del Ecuador en el Por lo que se refiere al contenido del acta artículo 47, inciso cuarto de la Ley de Arbi- de mediación tenemos que sujetarnos a lo requerido en la normativa jurídica de cada traje y Mediación el cual señala: estado nacional; sin embargo, en lo que sí El acuerdo de mediación sus efectos jurídicos para su cumplimiento en Ecuador. PP. 73-96 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 83 lugar al conflicto. coinciden las diversas legislaciones es en la necesidad de que el acta tenga un conteni- • El arreglo o acuerdo al que llegan los mediados y los compromisos que asumen. do mínimo, así como tampoco implique renuncia de derechos adquiridos o se atente • Firma del acta por parte del mediador y de los participantes. contra el marco legal vigente tal como lo sostiene Estrada (2018): A propósito de la estructura del contenido Constituye una responsabilidad del fa- del acta de mediación, Sáenz, Mata, y Micilitador el lograr plasmar los acuerdos randa (2018) señalan que: en un convenio que se encuentre ajusEl contenido del acuerdo de mediación tado tanto a los términos negociados estará sustentado en los intereses de por las personas involucradas, como las partes, es la correcta valoración de que sea conforme a derecho, debienlas opciones y alternativas, es la mado guiarlos en lo que es susceptible o terialización de las pretensiones de las no es posible de acordarse en un mepartes lo que hace al compromiso lecanismo alternativo (p. 276). gítimo, significa que las partes lograron comunicarse y permitieron que los En el Ecuador artículo 47 de la Ley de Ardiferentes estadios presentes y futuros bitraje y Mediación, en su inciso segundo y de su relación no afectaran la solución tercero dispone: y se lograron centrar en lo que verdaderamente les importaba. Los comproEn caso de lograrse el acuerdo, el acta misos deben ser lo más claro posibles, respectiva contendrá por lo menos una deben ser específicos y sin dejar lugar relación de los hechos que originaron a dudas, las partes deben reconocer el conflicto, una descripción clara de sus obligaciones, el lenguaje usado en las obligaciones a cargo de cada una su estructuración y redacción debe ser de las partes y contendrán las firmas o lo más simple posible, a menos que el huellas digitales de las partes y la firma conflicto sea de índole técnico y este del mediador. deberá ajustarse al lenguaje que amerita el conflicto. El mediador será el resPor la sola firma del mediador se presuponsable de redactar el acuerdo de me que el documento y las firmas conmediación y ponerlo a consideración tenidas en este son auténticas (2006). de las partes, les solicitará lo lean acuciosamente y en su caso aclarar cualDe este modo la legislación ecuatoriana esquier duda, al final será firmado por las tablece como contenidos mínimos del acta partes y por el mediador. El acuerdo de mediación los siguientes: deberá ser redactado según la normativa aplicable (p. 52). • Datos generales de los comparecientes. • Antecedentes y los motivos que dieron José Guadalupe Steele Garza y Catalina Calle Masache �84 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC Lo señalado por los autores con respecto al contenido del acuerdo de mediación ratifica el hecho de que debe ser sencillo, determinado, que no dé lugar ambigüedades y acoja con el mayor apego posible las aspiraciones de las partes, en donde el mediador será el garante de que se han observado todos los requisitos establecidos en la ley. Pero, si lo que se plasma en el contenido del acuerdo de mediación es el acuerdo de voluntades que los obliga a su cumplimiento ¿qué es lo que debemos entender por obligación? al respecto el Código Civil ecuatoriano en el artículo 1453 dispone: Las obligaciones nacen, ya del concurso real de las voluntades de dos o más personas, como en los contratos o convenciones; ya de un hecho voluntario de la persona que se obliga, como en la aceptación de una herencia o legado y en todos los cuasicontratos; ya a consecuencia de un hecho que ha inferido injuria o daño a otra persona, como en los delitos y cuasidelitos; ya por disposición de la ley, como entre los padres y los hijos de familia (2005). revistamsc.uanl.mx ción es todo deber, lo que la conciencia impera que se debe cumplir. Toda ley obliga, implica un nexo que vincula, impone algo que se debe hacer o dejar de hacer. La ley moral obliga moralmente y las leyes jurídicas imponen este deber dentro de la convivencia social, con alguna forma de coerción. La sanción que establece el derecho hace exigibles las obligaciones y las personas pueden acudir a la autoridad para hacer respetar sus derechos, mediante el cumplimiento de quienes están obligados. En el derecho privado se emplea el concepto de obligación en sentido más estricto, como un vínculo jurídico entre dos o más personas. Quien debe cumplir el deber es el obligado o deudor; y quien puede exigir ese cumplimiento es el acreedor o beneficiario, el titular de un derecho (p. 9). Por lo que en consideración a lo mencionado por el autor en el contexto de la mediación se puede sugerir que las partes actúan bajo la noción de incoercibilidad, a partir de lo cual están dispuestas a comprometerse y a buscar soluciones creativas por un lado Por lo que se puede establecer que las obli- y por otro involucra a los mediadores a no gaciones tienen como origen o fuente a: los obligar a las partes a aceptar un arreglo contratos, cuasicontratos, delitos, cuasideli- que no desean, o el imponer decisiones o tos y la ley, al respecto Juan Larrea Holguín soluciones. (2004) sostiene que: Por lo anotado, a través de un acuerdo de Como vemos, el Código Civil no da di- mediación se pueden crear, modificar o exrectamente una definición de obliga- tinguir obligaciones de dar, hacer o no hación, pero emplea este término en sen- cer alguna cosa, al respecto Mario Castillo tido unívoco, más o menos amplio. En Freyre indica que “Las obligaciones de dar sentido amplio, ético o moral, obliga- consisten en la entrega de un bien; las de haEl acuerdo de mediación sus efectos jurídicos para su cumplimiento en Ecuador. PP. 73-96 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 cer; en la ejecución de un hecho; y las de no hacer, en una abstención” (Freyre, M., 2014, p. 212). Es importante que éstas se definan con claridad para garantizar la eficiencia del convenio, así por ejemplo si se refiere a la entrega de una suma de dinero es menester que se establezca las condiciones de la entrega, el lugar, la forma de pago, el plazo entre otros. La Corte Nacional de Justicia del Ecuador con respecto al plazo para el cumplimiento de la obligación manifiesta en el Juicio No: 17711-2014-0223 que: En el caso sublite, los sujetos procesales al suscribir el contrato de promesa de compraventa quedaron advertidos de la obligación de cumplir lo pactado al vencimiento del plazo estipulado en su cláusula quinta, lo que desvirtúa lo manifestado por el recurrente en la interposición de su recurso (2015). Si la obligación es de hacer también se detallarán las condiciones y los términos para la ejecución de lo pactado; y finalmente si se trata de obligaciones de no hacer algo resulta imperativo que sean definidas de forma clara y precisa a fin de evitar una posterior violación del acuerdo, dado que las mismas en caso de incumplimiento generan posibilidad de hacerlas efectivas mediante el ejercicio del derecho. V. EFECTOS JURÍDICOS DEL ACTA DE MEDIACIÓN Como se ha establecido el acta de mediación es el documento a través del cual se da por concluido el proceso de mediación, los efectos jurídicos que de él surgen pue- Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 85 den variar dependiendo de la legislación de cada país. En caso de acuerdo, sea total o parcial, las partes estarán interesadas en que quede por escrito constancia del mismo, ya que el acuerdo será el título que, en su caso, las partes podrán hacer valer en defensa de sus respectivos derechos, principalmente para exigir a la contraparte el cumplimiento de las obligaciones y compromisos respectivamente asumidos (Ruiz, F., y Fernández, J., 2022, p. 272). Por lo que respecta a los efectos jurídicos del acta de mediación en el caso de la legislación ecuatoriana conforme lo ya manifestado en el artículo 47 de la Ley de Arbitraje y Mediación, en su inciso cuarto, se le atribuye la calidad de sentencia ejecutoriada y de cosa juzgada, aunque resulta necesario dejar en claro que dichos efectos están supeditados a que se trate de un acuerdo total o parcial, tal como nos menciona el artículo 15 de la Ley de Arbitraje y Mediación: El acta en la que conste la mediación total o parcial de la controversia tiene efecto de sentencia ejecutoriada y de cosa juzgada y se ejecutará del mismo modo que las sentencias de última instancia, siguiendo la vía de apremio, sin que el juez ordinario acepte excepción alguna ni sea necesario iniciar un nuevo juicio (2006). Ante lo dispuesto en el artículo anterior, los efectos jurídicos que surgen del acta de mediación en el Ecuador son el de sentencia José Guadalupe Steele Garza y Catalina Calle Masache �86 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx ejecutoriada y el de cosa juzgada. El artículo nación, convirtiéndose en una sentencia en 101 del Código Orgánico General de Proce- firme. Para la legitimidad de la cosa juzgada es necesario que la sentencia sea justa en la sos dispone: cual debe prevalecer el interés colectivo y la La sentencia ejecutoriada surte efectos utilidad social sobre el interés particular. irrevocables con respecto a las partes que intervinieron en el proceso o de Sus características son: sus sucesores en el derecho. En con- • Inimpugnabilidad, pues una vez ejecutoriada, no puede ser objeto de otros mesecuencia, no podrá seguirse nuevo dios de impugnación, salvo el caso de proceso cuando en los dos procesos alimentos. hay tanto identidad subjetiva, constituida por la intervención de las mismas • Inmutabilidad, la sentencia no puede ser modificada por un proceso posterior. partes; como identidad objetiva, consistente en que se demande la misma • Coercibilidad, es de ejecución forzada. cosa, cantidad o hecho, o se funde en • Procede a petición de parte, es declarada a solicitud de parte interesada no de la misma causa, razón o derecho. Para oficio. apreciar el alcance de la sentencia, se tendrá en cuenta no solo la parte reso- • Imprescriptibilidad, no le afecta el transcurso del tiempo para hacer valer el delutiva, sino también la motivación de la recho adquirido por medio de la resolumisma (2015). ción judicial. Equivale a decir que es irrevocable, que no es susceptible de interponer recurso judicial Requisitos para invocar la cosa juzgada alguno y que produce el efecto de cosa juzgada, la cual constituye uno de los principios Para que la sentencia surta efecto de cosa del derecho procesal, a partir del cual se da juzgada entre las partes, tienen que cumlos efectos propios de ella que son la inmu- plirse los requisitos que exige el concepto tabilidad y definitividad, al respecto Her- de cosa juzgada, las identidades subjetivas, nando Devis Echandía (2009) define “a la objetiva y de causa. Por lo que resulta nececosa juzgada como la calidad de inmutable sario conocer el significado de estos requisiy definitiva que la ley le otorga a la senten- tos de la cosa juzgada. cia, en cuanto declara la voluntad del Estado, contenida en la norma legal que aplica Identidad subjetiva. - Puesto que deben ser en el caso concreto” (p. 667). Por lo que en las mismas partes procesales las que interla definición que antecede el autor pone vengan, tienen que ser las mismas personas, énfasis en que se impide que esta decisión debiendo señalar que deben mantener su sea reformada y revisada en otro juicio. La misma calidad jurídica. cosa juzgada es el efecto que adquiere una La sentencia no produce cosa juzgasentencia judicial cuando ésta ya no puede da sino entre las mismas partes. No se ser modificada por algún medio de impugEl acuerdo de mediación sus efectos jurídicos para su cumplimiento en Ecuador. PP. 73-96 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 trata de identidad de personas, sino de partes; porque ya sabemos que no todas las personas que concurren a un juicio lo hacen como partes y que no siempre las partes obran personalmente, porque suelen hacerlo por intermedio de sus apoderados o representantes (Echandía, H., 2009, p. 684-685). Identidad objetiva. - Este requisito comprende dos aspectos, identidad del objeto y la identidad de la causa. Por la identidad del objeto se entiende que: “este objeto lo constituye el derecho reconocido, declarado o modificado por la sentencia, con respecto a una cosa o varias cosas determinadas o a la relación jurídica declarada” (Echandía, H., 2009, p. 676), lo que equivale a decir que sobre un mismo objeto pueden existir varios derechos. La identidad de la causa es: “el fundamento o razón alegado por el demandante para obtener el objeto de la pretensión contenida en la demanda, que al mismo tiempo es fundamento jurídico de su aceptación o negación por el juez en la sentencia” (Echandía, H., 2009, p. 679). Por lo que se entiende que el hecho o antecedente en el cual se fundamenta el derecho que se reclama debe ser el mismo. Para que una sentencia pase en autoridad de cosa juzgada debe cumplir con las siguientes condiciones: Ser dictada por un juez competente, es decir, el magistrado debe tener jurisdicción y competencia para resolver la causa que se plantee. Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 87 Cumplir con las solemnidades exigidas en la ley, que, en el caso ecuatoriano, corresponde a lo dispuesto en el artículo 112, del Código Orgánico General de Procesos que establece: La sentencia ejecutoriada que pone fin al proceso es nula en los siguientes casos: 1. Por falta de jurisdicción o competencia de la o del juzgador que la dictó, salvo que estas se hayan planteado y resuelto como excepciones previas. 2. Por ilegitimidad de personería de cualquiera de las partes, salvo que esta se haya planteado y resuelto como excepción previa. 3. Por no haberse citado con la demanda a la o el demandado si este no compareció al proceso. 4. Por no haberse notificado a las partes la convocatoria a las audiencias o la sentencia, siempre y cuando la parte no haya comparecido a la respectiva audiencia o no se haya interpuesto recurso alguno a la sentencia (2015) Del mismo modo se debe tener en consideración lo dispuesto en el artículo 6, de la Ley Orgánica de la Procuraduría General del Estado: Toda demanda o actuación para iniciar un proceso judicial, procedimiento alternativo de solución de conflictos y procedimiento administrativo de impugnación o reclamo contra organismos y entidades del sector público, deberá citarse o notificarse obligatoriamente al Procurador General del Estado. De la misma manera se proJosé Guadalupe Steele Garza y Catalina Calle Masache �88 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC cederá en los casos en los que la ley exige contar con dicho funcionario. La omisión de este requisito, acarreará la nulidad del proceso o procedimiento (2004). La sentencia debe estar legalmente ejecutoriada, según lo dispuesto en el artículo 99 del Código Orgánico General de Procesos: Las sentencias y autos interlocutorios pasarán en autoridad de cosa juzgada en los siguientes casos: 1. 1Cuando no sean susceptibles de recurso. 2. Si las partes acuerdan darle ese efecto. 3. Si se dejan transcurrir los términos para interponer un recurso sin hacerlo. 4. Cuando los recursos interpuestos han sido desistidos, declarados desiertos, abandonados o resueltos y no existen otros previstos por la ley (2015). Por lo que, según lo manda este artículo del Código Orgánico General de Procesos para que una sentencia esté legalmente ejecutoriada podrán concurrir cualquiera de las siguientes circunstancias antes mencionadas, lo cual se aplica al acta de mediación. Así mismo es importante destacar que para el autor Antonio Enriquez Pérez Luño (2016) la cosa juzgada proviene del derecho a la seguridad jurídica, cuando sostiene que: En el Estado de Derecho a seguridad jurídica asume unos perfiles definidos como: presupuesto del Derecho, pero no de cualquier forma de legalidad positiva, sino de aquella que dima- revistamsc.uanl.mx na de los derechos fundamentales, es decir, los fundamentan el entero orden constitucional; y función del Derecho que asegura la realización de las libertades. Con ello, la seguridad jurídica no sólo se inmuniza frente al riesgo de su manipulación, sino que se convierte en un valor jurídico ineludible para el logro de los restantes valores constitucionales (p. 16). Ahora bien, en el caso del Ecuador el artículo 82, de la Constitución considera “El derecho a la seguridad jurídica se fundamenta en el respeto a la Constitución y en la existencia de normas jurídicas previas, claras, públicas y aplicadas por las autoridades competentes” (2008). Es decir que el derecho a la seguridad jurídica contiene los siguientes elementos: 1) Respeto a la Constitución de la República del Ecuador como norma suprema; 2) existencia de normas jurídicas previas, claras y públicas; 3) certeza en que las autoridades competentes, administrativas y judiciales, realizaran una adecuada aplicación de la normativa constitucional y legal vigente; y, 4) la seguridad jurídica como un instrumento para justiciar derechos (Espinoza, M., & Cueva, P., 2019, p. 81). Es por ello que la cosa juzgada es la certeza de que no se volverá a litigar frente a un asunto que ya fue resuelto con anterioridad, salvo las excepciones establecidas en la ley, como la relacionada con graves errores cometidos por la administración de justicia o El acuerdo de mediación sus efectos jurídicos para su cumplimiento en Ecuador. PP. 73-96 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 89 la aparición de información relevante que instrumento al que la ley le da el carácter de sentencia ejecutoriada y cosa juzgada. cambie radicalmente los hechos. VI. EJECUCIÓN DEL ACTA DE MEDIACIÓN Puesto que el acta de mediación es un título de ejecución debemos establecer que se entiende por ejecución, al respecto el artículo 362 del Código Orgánico General de Procesos la define como: “Es el conjunto de actos procesales para hacer cumplir las obligaciones contenidas en un título de ejecución” (2015). Por lo que la ejecución conlleva un proceso previamente determinado en la ley para hacer cumplir una obligación. Al respecto el tratadista Giuseppe Chiovenda (2000) sostiene que: Se llama ejecución forzosa procesal la actuación práctica, por parte de los órganos jurisdiccionales, de una voluntad concreta de ley que garantice a alguno un bien de la vida y que resulta de una declaración; y proceso de ejecución forzosa, el conjunto de actos coordinados para este fin (p. 120). Ya que nos encontramos frente a la negativa de uno de las partes a cumplir con el compromiso adquirido. En esta definición el autor nos indica que la ejecución forzosa se refiere a una serie de actos encaminados hacer exigible el cumplimiento de una obligación basada en un El artículo 363 del Código Orgánico General de procesos del Ecuador señala: Son títulos de ejecución los siguientes: 1. La sentencia ejecutoriada. 2. El laudo arbitral. 3. El acta de mediación. 4. El contrato de prenda y contratos de venta con reserva de dominio. 5. La sentencia, el laudo arbitral o el acta de mediación expedidos en el extranjero, homologados conforme con las reglas de este Código. 6. La transacción, aprobada judicialmente, en los términos del artículo 235 del presente Código. 7. La transacción, cuando ha sido celebrada sin mediar proceso entre las partes 8. El auto que aprueba una conciliación parcial, en caso de incumplimiento de los acuerdos aprobados. 9. El auto que contiene la orden de pago en el procedimiento monitorio, ante la falta de oposición del demandado. 10. La hipoteca 11. Los demás que establezca la ley. Las y los juzgadores intervendrán directamente en la ejecución de los laudos arbitrales y de las actas de mediación. Además, ejecutarán las providencias preventivas ordenadas por los tribunales de arbitraje nacionales o internacionales (2015). Por lo que se puede colegir que, la calidad de título de ejecución proviene de la ley, de la voluntad del legislador y las actas de mediación son títulos de ejecución sobre una obligación de hacer o no hacer una cosa, en José Guadalupe Steele Garza y Catalina Calle Masache �90 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx vo, elaborar un convenio modificatorio donde no se trata de determinar el objeto o construir uno nuevo. La remediación de controversia o discutir sobre la existencia se llevará a cabo, en lo conducente, o no de un derecho, sino que al tener conoutilizando las mismas reglas que, para cimiento del mismo se acude a las instancias la mediación, establece esta Ley (Rojas judiciales para que pueda exigirse el inmeArevalo, R., & Azar López, B., 2022, p. diato cumplimiento de la obligación, enten60). diéndose por obligación un vínculo jurídico a partir de lo cual una persona se liga, se ata con otra a dar, hacer o no hacer alguna En vista de lo anotado por los autores mencionados, la remediación es un proceso cosa. posterior a la mediación y a la suscripción Es por ello que el acta de mediación no po- del acta; se trata de un procedimiento coladrá ser sometida a un nuevo proceso de esta borativo y voluntario en el que las partes tranaturaleza ni a juicio alguno sino conlleva su bajan en conjunto con la ayuda del mediaejecución, ello en vista de que en el Ecuador dor cuando por eventos casuales o fortuitos no existe la fase de remediación para los no se ha cumplido la obligación contraída casos de incumplimiento contemplada en le- en virtud del acta de mediación o se ha ingislaciones como en el caso de México, por cumplido el mismo de una manera parcial; ello Ricardo Rojas y Bernardo Anwar Azar en y puede ser un paso importante dentro del alusión a lo estipulado en la Ley de Justicia caso, que ayude a reducir la posibilidad de Alternativa del Tribunal Superior de Justicia futuros desacuerdos que tengan relación para el Distrito Federal, en su artículo 34 con el conflicto que se está ventilando. respecto de la inobservancia del acuerdo VII. Casos en torno a los efectos jurídicos del de mediación señalan: acta de mediación en el Ecuador Ante el incumplimiento parcial o total de un convenio celebrado por los A fin de observar con mayor claridad los mediados, o ante el cambio de las efectos jurídicos del acta de mediación, se circunstancias que dieron origen a su tomará como referencia sentencias, fallos y celebración, éstos podrán utilizar la consultas emitidos por los órganos de admire-mediación en el propio Centro y, con nistración de justicia del Ecuador respecto a la reapertura del expediente respecti- esta materia: El acuerdo de mediación sus efectos jurídicos para su cumplimiento en Ecuador. PP. 73-96 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 91 CUADRO NRO. 4 No. DE CASO ANTECEDENTES SENTENCIA Juicio No. 17371201900575 La parte actora busca mediante el recurso de casación sustentar la configuración de renuncia de derechos y la consecuente ineficacia del acta de mediación de acuerdo total al que llegaron las partes. No prospera la impugnación ya que no se verifica que se infrinjan los artículos 190 y 326 numerales 2, 3 y 11 de la Constitución de la República del Ecuador y del artículo 43 de la Ley de Arbitraje y Mediación. El acta de mediación celebrada ante autoridad competente tiene el efecto de sentencia ejecutoriada y de cosa juzgada (Juicio No. 17371-2019-00575, 2022). Juicio No. El accionante mediante una 11904202000058 acción ordinaria de protección busca como pretensión esencial la declaratoria de invalidez del acta total de mediación por considerar que se han vulnerado derechos consagrados en los numerales 2, 3 y 11 del artículo 326 de la Constitución así como el derecho a la seguridad jurídica. Se inadmite la acción ordinaria de protección presentada por el accionante. El acta de mediación no puede ser conocida ni discutida mediante una acción ordinaria de protección por prohibición expresa del artículo 42 numeral 6 de la LOGJCC, siendo competencia de la Corte Constitucional conocer sobre posibles vulneraciones a derechos constitucionales mediante la acción extraordinaria de protección. Y se destaca en el fallo lo mencionado por la Corte Constitucional del Ecuador en la sentencia No. 308-14EP/20 sobre este tema, en donde si bien es cierto la sentencia se refiere a un de laudo arbitral, tanto la mediación como el arbitraje están reconocidos como medios alternativos de solución de conflictos en el artículo 190 de la Constitución del Ecuador (Juicio No. 11904-2020-00058, 2021). José Guadalupe Steele Garza y Catalina Calle Masache �92 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC El Presidente de la Corte ProEJECUCIÓN DE ACTA DE MEDIA- vincial de Justicia de Pichincha, consulta a la PresidenCIÓN cia de la Corte Nacional de Justicia sobre ejecución de Acta de Mediación en Materia de Niñez y Adolescencia en el caso de demandar a los demás obligados subsidiarios. revistamsc.uanl.mx El acta de mediación sobre alimentos es un título de ejecución, que se debe cumplir conforme lo dispuesto en el artículo 370 del COGEP. Lo resuelto en mediación en materia de derecho de alimentos es revisable mediante cualquier incidente siempre en atención al principio de interés superior del niño, tal como lo dispone el último inciso del artículo 47 de la Ley de Arbitraje y Mediación (Ejecución acta de mediación, 2019). Cuadro elaborado por: Catalina Calle Masache VIII. CONCLUSIONES Hoy por hoy se puede apreciar en la mayoría de ordenamientos jurídicos la incorporación de normativa que reconoce la existencia de mecanismos alternativos de solución de conflictos tendientes a garantizar el acceso a la justicia con procedimientos ágiles, sencillos y menos onerosos como es el caso de la mediación, la cual contribuye a descongestionar la elevada carga procesal que existe en los órganos de la función judicial del Ecuador en materias transigibles, teniendo entre sus principales características la voluntariedad, bilateralidad, flexibilidad, neutralidad, imparcialidad, profesionalidad, confidencialidad, rapidez y buena fe. Se trata de un sistema autocompositivo en el cual un tercero neutral e imparcial llamado mediador contribuye al diálogo entre las partes, para que sean ellas mismas las que encuentren una solución al conflicto. Los acuerdos que se logren en el procedimiento de la mediación tienen que ser plasmados en un acta, pudiendo ser de acuerdo total, acuerdo parcial o de imposibilidad de acuerdo. El acta de mediación debe contener por lo menos: una relación de los hechos que ocasionaron el conflicto, las obligaciones que asumen las partes, la firma tanto de las partes intervinientes como la del mediador. Si bien es cierto el acta de mediación es un documento auténtico que tiene que cumplir con los requisitos de fondo y de forma señalados en la Ley, no podemos dejar de hacer hincapié que se basa en el consentimiento libre y voluntario de las partes, quienes obran con capacidad legal y sobre una materia transigible. Solo así, dicha acta de mediación tiene los efectos jurídicos de sentencia ejecutoriada de última instancia y de cosa juzgada, tal como lo dispone el artículo 47 de la Ley de Arbitraje y Mediación, la cual es un principio legal que establece que una sentencia judicial firme y definitiva no puede ser revisada o modificada por otra corte o tribunal; en otras palabras una vez que una sentencia ha sido emitida por un tribunal competente y ha pasado por todos los recursos legales El acuerdo de mediación sus efectos jurídicos para su cumplimiento en Ecuador. PP. 73-96 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 disponibles, se convierte en cosa juzgada y se considera que ha llegado a su conclusión final y definitiva, la cosa juzgada es un requisito esencial para el respeto de los derechos humanos y las libertades fundamentales, lo cual tiene una relación muy estrecha con el principio de seguridad jurídica el cual se refiere a la previsibilidad y estabilidad del sistema jurídico, así como a la confianza que tienen las personas en el sistema judicial , por lo tanto ambas están estrechamente relacionadas a fin que garantizar el que una vez que se ha alcanzado una decisión final, las partes involucradas pueden seguir con su vida sin temor a una posible revisión o modificación salvo caso de nulidad. El acta de mediación tiene efectos jurídicos vinculantes que deben ser cumplidos por los involucrados, caso contrario se procederá a demandar su ejecución de conformidad con el Código Orgánico General de Procesos, mediante un proceso de ejecución ante un juez competente. El incumplimiento de los convenios logrados en muchas ocasiones, se debe a que los mediados desconocen los efectos jurídicos que de ello surgen y las consecuencias que conlleva su inobservancia. TRABAJOS CITADOS Arnau, F. (2009). Lecciones de Derecho Civil II Obligaciones y contratos. Universitat Jaume I. Asamblea Constituyente, CRE. (2008). Constitución de la República del Ecuador. Registro Oficial 449 de 20 de octubre de 2008. Asamblea Nacional del Ecuador. (2015). Código Orgánico General de Procesos COGEP. Registro Oficial 506 de 22 de mayo de 2015. Cabello-Tijerina, P. A. (2018). Teoría y gestión del conflicto. Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 93 En F. J. Gorjón Gómez, & R. 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Profesor de tiempo completo con perfil PRODEP, Mediador y Arbitro Certificado por el Instituto de Mecanismos de Solución de Controversias y del Consejo de la Judicatura del Poder Judicial del Estado Libre y Soberano del Estado de Nuevo León, Profesor del Instituto de formación profesional en la Procuraduría General de Justicia en el Estado de Nuevo León, miembro del Sistema Nacional de Investigadores, Nivel 1. correo electrónico. steele.jose@gmail.com. Nube Catalina Calle Masache Doctora en Jurisprudencia y Abogada de los tribunales de Justicia, por la Universidad Católica de Cuenca de Ecuador. Magister en Derecho Laboral Y SeguJosé Guadalupe Steele Garza y Catalina Calle Masache �96 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC El acuerdo de mediación sus efectos jurídicos para su cumplimiento en Ecuador. PP. 73-96 revistamsc.uanl.mx �Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica MSC MÉTODOS DE SOLUCIÓN DE CONFLICTOS | VOL. 03, NÚM. 05, JULIO 2023 en MSC El arribo de la mediación en el ámbito tributario ecuatoriano The beginning of mediation in the ecuadorian tax field Recibido: 31-03-2023 | Aceptado: 05-06-2023 Fabián Romero Jarrín* Daniel Alberto Garza de la Vega** * https://orcid.org/0000-0003-1132-2008 Universidad Católica de Cuenca, Ecuador ** https://orcid.org/0000-0002-0430-5202 Universidad Autónoma de Nueva León Resumen El análisis histórico de la norma nos permite conocer sus procesos de transición en el tiempo permitiéndonos comprender mejor cómo se ha desarrollado el derecho y cómo se han abordado los problemas legales a lo largo del tiempo. En la presente investigación se analiza en primer lugar la evolución histórica tanto de la mediación de manera general, así como a la mediación tributaria de manera específica, para lo cual partimos de la revisión de documentos y fuentes primarias para recopilar información sobre el desarrollo histórico de la mediación en el ámbito tributario en Ecuador. En la presente investigación podemos observar que existieron intentos legislativos para establecer métodos de solución autocompositivos en el ámbito tributario pero que se los utilizaron en un lapso corto de tiempo y para circunstancias limitadas. La investigación propuesta analiza aspectos históricos incluyendo principalmente el contexto social y económico que impulsaron a la creación y promulgación de la Ley Orgánica para el Desarrollo Económico y Sostenibilidad Fiscal tras la pandemia COVID-19, norma que incorpora por primera vez en la legislación ecuatoriana a la mediación como un procedimiento para solucionar controversias entre las Administraciones Tributarias y los ciudadanos. Norma que constituye un hito histórico para el desarrollo de los Métodos Alternativos de Solución de Controversias en el Ecuador y que está creando una revolución en la forma de entender el derecho tributario en el país. Palabras clave: Mediación tributaria; Transacción; Tributos. Cómo citar Romero Jarrín, F., & Garza de la Vega, D. A. El arribo de la mediación en el ámbito tributario ecuatoriano. MSC Métodos De Solución De Conflictos, 3(5). Recuperado a partir de https://revistamsc.uanl.mx/index.php/m/article/view/57 �98 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx Abstract The historical analysis of the norm allows us to observe how laws have changed over time, helping us to better understand the development of law and how the legal system has tackled legal problems throughout history. This research analyzes the historical evolution of mediation in general, as well as specific tax mediation, through the review of primary sources and documents to gather information on the historical development of mediation in the tax field in Ecuador. The research also reveals legislative attempts to establish auto compositive dispute resolution methods in the tax field, but they were only employed for a brief time and limited circumstances. The proposed research analyzes historical aspects, including the social and economic context that led to the creation and promulgation of the Organic Law for Economic Development and Fiscal Sustainability following the COVID-19 pandemic, a law that incorporates mediation as a procedure to solve disputes between tax authorities and citizens for the first time in Ecuadorian legislation. This law constitutes a historical milestone for the development of Alternative Dispute Resolution Methods in Ecuador and is creating a revolution in the of understanding tax law in the country. Key words: Tax Mediation, Tax Settlement Agreement, Tax Legislation, Taxes. INTRODUCCIÓN. existido intentos legislativos para establecer métodos de solución autocompositivos en el ámbito tributario, estos se han utilizado en En esta investigación se realiza un análisis un lapso corto de tiempo y para circunstanhistórico de la evolución de la mediación en cias limitadas. general y de la mediación tributaria en particular dentro de la legislación ecuatoriana, La investigación también analiza los aspeccon el objetivo de comprender mejor cómo tos históricos y el contexto social y económise ha desarrollado el derecho y cómo se han co que impulsaron la creación y promulgaabordado los problemas legales en el tiemción de la Ley Orgánica para el Desarrollo po. Para ello, se lleva a cabo una revisión Económico y Sostenibilidad Fiscal tras la exhaustiva de documentos y fuentes primapandemia COVID-19, norma que incorpora rias que permiten recopilar información sopor primera vez en la legislación ecuatoriabre el desarrollo histórico de la mediación na a la mediación como un procedimiento en el ámbito tributario en Ecuador. En la para solucionar controversias entre las Adinvestigación se observa que, aunque han ministraciones Tributarias y los ciudadanos. El arribo de la mediación en el ámbito tributario ecuatoriano. PP. 97-114 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Esta ley constituye un hito histórico para el desarrollo de los Métodos Alternativos de Solución de Controversias en Ecuador y está generando una revolución en la forma de entender el derecho tributario en el país. Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 99 km² y tiene una población aproximada de 18.000.000 de habitantes (INEC, 2023a). La legislación tributaria en el Ecuador, puntualmente el Código Tributario (en adelante CT) en su artículo primero concibe a los tribuPara una comprensión más completa de la tos como aquella prestación pecuniaria exievolución histórica de la normativa y su in- gida por el Estado, a través de entes nacioclusión en el sistema tributario ecuatoria- nales o seccionales o de excepción y clasifica no, se lleva a cabo un análisis que abarca a los tributos en: impuestos, tasas y contribuel contexto tributario del país, la historia de ciones especiales (Código Tributario, 2005). la mediación en Ecuador y los antecedentes de la mediación tributaria en particular. En el Ecuador de conformidad con lo estaAdemás, se realiza un análisis detallado de blecido en el artículo 301 de la Constitución la ley que introduce específicamente la me- de la República (en adelante CRE) “Sólo por iniciativa de la Función Ejecutiva y mediante diación tributaria en nuestro país. ley sancionada por la Asamblea Nacional se podrá establecer, modificar, exonerar o 1. CONTEXTO TRIBUTARIO extinguir impuestos. Sólo por acto normatiECUATORIANO. vo de órgano competente se podrán estaEl Ecuador es un Estado constitucional de de- blecer, modificar, exonerar y extinguir tasas rechos y justicia, social, democrático y unita- y contribuciones. (…)” (Constitución, 2008). rio, se organiza territorialmente en regiones, Es decir, en Ecuador los Gobiernos Autónoprovincias, cantones y parroquias rurales. El mos Descentralizados como los Gobiernos Presidente de la República ejerce la Función Provinciales o los Gobiernos Municipales Ejecutiva, es el Jefe del Estado y de Gobier- no pueden crear impuestos, pero sí pueden no y responsable de la administración públi- crear otras especies tributarias como tasas o ca (gobierno central). También el Ecuador se contribuciones especiales. organiza en gobiernos autónomos descentralizados y ellos son las juntas parroquiales Respecto al régimen tributario ecuatoriano rurales, los concejos municipales, los conce- de conformidad con su Art. 300 este se rige jos metropolitanos, los consejos provincia- por los principios de generalidad, progresiles y los consejos regionales (Constitución, vidad, eficiencia, simplicidad administrativa, irretroactividad, equidad, transparencia y 2008). suficiencia recaudatoria. Se priorizarán los Ecuador está dividido en 24 provincias que impuestos directos y progresivos [...] (Consa su vez están divididas en 221 cantones. Los titución, 2008). cantones a su vez están subdivididos en parroquias, las que se clasifican entre urbanas De las estadísticas realizadas por el Instituto y rurales. Ecuador ocupa un área de 256.370 Nacional de Estadística y Censos de Ecuador Fabián Romero Jarrín y Daniel Alberto Garza de la Vega �100 revistamsc.uanl.mx MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC (INEC), se puede verificar que en el primer trimestre del 2022 la población económicamente activa (PEA) fue de 8,4 millones de personas a nivel nacional y la población en edad de trabajar (PET) fue de 12,8 millones de personas a nivel nacional (INEC, 2023b). de Registro Único de Contribuyentes “Es un instrumento que tiene por función registrar e identificar a los contribuyentes con fines impositivos y como objeto proporcionar información a la Administración Tributaria” (2014). Registro que debe ser obtenido conforme al Art. 3 de la ley referida por: La PEA se refiere al conjunto de personas que están ocupadas o que están buscando activamente empleo en el mercado laboral. Esta cifra incluye a todas las personas mayores de 15 años que tienen empleo o están en búsqueda activa de trabajo. Conforme a las estadísticas establecidas por una de las Administraciones Tributarias en el Ecuador en este caso por el Servicio de Rentas Internas (por sus siglas SRI, que se encarga de la recaudación de impuestos internos), son 6.114.132 (entre personas naturales o jurídicas) quienes han obtenido el Registro Único de Contribuyentes (RUC) el cual de conformidad con el Art. 1 de la Ley Art. 3.- Todas las personas naturales y jurídicas, entes sin personalidad jurídica, nacionales y extranjeras, que inicien o realicen actividades económicas en el país en forma permanente u ocasional o que sean titulares de bienes o derechos que generen u obtengan ganancias, beneficios, remuneraciones, honorarios y otras rentas sujetas a tributación en el Ecuador, están obligados a inscribirse, por una sola vez en el Registro Único de Contribuyentes (…). (Ley del Registro Único de Contribuyentes, 2014) Cuadro 1: Total de personas que han obtenido el RUC Clase Tipo TOTAL RUCS ESPECIAL PERSONAS NATURALES 401 SOCIEDADES 5877 PERSONAS NATURALES 4024754 SOCIEDADES 319978 PERSONAS NATURALES 1631171 SOCIEDADES 131877 PERSONAS NATURALES 74 OTROS RIMPE RISE TOTAL 6114132 Fuente y elaboración: Servicio de Rentas Internas (SRI, 2023) El arribo de la mediación en el ámbito tributario ecuatoriano. PP. 97-114 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 En Ecuador, los tributos son la principal fuente de financiamiento del Presupuesto General del Estado. El total de ingresos en el Presupuesto General del Estado del Ecuador de la proforma del 2022 (PGE, 2021) se estimó en USD $33,899,734,759.85 de ese monto los ingresos relacionados a impuestos correspondieron a USD $13,418,479,139.00 y los ingresos respecto a tasas y contribuciones especiales de mejoras fueron de USD $1,689,871,972.00 es decir los ingresos tributarios representaron el 44,56% de todos los ingresos del PGE de 2022. Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 101 de este monto USD $5,336,968,895 correspondió al Impuesto a la Renta Global -un impuesto directo y progresivo que representa el 31% de la recaudación impositiva- y USD $8,134,492.265 son recaudados por concepto del Impuesto al Valor Agregado –un impuesto netamente indirecto y regresivo que representa el 47% de la recaudación impositiva-. 2. BREVE HISTORIA DE LA MEDIACIÓN EN LA NORMATIVA ECUATORIANA. El primer hito que existe en Ecuador respecto a la inclusión en la normativa local de los Métodos Alternativos de Solución de Conflictos (en adelante MASC) se da con la promulgación de la Ley de Arbitraje Comercial dictada mediante Decreto Supremo No. 735 de 23 de octubre de 1963 y publicada en el Registro Oficial No. 90 de 28 de octubre de 1963. Para el año 2023 el total de ingresos en la proforma del Presupuesto General del Estado del Ecuador (PGE, 2022) se estimó en USD $31,502,865,593.76 de ese monto los ingresos relacionados a impuestos corresponden a USD $15,691,711,523.00 y los ingresos respecto a tasas y contribuciones especiales de mejoras fueron de USD $1,827,594,780.00 es decir los ingresos tributarios hasta el momento representan el 55,61% de todos los in- Será en la década de los noventa en que los MASC se empiezan a consolidar dentro gresos del PGE de 2023. de la legislación ecuatoriana. Son múltiples Es importante mencionar que, si bien la CRE los factores que impulsaron su consolidaestablece que se deben priorizar los im- ción, por un lado, la ineficiencia de la Funpuestos directos y progresivos, los impues- ción Judicial aunada a la desconfianza getos por los cuales más se recaudan son los neralizada de los ciudadanos en la justicia impuestos indirectos y regresivos, así tene- ordinaria y por otro lado el empuje de ormos al Impuesto al Valor Agregado (IVA), el ganismos bilaterales, así como la influencia Impuestos a los Consumos Especiales (ICE), de diferentes legislaciones alrededor del mundo impulsaron la inclusión de este tipo etc. de alternativas. En este sentido según cifras del SRI en el año 2022 de impuestos y elementos accesorios Es así como el 4 de septiembre de 1997, meal cumplimiento de estas obligaciones (inte- diante Registro Oficial número 145 entró en reses, multas, recargos, etc.) se recaudó en vigor la denominada Ley de Arbitraje y Meel Ecuador USD $17,163,519.380 (SRI, 2023) diación (Ley de Arbitraje y Mediación, 1997), Fabián Romero Jarrín y Daniel Alberto Garza de la Vega �102 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx ámbito tributario esto fue la inclusión de la salvedad que estos procedimientos se aplicarán en materias que por su naturaleza se puedan transigir. Lo que actualmente dice la CRE dentro de la sección VIII, referente a los medios alternativos de solución de conflicArtículo 191.- El ejercicio de la potestad tos, es lo siguiente: judicial corresponderá a los órganos Art. 190.- Se reconoce el arbitraje, la de la Función Judicial. Se establecerá mediación y otros procedimientos alterla unidad jurisdiccional. nativos para la solución de conflictos. De acuerdo con la ley habrá jueces de Estos procedimientos se aplicarán con paz, encargados de resolver en equisujeción a la ley, en materias en las que dad conflictos individuales, comunitapor su naturaleza se pueda transigir. rios o vecinales. En la contratación pública procederá Se reconocerán el arbitraje, la mediael arbitraje en derecho, previo proción y otros procedimientos alternativos nunciamiento favorable de la Procurapara la resolución de conflictos, con duría General del Estado, conforme a sujeción a la ley. Las autoridades de los las condiciones establecidas en la ley. pueblos indígenas ejercerán funciones (Constitución, 2008) de justicia, aplicando normas y procedimientos propios para la solución de conflictos internos de conformidad con Si bien como se mencionó en líneas anteriosus costumbres o derecho consuetudi- res la Ley de Arbitraje y Mediación de Ecuanario, siempre que no sean contrarios dor de 1997 fue un primer gran paso para a la Constitución y las leyes. La ley hará la adopción de los MASC esta ley tuvo alcompatibles aquellas funciones con las gunas críticas principalmente en lo referendel sistema judicial nacional. (Ecuador, te a aspectos regulatorios, por lo que con el propósito de mejorar la regulación de los 1998)) MASC con un marco normativo claro y con la El mencionado artículo incluyó por prime- intención de que estos sean eficientes y efira vez una norma de rango Constitucional, caces mediante Codificación No. 2006-014 destacando y reconociendo a los MASC publicada en el Registro Oficial No. 417 de 14 como alternativas válidas en la resolución de diciembre 2006 se la modifica y amplía y de conflictos. Con la llegada de la Consti- en su disposición derogatoria se establece tución de la República del Ecuador de 2008 la eliminación de la Ley de Arbitraje Comera través de una asamblea constituyente que cial de 1963. se estableció para la construcción de esta, se ratifica la importancia de los MASC y se En la Ley de Arbitraje y Mediación vigente establece un elemento fundamental que en en Ecuador se establece respecto al procesu momento frenó su incorporación en el dimiento de mediación lo siguiente: constituyéndose con sus errores y aciertos en el primer intento por incluir a los MASC en nuestra legislación. Posteriormente en la Constitución de Ecuador de 1998 (derogada), se incluyó el siguiente texto: El arribo de la mediación en el ámbito tributario ecuatoriano. PP. 97-114 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Art. 43.- La mediación es un procedimiento de solución de conflictos por el cual las partes, asistidas por un tercero neutral llamado mediador, procuran un Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 103 acuerdo voluntario, que verse sobre materia transigible, de carácter extra-judicial y definitivo, que ponga fin al conflicto. (Ley de Arbitraje y Mediación, 2006) Gráfico 1: Evolución normativa de los MASC en Ecuador Derogada Sustituida VigenteFuente: Legislación ecuatoriana Elaboración propia 3. LA MEDIACIÓN TRIBUTARIA EN EL ECUADOR. 3.1. Antecedentes de la legislación tributaria en Ecuador. De los primeros antecedentes de la legislación ecuatoriana en la que se quiso aglutinar todas las cuestiones relativas al ámbito tributario se da con el Código Fiscal de 1963, expedido mediante Decreto-Ley de Emergencia No. 20, de 24 de junio de 1963, promulgado en el Registro Oficial No. 490, de 25 de los mismos mes y año, código que amplió y sistematizó de mejor manera que la Ley de 1959 en lo referente al régimen de los reclamos de los contribuyentes y el ejercicio de las acciones contencioso tributarias. Uno de los antecedentes relevantes en la construcción del aparataje tributario en Ecuador se da con la Ley Constitutiva del Tribunal Fiscal, dictada en el Ecuador mediante Decreto Ley de Emergencia No. 10 de 15 de junio de 1959, publicada en el Registro Oficial No. 847 de 19 de junio de 1959, ley que reguló El Código Fiscal de 1963 fue sustituido por el la materia contencioso-tributario y que creó Código Tributario de 1975, este se publicó en el órgano jurisdiccional de la justicia tributael Suplemento del Registro Oficial No. 958 , ria o el instituto de lo contencioso tributario. de 23 de diciembre 1975, norma que se nutrió entre otros valiosos aportes del Código Fabián Romero Jarrín y Daniel Alberto Garza de la Vega �104 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC Modelo Latinoamericano, patrocinado por la OEA y el BID, que representa un esfuerzo y recomendación de unificación del Derecho Tributario en el Continente y que tuvo la participación de destacados expertos en el ámbito tributario como es el caso de Giuliani Fonrouge (Argentina), Rubens Gomes de Sousa (Brasil) y Ramón Valdés Costa (Uruguay) y también se sustentó de otras legislaciones tributarias como la Mexicana. revistamsc.uanl.mx básicas” (Morán & Pecho, 2017, p. 22),para Plazas Vega las codificaciones realizadas en diferentes países en el ámbito tributario, entre ellos Ecuador tienen entre otras las siguientes ventajas: El Código Tributario de 1975 tuvo diferentes reformas a lo largo de los años (principalmente en el 2003 y 2004) y que en el 2005 encontró en su codificación una de las mayores reformas, codificación No. 2005-09, publicada en el Registro Oficial 38-S, del 14 de junio de 2005. En América Latina “Con la publicación del Modelo de Código Tributario OEA/BID en 1967, los países comenzaron a introducir códigos tributarios de tipo orgánico, es decir, de principios fundamentales y definiciones i) conduce a una mayor estabilidad del régimen tributario, lo cual coadyuva en alto grado a la seguridad jurídica y a la confianza legítima de los contribuyentes; ii) contribuye a evitar contradicciones que suelen presentarse entre las leyes relacionadas con cada tributo; iii) tiende a reducir las controversias judiciales y administrativas que suelen presentarse alrededor de los temas tributarios, lo cual hace más eficiente y eficaz a la administración de justicia; y iv) respeta la permanente dinámica legislativa que acompaña a los tributos, garantizando a su vez que dichos cambios no afecten la estructura básica del sistema tributario (Plazas Vega, 2012). Cuadro 2: Evolución de la codificación tributaria en América Latina Período Países (años de aprobación) 1939 México 1961-1965 Chile (1960), Ecuador (junio 1963) 1966-1970 Brasil (octubre de 1966), Perú (agosto 1966), Modelo de CT OEA/BID (1967) 1971-1975 Bolivia (1970), Costa Rica (mayo 1971), Uruguay (1974) 1976-1980 1981-1985 Venezuela (1982) 1991-1995 Guatemala (octubre 1991), Paraguay (1992), Rep. Dominicana (1992) 1996-2000 Honduras (mayo 1997), Modelo de Código Tributario de CIAT (1997) 20001-2005 El Salvador (2001), Nicaragua (noviembre 2005) 2006-2010 Modelo de Código Tributario del CIAT (2006) 2011-2015 Modelo de Código Tributario del CIAT (2015) Fuente: (Morán & Pecho, 2017) ellos sobre la base de CIAT y Plazas Vega (Plazas Vega, 2012) El arribo de la mediación en el ámbito tributario ecuatoriano. PP. 97-114 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 3.2 Antecedentes de la mediación tributaria en Ecuador. Rodrigo Patiño Ledesma en referencia al Código Fiscal de 1963 (derogado) indicó que en éste existió una suerte de inclusión de un MASC ya que se estableció el régimen del concordato o convenio tributario el cual “tenía un carácter residual, pues limitaba el ámbito convencional únicamente a cuestiones de hecho y específicas para aquellos casos en los que no era posible establecerla con claridad bajo los supuestos legales; en consecuencia no era factible acordar situaciones de derecho” (Patiño, 2022, p. 503). Además, se entendía que era necesario un proceso de negociación entre la autoridad tributaria y el contribuyente para llegar a un acuerdo fiscal, pero “La incipiente estructura administrativa, la falta de normativa complementaria y su corta vigencia no permitió el desarrollo generalizado de este medio de solución de conflictos [...]”. (Patiño, 2022, p. 503) Señala José Troya puntualmente que en los artículos del 159 al 165 del Código Fiscal de 1963 en forma detallada se reguló lo relacionado al convenio o concordato tributario y que este tenía las siguientes características: Consiste en un acto administrativo que exige para su eficacia la adhesión del contribuyente. Tiene carácter transaccional diferente de la transacción prevista en el Código Civil. Deberá versar exclusivamente sobre cuestiones de hecho de las que dependa la medida Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 105 de la obligación tributaria; no puede referirse a asuntos de derecho. Sirve para fijar la base de la liquidación de los impuestos y tendrá lugar cuando no se pueda establecer en forma cierta y determinada la obligación tributaria. Es aplicable a todos los impuestos directos e indirectos, tanto nacionales como seccionales, excepto a los aduaneros. En cuanto a la oportunidad se había previsto que podía celebrarse en cualquier tiempo antes de que el Tribunal Fiscal dictase sentencia. El Tribunal estaba facultado para declarar inaceptable al convenio, cuyo texto en todo caso podía servir de elemento de juicio para expedir el fallo. (Troya Jaramillo, 2004, p. 18) El Código Tributario de 1975 que sustituyó el Código Fiscal de 1963 no incluyó el convenio tributario. Fue en la reforma Ley de Régimen Tributario de 1993 (Ley 51, 1993) que incorporó esta vez en la Ley de Régimen Tributario la posibilidad de celebrar convenios tributarios, señala José Troya que “Su reinserción no fue feliz, dio lugar a abusos por lo que fue derogado luego de un breve lapso de vigencia en el año de 1996” (Troya Jaramillo, 2004, p. 19), además indica que tenía las siguientes características: Consiste en una modalidad de la determinación mixta. Tiene carácter transaccional diferente de la transacción prevista en el Código Civil y para su eficacia se han de cumplir los requisitos previstos en la ley y en los reglamentos. Se requiere de la adhesión del sujeto pasivo. Es aplicable al Impuesto Fabián Romero Jarrín y Daniel Alberto Garza de la Vega �106 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC La transacción, mencionada en los Arts. 51 y 52, es un medio que no todas las legislaciones aceptan. Está incluida en el Proyecto del Brasil y es posible que otros países también admitan la institución, por lo cual la Comisión ha considerado que debía incluirla en su Proyecto, reconociendo que se trata de un instituto que presenta sus riesgos. Por esa razón su adopción debe estar limitada a las cuestiones de hecho, a veces de muy difícil comprobación, y nunca en materia de interpretación de la norma. sobre la Renta, al IVA y al Impuesto a los Consumos Especiales, es decir a la porción medular de la imposición interna. Se prevé expresamente que se suscribirán previa negociación entre la administración y los contribuyentes y ante el incumplimiento de estos últimos se darán por terminados. La determinación que surja del convenio se tendrá por definitiva y la administración no podrá efectuar fiscalización alguna. (Troya Jaramillo, 2004, pp. 19-20) (Troya Jaramillo, 2004, pp. 19-20) 3.3. Antecedentes de la mediación tributaria en América Latina En América Latina el Modelo de Código Tributario preparado para el programa Conjunto de Tributación OEA/BID abría la puerta para que se pueda implementar los MASC, específicamente la mediación, al establecer dentro de su articulado a la transacción tributaria, es así que el artículo 51 establece que: “La transacción es admisible en cuanto a la determinación de los hechos y no en cuanto al significado de la norma aplicable” y como facultades de la administración en el artículo 52 señala que “El consentimiento de la administración tributaria debe contar con la aprobación escrita del funcionario de mayor jerarquía (OEA/BID, 1968). Dentro del Modelo de Código Tributario mencionado, los autores de este reflexionan respecto a la transacción y señalan algo de suma importancia para entender con posterioridad el paso importante que adoptó el Ecuador respecto a establecer que lo tributario es materia transigible, ellos dicen: revistamsc.uanl.mx Por otra parte, debe contar con la aprobación de los funcionarios de mayor responsabilidad, cuyas características funcionales dependerán de la organización administrativa de cada país, por lo cual el Proyecto los individualiza en la forma más genérica posible. En esta forma el instituto puede ser de gran utilidad en la rápida aplicación de la ley evitando la tramitación de controversias jurisdiccionales que, dadas las características de estos casos, posiblemente terminarían con la misma solución que la adoptada en la transacción (OEA/BID, 1968, p. 42). En cambio, al Modelo OEA/BID, el Modelo de Código Tributario del Centro Interamericano de Administraciones Tributarias (en adelante CIAT), en sus diferentes versiones a lo largo de los años, no contempla a la transacción como forma de extinguir las obligaciones tributarias y únicamente en su Art. 57 circunscribe como modo de extinguir a la obligación tributaria al pago, la com- El arribo de la mediación en el ámbito tributario ecuatoriano. PP. 97-114 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 107 pensación, la condonación o remisión y a la Lo que es materia transigible se encontraba delimitado por las disposiciones del título prescripción (CIAT, 2015, p. 69). XXXVIII del Código Civil referente al Contrato de Transacción, en este cuerpo normati4. EL ARRIBO DE LA MEDIACIÓN EN EL vo puntualmente se establece lo que no es ÁMBITO TRIBUTARIO ECUATORIANO susceptible de transacción, estableciendo Como revisamos en líneas anteriores en el como materias no transigibles las siguientes: Ecuador específicamente en su normativa (I) la materia penal; (II) el estado civil de las tributaria, aunque de forma indirecta o re- personas; (III) el derecho a recibir alimensidual ha existido estructuras normativas tos, salvo que cuente con aprobación judique han tenido matices de lo que busca los cial; (IV) los derechos inexistentes o ajenos; MASC, es decir que la partes resuelvan sus (V) la obtenida por dolo o violencia o a procontroversias, que se evite utilizar a la justi- pósito de un título nulo; y, (VI) la materia ya cia ordinaria, que sean procedimientos más resuelta en sentencia con autoridad de cosa eficientes, etc. Este caso lo podemos obser- juzgada de la cual, al tiempo de celebrarse var al analizar la figura del convenio o con- la transacción, las partes no hubieren tenido cordato tributario, figura establecida en el conocimiento. Código Fiscal de 1963 y en la Ley de RégiEs por esto por lo que la LOSF incorporó de men Tributaria desde 1993 hasta 1996. manera expresa la posibilidad de la tranSerá en el Decreto Ley publicado en el ter- sacción tributaria así lo estableció en la discer suplemento del Registro Oficial No. 587 posición contenida en su Art. 79 que incorde 29 de noviembre 2021, denominada “Ley pora la transacción en el Código Tributario Orgánica para el desarrollo económico y quedando este cuerpo normativo de la sisostenibilidad fiscal tras la pandemia CO- guiente manera: VID-19” (en adelante LOSF) que de forma Art. 56.1.- Transacción. - Las obligaciohistórica para el Ecuador se incorporaría a nes tributarias pueden ser objeto de la mediación en el ámbito tributario, operatransacción de acuerdo con lo prescritivizando lo establecido en el artículo 190 de to en la Sección 6ª del presente cuerpo la Constitución de la República del Ecuador. legal, en virtud de lo cual, un procedimiento administrativo o judicial queEl principal escollo que tuvo que superar la da concluido a consecuencia de los normativa para incorporar la mediación en acuerdos plasmados en un acta tranel ámbito tributario es que nada se había lesaccional, en un auto o sentencia, emigislado respecto a la posibilidad de la trantido por autoridad competente y bajo sigibilidad en materia tributaria, tomando en las condiciones y preceptos establecicuenta que únicamente la Constitución de la dos en este Código y permitidos por la República permite la mediación en materias Ley. (Código Tributario, 2005) que por su naturaleza se pueda transigir. Fabián Romero Jarrín y Daniel Alberto Garza de la Vega �108 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC También por mandato de la LOSF se incluyó un artículo innumerado a continuación del artículo 71 del Código Tributario que amplía el catálogo de facultades que tienen las administraciones tributarias en el Ecuador e incluye la facultad de transigir, la norma señala lo siguiente: Art. (…).- Facultad de transigir.- (Agregado por el Art. 81 de la Ley s/n, R.O. 587-3S, 29-XI-2021).- La Administración Tributaria como sujeto activo de la determinación del tributo, de acuerdo a las condiciones y requisitos previstos en la Sección 6ª de la presente norma, podrá utilizar la transacción como medio de prevención oportuna de controversias en aras de alcanzar el principio de suficiencia recaudatoria, equidad, igualdad y proporcionalidad antes, durante, y hasta la emisión de actos administrativos derivados de la facultad determinadora, sancionadora, resolutiva y recaudadora. (Código Tributario, 2005) Además, la LOSF estableció la incorporación en el Capítulo VI, de la extinción de las obligaciones tributarias dentro del Código Tributario específicamente en su Art. 37 a la transacción como modo de extinción de las obligaciones tributarias. revistamsc.uanl.mx cual no es imputable a desidia de la administración, sino especialmente al diseño del sistema de impugnaciones y recursos tanto administrativos como judiciales que pueden dilatar su ejecución, los cuales adolecen de sus propias falencias y demoras”. Para establecer lo dicho se fundan en un informe del Director del Consejo de la Judicatura (Órgano de gobierno, administración, vigilancia y disciplina de la Función Judicial) que establece que: “Aplicado los procedimientos antes descritos, para las materias desde la implementación del COGEP (Código Orgánico General de Procesos), el promedio de días desde el ingreso hasta la sentencia es de 458 días para la materia CONTENCIOSO ADMINISTRATIVO, mientras que para el CONTENCIOSO TRIBUTARIO es de 202 días”, el reporte también señala que, se encuentran en trámite 2.292 procedimientos impugnatorios tributarios bajo el COGEP, y 654 bajo la normativa previa a éste. Señala el Ejecutivo que “Tras la suspensión de actividades, plazos y términos judiciales derivada de la pandemia de COVID-19 entre marzo y julio de 2020, la acumulación de procesos pendientes en la función judicial ha llevado a que los procesos y audiencias se alarguen, por lo que podrían tomar hasta 8 años en alcanzar una sentencia definitiva, incluso en los procedimientos sujetos al Código Orgánico General de Procesos”. Las principales razones o justificaciones que estableció el ejecutivo dentro la LOSF para establecer la necesidad de la mediación en el ámbito tributario fueron las siguientes Un dato relevante que el Ejecutivo aporta para establecer que la mediación es una (LOSF, 2021): buena alternativa para mejorar la recauda1.- Indica el Ejecutivo que “la extrema len- ción es que según ha reportado el Servicio titud con la que opera la recaudación, lo de Rentas Internas es que “existen aproxiEl arribo de la mediación en el ámbito tributario ecuatoriano. PP. 97-114 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 madamente USD $4925 millones (capital, intereses y recargo) en diversos procedimientos de impugnación o facilidades de pago, que están pendientes de recaudación, de éstos, USD $2905 millones corresponden al capital de la obligación”. 2.- Lo costoso que resulta al ciudadano litigar en contra del Estado. Con respecto a esto indican el Ejecutivo que: “mientras una obligación determinada por la autoridad fiscal se encuentra en litigio, ésta continúa causando intereses con recargo de 1.3 veces la tasa activa referencial a 90 días fijada por el Banco Central del Ecuador, lo cual implica una tasa aproximada de 8% anual”. Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 109 mover el pago de valores de difícil recaudo (muchos de ellos con más de 10 años en litigio), puede agilizar la recaudación de los valores en litis” (LOSF, 2021). Lo establecido en líneas anteriores refuerza la idea de que “la duración y el costo la justicia alternativa genera la contraposición a la litigiosidad que se puede observar cuando los litigantes se acercar a agotar la instancia judicial. La justicia alternativa en materia hacendaria generaría la producción y reducción de esos costos, dándole mayor dinamismo empresarial y que se traduciría por ejemplo en la contratación de mayor capital humano” (Garza & Rodríguez, 2021, p. 32). Por lo que, “Considerando los datos de va- Para el Ejecutivo el esquema propuesto molores de recaudación pendiente, el coste tiva a: que representa en intereses recargados (8% i) que quienes paguen durante el proanual) y el litigar durante aproximadamente ceso determinativo y antes de un litigio 5 años, es razonable asumir que para todos puedan aceptar total o parcialmenaquellos que mantienen un litigio que haya te glosas accediendo a facilidades de durado o prevea durar más de 5 años, resulpago y evitando el recargo e intereses, ta sumamente oneroso mantenerse litigando ii) que quienes se encuentren litigando (40% de intereses)”. A esto es importante seu opten por litigar, puedan acceder a ñalar los tiempos adicionales que se puede ciertas facilidades de pago y evitar reincurrir en la impugnación en la vía adminiscargos e intereses, y iii) que quienes hatrativa a través de los reclamos administratiyan litigado y perdido, encontrándose vos, así como también las multas y recargos en procesos coactivos, puedan acceder que se van a adicionar a las obligaciones a ciertas facilidades de pago, sin accetributarias pendientes de pago. der a otros beneficios. (LOSF, 2021) Lo que pretende lograr el Ejecutivo con la inclusión del procedimiento de mediación y Esta novísima figura como es el caso de la la inclusión de la transacción como forma de mediación tributaria tiene como finalidad a extinguir las obligaciones tributarias es ge- decir de Rodrigo Patiño: nerar “un esquema de incentivos que pro[...] generar un nuevo proceso tributario mueva: i) pagar antes de litigar, ii) poner fin que corrija las distorsiones impositivas prontamente a litigios en marcha, y iii) proFabián Romero Jarrín y Daniel Alberto Garza de la Vega �110 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx y en el caos normativo surgido de las al momento de existir la mediación y la posicontinuas reformas implementadas en bilidad de transigir e indica lo siguiente: los últimos años; que favorezca la seDesde ese ámbito conceptual el nuevo guridad jurídica creando iguales oporrol que asigna la norma a la relación tunidades para todos los ciudadanos, tributaria, facilita el cumplimiento de la particularmente en lo ateniente a las finalidad impositiva al dotarle de medirelaciones de derecho entre los sujetos das alternativas para solución de conactivos y pasivos de la relación jurídica flictos que surjan como consecuencia tributaria, que se sustentan en la oblide las actividades de determinación y/o gación de contribuir al gasto público recaudación tributaria, estableciendo por parte de los contribuyentes, y, en un amplio espacio, tanto en sede adel deber de la administración, como ministrativa, como judicial, para permitir sujeto activo, de hacer posible la reque opere con eficacia la voluntad de caudación en la justa medida impositilas partes mediante acuerdos parciales va, mediante una eficiente gestión que o totales sobre los elementos cuantitatitenga como finalidad facilitar ejercicios vos del tributo; así como, respecto de la de sus facultades y el cumplimiento de valoración del hecho imponible, de las las obligaciones de los contribuyentes obligaciones pendientes de pago y en (Patiño, 2022, p. 501). general cualquier circunstancia impositiva que fuera materia de la controverAdemás, Rodrigo Patiño reflexiona respecto sia (Patiño, 2022, p. 501). a la nueva relación tributaria que se genera Cuadro 3: Normativa que regula a la mediación tributaria en el Ecuador Norma Publicación Constitución de la República del Ecuador 20 de octubre de 2018 Ley Orgánica para el desarrollo económico y sostenibilidad fiscal tras la pandemia COVID-19 29 de noviembre de 2021 Ley Orgánica de la Procuraduría General del Estado 13 de abril de 2004 Código Orgánico General de Procesos 22 de mayo de 2015 Código Tributario 14 de junio de 2005 Ley de Arbitraje y Mediación 14 de diciembre de 2006 Reglamento a la Ley de Arbitraje y Mediación 18 de agosto de 2021 El arribo de la mediación en el ámbito tributario ecuatoriano. PP. 97-114 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 111 Reglamento a la Ley Orgánica para el desarrollo 29 de diciembre de 2021 económico y sostenibilidad fiscal tras la pandemia COVID-19 25 de julio de 2022. Resolución No. NAC-DGERCGC22-00000036, (SRI) instructivo para la aplicación de la transacción en materia tributaria. Fuente: Legislación ecuatoriana. Elaboración propia 5. ALGUNOS ASPECTOS CONSTITUCIONALES DE LA LEY ORGÁNICA PARA EL DESARROLLO ECONÓMICO Y SOSTENIBILIDAD FISCAL TRAS LA PANDEMIA COVID-19 de su recepción. [...] Cuando en el plazo señalado la Asamblea no apruebe, modifique o niegue el proyecto calificado de urgente en materia económica, la Presidenta o Presidente de la República lo promulgará como decreto-ley y ordenará su publicación en el Registro Oficial. [...]”. (Constitución, 2008) La Corte Constitucional mediante Sentencia No. 110-21-IN/22 y acumulados de 28 de octubre de 2022 examina la constitucionalidad por la forma y por el fondo de la Ley Orgánica para el Desarrollo Económico y la Sostenibilidad Fiscal tras la Pandemia COVID-19. Respecto a la constitucionalidad por la forma la Corte Constitucional señala que: “Los accionantes alegan que el Decreto-Ley es inconstitucional por la forma, puesto que en su proceso de formación se habría inobservado el procedimiento legislativo previsto en el artículo 140 de la CRE” (Ecuador Corte Constitucional, Sentencia No. 110-21-IN/22, 2022, p. 27) el artículo 140 de la CRE señala lo siguiente: Del análisis realizado por la Corte Constitucional esta “concluye que el Pleno de la Asamblea Nacional no aprobó, ni modificó ni negó el Proyecto de Ley dentro del plazo fatal de 30 días, mismo que fenecía el 27 de noviembre de 2021 y, por consiguiente, el Presidente de la República debía promulgarlo como decreto-ley y ordenar su publicación en el Registro Oficial”. (Ecuador Corte Constitucional, Sentencia No. 110-21IN/22, 2022, p. 32) La Presidenta o Presidente de la República podrá́ enviar a la Asamblea Nacional proyectos de ley calificados de urgencia en materia económica. La Asamblea deberá́ aprobarlos, modificarlos o negarlos dentro de un plazo máximo de treinta días a partir Si bien la Corte Constitucional reconoce que la LOSF no es inconstitucional por el fondo ya que esta cumple con el precepto Constitucional recogido por el Art. 140 de la CRE, consideramos que un cambio trascendental dentro del ámbito tributario, como es el caso de la inclusión de la mediación y de estaFabián Romero Jarrín y Daniel Alberto Garza de la Vega �112 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC Además, vale precisar que para que proceda la transacción debe existir: (i) una controversia relacionada con la conformación de la obligación tributaria o su recaudo; (ii) un elemento o aspecto incierto o susceptible de transacción; y, (iii) la voluntad de las partes para solucionarlo mediante concesiones recíprocas, dentro del marco jurídico vigente. (Ecuador Corte Constitucional, Sentencia No. 110-21IN/22, 2022, p. 62) blecer a lo tributario como materia sobre la cual se pude transigir, debió ser analizada de forma detallada y prolija por la Asamblea Nacional. Respecto a la constitucionalidad por el fondo si bien varios accionantes querían que diferentes tópicos de la LOSF sean declarados inconstitucionales por la Corte Constitucional, para este análisis nos centraremos en lo que respecta a la incorporación de la transacción en materia tributaria. En la sentencia se menciona que “Los accionantes alegan la inconstitucionalidad de los artículos 79, 80, 81, 84, 107 y 108 del Decreto-Ley, pues consideran que estos inobservan el principio de suficiencia recaudatoria, previsto en el artículo 300 de la Constitución”. (Ecuador Corte Constitucional, Sentencia No. 110-21-IN/22, 2022, p. 61) revistamsc.uanl.mx Y puntualmente la alta Corte al analizar el problema jurídico respecto a si la transacción en materia tributaria afecta o no al principio Constitucional de suficiencia recaudatoria planteó el siguiente razonamiento: Los jueces de la Corte Constitucional reflexionan señalando que: En tal sentido, esta transacción constituye un medio de solución y de prevención de controversias en aras de recaudar tributos de modo eficaz, durante y hasta la emisión de actos administrativos y/o judiciales. De modo que este no se orienta a formular concesiones respecto del entendimiento o alcance general de las normas o conceptos jurídicos que sirven de manifestación a la potestad tributaria, sino que admite transar sobre aspectos fácticos de valoración incierta que son controvertidos durante la fase de determinación de la base imponible o dentro de procesos contenciosos. El arribo de la mediación en el ámbito tributario ecuatoriano. PP. 97-114 Ahora bien, aun cuando la transacción puede versar sobre la determinación y recaudación de la obligación tributaria, sus intereses, recargos y multas, así como sobre los plazos y facilidades de pago de la obligación, ello no implica la pérdida de recaudación ni un desincentivo para declarar los impuestos, ya que la transacción no equivale a una condonación de la obligación tributaria [...]. Por lo tanto, la transacción no le exime al sujeto obligado de cancelar sus tributos ni de pagar el valor acordado de la obligación tributaria correspondiente; por lo que, no se ve afectada la suficiencia recaudatoria. (Ecuador Corte Constitucional, Sentencia No. 110-21-IN/22, 2022, p. 62). �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 6. CONCLUSIONES Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 113 permite a las partes resolver sus diferencias de manera más eficiente y evitar la utilización de la justicia ordinaria. Esto no solo redunda en beneficio de los ciudadanos y las empresas, sino también de la Administración Tributaria, que puede gestionar de manera más eficiente los recursos y mejorar la recaudación tributaria. En conclusión, esta investigación ha permitido realizar un análisis histórico de la evolución de la mediación en general y de la mediación tributaria en particular en el contexto de la legislación ecuatoriana. Se ha observado que, aunque existieron intentos legislativos previos para establecer métodos de solución autocompositivos en el ámbito Si bien la inclusión de la mediación en el tributario, estos se utilizaron en un lapso cor- ámbito tributario ecuatoriano es reciente, to de tiempo y para circunstancias limitadas. este avance es fundamental en el desarrollo de los MASC. Por lo tanto, es necesario reaLa promulgación de la Ley Orgánica para el lizar un análisis exhaustivo sobre su inclusión desarrollo económico y sostenibilidad fiscal para evaluar posibles reformas y cambios tras la pandemia COVID-19 constituye un que permitan que este tipo de mecanismos hito histórico para el desarrollo de los Méto- sean cada vez más eficientes y se conviertan dos Alternativos de Solución de Controver- en una alternativa válida a los procedimiensias en Ecuador, ya que incorpora por prime- tos judiciales ordinarios. ra vez la mediación como un procedimiento para solucionar controversias entre las Ad- TRABAJOS CITADOS ministraciones Tributarias y los ciudadanos. Esta ley está generando una revolución en CIAT. (2015). Modelo de código tributario del CIAT. la forma de entender el derecho tributario Código Tributario. (2005, junio 14). Código Tributario. Codien el país. ficación n.o 9 [Registro Oficial 38, Suplemento]. Constitución. (2008, octubre 20). Constitución de la Repú- El principal obstáculo que tuvo que superar la normativa para incorporar la mediación en el ámbito tributario fue la falta de legislación respecto a la posibilidad de la transigibilidad en materia tributaria. No obstante, se logró superar este obstáculo y ahora la mediación se encuentra establecida como un procedimiento válido para solucionar este tipo de controversias. blica del Ecuador [Registro Oficial 449]. Ecuador. (1998, agosto 11). Constitución Política de la República del Ecuador [Registro Oficial 1]. Derogada Ecuador Corte Constitucional. (2022, octubre 28). Sentencia No. 110-21-IN/22 y acumulados. Caso No. 110-21-IN y acumulados. Garza, D., & Rodríguez, D. (2021). Análisis sustantivo de los acuerdos conclusivos. Figura alternativa de solución de diferendos—Tributarios en México. Diké. INEC. (2023a, febrero 15). Ecuador en cifras. https://www. En definitiva, la inclusión de la mediación en el ámbito tributario en Ecuador representa un avance significativo en la solución de controversias en el ámbito tributario, ya que ecuadorencifras.gob.ec/estadisticas/ INEC. (2023b, febrero 19). Encuesta Nacional de Empleo, Desempleo y Subempleo—ENEMDU. https://www. ecuadorencifras.gob.ec/documentos/web-inec/EMFabián Romero Jarrín y Daniel Alberto Garza de la Vega �114 revistamsc.uanl.mx MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC PLEO/2022/Trimestre-enero-marzo-2022/2022_I_Tri- — mestre_Mercado_Laboral.pdf Fabián Romero Jarrín Ley 51. (1993, diciembre 31). Ley 51 [Registro Oficial No. 349]. Abogado, Especialista Superior en Tributación y Ma- Ley de Arbitraje y Mediación. (1997, septiembre 4). Ley de gíster en Derecho, mención en Derecho Tributario por Arbitraje y Mediación [Registro Oficial 145]. Derogada Ley de Arbitraje y Mediación. (2006, diciembre 14). Ley de Arbitraje y Mediación [Registro Oficial No. 417]. la Universidad Andina Simón Bolívar, Sede Ecuador. Diploma de Especialización en Análisis Económico del Derecho por la Universidad de Valencia. Profesor Ley del Registro Único de Contribuyentes. (2014, agosto 12). de la Unidad de Ciencias Sociales de la Universidad Ley del Registro Único de Contribuyentes [Suplemento Católica de Cuenca - Ecuador. Asesor Tributario en del Registro Oficial 398]. el estudio jurídico Gottifredi Pozo Abogados. Correo LOSF. (2021, noviembre 29). Ley Orgánica para el desarro- electrónico: fabian.romero@ucacue.edu.ec llo económico y sostenibilidad fiscal tras la pandemia COVID-19 [Tercer Suplemento del Registro Oficial No. 587]. Morán, D., & Pecho, M. (2017). La tributación en los últimos Daniel Alberto Garza de la Vega cincuenta años. En CIAT: Cincuenta años en el quehacer Doctor en Métodos Alternos de Solución de Conflic- tributario de américa latina. Centro Interamericano de tos dentro del Programa Nacional de Posgrado de Administraciones Tributarias- CIAT. Calidad del CONACyT en la Facultad de Derecho y OEA/BID. (1968). Modelo de código tributario para américa latina. Patiño, R. (2022). Derecho Procesal ecuatoriano: El contencioso tributario. Grupo Editorial ONI. Criminología de la UANL, obteniendo mención honorífica “Magna Cum Laude”. Doctor en Derechos Humanos por la Universidad de Estudios Multinacionales. Maestría en Derecho Fiscal por la Facultad PGE. (2021, diciembre 16). Proforma del Presupuesto Ge- de Derecho y Criminología de la UANL, obteniendo neral del Estado 2022 [Registro Oficial segundo suple- mención honorífica por su desempeño académico y mento No. 599]. defensa de tesis. Licenciado en Derecho por la Facul- PGE. (2022, diciembre 28). Proforma del Presupuesto Ge- tad de Derecho y Criminología de la UANL, obtenien- neral del Estado 2023 [Registro Oficial segundo suple- do reconocimiento al mérito académico. 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PP. 97-114 Correos electrónicos: mdf.dgarza@ �Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica MSC MÉTODOS DE SOLUCIÓN DE CONFLICTOS | VOL. 03, NÚM. 05, JULIO 2023 en MSC Implementación del arbitraje financiero en el Ecuador Implementation of financial arbitration in Ecuador Recibido: 31-03-2023 | Aceptado: 07-06-2023 Juan José Carrasco Loyola* *https://orcid.org/0009-0007-2614-399X Universidad Católica de Cuenca, Ecuador Resumen Los métodos alternativos de solución de conflictos determinan el procedimiento extrajudicial que permite encontrar la solución definitiva a las divergencias suscitadas entre las partes, como medio de obtener justicia; establecerán jurídicamente legalidad, motivación, ejecutabilidad y vinculación de las partes hacia lo resuelto. No siempre este acuerdo integral, podrá ser acatado por los intervinientes obligados a su cumplimiento; por lo que surge la necesidad de optimizarlos, con fines de alcanzar su plena vigencia. No es suficiente agotar con mucho éxito procedimientos y resoluciones optimas, sino generar soportes eficientes y eficaces de ejecución. El análisis jurídico de los métodos alternativos de solución de conflictos encuentra puntos de vista alentadores, conclusiones doctrinales bondadosas, reconocimientos constitucionales y legales sobre su evidente aplicabilidad; sin embargo, nuestra sociedad no ha suplantado el tradicional sometimiento de la esfera jurisdiccional, interrogándonos el porqué de su no aplicación generalizada y sus limitantes; y, quizás la mayor determinación, donde se encuentran las desventajas frente a la predominante competencia judicial. Corresponde generar una propuesta metodológica que brinde al sistema en mención, alternativas de acción eficaz, eficiente y garantista que concluyan en forma motivada, con características de sentencia pasada en última instancia o cosa juzgada con capacidad de sostenerse y ejecutarse por sí solo, sin incursionar en sede judicial. Cómo citar Carrasco Loyola, J. J. Implementación del arbitraje financiero en el Ecuador. MSC Métodos De Solución De Conflictos, 3(5). Recuperado a partir de https://revistamsc. uanl.mx/index.php/m/article/view/61 �116 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx Palabras clave: controversias, arbitraje, métodos alternativos de solución de conflictos, laudo arbitral, ejecución. Abstract The alternative methods of conflict resolution determine the out-of-court procedure that allows finding the definitive solution to the disagreements between the parties, as a means of obtaining justice; they will legally establish legality, motivation, enforceability and linkage of the parties to the resolution. This comprehensive agreement may not always be complied with by the parties obliged to comply with it; Therefore, the need arises to optimize them, in order to achieve their full validity. The formulation of guarantees, we believe, ensures the validity of the transaction; since it is not enough to successfully exhaust optimal procedures and resolutions, but to generate efficient and effective execution supports. The legal analysis of alternative conflict resolution methods finds encouraging points of view, kind doctrinal conclusions, constitutional and legal recognitions about its evident applicability; However, our society has not supplanted the traditional submission of the jurisdictional sphere, questioning us the reason for its general non-application and its limitations; and, perhaps the greatest determination, where the disadvantages lie in the face of the predominant judicial jurisdiction. It corresponds to generate a methodological proposal that provides the system in question, alternatives for effective, efficient and guaranteeing action that conclude in a motivated manner, with characteristics of a sentence passed in last instance or res judicata with the capacity to sustain and execute itself, without venturing into judicial headquarters. Key words: disputes, arbitration, alternative methods of dispute solution, arbitration award, enforcement. INTRODUCCIÓN En este artículo se aborda la necesidad de buscar soluciones más efectivas y eficaces para resolver conflictos de manera constructiva, y no solo a través del sistema judicial estatal. Se menciona que existen figuras a las que también se les denomina como métodos alternativos de solución de conflictos, priorizando el arbitraje. Se argumenta que el sistema de oralidad no ha alcanzado los resultados esperados y que es necesario abordar nuevas propuestas metodológicas que permitan propiciar la paz social. Se discute la falta de recursos económicos de la Función Judicial y se analizan las desventajas de la predominante competencia judicial. Se concluye que es hora de que las políticas públicas impulsen un cambio de la justicia ecuatoriana y promuevan el uso del arbitraje como una alternativa efectiva, eficiente y garantista para resolver conflictos. Se plantea de lo expuesto, la interrogante siguiente ¿De qué manera el arbitraje puede ser un mecanismo eficaz para resolver conflictos financieros en el Ecuador?; frente a lo cual, se realiza un estudio teórico-reflexivo que analiza el derecho aplicable, la jurisprudencia especializada y la literatura académica pertinente, obteniendo conclusiones específicas sobre el tema. Implementación del arbitraje financiero en el Ecuador. PP. 115-136 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 117 1. ENFOQUE INICIAL soluciones más claras, precisas y ágiles que nos permitan vivir en una sociedad más paLas controversias son una constante en la cífica y justa. convivencia social y a lo largo de la historia han sido resueltas de diversas formas. En En este sentido de ideas Rosario García un principio, se utilizó la fuerza para resolver (2002), considera que los métodos alternalos conflictos, pero con el tiempo se incorpo- tivos de solución de controversias se utilizan ró la figura de un tercero imparcial, como el en la mayoría de los países de la región anciano de mayor solvencia moral, el sacer- para referirse a formas similares de impartir dote o el grupo de ciudadanos especializa- justicia, aunque con orígenes distintos. Sin dos en la materia en disputa. Actualmente, embargo, cualquiera de estas acepciones fruto del denominado contrato social, el Es- hace alusión a métodos diferentes a la jutado es el encargado de hacer cumplir las risdicción ordinaria para resolver conflictos. normas jurídicas mediante la aplicación de sanciones y castigos a los infractores en lo Existen figuras a las que también se degeneral; y, de concretar legítimos derechos nomina con estas expresiones, como en lo particular. Sin embargo, es importanson los arbitrajes derivados de negote destacar que existen otras opciones para cios jurídicos, en los que las partes de resolver conflictos de manera constructiva y mutuo acuerdo excluyen expresamente eficaz, y no exclusivamente, a través del sisla resolución de sus posibles conflictema judicial estatal. tos de la intervención de la justicia ordinaria designando ya, en su acuerdo de inicio, a la institución que realizará En el contexto de la pandemia del CO1 el arbitraje en caso de ser necesario, o VID-19 , no encontramos formulas pacificalas reglas que regirán la designación de doras de las culturas; por lo que se hace los árbitros. En este mundo de economía evidente la necesidad de buscar soluciones globalizada, los conflictos derivados de más efectivas frente a las dificultades, proacuerdos y contratos entre empresas ya moviendo una cultura de paz y fomentando no se resuelven por los tribunales ordimecanismos alternativos de solución de connarios, sea cual sea la nacionalidad de flictos que protegen los derechos de las perlas mismas. Dada la demora general de sonas. Esto implica el desarrollo de sistemas las resoluciones judiciales de cualquier eficientes y eficaces, capaces de resolver país que queramos estudiar y los elelas controversias en forma directa, neutral y vados costos de los procesos, el mundo especializada, sin necesidad de recurrir a la económico ha buscado fórmulas más justicia estatal y descongestionar el aparaadecuadas para sus intereses (Garcia, taje judicial. En definitiva, se trata de buscar 2002, pág. 157). 1 El virus que causa la enfermedad COVID-19 pertenece a la familia de virus conocida como “Coronavirus”, cuyo nombre se debe a su característica forma en “corona”. Identificado por primera vez en el año 2019, este virus es el más reciente de los coronavirus y ha sido el responsable de la pandemia que estamos enfrentando hasta la actualidad. Francisco Javier Gorjón Gómez (2015) al argumentar en favor de la teoría de la imJuan José Carrasco Loyola �118 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC petración de la justicia, la cual se basa principalmente en los métodos alternativos para resolver conflictos (MASC), la paz, los aspectos no tangibles de los MASC, la justicia alternativa y la justicia restaurativa, y contrasta con los esquemas convencionales de impartición y procuración de justicia, los cuales han mostrado fallas a lo largo del tiempo y presentan grandes diferencias prácticas con la justicia alternativa, determina: La sociedad requiere de opciones, de fórmulas de entendimiento para vivir en armonía, que sean vinculantes, que generen el respeto a la vida, la disminución de conductas violentas y antisociales, y la promoción y la práctica de la no violencia por medio de la educación, el diálogo y la cooperación. La sociedad debe de tomar conciencia que existen otros métodos distintos a la vía judicial para resolver sus conflictos, lo que requiere desde luego un profundo cambio de conciencia social. Es precisamente en este cambio de conciencia donde situamos a la paz y a los MASC considerando que su implementación y puesta en marcha son un cambio disruptivo en la impartición de justicia y en la construcción de una cultura que se basa en creencias, valores y prácticas traducida en las mejores prácticas en pro de una nueva realidad social “una nueva cultura” y la nueva óptica de ver a la mediación y a los MASC como una ciencia (Gorjón, 2015, pág. 127). revistamsc.uanl.mx En diversos enfoques del Consejo de la Judicatura2, en relación a los costos de mantenimiento de la justicia ordinaria, se puede determinar que la Función Judicial enfrenta una falta de recursos económicos, en especial para dar mantenimiento a las unidades judiciales.   Para dichos fines, por ejemplo, a las unidades judiciales de la Provincia de Guayas en Ecuador necesitan entre USD 6 y 9 millones. Además, se asegura “que se construyeron elefantes blancos sin financiamiento para mantenimiento”. La Judicatura ha indicado que, ante la falta de recursos económicos, solicitaba que de los USD 80 millones que la Función Judicial genera por autogestión, se invierta en justicia al menos el 50%; de otro lado que se requiere una reforma puntual en el Código Orgánico de la Función Judicial. Esa reforma tiene que decir que, de la participación del Estado en tasas y tarifas notariales, la mitad se queda en la Función Judicial. Somos una Función del Estado constitucional y legalmente tenemos el derecho a tener los recursos suficientes para atender a los ecuatorianos (Rosero, 2022). La realidad Latinoamericana presenta patrones comunes en términos de pensamiento y condiciones socioeconómicas, lo que influye en la forma en que las personas enfrentan y resuelven sus desafíos cotidianos. Estos factores comunes pueden ser el resultado de la historia y la cultura de la región, y pueden impactar en las oportunidades y el bienestar de sus habitantes; en cuyo contexto se determina: 2 El Consejo de la Judicatura, en la República del Ecuador, es el órgano de gobierno, administración y disciplinario de la Función Judicial. Implementación del arbitraje financiero en el Ecuador. PP. 115-136 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 119 Evidentemente, aunque en algunos países como el caso de México la justicia es gratuita por principio, tiene altos costos para el ciudadano, principalmente por el largo tiempo de recuperación de lo reclamado, no compensando la inversión en el proceso judicial ante el alto nivel de prácticas del litigio que encarecen el proceso, sin embargo, cuando de salidas alternas hablamos, estos bemoles se reducen y tienden a desaparecer, lo que impacta directamente en el costo del procedimiento (Gorjón, 2017, pág. 73). una innovación; sin embargo hoy en día frente a sus limitantes resultados, debemos abordar nuevas propuestas metodológicas no alineadas en forma idéntica a la visión política, de operadores judiciales o funcionarios públicos de organismos seccionales en el sentido de que la solución es la inclusión de nuevas normas jurídicas, el aumento de Salas Judiciales o la contratación de nuevos funcionarios públicos; muy por el contrario, precisamos que existan en nuestro país herramientas jurídicas declaradas capaces de abandonar, como lo conceptualizamos, la cultura del litigio y abordar la esfera transaccional como propiciadora de La justicia ecuatoriana está debilitada en su la paz social. accionar debido a diversas circunstancias, como el entorno socioeconómico de ciertos Este sistema, en realidad, supuso cambios sectores ciudadanos, la falta de autonomía trascendentales no verificados quizás por de la Función Judicial debido a la injeren- la falta de despliegue de habilidades de cia política en la designación de autorida- litigación, las permanentes dilaciones prodes, la falta de una estructura adecuada en cesales o la falta de ejecución de las resola Escuela Judicial que retarda la formación luciones. Se ha mantenido la contienda sin de una carrera judicial sólida, la aparen- superar la cultura del litigio considerando te imparcialidad en los fallos que atraen la que no hemos dado un verdadero paso a la atención nacional e internacional, la falta oralidad; sino más bien establecemos, un de asignación de presupuestos adecuados sistema ecuatoriano que ha regresado a las para el desarrollo administrativo, el aumen- sombras del pasado de la acumulación de to en la tasa de delitos y defraudaciones, y expedientes, largas esperas para fechar diel aumento en la cartera vencida del sistema ligencias, suspensión de plazos para resolufinanciero. Todos estos ámbitos hacen que la ción; y, sentencias con grandes textos formaciudadanía clame por protección estatal en teados, carentes de lo que entendemos por materia de seguridad y justicia. motivación, que no alcanzan a verificar un anhelo ciudadano hacia concretar justicia. 3 El sistema de oralidad se consideró como Miramos preocupados, para ratificar lo dicho, que nuestro país determina cansancio 3 El principio de oralidad en los procesos judiciales permite que los actos procesales sean llevados a cabo de ciudadano por el uso de diversos sistemas manera oral, tratando de reducir la cantidad de documen- administrativos, judiciales y políticos que no tos escritos a solo aquellos estrictamente necesarios, los se llegan a concretar por la falta de eficiencuales suelen ser presentados durante las audiencias. Juan José Carrasco Loyola �120 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC cia y eficacia; y que, como respuesta, obligan a replantear aplicación de normas existentes en procedimientos expeditos, prácticos y garantizados para su plena vigencia. Importante es relacionar que no estamos frente a un simple retraso en la aplicación de justicia; sino que, a figuras jurídicas legales como la prescripción y la caducidad que podrían sacrificar legítimos derechos y garantías de orden constitucional en favor de los conciudadanos. revistamsc.uanl.mx En consideraciones de Francisco Javier Gorjón Gómez (2021), el arbitraje es un proceso especializado que es menos formal y más rápido que el proceso judicial. Los árbitros toman decisiones basadas en conocimientos especializados sobre un tema específico en el idioma que los participantes determinen para su tratamiento. Este proceso es simple e informal y ayuda a armonizar las relaciones comerciales, satisfacer los intereses particulares y públicos después de seguir procedimientos en un orden confidencial que se desarrollan conforme a derecho o en equidad. El laudo resultante es vinculante para las partes y tiene el mismo valor de ejecución que las sentencias judiciales. Además, el arbitraje tiene un carácter internacional y no está limitado por las fronteras nacionales. Aunque el cumplimiento es prioritariamente voluntario, en caso de ser necesario, se puede recurrir al orden forzoso. El proceso concluye cuando se otorga el laudo o se homologa la transacción (págs. 21,22). El arbitraje, permite soluciones entre dos personas o más, expresando su legítimo derecho de voluntad para conciliar controversias existentes o que pudieran sobrevenir con relación a un ámbito particular, en base a un accionar presidido por un tercero imparcial, técnico y especializado llamado árbitro; quién, luego del trámite pertinente, dictará el laudo arbitral con motivaciones de derecho o equidad que alcance el carácter real y verdadero, de sentencia ejecutoriada en última instancia; esto es, de segura e inmediata ejecutabilidad, superando pará- Consideramos que los conceptos y directrimetros de una simple lírica oral de composi- ces de los métodos alternativos de solución de conflictos, expresamente el arbitraje, deción y motivación. ben determinar soluciones prácticas, efecEl arbitraje es un procedimiento hete- tivas e inmediatas a los sistemas judiciales rocompositivo extraprocesal, fundado de los Estados; y es así que, no podemos en el principio de la autonomía de la continuar reproduciendo mecánicamente voluntad de las partes, que enaltece el el contenido de constituciones, leyes, prinprincipio pacta sunt servanda, esto es, cipios, doctrinas, jurisprudencias, criterios; que las partes someten sus diferencias sino que, nuestra obligación es alcanzar a la consideración de un particular, un elementos claramente identificados que gaárbitro, quien actuará según su potes- ranticen protección de derechos. Debemos tas, bajo la tutela del principio erga desentrañar una respuesta del porqué de su omnes basado en el ius mercatorum o no aplicación generalizada, cuáles son las lex mercatoria y en la lex fori (Gorjón, F. limitantes para no alcanzar un sometimiento expreso y determinante al régimen composi& Sáenz, K, 2006, p.111). Implementación del arbitraje financiero en el Ecuador. PP. 115-136 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 tivo; y, quizás la mayor conclusión, donde se encuentran las desventajas frente a la predominante competencia judicial. Necesitamos hoy adherir incentivos y desincentivos, capaces de cambiar el comportamiento del ciudadano individual y de la sociedad determinado por el litigio, hacia una cultura de paz. 2. ANHELO CIUDADANO DE ENCONTRAR JUSTICIA EFICAZ Y EFICIENTE Es hora de que, las políticas públicas impulsen un cambio de la justicia ecuatoriana que nos permita encontrar esa propuesta metodológica y jurídica que brinde al sistema arbitral ecuatoriano, alternativas eficaces, eficientes, distributivas y garantistas que concluyan si bien motivadamente conforme exigencia del ámbito constitucional y legal, también ostenten el carácter de estable con características de sentencia pasada en última instancia o cosa juzgada con capacidad de sostenerse y ejecutarse por sí solos, sin incursionar en sede judicial. Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 121 Consecuencia inmediata de lo dicho es propiciar concreciones arbitrales dotadas de garantías reales o personales, para que, si el caso así lo determina, la ejecución fluya en forma inmediata. Dichas garantías para fiel cumplimiento, consideramos, aseguran la plena vigencia de la justicia, con un carácter de ejecución inmediata, que sobrepasen la satisfacción de observar el reconocimiento de la seguridad jurídica, debido proceso y motivación. Es importante destacar que, la concreción de una providencia preventiva o medida cautelar, no significa una expresión anticipada de lo que será la resolución definitiva; y, es más, puntualiza criterios importantes como lo son generar un efecto obligatorio de cumplimiento; a la vez, elástico de remplazarlo, quizás disminuyendo el valor material de lo impedido en bienes inmuebles o muebles, con un aval bancario de fiel cumplimiento. De otro lado, la vigencia restrictiva, tendrá efectos temporales que cubran el exacto uso de las medidas, bajo prevenciones de caducidad; la duración garantista, será capaz de ser extinguida inmediatamente con La justicia ordinaria y los métodos alternati- el fiel cumplimiento de lo pactado; y, no povos, convergen en sus principios al determi- drá escapar el carácter de proporcional; nar formulas capaces de dar solución a con- en donde la sana crítica y el obrar honesto flictos; frente a lo cual, no se puede pensar son medidas en el actuar del conocimiento y que la posición en las que se encuentran las consideración. partes ante el Juez o al Árbitro es precisamente la de confianza, lealtad; y solidaridad La Ley de Arbitraje y Mediación (LAM), del reciproca; muy por el contrario, la búsqueda 14 de diciembre de 2006, determina la del agraviado eventual en todo ámbito, es subordinación de los métodos alternativos asegurar definitivamente el cumplimiento de de solución de conflictos a la esfera judilo que considera su legítimo derecho, en la cial para su ejecución y prevención al desentencia o en el laudo arbitral, no recayen- terminarse que las obligaciones deben ser aseguradas con los bienes que son objeto do nuevamente en dificultades. Juan José Carrasco Loyola �122 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC del procedimiento o que pueden garantizar los resultados acordados, con el propósito de cubrir posibles pagos e indemnizaciones que puedan ser otorgados a cualquiera de las partes involucradas en el proceso; puntualizando que, si el convenio arbitral no establece nada acerca de la ejecución de tales medidas cautelares, cualquiera de las partes puede solicitar a los jueces ordinarios que ordenen su inmediato cumplimiento. A pesar de lo anteriormente mencionado, es importante destacar la importancia de las garantías al principio del proceso en lo que respecta a la ejecución de las medidas cautelares. En este sentido, se permite que los árbitros soliciten directamente el apoyo exclusivamente de funcionarios públicos, judiciales, policiales y administrativos, sin necesidad de recurrir a un juez ordinario para adoptar las medidas, siempre y cuando esto haya sido previamente estipulado en el convenio arbitral (Art. 9). revistamsc.uanl.mx los árbitros acumulen facultades de ejecución de sus decisiones, lo que en derecho español resulta complicado ya que tal potestad en nuestro sistema nace de la Constitución (Martins & Navarro, 2014, pág. 113). Desde nuestra perspectiva, consideramos que el ámbito cautelar es fundamental para lograr sentencias, resoluciones o laudos arbitrales eficaces. En consecuencia, todo sometimiento o transacción arbitral debe estar afianzada de inicio, con cláusulas para garantizar su cumplimiento seguro. De lo contrario, se estaría prolongando innecesariamente el procedimiento y generando etapas que no contribuyen a la celeridad del proceso arbitral. No subestimamos la importancia de la palabra o de la honradez, pero en un contexto controvertido eminentemente del orden legal, no podemos confiar únicamente en un sentimentalismo. Si existen normas jurídicas que garantizan un cumplimiento Los árbitros disponen, en todo caso, de fiel, es necesario adoptarlas y aplicarlas. Es facultades de coerción directa e indi- importante destacar que valoramos una garecta frente a las partes, que a su vez rantía personal adecuada y correctamente pueden compeler a terceros para que calificada como un aval suficiente para gacumplan lo que el tribunal arbitral re- rantizar el cumplimiento de un laudo arbitral. quiere. Las más típicas son las sanciones, bien directas, bien por la vía de la Aunque la opinión inicial puede parecer responsabilidad por daños y perjuicios, drástica, es importante considerar que, o también la atribución de costas, o in- si una transacción financiera no se llevó a cluso la posibilidad de que el arbitraje cabo de acuerdo con el pacto establecido, llegue a su fin y la cuestión se haya de no podemos arriesgarnos a un nuevo fracasometer a los tribunales de justicia, con so o a la dilación de procedimientos alterlo que perdería uno de los elementos nativos de resolución de conflictos que podistintivos del arbitraje que es la confi- drían llevarnos al ámbito judicial. Si hemos dencialidad del procedimiento. La ten- destacado la efectividad del laudo arbitral, dencia en los países más proclives a es nuestra responsabilidad fundamentar su favorecer el arbitraje es a permitir que aplicación efectiva. Implementación del arbitraje financiero en el Ecuador. PP. 115-136 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 3. DETERMINACIÓN DEL SISTEMA FINANCIERO ECUATORIANO Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 123 blica en los sectores claves de la economía, regular el proceso económico general, promover el desarrollo, dirigir la política monetaria y beneficiar a los sectores más pobres por medio de la distribución del ingreso, la seguridad social, la educación y los servicios públicos (Borja, 2018). La Constitución de la República del Ecuador (CRE), del 20 de octubre del 2008, establece el desarrollo de un sistema económico mixto, en donde se destacan los caracteres social y solidario, se propende a una relación equilibrada de la Sociedad, El Estado y El Mercado para garantizar una adecuada El Código Orgánico Monetario Financiero producción y reproducción de los medios y regula la creación, organización, funcionariquezas que ostenta nuestro país (Art. 283). miento o liquidación y extinción de las instituciones privadas; en tanto que, la SuperDe otro lado la Carta Magna, define el sis- intendencia de Bancos y Superintendencia tema financiero, como aquel integrado por de Economía Popular y Solidaria determinan formas de organización pública, privada, competencia para la supervisión y el control mixta, popular y solidaria, cuyo objetivo es la con políticas de control específicas y difecaptación del ahorro personal y la concesión renciadas, que se encargarán de preservar de líneas de crédito para los requerimientos su seguridad, estabilidad, transparencia y de desarrollo en actividades comerciales solidez. (Código Orgánico Monetario Finanlicitas de provisión de bienes, productos o ciero, 2014). prestación de servicios a la colectividad; lo cual, alcanza la denominación de interme- Es responsabilidad de la banca nacional establecer procedimientos y protocolos espediación financiera (Art. 309). cíficos para la colocación, seguimiento y recuperación de créditos, evitando centralizar Rodrigo Borja Cevallos, menciona: los medios de reclamación por vencimiento El sistema de economía mixta, compa- en las Cortes de Justicia del Ecuador, que tible con la democracia política, con- actúan de manera gratuita independientevierte al Estado en el representante de mente de la cuantía de la reclamación. Deslos intereses mayoritarios de la pobla- afortunadamente, no verificándose el esción y le encarga, como funciones pri- quema mencionado, el sistema financiero se mordiales en el ámbito de la economía ha convertido en un pilar fundamental para política, planificar, gestionar algunas el colapso del sistema judicial, debido al uso áreas de la economía a través de sus excesivo de acciones judiciales que se aplipropias empresas (cuando la seguri- can de manera incorrecta para prevenir al dad del Estado, la defensa de la eco- deudor sobre vencimientos o perfeccionánnomía popular o la limitación del poder dose medidas preventivas o cautelar que no económico de las personas particu- se extendieron inicialmente con los análisis lares lo requiera), hacer inversión pú- correspondientes. Juan José Carrasco Loyola �124 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC Con base en estos antecedentes, podemos afirmar que la Función Judicial se encuentra debilitada en la actualidad, y ha pasado a desempeñar el papel de un cobrador autorizado, que presta sus servicios de forma gratuita y, en ocasiones, utiliza medidas preventivas que acaban convirtiéndose en medios de ejecución de la cartera vencida de la Banca Nacional. Aunque esta función es legítima, resulta agotador para el ámbito jurisdiccional. En este sentido, los métodos alternativos de solución de conflictos podrían ser aliados estratégicos de la Función Judicial para abordar los casos controversiales financieros de manera más efectiva. 4. DIVERSIFICACIÓN DE LA JUSTICIA A TRAVÉS DE LA APLICACIÓN DE LOS MASC Canalizamos la propuesta enfocando determinantes favorables y de ejecución del arbitraje, tal es el orden de la diversificación de la justicia; en donde miramos que, la Función Judicial del Ecuador encomienda el conocimiento y resolución de causas a un número especifico de autoridades jurisdiccionales competentes4; en tanto que el arbitraje fundamentado en el principio de autonomía de la voluntad, faculta a las partes, diversificar la atención del conflicto, su conocimiento y revistamsc.uanl.mx resolución hacia los diversos Centros de Arbitraje del país. Según la LAM (2006) el arbitraje es una alternativa para la resolución de conflictos a la que las partes involucradas pueden recurrir de manera consensuada. A través de este mecanismo, se pueden solucionar controversias susceptibles de ser transadas, tanto presentes como futuras, mediante la intervención de tribunales de arbitraje administrados o árbitros independientes que acuerden conocer el caso en cuestión (Art. 1). Esta caracteristica tan importante de la competencia arbitrarial diferencia favorablemente al arbitraje de la justicia ordinaia, estableciendo la oportunidadad para que las partes desarrollen sus pactos y determinen sus reglas màs cercanas para alcansar soluciones a traves de un proceso; el cual sin embargo, no se concreta en el denominado juicio sino que en un proceso espontaneo, sin planificaciones, rigideces normativas e inmutabilidad. Según las reflexiones de Gorjón (2015), la Teoría de la Impetración de la Justicia, plantea variantes al sistema actual cuando menciona: 4 La competencia se refiere al conjunto de facultades y atribuciones que tienen los órganos judiciales o administrativos para conocer y resolver sobre determinados asuntos, dentro de un ámbito territorial y material específico. Estas facultades están establecidas por la ley y se asignan en función de la naturaleza de cada caso, el grado de especialización de los órganos y su ámbito territorial de actuación. La competencia puede ser territorial, funcional, por razón de la materia o por razón de la cuantía del asunto. Implementación del arbitraje financiero en el Ecuador. PP. 115-136 Esta teoría la hemos denominado “Teoría DE LA IMPETRACIÓN DE LA JUSTICIA”, que pretende como punto de partida situar los elementos que justifican la necesidad real de la implementación de los MASC, su influencia en los procesos de impartición y procuración de justicia en pro de su modernización �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 e internacionalización, el tránsito de una justicia tradicional y retributiva a una justicia alternativa y restaurativa, teniendo como una de sus principales pretensiones que los MASC sean considerados herramientas de paz y la coparticipación ciudadana en los procesos de justicia, no siendo entonces la justicia en toda la extensión de la palabra, un hecho privativo del poder judicial, por lo tanto, nos encontramos ante un primer ejercicio de diseño de una teoría que dará paso en un futuro no lejano a una planificación estratégica que considere todos los elementos necesarios para la creación de una cultura para el uso de los MASC, basado en su cientificidad (pág. 115). De acuerdo con diversos Pactos Internacionales, Declaraciones y Programas de Acción, los arreglos pacíficos de conflictos y el desarrollo de habilidades de negociación, diálogo y formación de consensos son compromisos, valores y estilos de vida necesarios para generar una cultura de paz social y una paz positiva. Por lo tanto, es importante reconocer que la competencia para la resolución de conflictos no se limita exclusivamente a las Cortes de Justicia, sino que también se puede recurrir a la conciliación ante un árbitro imparcial y someterse a su resolución de manera legal. Podemos considerar la necesidad de un sistema judicial para resolver aquellos asuntos que no pueden ser solucionados de forma voluntaria. No obstante, es importante minimizar la intervención del Estado cuando existen alternativas claras para resolver las Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 125 divergencias en base a los acuerdos mutuos. A medida que la sociedad crece, resulta más difícil distribuir los limitados recursos presupuestarios, por lo que es necesario fomentar un enfoque paralelo y adecuado a la justicia jurisdiccional tradicional. Al hacerlo, podemos lograr una mayor satisfacción social y reducir los costos para la esfera judicial estatal. 5. HERRAMIENTAS PARA APLICACIÓN DEL ARBITRAJE, EN EL SISTEMA FINANCIERO DEL ECUADOR La Norma Suprema (CRE), ponderada o criticada hasta nuestros días, reconoce expresamente el camino para alcanzar paz social; es así que encontramos la figura del Juez de Paz bajo competencias resolutorias específicas en conflictos individuales, comunitarios y vecinales; y, el arbitraje, la mediación y otros procedimientos alternativos para la solución de conflictos. Estos procedimientos, se aplicarán con sujeción a la ley, en materias en las que por su naturaleza se pueda transigir, enfatizando el ámbito financiero como uno de ellos; dentro del cual mencionamos que las entidades integrantes del Sistema Financiero tendrán un defensor del cliente, independiente en relación institucional y designado de acuerdo con la ley ( Arts. 189, 190 y 312). Lo expuesto, queda ratificado por el Código Orgánico General de Procesos (COGEP), expedido en el Registro Oficial Suplemento 506 del 22 de mayo del 2015, que nos menciona los efectos de las sentencias y actas de mediación extranjeros que hayan sido homologados y que hayan sido pronunciaJuan José Carrasco Loyola �126 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx en un rango jurisdiccional a través del dos en procesos contenciosos o no contenprocedimiento de exequeatur (Gorjón, ciosos “tendrán en el Ecuador la fuerza que 2000, pp. 181-182). les concedan los tratados y convenios internacionales vigentes, sin que proceda su revisión sobre el asunto de fondo, objeto del Es importante observar el direccionamiento ecuatoriano hacia la paz social fruto de la proceso en que se dictaron” (Art. 103). transacción y el acuerdo, muy a pesar de Para examinar el comportamiento de ejecu- que en la práctica verificada en el reinante ción de un laudo extranjero, debemos con- orden judicial; puesto que, en todo tipo de siderar el artículo 425 de la Constitución audiencias, la obligación del juzgador está Ecuatoriana, que establece el orden jerár- en propiciar la transacción; lo cual nos hace quico de aplicación de las normas jurídicas. pensar en la intensión desesperada del LeEn segundo lugar, se encuentran los tratados gislador que lucha doctrinariamente para y convenios internacionales. En este sentido tratar de alcanzar su cometido pacifico. de afianzamiento resolutorio con el carácter de cosa juzgada, hacemos referencia al cri- A partir del Art. 233 del Código Orgánico General de Procesos, existe la oportunidad de terio de Francisco Gorjón Gómez: que las partes puedan conciliar en cualquier El planteamiento de la cosa juzgada estado del proceso; inclusive, si con ocasión como presupuesto del laudo extran- del cumplimiento de la sentencia surgen dijero, versa desde dos puntos de vista; ferencias entre las partes. La conciliación se el primero, la eficacia del laudo en el regirá por los principios de voluntariedad sentido de que se le atribuyen efectos de las partes, confidencialidad, flexibilidad, de cosa juzgada, y el segundo, cuando neutralidad, imparcialidad, equidad, legarealmente adquiere ese rango ante el lidad y honestidad. Facultado está el JuzPoder Judicial y los particulares para gador en audiencias preliminar o de juicio, su ejecución. El laudo arbitral al ser frente a la transacción, concluir el trámite privado se cumplirá de la misma mane- mediante sentencia y declarar terminado el ra, la mayoría de ellos son ejecutados juicio; ámbitos que conceptualizamos alcanespontáneamente por las partes sin zarían una sola esfera en el arbitraje, como recurrir al exequetur, con el propósito método alternativo de solucionar conflictos de mantener a ultranza la reserva de la en el país (COGEP, 2015). confidencialidad de lo expuesto durante el procedimiento por las partes. Pero Sin duda que, en este momento de reflexión, cuando no se quiere ejecutar volunta- cuando pensamos en operativizar una nueriamente se tendrá que llevar el proce- va justicia, aplican las palabras del discurso so ante los tribunales, donde las pres- de posesión del Presidente de Los Estados taciones en este caso de cosa juzgada, Unidos de América, John F. Kennedy: “Nada por la naturaleza propia, tendrán que de esto estará terminado en los primeros pasar a ser conceptos definitivos, y cien días. Tampoco en los primeros mil días, Implementación del arbitraje financiero en el Ecuador. PP. 115-136 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 127 ni durante toda esta Administración, quizás Por un lado, el título de crédito tiene una ni siquiera en nuestra vida en este planeta. fuerza ejecutoria clara una vez que se vence; sobre lo cual, el artículo 347 del COGEP Pero empecemos” (John F. Kennedy, 1961). los define y enumera de la siguiente manera: En resumen, el planteamiento consiste en Son títulos ejecutivos siempre que dejar atrás un enfoque teórico y pasar a un contengan obligaciones de dar o enfoque práctico para mejorar la aplicación hacer: 1. Declaración de parte hecha de las normas y lograr beneficios tanto en el con juramento ante una o un juzgador sistema judicial como en el ámbito financiecompetente. 2. Copia y la compulsa ro. Para ello, se propone que el arbitraje fiauténtica de las escrituras públicas. 3. nanciero sea utilizado como una herramienDocumentos privados legalmente reta adecuada para resolver las controversias conocidos o reconocidos por decisión entre las partes involucradas, siempre y judicial. 4. Letras de cambio. 5. Pagarés cuando se respeten los derechos legítimos a la orden. 6. Testamentos. 7. Transacde cada una de ellas. Esto permitiría desción extrajudicial. 8. Los demás a los congestionar los procedimientos judiciales y que otras leyes otorguen el carácter acelerar el cumplimiento de las obligaciones de títulos ejecutivos”; es decir, aquellos financieras, lo que a su vez podría disminuir que habitualmente perfeccionan un las carteras vencidas. En conclusión, se buscrédito financiero. (COGEP, 2015). ca encontrar una solución justa y efectiva para todos los involucrados en una disputa De otro lado, el artículo 363 del mismo cuerfinanciera. po de Leyes, determinan los títulos de ejeEn este análisis, examinamos dos definicio- cución: nes importantes del (COGEP) relacionadas Son títulos de ejecución los siguientes: con los documentos que pueden ser objeto 1. La sentencia ejecutoriada. 2. El laudo de discusión en un procedimiento judicial o arbitral. 3. El acta de mediación. 4. El un laudo arbitral. Nos referimos a los títulos contrato prendario y de reserva de doejecutivos y de ejecución, los cuales son conminio. 5. La sentencia, el laudo arbitral siderados como medios para lograr el efecto o el acta de mediación expedidos en el de hacer cumplir lo que ya existe. Estos títulos extranjero, homologados conforme con son la base de una obligación que, en caso las reglas de este Código. 6. Las actas de no haber sido saldada, puede ser reclatransaccionales. 7. Los demás que esmada a través de un proceso judicial o metablezca la ley (COGEP, 2015). diante los Métodos Alternativos de Solución de Conflictos (MASC). Aunque los procedimientos son diferentes en ambos casos, el re- Estas dos fórmulas jurídicas de constitución sultado final es el mismo: la obtención de una de obligación, son prácticas comunes en el sistema financiero; y, siendo aceptada la sentencia ejecutoriada en última instancia. Juan José Carrasco Loyola �128 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC aplicación de los métodos alternativos de solución de conflictos en caso de divergencias y requerido su cumplimiento, el enfoque del arbitraje financiero en la República del Ecuador con metodologías ejecutorias, corresponderá a la vía más idónea y expedita. revistamsc.uanl.mx garantías del debido proceso. No se sacrificará la justicia por la sola omisión de formalidades (CRE, 2008). Dentro de la Función Jurisdiccional la intervención será en forma directa; en tanto que, para los laudos arbitrales y las actas de meLos caminos hacia una cultura de paz están diación, corresponderá un traslado de comabiertos; y, debería determinarse su opepetencias hacia dicha función, para el estaratividad eficiente y eficaz; sin embargo no blecimiento preventivo y cautelar ordenado es menos cierto que no en todos los casos por los tribunales de arbitraje. podremos perfeccionar el principio de honestidad o visualizar hacia el futuro los imConsiderando que el arbitraje financiero previstos que imposibiliten el cumplimiento; podría desarrollarse de manera coherente sobre lo cual, la parte reparada contará con con el orden administrativo ecuatoriano, ya medios que le permitan afianzar con absoluque en éste se otorga competencia autóta seguridad su reparación, correspondiénnoma a los procedimientos y se establecen donos realizar un visión al ámbito cautelar medidas concretas para garantizar el cumde los acuerdos y transacciones a través plimiento de las obligaciones, realizamos un de los cuales las partes buscan afianzar sus acercamiento normativo breve; en donde exigencias que pudieren perfeccionarse en determinamos la generalidad invocada en el laudo arbitral que deberá fomentar y fael artículo 124 del Código Orgánico Genecilitar su determinación para encontrar los ral de Procesos (COGEP) que especifica los efectos establecidos como son ejecutorieámbitos de procedencia cautelar al faculdad verdadera, eficiencia y eficacia. tarse a que cualquier persona puede, antes de presentar su demanda y dentro del 6. COMPETENCIA CAUTELAR Y proceso solicitar, consideramos amplitud de DE EJECUCIÓN EN LA JUSTICIA resguardos, garantía sobre los bienes que ORDINARIA, A TRAVÉS DE LOS MASC aseguren el crédito. Hablaremos expresaY DENTRO DEL CÓDIGO ORGÁNICO mente de secuestro, retención y prohibición ADMINISTRATIVO (COA) de enajenar que, deberán ser precedidos por los justificativos establecidos en el artíEn la esfera general, habremos de puntuaculo 125 del mismo: lizar los parámetros del artículo 169 de la Constitución del Ecuador; en donde, el siste1. Que se pruebe la existencia del créma procesal es un medio para la realización dito. 2. Que se pruebe que los bienes de la justicia. Las normas procesales consade la o del deudor se encuentren en grarán los principios de simplificación, unital estado, que no alcancen a cubrir la formidad, eficacia, inmediación, celeridad deuda o que pueden desaparecer u y economía procesal, y harán efectivas las Implementación del arbitraje financiero en el Ecuador. PP. 115-136 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 ocultarse o que el deudor trate de enajenarlos; y, 3. De acreditar la titularidad del obligado presuntivo” (COGEP, 2015). En el sector público ecuatoriano resaltamos la disposición del artículo 189 del Código Orgánico Administrativo (COA), publicado en el Suplemento del Registro Oficial 31 de 07 de julio del 2017, en donde verificamos las medidas cautelares que, facultan al órgano competente cuando la ley lo permita, de oficio inclusive o a petición de la persona interesada, ordenar medidas cautelares, pudiéndose adoptar las siguientes: 1. Secuestro. 2. Retención. 3. Prohibición de enajenar. 4. Clausura de establecimientos. 5. Suspensión de la actividad. 6. Retiro de productos, documentos u otros bienes. 7. Desalojo de personas. 8. Limitaciones o restricciones de acceso. 9. Otras previstas en la ley (COA, 2017). En adición mencionados que el artículo 190 perfecciona los facultativos en detalle, cuando nos habla de que, iniciado el procedimiento, si existen elementos de juicio suficientes para ello, el órgano administrativo competente puede adoptar, de oficio o a petición de persona interesada, las medidas cautelares proporcionales y oportunas para asegurar la eficacia de la resolución (COA, 2017). Dentro de la ejecución del laudo arbitral, corresponde dejar establecidas dos facetas de ejecución que, si bien no alcanzan la celeridad y autonomía de los ámbitos analizados, Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 129 no dejan de alentarnos hacia una adecuada ejecutividad. La primera o de forma voluntaria, no requeriría incursionar necesariamente en la esfera judicial puesto que bastarían los ámbitos voluntad y limitación patrimonial del constituyente. Esta prohibición voluntaria, conceptualizada como la limitación de dominio sin coacción corresponde a la decisión bajo los propios y personales derechos, en forma intencional, para colocar limitación sobre los bienes particularmente inmuebles. Sin duda que, visto así el esquema, con fines de evitar la incursión al sistema judicial cuando una obligación financiera se encuentre vencida, existe respuesta positiva para incursionar también hacia la función del Notario Público de nuestro País que, dentro del Art. 19 de la ley de la materia, expresa: a) Receptar personalmente, interpretar y dar forma legal a la exteriorización de voluntad de quienes requieran su ministerio. De presentársele minuta, ésta debe ser firmada por abogado con indicación del número de su matrícula y del Colegio a que pertenece, minuta que será transcrita al protocolo” (LN, 1966). En complemento y para perfeccionar transacciones, el Art. 26 de la Ley Notarial, cuando define a la escritura pública nos relaciona que “es el documento matriz que contiene los actos y contratos o negocios jurídicos que las personas otorgan ante notario y que éste autoriza e incorpora a su protocolo. Se otorgarán por escritura pública los actos y contratos o negocios jurídicos ordenados por la Ley o acordados por voluntad de los interesados”. (LN, 1966). Juan José Carrasco Loyola �130 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC Considerando los supuestos mencionados, el acuerdo de las partes para obedecer un perfeccionamiento voluntario estaría vinculado y facultado por la actuación de un funcionario en relación a este asunto. Aunque no se trata de una autonomía integral de competencia, es suficiente consagrar las condiciones mencionadas para alcanzar la fe pública. De hecho, incluso podríamos perfeccionar medidas cautelares sobre bienes inmuebles, lo que sin duda representa el mejor medio para asegurar el cumplimiento de una obligación financiera. Para ratificar estos criterios, proponemos un enfoque interdisciplinario en el que los Notarios puedan desempeñar actividades propias de un árbitro o mediador. Al hacerlo, podrían actuar como verdaderos asesores que prestan un servicio en favor de la sociedad y de su bienestar. Además, al combinar el arbitraje con la fe pública, podemos encontrar lineamientos superiores de seguridad para cualquier fórmula transaccional, eliminando la necesidad de recurrir exclusivamente a la Función Judicial. Aunque los procedimientos y tiempos pueden variar y afectar la celeridad o demora en los procesos, en el Ecuador encontramos una sólida fundamentación jurídica para afianzar legítimos derechos provenientes de un laudo arbitral; destacando que el conocimiento es responsabilidad compartida del Estado en su difusión y del ciudadano en su conocimiento. Mucho mayor compromiso adquiere el profesional del derecho, al acogerse a su aplicación. revistamsc.uanl.mx Para finalizar nuestro análisis, es importante destacar la innegable dificultad que se presenta cuando no se llega a un acuerdo respecto a las garantías a establecer o la cláusula adversarial idónea para el efecto. En estos casos, se debe seguir el procedimiento y la competencia jurisdiccional correspondiente, lo cual puede resultar en una falta de celeridad en el proceso. Sin embargo, proponemos la desvinculación de la competencia jurisdiccional en aras de lograr una mayor celeridad en los procesos. 7. METODOLOGÍA HACIA EL ARBITRAJE FINANCIERO EN EL ECUADOR Hay varios campos donde se pueden encontrar obligaciones que deben ser cumplidas y liquidadas. Aunque nos hemos enfocado en el ámbito financiero y hemos resaltado diferentes vías para resolver estos problemas, como la jurisdicción, la coerción, la notaría y los métodos alternativos de resolución de conflictos (MASC), creemos que el arbitraje es el medio más adecuado, siempre y cuando se cuente con profesionales que tengan altos estándares de honestidad personal e institucional y que se dediquen a encontrar soluciones. En este sentido, el arbitraje se basaría en los artículos 1 y 5 de la Ley de Arbitraje y Mediación de Ecuador, los cuales establecen que las partes pueden someter sus controversias susceptibles de transacción, ya sean existentes o futuras, a ser resueltas bajo esta modalidad. En conclusión, la solución de conflictos, especialmente a través del arbitraje, tendría su base en estos preceptos legales, que permiten una resolución efectiva Implementación del arbitraje financiero en el Ecuador. PP. 115-136 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 131 y eficiente de las obligaciones financieras. Adentrándonos hacia la construcción de un modelo negociador del sistema financie(LAM, 2006). ro ecuatoriano conceptualizamos formulas Para avanzar hacia la modalidad de arbitra- “suaves”, con la propuesta de evasión de je en la resolución de conflictos financieros, los parámetros conflicto y concesión; y más es necesario hacer cambios legales que mo- bien, con determinantes de aceptabilidad difiquen la tradicional frase de sometimiento razonada, realidad y capacidad en el acunilateral a los jueces de la ciudad. En este tuar. Tratamos pues, de un proyecto sussentido, sería beneficioso para el sistema fi- tentado “según principios” o “en base a nanciero del país establecer la competencia méritos”, que busca resultados y ventajas arbitral como medio de desarrollo para li- mutuas; esto es, del cliente arreglar su oblitigios, lo que permitiría una resolución más gación y de la banca disminuir el porcentaje de vencimientos que determina el canal de eficiente de las obligaciones financieras. conducción hacia una transacción “sensaEn cuanto a las obligaciones generadas por ta”, de intereses legítimos que pongan fin el uso de pagarés, letras de cambio, con- al conflicto, con efectos de cosa juzgada o tratos u otras formas de crédito, es impor- sentencia ejecutoriada en última instancia, tante priorizar la negociación en la forma de eficiente eficaz en sujeción de competencia, pago, la extensión de plazos y el reconoci- desarrollo de procedimientos; y resolución a miento efectivo de abonos parciales, entre instaurarse. otras medidas que busquen alcanzar una solución en beneficio de ambas partes. En La metodología sugerida, según principios o este sentido, se hace necesario un conoci- en base a méritos, sabrá determinar resulmiento jurídico, comercial y financiero, así tados prudentes en forma eficiente y amiscomo habilidades de negociación que bus- tosa; y, se sustentará doctrinalmente en los siguientes aspectos: Personal, donde conquen encontrar un interés común. cretamos la separación personas-problema. La negociación se establece como un proce- Intereses, donde sin duda la Banca exigirá dimiento encaminado a la obtención de un reconocimiento de las obligaciones y roresultado transaccional capaz de encontrar bustecimiento de avales; en tanto que las el deseo común de las partes, y para ello, es partes, ampliaciones de plazo en el cumplinecesario contar con un tercero imparcial que miento. Oposiciones, mirando de inicio una guíe y lidere el proceso. El árbitro debe ser relación no precisamente en la esfera de la capaz de abordar los lineamientos transac- cordialidad; sino susceptible de ser recomcionales y buscar soluciones que den salud a puesta. Sentimientos, previo al dialogo de la figura del “juez imparcial”. En caso de no inicio que, sin duda alguna deberá basarencontrar una solución lógica y honesta para se en emociones hasta pasar a legalidades, una obligación financiera, se debe recurrir a motivaciones e intereses. Ganar-ganar, con la competencia prevista en los métodos alter- una ruta delineada hacia la generación de posibilidades en base a criterios cerios y obnativos de solución de conflictos. Juan José Carrasco Loyola �132 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx cómo estos benefician a las partes y su estilo de vida, ya sea en actividades cotidianas o en el ámbito profesional. Además, se destaca que estos intangibles pueden ser transmiEl árbitro es un actor fundamental en el sis- tidos de manera adaptable, pasando de un tema de la cultura de paz; así como es el conocimiento técnico y científico a uno más Juez o el Administrador en los ámbitos juris- cotidiano (Gorjón, 2017, p. 14). diccional y administrativo, su sabiduría será la encargada de evitar una sola respues- Hay varios intangibles en los métodos alta, una resolución prematura, el estableci- ternativos de solución de conflictos que son miento garantista riguroso e inalterables; igualmente importantes, pero para este tray quizás, la consideración y valoración de bajo nos enfocamos en la independencia, entornos valores culturales o sociales, prác- en particular, en la búsqueda de separar ticas, usos, costumbres, tradiciones, mora- las competencias del ámbito jurisdiccional y lidad, profesión del desarrollo habitual del aplicarlas a los métodos alternativos de sociudadano, capaz de influir en la decisión lución de conflictos; encontrando, los rasgos transaccional. El método sugerido, determi- distintivos de la independencia: nará actualidad en su eficiencia, capaz de • Rompe con la subordinación y es constituirse en una estratégica fórmula para una disrupción en la relación entre obtener o abordar a los intereses de fondo el mediador o el árbitro con quien y abandonar la competencia jurisdiccional, lo nombro; para encontrar el interés común de quienes • Las partes no están subordinadas a perfeccionen los diálogos. ningún órgano jurisdiccional al momento de decidir, sin embargo, se 8. COMPETENCIA INDEPENDIENTE limitan a lo disponible y a lo que no PARA EL SISTEMA FINANCIERO sea contrario al orden público; • Al no existir imposiciones, se da una No se trata de abolir el sistema judicial que, mayor aceptación de la solución y sin duda alguna, es esencial en todos los se asegura su cumplimiento, ya que países y tiene sus propias bases y requisitos. están libres de presiones más que No obstante, es urgente separar las comlas que ellos asumieron; petencias del ámbito financiero para im• Genera una adaptabilidad de los pulsar una nueva fórmula de tratamiento de procesos a las circunstancias del los conflictos. Al respecto Francisco Gorjón caso; Gómez , cuando analiza los intangibles de • Las partes están seguras que el melos métodos alternos de solución de conflicdiador no está influenciado por altos considera que la búsqueda es presentar guna de las partes; los intangibles de la mediación y los méto• Las partes están seguras que el medos alternos de solución de conflictos de diador o el prestador de servicios manera más clara y sencilla, enfatizando en jetivos que concilien intereses y no posiciones que, encierren la búsqueda de la solución ventajosa para todos. Implementación del arbitraje financiero en el Ecuador. PP. 115-136 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 de MASC es ajeno al conflicto y los intereses de las partes, por lo tanto no existen nexos que puedan afectar sus intereses” ( Gorjón, 2015). El arbitraje se presenta como la opción más adecuada e imparcial para la solución de conflictos financieros, ofreciendo diversas alternativas para alcanzar una resolución efectiva. Estas alternativas se basan en aspectos inherentes a la validez de la reclamación, la legalidad del título que la sustenta, el reconocimiento de la obligación, la ampliación de plazos y el fortalecimiento de garantías personales o reales. Por otro lado, las excepciones judiciales de las partes con tintes dilatorios que a menudo se manejan en la esfera jurisdiccional suelen ser desechadas por improcedentes, y las causas suelen resolverse mayormente a favor del acreedor, quien busca en justicia el cumplimiento del compromiso de pago por parte del deudor. Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 133 Es importante establecer diferentes sistemas de manejo de la justicia en nuestro país que incluyan no solo la parte contenciosa, sino también los métodos alternativos de solución de conflictos como un auxiliar fundamental. Los costos judiciales no deben medirse por el número de escritos, asistencias o asesorías, sino por la efectividad de los procedimientos para encontrar soluciones. Es hora de profundizar en el conocimiento y aplicación de los MASC, específicamente el arbitraje, con la participación directa de las partes en controversia y de los profesionales de la defensa. Es recomendable incluir la cátedra de Medios Alternativos de Solución de Conflictos en las mallas de estudios de diversas universidades del país, como ha hecho la Universidad Católica de Cuenca del Ecuador. El Estado y los procesos siempre serán necesarios para resolver aquellos conflictos CONCLUSIONES que no son susceptibles de mediación o arLa justicia atraviesa una crisis debido a la bitraje, pero lo ideal es determinar métodos monopolización de su accionar jurisdiccio- alternativos de solución de conflictos en la nal, lo cual ha llevado a la función judicial a mayoría de los casos. actuar como un cobrador gratuito de deudas y a tramitar sin límite las pretensiones plan- Es crucial establecer la competencia al moteadas. En las Cortes de Justicia hay miles de mento de la concesión crediticia y sugerir casos que podrían ser resueltos de manera que, en caso de controversia, se sometan al más eficiente mediante métodos alternativos método alternativo de solución de conflicde solución de conflictos, como el arbitraje. tos “arbitraje” a cargo de cualquiera de los Es necesario que las Cortes de Justicia se centros especializados del Ecuador. enfoquen exclusivamente en aquellas disputas que no pueden ser resueltas por otros No se debe considerar la mediación como una fórmula de acuerdos, ya que su falta de medios. obligatoriedad puede llevar a la desatenJuan José Carrasco Loyola �134 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC ción de las partes involucradas. En cambio, el arbitraje es una alternativa más adecuada. revistamsc.uanl.mx Borja Cevallos, R. (2018). Enciclopedia de la Política. Ciudad de México, México: Fondo de Cultura Económica. https://www.enciclopediadelapolitica.org/economia_ mixta/ La formulación de garantías personales o reales es esencial para asegurar la vigencia transaccional y generar soportes eficientes y eficaces de ejecución para el fiel cumplimiento de los pactos. Garcia, R. (Abril de 2002). Aproximación a los mecanismos alternativos de resolución de conflictos en América Latina. El otro derecho. Pluralismo jurídico y alternatividad judicial, 26-27, 157. Bogota, Colombia: ILSA- Instituto Latinoamericano de Servicios Legales Alternativos. https://ilsa.org.co/wp-content/uploads/2022/05/eBook- La negociación y resolución de conflictos financieros requieren conocimientos jurídicos, comerciales y financieros, así como habilidades y valores para llegar a una resolución justa y equitativa. El método de transacción de la escuela de Harvard es una opción propicia por su simplicidad y practicidad, para desarrollar también un arbitraje. El-otro-derecho-N%C2%B0-26-27-2x1-1.pdf Gorjón Gómez , F.J., & Saenz López, K. A. (2006). Métodos alternos de solución de controversias. Ciudad de México, Mexico: UANL-CELSA. Gorjón Gómez, F. (2020). Arbitraje Comercial y Ejecución de Laudos. Ciudad de México, México. Gorjón Gómez, F. J. (2017). Mediaciòn su valor intangible y efectos operativos “Una visión integradora de los métodos alternos de solución de conflictos”. 73,100,101. Ciudad de México, México: Tirant lo Blanch. TRABAJOS CITADOS Gorjón Gómez, F. J., & Steele Garza, J. G. (2021). Métodos alternos de solución de conflictos. Ciudad de México, Asamblea Nacional Constituyente. (2008). Constitución de la República del Ecuador (CRE). Montecristi, Ecuador: México: DIKAIA. Gorjón, F. (Julio de 2015). Teoría de la impetración de la jus- Registro Oficial 449 de 20-oct.-2008. ticia. Por la necesaria ciudadanización de la justicia y la Asamblea Nacional del Ecuador. (1966). Ley Notarial (LN). paz(10), 113-131. 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Correo electrónico: juanjose.carrasco@ucacue.edu.ec Juan José Carrasco Loyola �136 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC Implementación del arbitraje financiero en el Ecuador. PP. 115-136 revistamsc.uanl.mx �Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica MSC MÉTODOS DE SOLUCIÓN DE CONFLICTOS | VOL. 03, NÚM. 05, JULIO 2023 en MSC Gestión de conflictos a través de la mediación y su visión multidisciplinar-binacional en las ciencias sociales entre México y Colombia Conflict management through mediation and its multidisciplinary-binational vision in the social sciences between Mexico and Colombia Recibido: 20-10-2022 | Aceptado: 03-05-2023 Javier Palacios Xochipa* Jesús David Paternina Martínez** Mario Guillermo Berrelleza Romoz*** * Autonomous University of Baja California ** Corporación Universitaria del Caribe *** https://orcid.org/0000-0002-2431-4413 Autonomous University of Sinaloa Resumen El presente documento tiene como objetivo analizar la dinámica de los MASC y en especial de la mediación dentro de México y Colombia, siendo visto como un mecanismo alternativo para solucionar conflictos en materia de derecho social, para ello se analizan los dos contextos bajo una perspectiva multidisciplinar, se analizan las diferencias de la mediación con otros mecanismos dentro del marco de las MASC, de lo cual son similares en ambos países. Por otro lado, se observan los contextos sociales y normativos con relación a la mediación dentro de ambos países, su visión transdisciplinar en materia de derecho, trabajo social y administración. Palabras clave: Mediación, MASC, transdisciplinariedad, Arbitraje, Voluntariedad. Abstract The objective of this document is to analyze the dynamics of the ADR and especially mediation within Mexico and Colombia, being seen as an alternative mechanism to solve conflicts in matters of social law, for this the two contexts are analyzed from a multidisciplinary perspective, the differences between mediation and other mechanisms within the ADR framework are analyzed, which are similar in both countries. On the other hand, the social and normative contexts are observed in relation Cómo citar Gonzalez Ramos, Y. G. & Cornelio Landero, R. Solución de conflictos interpersonales entre varones durante la pandemia y su búsqueda por la paz social. MSC Métodos De Solución De Conflictos, 3(4). Recuperado a partir de https://revistamsc.uanl.mx/index.php/m/article/view/26 �138 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx to mediation within both countries, their transdisciplinary vision in matters of law, social work, and administration. Key words: Mediation, ADR, transdisciplinarity, Arbitration, Voluntariness. 1. INTRODUCCIÓN. brindando la oportunidad a las partes de ser ellas quienes lo finalicen sin llegar a un juzgado o, dentro de un proceso jurisdiccional o administrativo. A pesar de compartir similitudes con otros MASC, la mediación posee ciertas características y cualidades que la hacen sobresalir y, que han ayudado a que su uso tenga un aumento considerable en distintos ámbitos de la sociedad actual. La necesidad de finalizar conflictos de diferente índole ha sido un tema que a lo largo de la historia ha estado presente en las sociedades, debido a ello, encontrar sistemas efectivos que ayuden a la finalización de conflictos ha sido algo fundamental durante su formación. Los sistemas de justicia desarrollados por cada nación han ido evolucionando a través del tiempo, adaptándose a Dada la naturaleza de cada tipo de confliclas necesidades tanto de la época, así como to, se entiende que en algunos casos puede del lugar correspondiente. resultar problemático llegar a este punto debido a que existen factores de riesgo, como En la edad moderna, la justicia ha adquiripor ejemplo que los procedimientos legales do una forma multifacética, esto tomando en sean largos y costosos, las resoluciones finacuenta que se basa en la ley para estableles a las cuales se llegan pueden no resultar cer los derechos y obligaciones sociales en satisfactorios para las partes involucradas, un amplio abanico de situaciones, dígase prácticas de corrupción, conflictos sociales por ejemplo, en términos laborales, sociales, que han traído consecuencias negativas penales, mercantiles, familiares, educativos, para las partes involucradas pudieron hasalud, etcétera; por lo que usualmente, la fiberse finalizado con el uso adecuado de un nalización de conflictos se vincula a las insMASC, entre otras problemáticas que puetituciones jurisdiccionales, sin embargo, en den observarse en cada caso. tiempos recientes han surgido los métodos alternos de solución de conflictos, mejor co2. METODOLOGÍA. nocidos como MASC, entre ellos, la mediación, la conciliación y el arbitraje. Se realizó un estudio comparado multidisciplinar de corte transversal con metodología Los MASC, a diferencia de la justicia tradiciocualitativa sobre el uso de la mediación en nal, tienen como finalizar los conflictos sociadiferentes áreas, como el trabajo social, la les de diferentes áreas de manera efectiva administración y el derecho, en los países a través de la gestión, solución y resolución, involucrados México y Colombia. Gestión de conflictos a través de la mediación y su visión multidisciplinar-binacional en las ciencias sociales entre México y Colombia. PP. 137-153 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 La metodología documental de esta investigación, se basa sobre los orígenes y las características legales de la gestión de conflictos y el derecho laboral, su representación ante las leyes, impartición de sueldos y salarios, se definieron las características del proceso, su forma de aplicación, su uso en la finalización de conflictos de diferente naturaleza y cómo ambas naciones han introducido el uso de la mediación de formas diferentes, pero con un objetivo en común: la consecución y fortalecimiento de una cultura de paz. Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 139 La principal utilidad de la mediación es, a su vez, su principal característica, una finalización que realizan las partes de manera directa y con el apoyo de un mediador, donde, este tercero regula y dirige el proceso en el cual las partes exponen sus posiciones, de esta forma no solo se evita el complicado sistema judicial, sino que también abarata costos y lleva a acuerdos más equitativos entre las partes. 4. MÉTODOS ALTERNOS DE SOLUCIÓN DE CONFLICTOS Los métodos alternos de solución de conflictos son procedimientos que permiten finalizar disputas de una forma adecuada a las necesidades de las partes involucradas sin la necesidad de recurrir a los órganos jurisdiccionales, sirviendo así como medida complementaria en los ámbitos de impartición de justicia de acuerdo con la ley mexicana. Las principales características de estos métodos son la voluntariedad de las partes para hacer uso de ellos y la interven3. ANTECEDENTES DE LA MEDIACIÓN. ción de un tercero que intervenga o guíe el La mediación moderna se originó en los Es- proceso en el cual las partes buscan dar una tados Unidos durante la década de los 70, finalización satisfactoria al conflicto. principalmente para usos laborales y empresariales para luego pasar al uso social “Dentro de la legislación mexicana, los en general. Posteriormente, se extendió a medios de justicia alternativa tienen relapaíses como Canadá y Australia donde su tivamente poco tiempo de utilizarse como uso también fue notablemente favorable procedimientos independientes a un juipara resolver conflictos de manera satis- cio. Ciertamente, desde hace décadas, en factoria. En México, la implementación de la diversos tipos de juicios se contempla a la mediación ha sido un movimiento que ha ido conciliación dentro de un proceso judicial, desde lo local a lo general, pues ha surgido pero sólo como una etapa más dentro de primeramente a nivel local comenzando por dicho proceso y no como un procedimiento el Estado de Quintana Roo en 1997 (Lande- independiente a éste.” (Márquez Algara & De Villa Cortez, 2016) ro, 2022). Se eligió una problemática, en este caso la gestión de conflictos del derecho social relacionados a compensaciones monetarias, el estudio de este caso ayudaría a comprobar si el conocimiento adquirido en la parte teórica puede ser llevado a la práctica, buscando finalizar el conflicto haciendo uso de la mediación y llegar a una finalización satisfactoria para las partes disputantes. Javier Palacios Xochipa, Jesús David Paternina Martínez y Mario Guillermo Berrelleza Romo �140 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC Los MASC son regulados y supervisados por la ley e instituciones, de hecho, el Artículo 17 párrafo 5 de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos indica que “Las leyes preverán mecanismos alternativos de solución de controversias. En la materia penal regularán su aplicación, asegurarán la reparación del daño y establecerán los casos en los que se requerirá supervisión judicial” (CPEUM, 2022). De igual forma, de acuerdo con la Ley Nacional de Mecanismos Alternativos de Solución de Controversias en Materia Penal (LNMASCMP), indica que los MASC “tienen como finalidad propiciar, a través del diálogo, la solución de las controversias que surjan entre miembros de la sociedad con motivo de la denuncia o querella referidos a un hecho delictivo, mediante procedimientos basados en la oralidad, la economía procesal y la confidencialidad. (…) En el supuesto de que los Intervinientes hubieren participado en alguno de los Mecanismos Alternativos y no se hubiese logrado por este Mecanismo la solución de la controversia, el Facilitador podrá sugerirles que recurran a uno diverso. En caso de que los Intervinientes estuvieren de acuerdo, el Facilitador fijará fecha y hora para iniciar dicho Mecanismo en una sesión posterior.” (LNMASCMP, 2022). Los principales MASC de los cuales de hace uso son: conciliación, mediación, negociación y arbitraje; y, aunque tienen parecido y buscan una meta en común, es decir, la finalización de conflictos, en la práctica son diferentes entre sí. Siendo la conciliación y la mediación los más usados debido a su efectividad, en especial la mediación en los últimos años. revistamsc.uanl.mx 5. DIFERENCIACIÓN DE OTROS MÉTODOS 5.1 Conciliación. Según la LNMASCMP, este método es definido como “…el mecanismo voluntario mediante el cual los Intervinientes, en libre ejercicio de su autonomía, proponen opciones de solución a la controversia en que se encuentran involucrados. Además de propiciar la comunicación entre los Intervinientes, el Facilitador podrá, sobre la base de criterios objetivos, presentar alternativas de solución diversas” (LNMASCMP, 2022). Esto quiere decir que en la conciliación las partes involucradas acuden de forma consensual y voluntaria con un tercero ajeno e imparcial, un profesional cuya participación como conciliador debe ser neutral, que pueda conciliar entre las partes y se busque una solución a través del diálogo, sin embargo, el conciliador cuenta con facultades que le permiten ya sea intervenir hasta un punto dado, e incluso ofrecer opciones a las partes para llegar a un acuerdo. 5.2 Mediación. La mediación “es el mecanismo voluntario mediante el cual los Intervinientes, en libre ejercicio de su autonomía, buscan, construyen y proponen opciones de solución a la controversia, con el fin de alcanzar la solución de ésta. El Facilitador durante la mediación propicia la comunicación y el entendimiento mutuo entre los Intervinientes.” (LNMASCMP, 2022). “La mediación puede ser definida como Gestión de conflictos a través de la mediación y su visión multidisciplinar-binacional en las ciencias sociales entre México y Colombia. PP. 137-153 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 aquel acto a través del cual una persona de confianza interviene en una situación de dos personas o grupos con intereses contrapuestos con el fin de evitar un eventual litigio” (Real Academia Española, 2022), por lo cual se entiende que la importancia del papel que juega esta persona neutral se debe a que conserva el principio de imparcialidad de manera muy clara. Al igual que la conciliación, la mediación tiene como principio base a la voluntariedad de las partes al momento de ingresar al proceso de mediación y el tercero ajeno e imparcial debe ser neutral, sin embargo, a diferencia de la conciliación, el mediador no tiene la legitimación que le permita intervenir entre el diálogo de las partes, siendo que éstas son las que por su propia cuenta llegan a un acuerdo mutuo beneficioso entre ambas, a esto se le llama gestión del conflicto. Lo anterior lleva a señalar que la principal función del mediador es, dotar de cordialidad a las partes y facilitar el diálogo sin imponer una finalización, lo que les permitirá a las exponer sus argumentos, pretensiones y necesidades, para que sean ellas mismas las que puedan llegar a finalizarlo de manera satisfactoria sin necesidades de una decisión impuesta por una voluntad ajena. Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 141 5.3 Arbitraje. El arbitraje es un método heterocompositivo que se diferencia claramente de los anteriores, pues lleva consigo un carácter jurisdiccional que lo asemeja más al litigio. En él, las partes involucradas someten bajo declaración voluntaria las diferencias o cuestiones jurídicas surgidas entre ellas respecto a una relación jurídica. En este caso, el árbitro es elegido por acuerdo de ambas partes y es ajeno los intereses de ellas, también es el encargado de resolver el conflicto y es quien determina la finalización del conflicto una vez termina de pasarse por el proceso. A diferencia de la mediación y la conciliación, en el arbitraje el tercero neutral tiene poder de decisión, por lo que la finalización suele ser determinada como tal como si fuese la sentencia de un juez, sin embargo, el árbitro se verá limitado por lo pactado por las partes para dictar el laudo. 5.4 Negociación. En un sentido amplio, la negociación se entiende a partir ser vista como un sistema muy usado en el cual las partes se reúnen sin la participación de un tercero como sí ocurre en los otros métodos. Se rige principalmente por los intereses que representan ambas partes, las cuales dialogan y equilibran sus “A diferencia del arbitraje, la conciliación y posiciones de forma directa, buscando finala mediación plantean menor problema, de- lizar por sí mismas la disputa, tratando de bido a la incapacidad del tercero de obligar disuadir al otro en busca de llegar a algún a las partes con una resolución. El concilia- acuerdo satisfactorio para ambos. dor y el mediador sólo facilitan el diálogo, coadyuvan con las partes en la solución del “La negociación es el de concebirlo como un conflicto; no imponen una solución.” (Lande- proceso de comunicación directo o indirecto entre las partes, según la existencia o no ro, 2022). Javier Palacios Xochipa, Jesús David Paternina Martínez y Mario Guillermo Berrelleza Romo �142 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx de representantes, es decir, si aquéllas ne- • Aumentar el respeto y confianza entre las partes. gocian cara a cara o a través de otras personas debidamente autorizadas por ellas.” • Corregir percepciones e informaciones falsas que pueden tener respecto al con(Landero, 2022, como se citó en Calcaterra, flicto y/o los implicados. 2002). • Crear un marco que facilite la comunicación. Aunque una de las desventajas más claras de este método es que no siempre las partes saben y pueden equilibra su poder, lo que Características del proceso de mediación: genera desigualdad y conlleva a acuerdos • Ser una negociación asistida: las partes actúan por sí mismas, negocian y propopoco efectivos. nen soluciones (sistema autocompositivo frente al heterocompositivo) 6. CARACTERÍSTICAS, OBJETIVOS Y • Ser un acto voluntario. Las partes deBENEFICIOS DE LA MEDIACIÓN Y SU ciden o no participar en el proceso de PROCESO. mediación y a ponerle fin en cualquier momento. Además, no están obligadas a De acuerdo con lo que menciona (Yáñez, llegar a un acuerdo. 2014) en su obra “El proceso de mediación, capacidad y habilidades del mediador” re- • Ser un proceso que lleve al acuerdo entre las partes y/o reparación de la relasume estas diferencias de la siguiente mación. nera: • Negociación directa entre las partes o por represéntate. La negociación defien- Modelos/escuelas de la intervención en mede mi posición como parte. En cambio, la diación mediación ayuda a las partes a solucio- • Modelo tradicional lineal, Harvard. Fisher y Ury. nar sus intereses. • Facilitación/conciliación: la tercera parte • Modelo transformativo, Bush y Folger. • Modelo circular-narrativo, Sara Cobb. facilita la comunicación, no interviene. • Arbitraje: la tercera parte, tras escuchar a las personas, toma una decisión que Beneficios Se ha comprobado que la mediación ha ambas deben cumplir, el laudo arbitral. • Mediación; la tercera parte se preocupa traído beneficios que pueden visualizarse del proceso y de la relación, ya que el en varias áreas, dada la naturaleza multifacontenido del conflicto y del acuerdo es cética de la misma, ya que abarca ámbitos como el trabajo social, mediación empresacosa de las partes. rial y laboral, familiar, penal, sanitaria, merLos objetivos que se persiguen en un proce- cantil, intercultural, entre otras. so de mediación, entre otros son: • Facilitar el establecimiento de una nueva relación entre las partes en conflicto. Gestión de conflictos a través de la mediación y su visión multidisciplinar-binacional en las ciencias sociales entre México y Colombia. PP. 137-153 �143 Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 7. LA MEDIACIÓN EN ÁREAS TRANSDISCIPLINARES. finalizar conflictos de manera equitativa y proporcional. 7.1 Contexto organizacional. Lo anterior, genera la idea de que “es necesario realizar una transformación teleológica de la concepción de la mediación, ya que muy a menudo es considerada como una herramienta, o bien, como un proceso que se encarga, en ambos casos, a solucionar conflictos; sin embargo, es importante establecer que la mediación debe sufrir un proceso transformador de cara a ser considerado un elemento de profesionalización para cumplir con el fin que está previamente establecido” (Palacios Xochipa, 2020, pág. 33). Las organizaciones han presentado problemas colectivos e interpersonales a lo largo de la historia, debido a la explotación laboral o a diversos problemas relacionados con los salarios o las prestaciones, los empleados han presentado huelgas y luchas a razón de la dignificación de condiciones laborales para mejorar la productividad empresarial y el bienestar personal, dentro de este contexto también se encuentran situaciones relacionadas a la autorización empresarial, problemas de interlocución, uso excesivo de la vía judicial en detrimento de la autocomposición o heterocomposición, también encontramos la utilización de las MASC, pero siendo catalogado como un proceso lento, todo este cúmulo de situaciones conducen a diversas consecuencias tales como el uso de jueces independientes, que los conflictos deban ser resueltos por terceros dentro de la vía judicial, López Moreno y Morad Acero (2020) dejan que los diversos problemas sean resueltos de formas tradicionales creando más tráfico en la solución de las problemáticas, llegando a generar procesos lentos y costosos, donde las inconformidades colectivas o individuales serán vistas como procesos lentos y de desconfianza. Por otro lado, es necesario mencionar que la mediación cumple con la función de ser, no solamente una herramienta o instrumento para finalizar conflictos, sino que, además, cumple con una función científica que permite auxiliar a otras ciencias y disciplinas a Dentro del marco legal en Colombia, se han incentivados normas para evitar situaciones conflictivas entre los empleados y las organizaciones, pues, dentro de las huelgas que se han mencionado, se busca la dignificación den trabajo y su calidad, sin embargo, en este mismo orden también se busca mejorar la productividad de la empresa, siendo que, para eso, se debe crear una armonía entre empleado y jefe. La resolución 2646 de 2008 en Colombia, en razón a la protección de factores de riesgo psicosociales en el trabajo, aporta los elementos sustanciales para dar garantía en materia del bienestar a empleados, dando la oportunidad para la inclusión de mediación como una forma de llegar a garantizar la interlocución entre los actores laborales. Dentro del incumplimiento de los términos firmados en un contrato, los implicados podrán solucionar sus diferencias mediante lo acordado en el Código Sustantivo del Trabajo en su Artículo 15 habilita que las par- Javier Palacios Xochipa, Jesús David Paternina Martínez y Mario Guillermo Berrelleza Romo �144 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC tes realicen tracciones en asuntos de trabajos, dando la posibilidad que lleguen a un acuerdo para finalizar el conflicto. revistamsc.uanl.mx ciones creativas y/o la satisfacción de determinadas necesidades y expectativas de las partes. 7.2 Mediación empresarial. 7.3 Trabajo social. En este rubro, Bernal Herrera y Gutiérrez Vázquez (2021) mencionan lo siguiente “La mediación empresarial constituye una ventaja al mostrarse como una proceso de resolución de problemas que permite a las empresas resolver sus conflictos tanto internos como en relación a otros organismos públicos y privados por vías no litigiosas, preservando la confidencialidad, las relaciones comerciales y la calidad de las relaciones laborales (Asociación para la Divulgación de la Mediación y Resolución de Conflictos, A.D.I.M.E.R., 2013). En este aspecto, la mediación se utiliza mucho en los casos donde hay conflictos de controversia familiar, los cuales son los más comunes. De hecho, la principal importancia de la intervención del profesional en trabajo social radica en que, a través de sus herramientas, ayuda a bridar alternativas y soluciones a los problemas de controversia familiar. Siendo la mediación una de estas herramientas, es entendible ya que los trabajadores sociales llegan a enfrentarse a situaciones de conflicto en su profesión, debido a que tratan con personas, familias, grupos o comunidaEntre las múltiples ventajas que ofrece la des, por lo que la mediación en este aspecto mediación en función de las necesidades e es una práctica totalmente valida por el cual intereses de las partes se encuentran: (Ca- se busca incentivar el dialogo y aliviar los costes económicos, sociales y financieros. rulla Benitez, 2006) • Las partes se comprometen a negociar y Por lo tanto, “el trabajador social en el paa alcanzar su propio acuerdo. • El mediador observa la disputa de forma pel de mediador lleva a las partes a unirse objetiva, y ayuda a crear y evaluar op- para solucionar el problema, poder objeticiones distintas a las consideradas por varlo y priorizar. Las soluciones pasan por el sentido común y el rol del mediador es las partes con anterioridad. • Como la mediación puede programarse de clasificar, no juzgar, con intervenciones en la fase inicial del conflicto, el acuerdo rápidas, sencillas, puntuales y sobre todo puede alcanzarse mucho más rápido que sumatorias.” (Vargas, 2018, como se citó en Tomasso, 2012). en un litigio judicial. • Las partes se ahorran dinero, al reducir8. LA MEDIACIÓN EN MÉXICO. se los costes legales y administrativos. • La probabilidad de que las partes mantengan sus relaciones aumenta conside- 8.1 Legislación según la ley mexicana. rablemente. • En el acuerdo final se incluyen las solu- “En México, la mediación comenzó a cobrar Gestión de conflictos a través de la mediación y su visión multidisciplinar-binacional en las ciencias sociales entre México y Colombia. PP. 137-153 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 importancia casi hasta finalizar el siglo XX, en específico en 1997. Sin embargo, no empezó como un movimiento a nivel nacional, sino todo lo contrario, ya que, en sus inicios, sus primeros pasos fueron dados a nivel local. El estado de Quintana Roo fue el pionero mexicano en materia de justicia alternativa. Precisamente en el 14 de agosto de 1997 fue publicada la nueva Ley de Justicia Alternativa del Estado de Quintana Roo. En ese mismo año, fue inaugurado el Centro de Asistencia Jurídica de Quintana Roo, institución perteneciente al poder judicial local de ese estado, en la cual se podían dirimir conflictos entre ciudadanos a través de procedimientos alternativos a los juicios, como la mediación.” (Márquez Algara & De Villa Cortez, 2016). Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 145 8.2 Inconvenientes de la mediación en México. Durante el estudio de caso y en entrevista con especialistas, resaltaron algunos inconvenientes en lo que respecta al uso de la mediación en México, principalmente el hecho de que a pesar de que la justicia alternativa ha tenido un aumento paulatino en su uso en los últimos años, éste aun no es lo suficientemente pronunciado o no se le ha dado la atención merecida. Dicho sea de paso, el marco jurídico que envuelve a la mediación no es homogéneo en la república mexicana, esto se debe a que no todos los estados han legislado o regulado la mediación de forma concreta, ya que, a nivel nacional, la mediación no cuenta con Desde entonces cada estado ha elaborado un respaldo lo suficientemente solido a pesus propias legislaciones sobre los métodos sar de los éxitos de los estados que la llevan alternativos de solución de conflictos, esta- más formalmente. bleciendo el número de sedes, la cantidad de mediadores y la inversión que se le dará El desarrollo de la mediación ha ido extendiéndose principalmente por medio del al desarrollo de la mediación. uso local y no el nacional (Márquez Algara A nivel nacional las leyes que regulan la jus- & De Villa Cortez, 2016). Entre los Estados ticia alternativa, incluida la mediación, son que han legislado sobre la mediación y la emitidas por el Congreso de la Unión, estas justicia alternativa, además de haber crease contemplan en la Ley nacional de meca- do alguna institución para su práctica, se nismos alternativos de solución de contro- encuentran los Estados de Quintana Roo, versias en materia penal. También existe el Querétaro, Baja California Sur, Puebla, Centro Federal de Conciliación y Registro Oaxaca, Aguascalientes, Sonora, TabasLaboral, un organismo gubernamental que, co, CDMX, Estado de México, Guanajuato, básicamente, gestiona los procesos de con- Chihuahua, Colima, Coahuila, Michoacán, ciliación entre trabajadores y patrones. Ade- Nuevo León, Tamaulipas Hidalgo, Durango, más, el derecho sobre el uso de los métodos Campeche, Morelos, Baja California, Veraalterativos se encuentra tanto en la CPEUM, cruz y Yucatán. (Márquez Algara & De Villa Cortez, 2016) así como en la Ley Federal del Trabajo. Javier Palacios Xochipa, Jesús David Paternina Martínez y Mario Guillermo Berrelleza Romo �146 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx Cabe mencionar que esto hace que se presenten diferencias entre lo establecido de un estado a otro, por ejemplo, que en algunos casos se requiere que el mediador sea abogado y en otros no es necesario. Aunado a ello, se sabe que el sistema de impartición de justicia en México no solo ésta sobre saturado, sino que además lleva cierto atraso, por lo que es complicado el llevar los procesos en él, tanto para empresas como para singulares. Esto significa que casos que podrían resolverse con la mediación se pasan por alto y se llevan a juicio, resultando no solo en un proceso aún más complejo para las partes, sino que el sistema de justicia no puede liberar algo de la carga que lleva. los procesos penales por conciliaciones extrajudicial, los familiares con instituciones como la defensorías o centros de familia y los de materia laboral quedan por el libre camino que escojan las organizaciones sindicales, dejando en evidencia el uso común de medios judiciales y la utilización de mecanismos alternativos de solución de conflictos tales como la mediación. 9. EL CONTEXTO COLOMBIANO. 9.1 La mediación en Colombia. “En materia laboral son limitados los programas, los recursos, las instituciones y la normatividad sobre mecanismos alternativos de resolución de conflicto” (LÓPEZ & VILLAMIL, 2020), por esta poca participación por parte de las organizaciones, es común observar que los intentos que existen entre empleadoEsta también es una razón por la que algu- res y jefes para resolver problemas suelen nas empresas grandes deben mediar en el terminar en situaciones poco favorables. extranjero, como por ejemplo el caso de Aeroméxico, que tuvo un proceso de mediación La medición podría ser una estrategia efectien los Estados Unidos con proveedores por va para resolver, transformar y gestionar conflictos dentro del entorno laboral, llegando medio de un juez. a ser una fuente pacificadora que busca la También hay que agregar que el cumpli- cultura de paz. Comprender la naturaleza de miento de los acuerdos reparatorios es esta herramienta en la actualidad podría locomplicado o no se da de manera adecua- grar facilitar el auxilio hacia otras ciencias tada si no este no se respalda ante la ley, lo les como la administración o el trabajo social, cual puede generar una pérdida notable indicando que en algunas normas tales como de tiempo y dinero. Además, según (Yáñez, la Ley 640 de 2001 les otorgan facultades a 2014) “la mediación no siempre es la mejor otras áreas para llevar a cabo conciliaciones respuesta. Es esencial en los casos en que extrajudiciales con el fin de ayudar a resollas relaciones continúan, y por otro lado es- ver conflictos sin la necesidad de organismos taría limitada en los casos en que existe vio- jurisdiccionales, llegando a la posibilidad de lencia, abuso, violación o patología grave.” descongestionar la justicia penal. En Colombia los problemas judiciales pue- De acuerdo con Cárdenas (2012), define a den ser resueltos por diferentes mecanismos, la mediación como “un mecanismo alternaGestión de conflictos a través de la mediación y su visión multidisciplinar-binacional en las ciencias sociales entre México y Colombia. PP. 137-153 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 tivo al proceso penal por medio del cual un tercero neutral, trata de permitir el intercambio de opiniones entre víctima y el imputado o acusado para que confronten sus puntos de vista y, con su ayuda, logren solucionar el conflicto originado con el delito”. Entendiendo de esta manera la conciliación penal, la Ley 640 de 2001 establece las condiciones sobre la conciliación extrajudicial, donde los egresados en derecho podrán participar en los centros de conciliación públicos o después de haber aprobado la formación en conciliación bajo los requerimientos establecidos por el Ministerio interior y de justicia, por otro lado, dentro del parágrafo 5º. “calidades del conciliador” las acciones podrán ser adelantadas por inspectores de trabajo, los delegados regionales y agentes del ministerio público, los estudiantes de último año en psicología, trabajo social, comunicación social podrán realizar sus prácticas en los centros de conciliación apoyando el trabajo del conciliador y el desarrollo de las sesiones. Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 147 la inclusión del usuario a finalizar sus problemas fuera del sistema estatal, no obstante, de no ser cumplidos sus términos podrán proceder a ser tramitados a la justicia ordinaria. El Banco Mundial (2021) sentó un informe, “hacia la construcción de una sociedad equitativa en Colombia” en el que señala que el país está entre los más desiguales a nivel global. La lucha por la justicia en Colombia ha tenido un largo recorrido, y la participación de los trabajadores ha protagonizado diversas luchas sociales que han reivindicado sus derechos dentro de conflictos relacionados con: despidos, salarios, prestaciones, pólizas, sistemas de ascensos, modelos escalafonarios entre otros. La implementación de las MASC ha permitido la finalización de los conflictos entre organizaciones y trabajadores sin la necesidad de recurrir a la justicia ordinaria, para la implementación de la mediación la ley establece la participación de un terceEn Colombia la mediación ha jugado un pa- ro neutral que ayudara en el desarrollo de pel importarte en la resolución de conflic- la audiencia, su participación será escasa a tos, desde la construcción del tejido social menos que cuente con las facultades para debido al periodo de violencia hasta las hacerlo y ayudara en la facilitación de la codesigualdades laborales hacia los trabaja- municación. dores, desde la Ley 446 de 1998, mediante la implementación de las MASC la cual es- Asimismo, gracias a su carácter basado en tableció como herramientas para la finaliza- dialogo, la mediación en Colombia da gación de conflictos la conciliación, mediación, rantía de efectividad en la finalización de diel arbitraje y la amigable composición, per- versos conflictos, no dejando de lado la posimitiendo a la sociedad finalizar conflictos bilidad de participar en conflictos laborales, fuera de los procesos largos de la jurisdic- familiares y legales, debido a su carácter de ción permanente, sin embargo, la aplicación negociación, le permite a las organizaciode estos medios de resolución no significan nes e individuos a no recurrir a organismos una abdicación de la justicia ordinaria, si no, jurisdiccionales, dando la oportunidad de Javier Palacios Xochipa, Jesús David Paternina Martínez y Mario Guillermo Berrelleza Romo �148 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC abrir un espacio de dialogo para escuchar las inconformidades de ambas partes, con la posibilidad de que todos ganen mutuamente y a su vez sean capaces de crear una relación positiva fuera del conflicto y de la comunicación asertiva que tuvieron. 9.3 Procedimiento de mediación en Colombia. revistamsc.uanl.mx la sesión, teniendo en cuenta que se dejará constancia en los siguientes términos, identificación de las partes, designación del mediador, el objeto del conflicto que se somete a un acuerdo, cronograma de sesiones, designación de costes económicos, declaración de aceptación voluntaria y de aceptación de responsabilidades, lugar de celebración y el idioma del proceso. Terminada la sesión constitutiva, se establecerá la duración del procedimiento en un mínimo de sesiones, para luego proceder con el desarrollo de las actuaciones de mediación en la cual el mediador solicitará a las partes su asistencia de forma anticipada y contribuirá para que su comunicación sea equilibrada. Se procederá con la terminación del proceso en un común acuerdo o sin alcanzar ninguno, terminando en el momento en que las partes se lo comuniquen al mediador, dando paso al momento final, sometiéndose a cumplir lo pactado. La mediación en Colombia se realiza bajo los principios de voluntariedad y libre disposición, donde ambas partes expresen que se llevará a cabo un proceso donde discutirán sus diferencias con el mayor respeto, por otro lado, las partes tendrán igualdad de condiciones y el tercero será imparcial, el mediador tiene la responsabilidad de que el proceso transcurra con la total normalidad, como también contribuirá a que las partes puedan alcanzar un acuerdo por si solas, por último, la confidencialidad pasa a ser responsabilizada por el mediador, donde éste no dará información procedente del 10. SITUACIÓN DE CONFLICTO proceso que se lleve a cabo durante las se- LABORAL/FINANCIERO DESDE LOS INSTRUMENTOS MEXICANOS. siones. Teniendo en cuenta los principios mencionados, el procedimiento de mediación inicia con la solicitud de las partes en consolidación de un común acuerdo establecido que será atestiguado por las instituciones o por el mediador, para luego, proceder a unas sesiones informativas organizadas por la institución correspondiente donde a las partes se les solicitará la asistencia voluntaria, en caso de que no asistan se entenderá que desisten de continuar, posteriormente se realizará la sesión constitutiva donde las partes expresarán su deseo de realizar Uno de los casos más comunes del ámbito laboral que se suelen presentar en mediación es el conflicto por la falta de pago de utilidades. Por ley se estipula que las empresas realicen el reparto de las utilidades a sus colaboradores antes del 30 de mayo, sin embargo, en caso de que la empresa no page las utilidades al trabajador, el podrá acudir a poner una queja ante la secretaria del Trabajo y Prevención Social o solicitar asesoramiento ante la PROFEDET, así podrá comenzar un proceso de conciliación o mediación para finalizar el conflicto y no llegar Gestión de conflictos a través de la mediación y su visión multidisciplinar-binacional en las ciencias sociales entre México y Colombia. PP. 137-153 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 a un proceso jurídico mayor. De acuerdo con Estrada (2021), e indicaciones del Centro Estatal de Métodos Alternos para la Solución de Conflictos del estado de Nuevo León, el proceso de mediación se divide en cinco etapas, las cuales son: 1. Discurso de Apertura de la Mediación 2. Recolección de la Información 3. Identificación de Temas Principales y Agenda de Trabajo 4. Generación de Opciones n Evaluación de Opciones 5. Acuerdo Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 149 Identificación de temas principales y agenda de trabajo: la elaboración de la agenda representa el primer intento para definir cuál es la situación a la que se enfrentan las partes, incluyendo en esta exploración al mediador. En este momento del proceso de mediación lo que se pretende es delimitar las preocupaciones más sobresalientes de las partes relativas al conflicto. La elaboración de la agenda de trabajo busca identificar las prioridades y organizarlas por dificultad para su finalización, consignar áreas neutrales e intereses comunes, para así poder avanzar en el proceso de mediaCada etapa tiene un propósito especifico y ción. Posteriormente, esclarecer situaciones generalmente busca abordar el conflicto con por medio de preguntas. la mayor cantidad de información disponible, así como facilitar a las partes disputan“Una de las principales características que tes todas las comodidades para establecer presentan las situaciones de conflicto es la el dialogo, incluso en situaciones complicacomunicación incompleta o deficiente, que das como son los temas relacionados con acarrea entre las partes información distorsueldos y compensaciones. sionada y puntos de vista diametralmente opuestos. Por lo mismo las diferencias apareDiscurso de Apertura de la Mediación: cen como irreconciliables.” (Estrada, 2021). las primeras formalidades en las que se busLas rondas de preguntas estructuradas son ca integrar a las partes del conflicto desde tan importantes porque estimulan el diálogo un inicio, lo es durante el discurso de apery el entendimiento, desestabiliza la narrativa tura, ya que el mediador da la bienvenida y de las partes y expone las verdaderas necedescribe el proceso, reafirma su imparcialisidades, pues buscan que las partes puedan dad y confidencialidad, asigna roles y perdilucidar el conflicto desde una perspectiva mite preguntas. diferente. Recolección de la información: es la parte donde se expone la mayor parte de información del caso, ya que el mediador pide a las partes que hagan sus comentarios iniciales, resuman la situación, presenten sus opiniones, se hagan preguntas y se distingan los puntos clave. Generación de opciones/evaluación de opciones: Se busca establecer un amplio abanico de posibilidades para resolver el conflicto, facilitar la toma de decisiones, busca el beneficio mutuo y evaluar sus posibilidades de éxito. Esta parte debe separarse del proceso de decisión, también se debe Javier Palacios Xochipa, Jesús David Paternina Martínez y Mario Guillermo Berrelleza Romo �150 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC revistamsc.uanl.mx ampliar las opciones consultando expertos o 11. CONCLUSIONES. buscar beneficios comunes. Específicamente hablando de la práctica de Acuerdo: Los mediados han llegado a un la mediación en México, se sabe que esta arreglo en cuanto a cómo resolver sus dife- ha ido en aumento de manera exponencial rencias a través de concesiones recíprocas, desde 1997 y su efectividad para resolver en las que se contemplen de manera clara todo tipo de disputas se ha comprobado a y puntual los compromisos que cada quien lo largo de los años. Sin embargo, aún exisadquiere para el futuro. Es un recordatorio ten algunos inconvenientes, pues en el país que documenta los trabajos que cada quien no todos los estados tienen la misma trase ha obligado a cumplir, así como la coo- dición de uso, pues entidades federativas peración que las mismas han puesto en la como Sinaloa, por ejemplo, no cuentan con solución; algunas veces es también un docu- una institución propia al respecto. Es común mento público que permanece como regis- que sean abogados los que prestan dicho tro en juzgados o programas de mediación servicio, y aun sin ser un proceso de mediación, sea el abogado quien se encargue de o en poder de las partes. (Estrada, 2021). aclarar a las partes todos los pros, contras e El acuerdo debe ser claro, conciso, preciso y inconvenientes que resulten de llevar a cabo especifico, las partes deben de entenderlo a un proceso en un juzgado, sirviendo como la perfección y asegurarse que sea una fina- mediador solo para que no se llegue a dar lización factible, duradera y equilibrada, en una victoria pírrica para su cliente. pocas palabras, que el conflicto haya sido finalizado teniendo como base la satisfac- Si bien se cuenta con instituciones como la secretaria del trabajo y previsión social ción de las partes. (STPS) y la Procuraduría de la defensa del Después de lo estipulado, se puede aseve- trabajo (PROFEDET) que brindan servicios rar que, para finalizar el conflicto relaciona- sobre asesorías y mediación, los beneficios do con la falta de pago de utilidades, tras que traen consigo la mediación y el resto presentarse a la reunión, es necesario que de MASC serían más notorios de esta malas partes expongan su argumentos y puntos nera a nivel nacional, tomando en cuenta, de vista del porque se hizo o se dejó de ha- por ejemplo, el papel de instituciones como cer tal cosa. En este caso, la empresa deu- el Instituto de Mecanismos Alternativos para dora argumentaría el porqué de la decisión la Solución de Controversias del estado de que ha tomado, a pesar de que el pago de Nuevo León, entre otros. utilidades es obligatorio. Posteriormente lograría establecerse una fecha y/o medio en En Colombia, el tema es curioso, pues las la cual se otorgaría el pago de utilidades instituciones de mediación están bien cimentadas y respaldadas, ya que el procecorrespondiente. so para consolidar la justicia alternativa ha sido largo, pues las situaciones y problemas Gestión de conflictos a través de la mediación y su visión multidisciplinar-binacional en las ciencias sociales entre México y Colombia. PP. 137-153 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 sociales por los que ha pasado este país han sido han sido varios y muy complicados. Sin embargo, al igual que en México, su uso se puede ver limitado, ya sea por la poca participación de las organizaciones o por la poca atención que se le brinda en comparación con otros métodos. El uso de la mediación en Colombia ha ayudado a finalizar muchos conflictos sociales. El uso práctico de la mediación en ambos países establece como principio rector a voluntariedad, el derecho de las personas y organizaciones a su uso y la responsabilidad de gobierno a ofrecer la oportunidad de su uso. Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 151 nitarios, escolares, sociales, etc.), laborales (compensaciones monetarias, resolución de disputas y diferencias entre puestos, adeudos, etc.), empresariales (mercantiles, tratos consocios, relaciones con otras empresas, etc.) o penales (condenas, litigios, etc.). Hoy en día para los sectores económicos financieros, la administración laboral y empresarial en general saben los beneficios de mediación para resolver conflictos de una manera rápida, menos costosa y con mayor grado de satisfacción, pues son las partes las que directamente son participes en la solución. El uso de la justicia alternativa en ambos El orden que lleva es muy importante, ya países indudablemente va en aumento, las que las etapas están hechas para, prime- situaciones adversas que se viven hoy en ramente, delimitar el proceso a las partes, día obligan a buscar soluciones rápidas y posteriormente exponer todos los argumen- eficiente y, en este caso, eso precisamente tos y datos relevantes acerca del caso que es lo que la mediación tiene para ofrecer. las partes tengan por brindar y obtener la mayor cantidad de información posible. La 11. RECOMENDACIONES. siguiente etapa es posiblemente la más importante, ya que con las preguntas se equi- Algunos profesionales consideran necesalibran los intereses y las posiciones de los ria una obligatoriedad en la aplicación de involucrados dentro del proceso de media- etapas previas de MASC (incluida la mediación y se busca un cambio en el paradigma ción) en los casos que se crean pertinentes; de la situación en ambas partes, con el fin es decir, un marco legal a nivel nacional que de encontrar una finalización del conflicto garantice el cumplimiento de los laudos y su en las etapas finales. Esta finalización no es verificación en caso de que no se realice tal fácil de obtener, ya que se muestran muchas acción, además de incentivar a los estados opciones y tomar la decisión final puede to- que aún se encuentran unos pasos atrás. Esto no solo beneficiaría al sistema de justimar varias sesiones. cia, el cual tendría una menor saturación de Siguiendo este esquema se pueden finalizar trabajo, sino que también ayudaría a aceleconflictos de diferente índole, pues es muy rar los procesos y abaratar los costos. flexible y se adapta a la mayoría de casos, ya sea en conflictos sociales (familiares, comuJavier Palacios Xochipa, Jesús David Paternina Martínez y Mario Guillermo Berrelleza Romo �152 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 12. BIBLIOGRAFÍA lo blanch enfoque laboral. LÓPEZ, J., & VILLAMIL, E. (2020). MEDIACIÓN LABORAL Y CONFLICTOS LABORALES EN COLOMBIA. Bogota D.C: Asociación para la Divulgación de la Mediación y Resolución de Conflictos, A.D.I.M.E.R. (2013). Mediación y Resolución de Conflictos. Obtenido de www.adimer.com: tirant lo blanch. Márquez Algara, M. G., & De Villa Cortez, J. C. (2016). Dialnet. Obtenido de Dialnet: https://www.bing.com/ www.adimer.com search?q=mediacion+y+participacion+ciudada- Banco Mundial. (2021). Hacia la construccion de una socie- na+dialnet&qs=n&form=QBRE&sp=-1&pq=media- dad equitativa en Colombia. World bank group. cion+y+participacion+ciudadana+dialne&sc=6-42&s- Bernal Herrera, L. L., & Gutiérrez Vázquez, R. L. (1 de 4 de k=&cvid=32CB81FCE26347D8884391ACF154AAFC&- 2021). Mediación empresarial y coaching en la transformación pacífica de conflictos de empresas familiares. Obtenido de Scielo: http://www.scielo.edu.uy/scielo. ghsh=0&ghacc=0&ghpl= Palacios Xochipa, J. (2020). La epistemología de la mediación y su impacto en la profesionalización de los MASC php?script=sci_arttext&pid=S2301-06652021000102107 en la cultura de paz. Eirene, estudios de paz y de con- Cárdenas, Á. E. (2012). Dialnet. Obtenido de https://dialnet. unirioja.es/servlet/articulo?codigo=4278511 Carulla Benitez, P. (2006). LA MEDIACIÓN: UNA ALTERNATIVA EFICAZ PARA RESOLVER CONFLICTOS. 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Correo electrónico: jesus.paterniam@cecar.edu.co boral y conflictos laborales en Colombia. Bogota: Tirant Gestión de conflictos a través de la mediación y su visión multidisciplinar-binacional en las ciencias sociales entre México y Colombia. PP. 137-153 �Vol. 03, Núm. 05, Julio 2023 Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC 153 Mario Guillermo Berrelleza Romo Universidad Autónoma de Sinaloa, México. Correo electrónico: mgbr0235@gmail.com Javier Palacios Xochipa, Jesús David Paternina Martínez y Mario Guillermo Berrelleza Romo �Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 MSC Métodos de Solución de Conflictos Revista Internacional de Investigación Científica y Práctica en MSC MSC Métodos de Solución de Conflictos es una publicación en línea con periodicidad semestral dedicada a difundir resultados de investigaciones sobre negociación, mediación, conciliación, arbitraje, justicia restaurativa, justicia terapéutica, bienestar y, otras áreas y disciplinas interrelacionadas, afines a los métodos de solución de conflictos (MSC), desde la óptica del valor intangible de la paz, con el objetivo de contribuir al fortalecimiento de una cultura en la gestión y transformación del conflicto y la ciudadanización de la justicia promoviendo la calidad de vida de las personas y su interrelación armónica � 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 MSC Métodos de Solución de Conflictos Description An account of the resource MSC Métodos de Solución de Conflictos es una publicación, semestral que inicia en el 2021 en soporte digital; dedicada a difundir resultados sobre negociación, mediación, conciliación, arbitraje, justicia restaurativa, justicia terapéutica, bienestar y, otras áreas y disciplinas interrelacionadas, desde la óptica del valor intangible de la paz, con el objetivo de contribuir al fortalecimiento de una cultura en la gestión y transformación del conflicto y la ciudadanización de la justicia. 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 MSC Métodos de Solución de Conflictos Año de publicación El año cuando se publico 2023 Volumen Volumen de la revista 3 Número Número de la revista 5 Mes de publicación Mes cuando se publicó Julio-Diciembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Semestral 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 MSC Métodos de solución de conflictos, 2023, Vol. 3, No. 5, Julio-Diciembre Creator An entity primarily responsible for making the resource Gorjón Gómez, Francisco Javier, Director Editorial Subject The topic of the resource Antropología Criminología Comunicación Derecho Ciencia política Sociología Description An account of the resource MSC Métodos de Solución de Conflictos es una publicación, semestral que inicia en el 2021 en soporte digital; dedicada a difundir resultados sobre negociación, mediación, conciliación, arbitraje, justicia restaurativa, justicia terapéutica, bienestar y, otras áreas y disciplinas interrelacionadas, desde la óptica del valor intangible de la paz, con el objetivo de contribuir al fortalecimiento de una cultura en la gestión y transformación del conflicto y la ciudadanización de la justicia. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Cabello Tijerina, Paris A., Coordinador Editorial Torres Aguilar, Manuel, Comité Editorial Internacional Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/07/2023 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2021097 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource https://revistamsc.uanl.mx/index.php/m Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., México Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores. Ámbito tributario Arbitraje financiero Mediación Paz Productividad laboral Víctimas https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/404/20876/Desafios_Juridicos_2023_Vol._3_No_5_Julio-Diciembre.pdf 7c3395463c249c6e7bcec25061422a56 PDF Text Text JULIO-DICIEMBRE. 2023 .VOLUMEN III, NO.5. PUBLICACIÓN SEMESTRAL ISSN 2954-453X ISSN: 2954-453X JULIO-DICIEMBRE 2023. VOLUMEN III, NO.5. PUBLICACIÓN SEMESTRAL ��3 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos Sobre la revista Desafíos Jurídicos Vol. 3, Núm. 5, Julio-Diciembre 2023, es una publicación semestral editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Derecho y Criminología. Dirección de la publicación: Av. Universidad s/n Cd. Universitaria C.P. 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. desafiosjuridicos.uanl.mx,desafiosjuridicos@ uanl.mx. Editora responsable: Dra. Amalia Guillén Gaytán, Facultad de Derecho y Criminología. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo núm. 04-2022-041510211500-102. ISSN 2954-453X, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización: Dr. Paris Alejandro Cabello Tijerina, Facultad de Derecho y Criminología, Av. Universidad s/n, Cd. Universitaria, C.P., 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. Las opiniones expresadas por los autores no reflejan la postura del editor de la revista Desafíos Jurídicos. Todos los artículos son de creación original del autor, por lo que esta revista se deslinda de cualquier situación legal derivada por plagios, copias parciales o totales de otros artículos ya publicados y la responsabilidad legal recaerá directamente en el autor del artículo. Se autoriza compartir, copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato; y de remezclar, transformar y construir a partir del material, citando siempre la fuente completa. Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0 Internacional. �4 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx Equipo Editorial DIRECTORIO INSTITUCIONAL RECTOR: DR. SANTOS GUZMÁN LÓPEZ SECRETARIO GENERAL: DR. JUAN PAURA GARCÍA DIRECTOR DE LA FACULTAD DE DERECHO Y CRIMINOLOGIA: DR. MARIO ALBERTO GARZA CASTILLO REVISTA DESAFÍOS JURÍDICOS DIRECTORA: Dra. Amalia Guillén Gaytán COORDINADOR: Dr. Mario Alberto García Martínez COORDINADORA DEL NÚMERO: Dra. Karina Soto Canales ASISTENTE EDITORIAL: Mtra. Angélica Rubí Rodríguez Aguirre ADMINISTRACIÓN DEL SITIO WEB: M.A. Daniel Vázquez Azamar EDICIÓN TEXTUAL Y CORRECCIÓN DE ESTILO: María Alejandra Villagómez Sánchez REDACCIÓN: Paola Stephania Muñiz Lupian COMITÉ EDITORIAL: Amalia Guillén Gaytán, Alberto Rojas Ríos, Alonso Martínez Arrieta, David Emmanuel Castillo Martínez, Gina Jaqueline Prado Carrera, Humberto Sierra Porto, José Luis Prado Maillard, Juan Ángel Salinas Garza, Julio Ortiz Gutiérrez, Lucio Pegoraro, Luis Bustos, Luis Ferney, Mario Alberto García Martínez, Martha León Alonso, Mercedes Iglesias Bárez, Michael Gustavo Núñez Torres, Mohammad H. Badii Zabeh, Rafael Estrada Michel, Rodrigo Maldonado Corpus. COMITÉ CONSULTIVO: Alicia Azzolini Bincas, Carlos Báez Silva, Carlos Ugo Santander, Dealmy Delgadillo Guzmán, Edson Jesús Quindes James, Eloísa Quintera, Félix Guadalupe Contreras Arguiropulos, Fernando Hernández Silva, Gabriela Carmona Ochoa, Héctor S. Maldonado Pérez, Helio Iván Ayala Moreno, Hugo José Regalado Jacob, Joaquín Merino, Juan Antonio Caballero Delgadillo, Livier Olivia Escamilla Galindo, Luis Gerardo Rodríguez Lozano, Miguel Ángel Rivera López, Nancy Nelly González Sanmiguel. ILUSTRACIÓN DIGITALDE LA PORTADA: M.A. Daniel Vazquez Azamar “Burning Metaverse” ©2023 �5 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos Índice 12-25 ARTÍCULOS Implicaciones legales del Metaverso, desde la visión del Derecho Digital y de las nuevas tecnologías Julio Nuñez Ponce (Universidad Nacional Mayor de San Marcos) 26-43 La denuncia cibernética en redes sociales en respuesta a la violencia basada en género Patricia Reyes Olmedo (Universidad del Valparaíso) y Rafael Ríos Lambruschini (Universidad del Valparaíso) 44-57 La propuesta comunitaria de ley de inteligencia artificial y el «invierno legislativo» Jorge Villalobos Portalés (Universidad de Málaga) 58-69 La Seguridad Pública Mexicana José Zaragoza Huerta (UANL/FACDYC) e Idalia Patricia Espinosa Leal (Universidad de Hankuk de Estudios Extranjeros) 70-93 Consentimiento informado en Emergencias Médicas: Una perspectiva de Derechos Humanos Andrea Rodríguez Zavala (UANL/FACDYC) y Brenda Judith Sauceda Villeda (UANL/ FACDYC) 94-109 Lectura actual de las facultades del Poder Ejecutivo en el Estado Veracruz David Quitano Díaz (Universidad Veracruzana) 112-121 124-137 140-151 154-159 RESEÑA DEL LIBRO Coordinación Parental: una respuesta a los divorcios conflictivos Antonio Filiberto Vega Pérez (Poder Judicial del Estado de Nuevo León) y Aram González Ramírez (Universidad Autónoma de Nuevo León) CRITICA JURISPRUDENCIAL ¿En qué sentido ponderan los tribunales españoles cuando resuelven conflictos entre derecho al honor y derecho a la libertad de información? Juan Antonio García Amado (SÍLEX Formación Jurídica) La Tutela efectiva como derecho humano protector contra las normas prrocesales obstaculizadoras al acceso de la jurisdiccion, a la luz de lo resuelto por el tercer tribunal colegiado en materia civil del cuarto circuilto al conocer del juicio de amparo directo Mario César Hernández Monrreal (Gobierno del Estado de Nuevo León) CINE Y DERECHO La Dama de Oro Daniel Vázquez Azamar (Universidad Autónoma de Nuevo León) �6 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx Presentación Nuestra faculta es una pieza fundamental en la vida académica del Estado y una gran fuente de oportunidades para la difusión y publicación de trabajos multidisciplinarios. La revista “Desafíos Jurídicos” viene a fortalecer un espacio en el cual se observa el derecho a través de un prisma con diferentes disciplinas, cuando hablamos de derechos describimos cotidianidad y establecemos instituciones para nuestra vida en sociedad. El derecho se va transformando para su estudio, desde una óptica purista la cual va migrando hacia una visión empírica en donde se observa cómo cobra vida en el quehacer cotidiano, y de este modo se va formando un rompecabezas para dar legalidad y legitimidad a nuestras instituciones. De esta forma, se deben tomar en cuenta los resultados alcanzados desde diferentes ideologías, pero con el mismo objetivo: sumar al conocimiento de la sociedad. En tiempos donde las personas se ven obligadas a ignorar muchas fuentes de información gracias al crecimiento masivo de información falsa, se necesita una fuente sana donde se pueda extraer información correcta. Esta revista tiene como objetivo ser esta fuente para el lector. Además de proporcionar información interesante en el área de ciencias sociales, fomenta el dialogo, análisis y reflexión de los procesos sociales contemporáneos desde una perspectiva que incluya una visión crítica tanto académica como científica en aras de acrecentar el conocimiento. El dialogo es la forma más eficaz y eficiente de comunicación humana. Gracias al dialogo logramos plasmar lo que pensamos y sentimos sobre otras personas. El análisis es uno de los procesos cognitivos superiores, es parte de nuestro pensamiento, y gracias a él logramos llegar a conclusiones siguiendo un camino metódico y objetivo. La reflexión también forma parte de los procesos cognitivos superiores, y es uno de los niveles más profundos del pensamiento humano. Se podría decir que la habilidad de reflexionar ante lo sucedido es parte de lo que nos hace humanos. De la reflexión y el análisis nacen las ideas revolucionarias de las mentes más grandes de la historia de la humanidad, y eso es justo lo que “Desafíos Jurídicos” aspira generar en cada uno de sus lectores. La revista está dividida en las siguientes partes: “Artículos”, “Críticas” y “Reseña”, con la finalidad de abordar diversos géneros de divulgación que amplíe los conocimientos de los profesionistas de la ciencia jurídica. En esta edición se incluye una sección especial: “Cine y Derecho”, con el objetivo de concientizar y enseñar en temas concretos llevados por su relevancia a la pantalla grande. �Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 7 Desafíos Jurídicos Agradecemos a los catedráticos que hacen este número posible, ya que sin su gran apoyo y arduo trabajo nada de esto estaría terminado. Esperamos que los artículos en este número enriquezcan la mente de cada uno de los lectores y que se logre generar una reflexión sobre el mundo que nos rodea. Dr. Mario Alberto Garza Castillo Director de la FACDYC �8 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx Editorial La revista “Desafíos Jurídicos” tiene un enfoque multidisciplinario, dado que abarca una variedad muy amplia de temas importantes para nuestra sociedad. Con el objetivo de crear una revista completamente íntegra, se convergen tanto investigaciones de índole dogmática como empírico, y de este modo tomar en cuenta los resultados alcanzados desde diferentes ideologías, pero con el mismo objetivo: sumar al conocimiento de la sociedad. En la actualidad nos vemos obligados a ignorar muchas fuentes de información, derivado del crecimiento masivo de información falsa, y por ende, necesitamos tener fuentes confiables que sean un manantial donde se pueda extraer información correcta. Desafíos Jurídicos tiene como objetivo ser esa fuente para el lector. Además de proporcionar información interesante en el área de ciencias sociales, fomenta el dialogo, análisis y reflexión de los procesos sociales contemporáneos desde una perspectiva que incluya una visión crítica tanto académica como científica en áreas de acrecentar el conocimiento. La revista está dividida en las siguientes partes: “Artículos”, “Críticas” y “Reseña”. En esta edición incluye una sección especial: “Cine y Derecho”, con el objetivo de apreciar las aportaciones y ventajas de visibilidad que se alcanza por dicho medio. En nuestra primera sección de Artículos contamos con aquellos que abarcan diferentes áreas del derecho, contamos con un artículo de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Implicaciones legales del Metaverso, desde la visión del Derecho Digital y de las nuevas tecnologías del Dr. Julio Núñez Ponce; de la Universidad de Valparaíso nos ofrece el artículo “La denuncia cibernética en redes sociales en respuesta a la violencia basada en género” de la Dra. Patricia Reyes Olmedo & Rafael Ríos Lambruschini, así como de la Universidad de Málaga “La propuesta comunitaria de ley de inteligencia artificial y el «invierno legislativo»” por el Dr. Jorge Villalobos Portalés. Por nuestra Universidad en colaboración con la Universidad de Hankuk de Estudios Extranjeros, en Corea del Sur, contamos con el artículo “La Seguridad Pública Mexicana” por el Dr. José Zaragoza Huerta y la Dra. Idalia Patricia Espinoza leal, también por nuestra Universidad tenemos el artículo “Consentimiento informado en Emergencias Médicas: Una perspectiva de Derechos Humano” por Andrea Rodríguez Zavala y la Dra. Brenda Judith Sauceda Villeda. En la última participación de esta sección contamos con la colaboración de la Universidad Veracruzana con el articulo “Lectura actual de las facultades del Poder Ejecutivo en el Estado Veracruz” de la autoría del Dr. David Quitano Díaz. �Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 9 Desafíos Jurídicos El análisis es uno de los procesos cognitivos superiores, es parte de nuestro pensamiento, y gracias a él logramos llegar a conclusiones siguiendo un camino metódico y objetivo. La reflexión también forma parte de los procesos cognitivos superiores, y es uno de los niveles más profundos del pensamiento humano. Se podría decir que la habilidad de reflexionar ante lo sucedido es parte de lo que nos hace humanos. De la reflexión y el análisis nacen las ideas revolucionarias de las mentes más grandes de la historia de la humanidad, y eso es justo lo que “Desafíos Jurídicos” aspira generar en cada uno de sus lectores en la sección de Crítica que en este número tenemos el gran honor de contar con una aportación de Sílex Centro de Formación por parte de su director, el destacado jurista Dr. Juan Antonio García Amado, quien nos comparte una reflexión en torno al tema ¿En qué sentido ponderan los tribunales españoles cuando resuelven conflictos entre derecho al honor y derecho a la libertad de información?, también contamos con una crítica sobre “La Tutela efectiva como derecho humano protector contra las normas procesales obstaculizadoras al acceso de la jurisdicción, a la luz de lo resuelto por el tercer tribunal colegiado en materia civil del cuarto circuito al conocer del juicio de amparo directo” por el Dr. Mario César Hernández Monrreal. “Desafíos Jurídicos” prioriza la difusión de publicación de carácter académico mediante la sección Reseña que en este número da una síntesis del libro “Coordinación Parental” a cargo del Juez Antonio Filiberto Vega Pérez, con la finalidad de contribuir a los investigadores sociales y profesionales interesados en las áreas del Derecho de Familia, Por último en la sección Derecho y Cine se analiza el film “La Dama de Oro” por el Dr. Daniel Vázquez Azamar quien nos contextualiza el film, nos aporta datos de los personajes y actores, llevándonos por una breve sinopsis para al final dar su crítica la cual es muy enriquecedora y nos invita para ir a disfrutar dicha producción. Espero que la lectura de la revista les brinde algo nuevo para su crecimiento y desarrollo, tanto en lo personal como en lo laboral. Mis mejores deseos. Dr. David Emmanuel Castillo Martínez Subdirector Académico FACDYC �10 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx �Fotografía:“Poder “PoderVirtual”, Virtual”, Daniel Azamar Fotografía: DanielVázquez Vázquez Azamar Artículos Artículos �12 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx Detalles sobre la publicación, incluyendo instrucciones para autores e información para los usuarios en: https://desafiosjuridicos.uanl.mx/ index.php/ds Julio Nuñez Ponce (Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM), Perú) Implicaciones legales del Metaverso, desde la visión del Derecho Digital y de las nuevas tecnologías. pp. 12-25. Fecha de publicación en línea: 31 de julio de 2023. Publicado en Desafíos Jurídicos La Conjugación del Derecho. Todos los derechos reservados. Permisos y comentarios, por favor escribir al correo electrónico: desafios.juridicos@uanl.mx Desafíos Jurídicos Vol. 3 Núm. 5, Julio-Diciembre 2023, es una publicación semestral editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Derecho y Criminología. Dirección de la publicación: Av. Universidad s/n Cd. Universitaria C.P. 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. desafiosjuridicos.uanl.mx,desafiosjuridicos@uanl.mx. Editora responsable: Dra. Amalia Guillén Gaytán, Facultad de Derecho y Criminología. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo núm. 04-2022-041510211500-102. ISSN 2954-453X, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización: Dr. Paris Alejandro Cabello Tijerina, Facultad de Derecho y Criminología, Av. Universidad s/n, Cd. Universitaria, C.P., 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. Las opiniones expresadas por los autores no reflejan la postura del editor de la revista Desafíos Jurídicos. Todos los artículos son de creación original del autor, por lo que esta revista se deslinda de cualquier situación legal derivada por plagios, copias parciales o totales de otros artículos ya publicados y la responsabilidad legal recaerá directamente en el autor del artículo. Se autoriza compartir, copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato; y de remezclar, transformar y construir a partir del material, citando siempre la fuente completa. Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0 Internacional. DIRECTORIO INSTITUCIONAL RECTOR: DR. SANTOS GUZMÁN LÓPEZ SECRETARIO GENERAL: DR. JUAN PAURA GARCÍA DIRECTOR DE LA FACULTAD DE DERECHO Y CRIMINOLOGIA: DR. MARIO ALBERTO GARZA CASTILLO REVISTA DESAFÍOS JURÍDICOS DIRECTORA: Dra. Amalia Guillén Gaytán COORDINADOR: Dr. Mario Alberto García Martínez COORDINADORA DEL NÚMERO: Dra. Karina Soto Canales ASISTENTE EDITORIAL: Mtra. Angélica Rubí Rodríguez Aguirre ADMINISTRACIÓN DEL SITIO WEB: M.A. Daniel Vázquez Azamar EDICIÓN TEXTUAL Y CORRECCIÓN DE ESTILO: María Alejandra Villagómez Sánchez REDACCIÓN: Paola Stephania Muñiz Lupian ILUSTRACIÓN DIGITAL DE LA PORTADA: M.A. Daniel Vázquez Azamar “Burning Metaverse” © 2023 �13 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos Implicaciones Legales del Metaverso, desde la Visión del Derecho digital y de las Nuevas Tecnologías Legal implications of metaverse, from the perspective of digital law and new technologies Fecha de publicación en línea: 31 de julio de 2023 Por: Julio Nuñez Ponce* * https://orcid.org/0000-0002-1246-6524 Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM) Perú Resumen. En el presente trabajo se describen y discuten distintos aspectos de implicaciones legales de Metaverso, tales como: Regulación jurídica peruana aplicable al metaverso, derecho de las personas y la identidad digital, actos jurídicos realizados por medios digitales, derecho de familia, propiedad, sucesiones, responsabilidad, derechos de autor, propiedad intelectual, implicancias penales, ley de delitos informáticos, contratos, smarts contracts, criptomonedas, protección al consumidor, afectación tributaria, el teletrabajo, el sistema de transformación digital, la confianza digital, ley de gobierno digital, reflexiones jurídico digitales en torno al metaverso y finalmente, el futuro de metaverso. Palabras clave: Metaverso, Derecho Digital, Criptomonedas y Regulación. Abstract. In the present work, different aspects of the legal implications of Metaverso are described and discussed, such as: Peruvian legal regulation applicable to the Metaverse, personal rights and digital identity, legal acts carried out by digital means, family law, property, successions, responsibility, copyright, intellectual property, criminal implications, cybercrime law, contracts, smart contracts, cryptocurrencies, consumer protection, tax affectation, teleworking, the digital transformation system, digital trust, digital government law, digital legal reflections on the metaverse, and finally, the future of the metaverse. Keywords: Metaverse, Digital Law, Cryptocurrency and Regulation * Profesor de Legislación en Medios Digitales en la Escuela de Postgrado de la UPC. Profesor de Tesis I y del Taller de Herramientas de la Investigación en la Maestría de Ciencias Penales en la UNMSM. Tutor del Trabajo Final de Máster en la Maestría de Legaltech y Gestión Digital de la Abogacía, en la Universidad de Salamanca. Profesor del Taller de Ofimática en la Academia de la Magistratura del Perú. �14 Desafíos Jurídicos INTRODUCCION El desarrollo del metaverso implica riesgos que pueden afectar el normal desenvolvimiento de las personas, empresas, organizaciones y gobierno, porque la realidad virtual afecta derechos que requieran una la adecuación de la regulación existente y/o la formulación de regulación específica. ”El Metaverso se ha convertido en uno de los temas de mayor interés para la industria tecnológica, con ocasión de los usos potenciales y el grado de inmersión en ambientes digitales que permite la realidad virtual y aumentada” (Caballero Martinez, Jhon: 2022) ”El Metaverso puede definirse como una red permanente de mundos de realidad virtual con simulaciones inmersivas, en los que se interactúa con objetos, derechos y obligaciones que pueden experimentarse sincronizadamente por un número ilimitado de usuarios, que viven su propia experiencia de forma individual y en tiempo real” (Lopez, Javier: 2022). Esta definición nos plantea la necesidad de delimitar conceptos para comprender adecuadamente esta realidad virtual. Entre los conceptos básicos relacionados con el Metaverso (Technolawgist: 2022), que consideramos necesario abordar en esta introducción, tenemos los siguientes: Mundos Virtuales, es un tipo de tecnología creada por ordenador que hace que el usuario perciba que está en una realidad alternativa en tres dimensiones de texto, voz e imagen. Engloba diversos conceptos, desde los clási- desafiosjuridicos.uanl.mx cos videojuegos hasta entornos creados para la interacción social. Realidad Virtual. Inmersión sensorial en un nuevo mundo mediante recreación tridimensional que causa la sensación de encontrarnos realmente dentro de él. Para lograr esta recreación se emplea tecnología digital de última generación que comprende software e interfaces sofisticados y gafas o cascos de realidad virtual. Realidad aumentada. Implica la superposición de información ad visual, auditiva u otra información sensorial en el mundo para mejorar experiencias interactivas. Esta tecnología permite usar capas de elementos virtuales sobre imágenes virtuales. Posibilita experiencias interactivas al usuario. Realidad Mixta. Tecnología que se mezcla la realidad virtual y la realidad aumentada. Realidad extendida. Engloba la realidad virtual, la realidad aumentada y la realidad mixta. Avatar. Posible manifestación visual y digital de nuestro propio yo físico y humano. Se trata de la extensión de la persona humana hacia una imagen replicada, con la particularidad de que, a diferencia de un retrato o de una fotografía, esa replica es animada. El avatar puede estar supeditada a la voluntad de la persona, pero cabe la posibilidad que el software que le sirva de base pueda otorgarle cierto grado de autonomía de la voluntad para actos que se realicen en la realidad virtual y en la realidad aumentada. Implicaciones Legales del Metaverso, desde la Visión del Derecho digital y de las Nuevas Tecnologías. PP. 12-25 �15 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos NFT (Non Fungible Token) Son un tipo de token criptográfico de una blockchain que representa un activo único. Estos pueden ser activos completamente digitales o versiones tokenizadas de activos del mundo real. La gran particularidad de estos tokens es que incorporan un identificador, de tal manera que cada unidad se convierte en única (Technolawgist: 2022) cante real y un identificante virtual” (Ferreyros, Carlos et al: 2016: 549). El mundo virtual y la realidad mixta permiten que la persona actué digitalmente proyectando su identidad digital y proporcionando sus datos personales. Derecho de las Personas y la Identidad Digital. Por otra parte, conforme la Ley de Gobierno Digital peruana: ”La identidad digital es aquel conjunto de atributos que individualiza y permite identificar a una persona en entornos digitales. Los atributos de la identidad digital son Desde el punto de vista de la privacidad, el uso del metaverso puede ser muy intrusivo, ya que el conjunto de datos que se tratan en En el presente trabajo desarrollaremos la vi- este entorno aumenta de forma exponencial. sión jurídica digital, basándonos en el orde- Cualquier entorno virtual está por diseño plenamiento jurídico peruano. Vamos a reflexio- namente datificado y permite tratar un especnar sobre el metaverso, los mundos virtuales, tro más amplio de información relativa a activila realidad aumentada, la realidad mixta, los dades humanas. En particular, puede implicar avatares y los NFT. Debemos tener en cuenta nuevas categorías de datos con mayor graque: ”La nueva tecnología enfrenta al Dere- nularidad y precisión. Sirva de ejemplo que la cho con una realidad diferente y ello supone diversidad de datos biométricos recogidos auel nacimiento de nuevos problemas, que de- menta a través de los interfaces neuronales, ben ser pensados de una manera diferente en aunque lo más interesante es la información términos jurídicos, con incluso repercusiones que se está buscando de estos datos biomémorales” (De Trazegnies, Fernando: 2018: tricos” (AEPD: 2022). Lo que implica que la 495). Este nuevo pensar digital en el ámbito realidad virtual y aumentada posibilite que los jurídico nos posibilita aportar lineamientos y datos personales sean usados en el metaverreflexiones que permitan dilucidar las impli- so y que sea necesario preservar los princicancias legales del metaverso desde la visión pios rectores de legalidad, consentimiento, del Derecho Digital y las Nuevas Tecnologías. finalidad, proporcionalidad, calidad de datos, seguridad y nivel de protección suficiente. Por otro lado, los derechos de información, acceREGULACION JURIDICA PERUANA so, rectificación, inclusión, cancelación, opoAPLICABLE AL METAVERSO sición, entre otros, también deben ser garanFrente a los problemas legales que se origi- tizados, lo que nos permite reflexionar sobre nan en el metaverso, vamos a analizar desde la necesidad de actuación de una Autoridad el ordenamiento jurídico peruano, la regula- de Protección de Datos Personales en el metaverso. ción jurídica aplicable al metaverso. ”La identidad virtual se confirma de establecerse la correspondencia exacta entre un identifi- Julio Nuñez Ponce �16 Desafíos Jurídicos otorgados por distintas entidades de la Administración Publica que, en su conjunto, caracterizan al individuo”. En la realidad virtual y aumentada la identidad digital va a ser utilizada y los distintos atributos que esta comprende deberán ser identificados y autenticados. Lo que nos hace reflexionar sobre la importancia de aplicar parámetros seguros para la gestión de identidad en el metaverso. Asimismo, hay que plantearse además de la identidad digital de personas naturales y jurídicas, el uso del Blockchain y los NFT para la identificación digital de bienes, obras intelectuales e internet de las cosas. Conforme el Reglamento de la Ley de Gobierno Digital, Decreto Supremo 029-2021-PCM, los principios específicos del Marco de Identidad Digital del Estado Peruano son: desafiosjuridicos.uanl.mx rificación de identidad de una persona natural realizada a través de los servicios de autenticación establecidos en el Marco de Identidad Digital del Estado Peruano por la sola razón de que se presta en forma electrónica. Los sistemas de gestión de identidad digital en el metaverso no deberán ser discriminados y su validez jurídica deberá ser reconocida. Equivalencia funcional de la verificación de la identidad: Cuando se requiera la verificación de la identidad de una persona natural, ese requisito se da por cumplido si se utiliza los servicios de autenticación establecidos en el Marco de Identidad Digital del Estado Peruano. Tratándose de la identidad digital en el metaverso las técnicas de identificación y autenticación tendrán en el principio de equivalencia funcional, uno de los fundamentos para su reconocimiento y aceptación. Habrá que plantearse la solución a la problemática de cómo requerir la suficiente identificación para cada tipo de interacción que suponga la celebración de actos jurídicos, obligaciones y contratos. Inclusión: Toda persona natural que tiene asignado un código único de identificación (CUI) o código de identificación extranjero (CUE) que necesite interactuar con las entidades de la Administración Pública tiene derecho a una identidad digital. Este código único de identificación deberá aplicarse también en los actos Actos Jurídicos realizados por medios jurídicos y obligaciones que se generen en el digitales en el Metaverso. metaverso. Conforme el artículo 141 del Código Civil PeIdentificador único: Toda persona natural que ruano la manifestación de voluntad puede ser acceda a un servicio digital provisto por una expresa o tácita. Es expresa cuando se reaentidad de la Administración Pública utiliza su liza en forma oral, escrita, a través de cualrespectivo identificador único que le permite quier medio directo, manual, mecánico, digidistinguirse de otros. En el metaverso la per- tal, electrónico, mediante la lengua de señas sona también utilizará un identificador único o algún medio alternativo de comunicación, que permitirá a avatar proyectar la personali- incluyendo el uso de ajustes razonables o de dad jurídica de su titular. los apoyos requeridos por las personas. No discriminación: No se niega validez, ni Es tacita cuando la voluntad se infiere induefectos jurídicos, ni fuerza ejecutoria a la ve- bitablemente de una actitud o conductas reiImplicaciones Legales del Metaverso, desde la Visión del Derecho digital y de las Nuevas Tecnologías. PP. 12-25 �17 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos teradas en la historia de vida que revelan su existencia. No puede considerarse que exista manifestación tacita cuando la ley exige manifestación expresa o cuando el agente formula reserva o declaración en contrario. El metaverso es un mundo virtual en el que se pueden celebrar múltiples actos jurídicos, de personas y avatares identificados, que realizan transacciones tanto virtuales como reales, en tiempo real y con valores económicos reales o virtuales. Conforme el Código Civil el acto jurídico puede ser realizado mediante representante. Cabe la discusión si el avatar puede ser representante de una persona natural o una persona jurídica en el mundo virtual del metaverso, para realizar actos jurídicos, debe tenerse en cuenta que el representante debe desempeñar directamente el encargo, a no ser que se le haya facultado expresamente la sustitución. Otra discusión entonces será podrá un avatar sustituir a otra avatar en la representación de un acto jurídico en el metaverso. Otro de los temas que nos planteamos es la interpretación de los actos jurídicos realizados por las personas en la vida real y por su avatar en el mundo virtual. Conforme el Código Civil peruano el acto jurídico debe ser interpretado de acuerdo con lo que se haya expresado en él y según el principio de la buena fe. Las expresiones que tengan varios sentidos deben entenderse en el más adecuado a la naturaleza y al objeto del acto. Pero ¿Cuál es la naturaleza jurídica de la manifestación de voluntad en el mundo virtual del metaverso? ¿Puede hablarse de la buena fe en el metaverso? ¿Se puede decir que la manifestación de voluntad del avatar coincide con la voluntad de la persona a que representa? Son preguntas que requieren respuestas acordes con la realidad virtual y la realidad aumentada. Una persona sale a trabajar y se pone directamente las gafas de realidad virtual para asistir a una reunión con varias personas de los equipos internacionales. Los actos jurídicos que se realizan en estas reuniones virtuales deberán cumplir con los requisitos de validez del acto jurídico que son la plena capacidad de ejercicio, objeto física y jurídicamente posible, fin lícito y observancia de la forma prescrita bajo sanción de nulidad. Derecho de Familia, Propiedad, Sucesiones, Responsabilidad y el Metaverso. El matrimonio es la unión voluntariamente concertada por los futuros cónyuges y formalizada con sujeción a la ley. Los cónyuges se deben recíprocamente fidelidad y asistencia. Con respecto al metaverso, cabe preguntarse si los avatares de uno de los cónyuges tienen deberes de fidelidad y asistencia al avatar del otro cónyuge. El régimen patrimonial comprende tanto los bienes que los cónyuges tenían antes de entrar aquel en vigor como los adquiridos por cualquier título durante su vigencia. La problemática a plantearnos es cuál es el régimen patrimonial de los bienes adquiridos por los cónyuges en el metaverso, usando realidad virtual y aumentada. Conforme el artículo 295 del Código Civil Peruano antes del matrimonio, los futuros cón- Julio Nuñez Ponce �18 Desafíos Jurídicos yuges pueden optar libremente por el régimen de sociedad de gananciales o por el de separación de patrimonios, el cual comenzará a regir al celebrarse el casamiento. Los bienes que se adquieran en el metaverso podrán ser bienes sociales o propios según sea el caso. Conforme el artículo 300 del Código Civil cualquiera que sea el régimen en vigor, ambos cónyuges están obligado a contribuir al sostenimiento del hogar según sus respectivas posibilidades y rentas. Con relación al metaverso los bienes adquiridos y rentas obtenidas en el mundo virtual también están sujetas a esta obligación. Conforme el artículo 923 del Código Civil la propiedad es el poder jurídico que permite usar, disfrutar, disponer y reivindicar un bien. Debe ejercerse en armonía con el interés social y dentro de los límites de la ley. Cabe reflexionar si las propiedades adquiridas en el metaverso pueden ser usadas y disfrutadas tanto en el mundo real como en el mundo virtual. Con respecto a la disposición y reivindicación del bien nos preguntamos sobre las formalidades que serían necesarias para garantizar su seguridad jurídica en la realidad virtual y en la realidad aumentada. Otro de los temas a tratar es la herencia digital y si los bienes y rentas generados en el metaverso también forman parte de la masa hereditaria. Conforme el artículo 696 del Código Civil las formalidades esenciales del testamento otorgado por escritura pública: Que estén reunidos en un solo acto, desde el principio hasta el fin, el testador, el notario y desafiosjuridicos.uanl.mx dos testigos hábiles. El notario está obligado a verificar la identidad del testador y los testigos a través del documento de identidad y los medios de identificación biométrica establecidos por el RENIEC. Cualquiera de los testigos puede actuar como testigo a ruego del testador o testigo de identidad. Que el testador exprese por sí mismo su voluntad o, tratándose de una persona de discapacidad, como el otorgamiento de ajustes razonables o apoyos para la manifestación de voluntad, en caso lo requiera. Que el notario escriba el testamento de su puno y letra o a través de medios de tecnología informática u otros de naturaleza similar, en su registro de escrituras públicas, pudiendo insertar, de ser el caso, las disposiciones escritas que le sean entregadas por el testador. Conforme el artículo 924 del Código Civil, aquel que sufre o está amenazado de un daño porque otro excede o abusa en el ejercicio de su derecho, puede exigir que se le restituya al estado anterior o que se adopten las medidas del caso, sin perjuicio de la indemnización por danos y perjuicios. Los derechos de autor, propiedad intelectual y el Metaverso. ”Los bienes que se comercian en estos mundos virtuales no existen en la realidad, ni siquiera constituyen ideas que una vez difundidas sean fácilmente reproducibles. Nos encontramos ante representaciones virtuales que solo están a nivel de la estructura del software de estos metaversos. Es decir, los Implicaciones Legales del Metaverso, desde la Visión del Derecho digital y de las Nuevas Tecnologías. PP. 12-25 �19 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos acuerdos en el interior de estos mundos dependen únicamente de la propia existencia del software que los materializa. Por tanto, es critica la necesidad de mantener el software o el avatar activo, lo que significa en la práctica proteger este patrimonio virtual y la capacidad para realizar transacciones” (Rodríguez, Antonio: 2009:262). La protección de los derechos de autor de las obras originales en el Metaverso debe realizarse respetando las normas vigentes sobre la materia, resguardando los derechos morales y patrimoniales. jurídico penal, protegiendo bienes jurídicos, estableciendo acciones antijurídicas y fomentando conductas típicas que permitan una lucha eficaz contra la ciberdelincuencia y una efectiva cooperación internacional en esta materia. Contratos, Smarts Contracts, criptomonedas en el Metaverso. ”El desarrollo de la Internet ha permitido multiplicar en forma exponencial la celebración de contratos en la vida moderna, y si bien los conceptos principales de la contratación clásica siguen vigentes, como la existencia de la Implicancias Penales, Ley de Delitos Informá- manifestación de voluntad, vicios de la volunticos, Convenio de Budapest y el Metaverso. tad, la aceptación, entre otros, la utilización de La Ley peruana de Delitos Informáticos 30096 la internet y los correos electrónicos ha genetiene por objeto prevenir y sancionar las con- rado que algunos conceptos vinculados a la ductas ilícitas que afectan los sistemas y datos celebración de los contratos utilizando esta y otros bienes jurídicos de relevancia penal, nuevas tecnologías si hayan entrado en crisis, cometidas mediante la utilización de tecnolo- en vista que se cuestiona sus alcances. (Gagías de la información o de la comunicación llo, Javier 2013, 105). con la finalidad de garantizar la lucha eficaz contra la ciberdelincuencia. En el Metaverso se fortalecerá el uso de los contratos digitales, especialmente los smart El Convenio de Budapest es un acuerdo in- contract y se generalizará el uso de las criptoternacional para combatir el crimen organiza- monedas. do transnacional, específicamente los delitos informáticos, cuyo objetivo es establecer una Protección al Consumidor y el Metalegislación penal y procedimientos comunes verso. entre sus Estados Partes. En el año 2019 el gobierno peruano ratificó por Decreto Supre- ”La información (contenida en la oferta) debe mo 010-2019-RE el Convenio de Ciberdelin- ser veraz (conforme la verdad , sin que medie cuencia, a través de su publicación en el Diario una exageración que pueda no ser advertida Oficial El Peruano, y se estableció su vigencia por el consumidor); oportuna (en el momento para el Perú el 1 de diciembre de 2019. que el consumidor lo requiere para formar su voluntad; en ese sentido, la información debe En el Metaverso la comisión de delitos infor- brindarse antes de la experiencia de consumáticos implicara el respeto al ordenamiento mo, a fin que el consumidor efectúe una deJulio Nuñez Ponce �20 Desafíos Jurídicos cisión acorde con su interés); suficiente (ello implica que la información debe referirse a lo necesario e indispensable para que el consumidor pueda asumir una decisión conforme el propósito práctico perseguido: la causa del contrato), y fácilmente accesible …” (Beltrán, Jorge. 2013: 48). El Derecho del consumo se encuentra en una encrucijada la que debe dar respuesta a nuevas realidades surgidas de la era digital como el Metaverso, que son fruto directo de la evolución que ha experimentado el comercio electrónico. El protagonista de esta revolución son los adprosumers o consumidores 2.0. Los prosumidores no se limitan a adquirir un bien o servicio, sino que requieren una experiencia positiva de compra. Esta se concreta, en primer lugar, en reclamar información y transparencia, elemento que deriva de los controles de incorporación, contenido y transparencia que le asisten como consumidor. Asimismo, el consumidor 2.0 busca asesoramiento, atención personalizada y una determinada relación calidad-precio. Este último elemento, sin embargo, queda excluido del control de abusividad, pues solamente admite un control indirecto mediante un test circunstancial, relativo a la equivalencia de las prestaciones. (Argelich Comelles, Cristina: 2022: 5). desafiosjuridicos.uanl.mx contratados. Aplicado a los contratos que se celebren en el Metaverso el proveedor es responsable de acreditar que el derecho de información se ejercicio y que hubo aceptación valida. Afectación tributaria de los sistemas digitales en el Metaverso. Para efectos del Impuesto a la Renta, se entiende por servicio digital a todo servicio que se pone a disposición del usuario a través de Internet o de cualquier adaptación o aplicación de los protocolos, plataformas o de la tecnología utilizada por internet o cualquier otra red a través de la que se presten servicios equivalentes mediante accesos en línea y que se caracteriza por ser esencialmente automático y no ser viable en ausencia de la tecnología de la información. Para efectos del Reglamento, las referencias a página de Internet, proveedor de internet, operador de internet o Internet comprenden tanto a Internet como cualquier otra red pública o privada. (Art. 4-A, Reglamento de la Ley de Impuesto a la Renta). El metaverso, al ser un mercado virtual y una especie de foro donde las personas a través de sus avatares podrán reunirse para socializar, jugar, aprender, entretenerse, intercambiar bienes y servicios, generará constantes La Ley 31537, modifica el artículo 47 del Có- transacciones económicas que, aunque se digo de Protección y Defensa del Consumidor llevan a cabo en espacios virtuales, se traduestableciendo que en el caso de contratación cirán en ingresos en el mundo real en forma por vía electrónica o bajo cualquier sistema de de criptomonedas. En consecuencia, resulatención automatizada asistida por inteligen- ta interesante preguntarse si las autoridades cia artificial o asistente digital, el proveedor es fiscales locales y nacionales alrededor del responsable de acreditar que la información mundo pueden ejercer su autoridad y exigir fue puesta oportunamente a disposición del el pago de tributos respecto de transacciones consumidor y que este aceptó los términos que ocurren en un escenario como el metaImplicaciones Legales del Metaverso, desde la Visión del Derecho digital y de las Nuevas Tecnologías. PP. 12-25 �21 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos verso, el cual carece de fronteras de cualquier tipo. (Villa López, Pedro et al, 2022: 147) Esta problemática jurídico digital tributaria además de la afectación de los servicios digitales por el impuesto a la renta, tiene incidencia directa en las actividades relacionadas con el Metaverso. El Teletrabajo y el Metaverso. Conforme la Ley 31572, el teletrabajo se caracteriza por el desempeño subordinado de labores sin la presencia física del trabajador, denominado “teletrabajador”, en la empresa con la que mantiene vínculo laboral a través de medios informáticos, de telecomunicaciones y análogos, mediante los cuales, se ejerce a su vez el control y la supervisión de labores. Con respecto al Metaverso en el ámbito laboral están los siguientes: que derechos laborales serán aplicables en este entorno digital que incluyen las vacaciones, el descanso pre y postnatal, la compensación por tiempo de servicios, la celebración de contratos de trabajo, el pago de la remuneración en el Metaverso, la afiliación sindical, el ejercicio del derecho de huelga, entre otros. Ley de Gobierno Digital y el Metaverso. ción de servicios centrados en los ciudadanos, la gestión interna de las entidades de la Administración Pública y la relación entre estas en la prestación interadministrativa de servicios públicos de manera segura para fortalecer la confianza y satisfacer las necesidades de los ciudadanos y personas en general en el entorno digital, orientando la transformación digital del Estado. Con respecto al Metaverso, cabe plantearse cuál va a ser el rol del Estado en este ámbito virtual, que servicios digitales pueden prestarse centrados en el ciudadano digital que interactúa en este entorno digital. Para lo cual la creación de valor público en los ámbitos de seguridad, educación, salud, gestión de servicios públicos va a ser trascendental para que haya un orden jurídico donde el Estado garantice los derechos y obligaciones de los ciudadanos. Al respecto cabe preguntarse cuál es el ámbito de la soberanía de los Estados en el metaverso. Si es posible el ejercicio del ius imperium de los Estados en el Metaverso. También cabe reflexionar en cómo aplicar el principio de razonabilidad, legalidad, debido procedimiento, imparcialidad, celeridad, veracidad y buena fe procedimental en el Metaverso. El Sistema de Transformación Digital, Conforme la Ley, el Gobierno Digital es el uso la Confianza Digital y el Metaverso. estratégico de las tecnologías digitales y datos en la administración pública para la creación de valor público. La materia de Gobierno Digital comprende los ámbitos de tecnologías digitales, identidad digital, interoperabilidad, servicios digitales, datos, seguridad digital y arquitectura digital, las cuales se relacionan entre sí con la finalidad de mejorar la presta- La transformación digital es el proceso continuo, estratégico y de cambio cultural que se sustenta en el uso intensivo de las tecnologías digitales, sistematización y análisis de datos para generar efectos económicos y sociales y de valor para las personas. Julio Nuñez Ponce �22 Desafíos Jurídicos Confianza digital es el estado que emerge como resultado de cuan veraces, predecibles, éticas, proactivas, transparentes, seguras, inclusivas y confiables son las interacciones digitales que se generan entre personas, empresas, entidades públicas, o cosas en el entorno digital, con el propósito de impulsar el desarrollo de la economía digital y la transformación digital y tiene como ámbitos la protección de datos personales, la ética, la transparencia, la seguridad digital y la protección del consumidor en el entorno digital. desafiosjuridicos.uanl.mx REFLEXIONES JURIDICO DIGITALES EN TORNO AL METAVERSO ¿Hacia dónde vamos? Como consecuencia del desarrollo del metaverso y de la problemática jurídica origina en el mundo digital y en la realidad virtual y aumentada, los profesionales del derecho, ya sean abogados, jueces, árbitros, conciliadores, notarios deben estar debidamente preparados. En las facultades de derecho de estudiarse, analizarse y discutirse el tema en forma multidisciplinaria. En el Metaverso la transformación digital y la confianza digital deben estar presentes y coadyuvar al establecimiento de un ordenamiento jurídico que garantice el respeto de los derechos fundamentales de los ciudadanos digitales y garantice la seguridad jurídica de los actos, obligaciones, contratos que se efectúen en este entorno digital. ¿Cuál es el aporte del Derecho Digital y de las Nuevas Tecnologías a la Regulación Jurídica del Metaverso? Todo este panorama tecnológico y científico del Metaverso plantea una encomiable oportunidad a la investigación jurídica, para la resolución de las diversas adaptaciones legales cuya atención es necesaria. Los principales retos jurídicos que plantea el Metaverso son Otros temas de Derecho Digital y el la transmisión de la propiedad, la protección Metaverso. de datos, su privacidad y la ciberseguridad, la En el dictado del curso de Legislación de Me- responsabilidad civil, junto con la consecución dios Digitales el debate jurídico con mis alum- de un tratamiento legal específico que permita nos. Cuando tratamos el tema del Metaverso que no se cuestione esta realidad jurídica a surgen distintos temas vinculados al Derecho modo de Derecho-ficción. Estaremos también Digital, que además de los mencionados son pendientes de la evolución legal del tratamiende objeto de reflexión jurídica, entre los cuales to de los abusos en el Metaverso, así como la se incluyen los siguientes: la existencia de le- adaptación de la interpretación de las normas yes en el metaverso, el proceso de formación en este contexto por parte de los tribunales. legislativa en el metaverso, cual es limite a la (Argelich Comelles, Cristina. 2022: 15). soberanía de los Estados en el Metaversos, cómo se protegen los derechos fundamenta- La investigación jurídica en temas relacionales en el Metaverso, como se persiguen los dos al Metaverso requieren para una adecuadelitos informáticos en el metaverso, entre da profundización, de la visión sistémica coherente e integral del Derecho Digital y de las otros. Nuevas Tecnologías, por lo cual en eventos Implicaciones Legales del Metaverso, desde la Visión del Derecho digital y de las Nuevas Tecnologías. PP. 12-25 �23 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos académicos debe profundizarse se sobre esta materia. La nueva generación de abogados tiene la oportunidad de incursionar en el análisis jurídico y proponer soluciones legales que permitan que la seguridad jurídica y la justicia digital estén presentes en forma adecuada en el Metaverso. CONCLUSIONES 4.2 El Metaverso es una Nueva realidad, donde los Mundos Virtuales, la superposición de información ad visual, auditiva u otra información sensorial en el mundo para mejorar experiencias interactivas, posibilitan experiencias interactivas al usuario que originan diversas implicancias jurídicas, como las tratadas en la presente ponencia. 4.3 La Visión sistémica del Derecho Digital Rol y oportunidades de la Comunidad Jurídi- y Nuevas Tecnologías incluye temas diversos ca de FIADI, para la Regulación Jurídica del como : Derecho de las Personas y la Identidad Digital; Actos Jurídicos realizados por medios Metaverso. digitales en el Metaverso; Derecho de FamiEn FIADI la visión jurídico digital permite for- lia, Propiedad, Sucesiones, Responsabilidad; talecer la investigación y el debate jurídico los derechos de autor, propiedad intelectual ; en torno al Metaverso. La Vicepresidencia Contratos, Smart Contracts, criptomonedas; de Investigación e Innovación tiene entre sus proteccion al consumidor; delitos informáticos, funciones buscar recursos de investigación y gobierno digital, entre otros, que constituyen convocatorias internacionales donde FIADI una temática a profundizar en la investigación participe, en este sentido el tema del Metaver- jurídico digital que debe ser promovida en la actividad académica y profesional. so es uno de los que debiera ser priorizado. Por otro lado, la Vicepresidencia de RelacioTRABAJOS CITADOS nes Institucionales, Recursos Económicos y Transparencia tiene entre sus funciones poArgelich Comelles, Cristina (2022). ”El Derecho Civil ante el tenciar las relaciones estratégicas con otros Metaverso: hacia un Metalaw europeo y sus remedios en agentes e instituciones de relevancia. En mael Multiverso”. En Revista ”Derecho Digital e Innovación” teria de Metaverso la interrelación con otras Numero 12 Abril-Junio 2022. Metaverso y Derecho. Ed. instituciones y empresas que participen en La Ley. Wolters Kluwer. Madrid, España. este entorno digital será prioritario. AEPD-Agencia Española de Protección de Datos (2022). Igualmente, la Vicepresidencia de Formación y Desarrollo del Capital Humano tiene entre sus funciones la creación de ofertas de formación e-learning colaborando con entidades, en este sentido el tema del Metaverso abre una variedad de posibilidades de aprendizaje digital sobre esta temática. ”Metaverso y Privacidad”. Madrid, 14 de Junio de 2022. Blog. En: http://www.aepd.es Beltrán, Jorge (2013). ”La oferta al público a través de Internet”. En Libro ”El Derecho de Contratos y la Nuevas Tecnologías”. Ed. ECB Ediciones. Lima, Perú. Caballero Martínez, Jhon (2022). El Régimen Jurídico del Metaverso. Blog del Departamento de Derecho Informático de la Universidad Externado de Colombia. 11 de Marzo de Julio Nuñez Ponce �24 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx 2022. http://www.derechoinformatico.uexternado.edu.co De Trazegnies, Fernando (2018). ”El Derecho frente a los desafíos que plantea la ciencia y la tecnología moderna”. En Libro de Homenaje al doctor Carlos Torres y Torres Lara. Ed. El Buho EIRL, Lima, Perú. Ferreyros, Carlos et al (2016). ”Derechos de Personas e Informática: Identidad Digital” Ed. Grijley. Lima, Perú. Gallo, Javier (2013). ”Los conflictos generados en la determinación de la conclusión del contrato mediante el uso de internet y correos electrónicos”. En Libro ”El Derecho de Contratos y la Nuevas Tecnologías”. Ed. ECB Ediciones. Lima, Perú. LOPEZ, Javier (2022). ”Metaverso y Derechos Digitales”. En Revista Byte. 18 de Enero de 2022. 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PP. 12-25 �25 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos Julio Nuñez Ponce �26 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx Detalles sobre la publicación, incluyendo instrucciones para autores e información para los usuarios en: https://desafiosjuridicos.uanl.mx/ index.php/ds Patricia Reyes Olmedo (Universidad de Valparaíso, Chile) y Rafael Ríos Lambruschini (Universidad de Valparaíso, Chile) La denuncia cibernética en redes sociales en respuesta a la violencia basada en género. pp. 26-43. Fecha de publicación en línea: 31 de julio 2023. Publicado en Desafíos Jurídicos La Conjugación del Derecho. Todos los derechos reservados. Permisos y comentarios, por favor escribir al correo electrónico: desafios.juridicos@uanl.mx Desafíos Jurídicos Vol. 3 Núm. 5, Julio-Diciembre 2023, es una publicación semestral editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Derecho y Criminología. Dirección de la publicación: Av. Universidad s/n Cd. Universitaria C.P. 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. desafiosjuridicos.uanl.mx,desafiosjuridicos@uanl.mx. Editora responsable: Dra. Amalia Guillén Gaytán, Facultad de Derecho y Criminología. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo núm. 04-2022-041510211500-102. ISSN 2954-453X, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización: Dr. Paris Alejandro Cabello Tijerina, Facultad de Derecho y Criminología, Av. Universidad s/n, Cd. Universitaria, C.P., 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. Las opiniones expresadas por los autores no reflejan la postura del editor de la revista Desafíos Jurídicos. Todos los artículos son de creación original del autor, por lo que esta revista se deslinda de cualquier situación legal derivada por plagios, copias parciales o totales de otros artículos ya publicados y la responsabilidad legal recaerá directamente en el autor del artículo. 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Angélica Rubí Rodríguez Aguirre ADMINISTRACIÓN DEL SITIO WEB: M.A. Daniel Vázquez Azamar EDICIÓN TEXTUAL Y CORRECCIÓN DE ESTILO: María Alejandra Villagómez Sánchez REDACCIÓN: Paola Stephania Muñiz Lupian ILUSTRACIÓN DIGITAL DE LA PORTADA: M.A. Daniel Vázquez Azamar “Burning Metaverse” © 2023 �27 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos La denuncia cibernética en redes sociales en respuesta a la violencia basada en género Cybercomplaint in the social media as a response to gender-based violence Fecha de publicación en línea: 31 de julio de 2023 Por: Patricia Reyes Olmedo* Rafael Ríos Lambruschini** * https://orcid.org/0000-0003-2841-6596 Universidad de Valparaíso, Chile ** Universidad de Valparaíso, Chile Resumen. El artículo analiza el fenómeno jurídico social de la denuncia cibernética, conocida también como “funa” o “escrache” en el contexto latinoamericano, especialmente aquella que tiene lugar en el contexto de los movimientos feministas en respuesta o como forma de lucha contra la violencia patriarcal. Desde lo social se reconoce como parte de lo que se ha denominado el ciberfeminismo, una acción política y práctica destinada a repolitizar las tecnologías de información y comunicaciones con enfoque de género. Desde lo jurídico, se revisan sus implicancias jurídicas, desde el punto de vista de los derechos de las partes involucradas, y las consecuencias que acarrea este actuar extraprocesal. Palabras clave: Denuncia Cibernética, Autotutela, Escrache, Funa y Ciberfeminismo. Abstract. The article analyzes the social legal phenomenon of cybercomplaint, “funa” or “escrache” in the Latin America, especially that takes place in the context of feminist movements in response to patriarchal violence. From the social point of view, it is recognized as part of what has been called cyberfeminism, a political and practical action used to repoliticize information and communication technologies with a gender approach. From the legal point of view, its legal implications are reviewed, from the point of view of the rights of the parties involved, and the consequences of this extra procedural action. Keywords: Cybercomplaint, Self-help, Escrache, Funa and Cyberfeminism. * Experta en Derecho y Tecnologías, Derecho de la Información y Derecho Parlamentario. Diseñadora legal y organizacional de proyectos exitosos de transformación digital de servicios públicos en Chile y consultora nacional e internacional en temas de gobierno abierto, gobierno electrónico, técnica legislativa, gestión de información pública y transparencia. �28 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx I. INTRODUCCIÓN Podemos señalar además que la conducta que analizamos toma mayor fuerza y se jusEs un hecho que la sociedad de redes pro- tifica de manera más extensiva por parte del dujo y sigue produciendo una transformación movimiento feminista que ha visto fortalecido total en la forma de ser y existir de cada in- su accionar durante la última década, pues las dividuo o colectivo social. Las tecnologías y connotaciones de los hechos denunciados en las redes sociales modificaron profundamente estos casos versan en su mayoría sobre conlas maneras de informarnos, comunicarnos ductas que atentan contra la indemnidad sey vincularnos con otros. Es en este contexto xual de las mujeres, abarcando desde microque desde hace un tiempo ha venido tomando violencias, pasando por el acoso sexual hasta considerable importancia dentro de la socie- llegar incluso a violencias extremas. A juicio dad la denuncia cibernética, denominada tam- de algunas (Bonavita, Presman, & Camacho bién como “escrache” o “funa” en el contexto , 2020), lo anterior se enmarca dentro de lo latinoamericano, conducta que en algunos que se denomina ciberfeminismo, propuesta lugares se ha normalizado en las relaciones teórica práctica, que habilita las nuevas tecinterpersonales que los individuos mantienen nologías y la conectividad en la red, para que las mujeres y sexualidades no hegemónicas en sus entornos virtuales. puedan hacer frente a las violencias y desEsta denuncia, que para algunos es un me- igualdades en el ámbito virtual. canismo de autotutela prohibido en un Estado de Derecho1, no siempre se concibe como tal, Recordemos al respecto que el primer acto vipues ha sido utilizado eficazmente para de- ral que adquirió connotación mundial, a partir nunciar agresiones de distintas consideracio- de una denuncia utilizando los medios de cones, ya sean físicas o psicológicas, producto municación digital y las redes sociales, surgió de actos de violencia patriarcal en contra de en octubre de 2017, con el movimiento “me personas que son parte de la comunidad de too” que denunció la agresión y el acoso sediversidades y disidencias sexo genéricas, xual de un productor de cine y ejecutivo esjustificando su uso, por quien toma la decisión tadounidense (Sahuquillo & Mars, 2017). La de denunciar a través de este medio, en el he- frase, utilizada durante mucho tiempo en este cho de considerar insuficiente, inadecuada o sentido por una activista social americana (Miinoportuna la respuesta del sistema de admi- lano, 2017)2, fue popularizada por las líderes nistración de justicia a través de los mecanis- del movimiento animando a las mujeres a tuimos tradicionales. tear sus experiencias para demostrar la naturaleza extendida de este comportamiento mi1   Para el profesor Eduardo Couture es “la reacción directa y sógino inapropiado. personal de quien se hace justicia con manos propias”. Representa el imperio de la “ley del más fuerte” en que resulta triunfador no siempre quien tiene efectivamente la razón pero En Chile, la denuncia cibernética, denominada “funa”, no está regulada de forma especí- sí siempre quien cuenta con los medios coercitivos para imponer sus decisiones. 2   La denuncia cibernética en redes sociales en respuesta a la violencia basada en género. PP. 26-43 �29 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 fica en nuestro ordenamiento jurídico, tanto para validarla ni como para sancionarla, sin embargo, es preciso señalar que sí existen los mecanismos jurídicos, respecto de quien es objeto de la denuncia pues a su respecto y para efecto de defensa, se pueden configurar los delitos de injuria (Código Penal de Chile, Articulos 416-420)3 o calumnia (Código Penal de Chile, Artículos 412-415), especialmente recogidos en la legislación penal chilena. Como consecuencia, resulta dable en nuestra opinión, analizar si la denuncia cibernética constituye un mecanismo de autotutela y por tanto debe ser prohibida, o si por el contrario, como defiende el ciberfeminismo, es un recurso legítimo para poder sancionar socialmente a quienes ejecutan violencias patriarcales, exponiendo los nombres y las situaciones concretas de dicha violencia, en uso del derecho fundamental de libertad de expresión de los individuos en una sociedad democrática de derechos, y justificado además en la ineficacia de los mecanismos tradicionales de justicia para lograr el cese, sanción y reparación correspondiente. Desafíos Jurídicos en las últimas décadas y, sobre todo, de los últimos años, la posibilidad de comunicarnos, relacionarnos e interactuar con otras personas en cualquier momento y a cualquier parte del mundo donde se encuentre. Tal es la relevancia que estos medios adquieren que los Estados han comenzado a considerar el acceso universal a la conectividad digital y a las tecnologías de información y comunicación, como un derecho fundamental del cual debería gozar cada persona en la sociedad (Propuesta Constitución Política de la Republica de Chile). Esta verdadera revolución digital, que ha dado origen a diferentes problemáticas en el ámbito jurídico, también constituye la raíz del objeto de este análisis, la denuncia cibernética o “funa”, como se le llama en Chile, y que hoy forma parte de una realidad que toma mayor impulso y desarrollo en el movimiento feminista que se potencia a nivel nacional, desde marzo del año 2018, reivindicando su lucha por la igualdad de género y su manifestación en contra de la violencia patriarcal. Para efectos de este análisis, estamos frente a una denuncia cibernética cuando se produII. LA DENUNCIA CIBERNÉTICA ce la exposición de la conducta de una perEN LAS REDES SOCIALES EN RESPUESTA A LA VIOLENCIA BASADA sona o un grupo de personas, utilizando las tecnologías y los medios digitales, especial EN GÉNERO EN CHILE pero no exclusivamente, a través de las redes Como hemos adelantado, la semilla de la pro- sociales, como son por ejemplo, Instagram, blemática que analizamos se ubica en el seno Twitter o Facebook. de la cuarta revolución industrial que atraviesa nuestra sociedad de redes, más concreta- Por otra parte, entenderemos la violencia bamente, en la completa y extendida digitaliza- sada en género como el fenómeno de carácción de las comunicaciones, que ha permitido ter estructural, social, político y relacional, que constituye una violación a los derechos humanos y afecta principalmente a las mujeres, 3   Patricia Reyes Olmedo y Rafael Ríos Lambruschini �30 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx no excluyendo a personas con identidades de género diversas. Esta violencia rompe el derecho a la vida, la dignidad, la integridad física y moral, la igualdad, la seguridad, la libertad, la autonomía y el respeto (Jaramillo & Canaval, 2020). Orígenes y desarrollo de la “Funa” en Chile Es necesario traer a colación que la denuncia cibernética en Chile es más conocida por el término “funa” y su origen etimológico proviene del mapudungun, lengua del pueblo originario mapuche, que significa “podrido”. Ahora bien, la utilización de este concepto se extendió a fines del siglo pasado, tras la detención del dictador Augusto Pinochet en Londres, en octubre de 1998, en que manifestantes a favor de los Derechos Humanos comenzaron a reunirse por el llamado de la Agrupación de Familiares de Detenidos Desaparecidos y a partir de estos encuentros y por inspiración del trabajo de la agrupación argentina de familiares de detenidos desaparecidos “HIJOS” (Hijos por la Identidad, Justicia y contra el Olvido y el Silencio), en Chile se fundó la organización “Acción, Verdad y Justicia (HIJOS Chile)”. Ellos comenzaron a compartir historias de la violencia ejercida por la dictadura en espacios públicos, invitando a transeúntes a compartir las suyas, a fin de poner nombres a las cifras de personas fallecidas y hechas desaparecer. Además de estos testimonios, la asociación comenzó a recibir notas anónimas con nombres, direcciones y lugares de trabajo de quienes participaron en los actos de vulneración de Derechos Humanos de aquella época. La primera de estas manifes- taciones, que como hemos dicho se denominó “funa”, se realizó el primero de octubre de 1999 en un centro médico privado de Santiago de Chile, donde acusaron públicamente a un médico cardiólogo y ex agente de la Central Nacional de Informaciones (CNI), de facilitar herramientas químicas para su administración en personas detenidas, para su tortura y posterior desaparición (Schmeisser, 2019). Si bien la “funa” inició como un acto físico en distintas partes del territorio, la modernización de las comunicaciones ha generado a lo largo de los años que este fenómeno político, social y jurídico haya evolucionado, de tal forma que hoy en día se utilicen, para los tales efectos, las masificadas tecnologías de información y comunicaciones y por tanto se constituye en un acto virtual. Como señalamos, la denuncia cibernética en Chile tuvo su mayor peak en el año 2018, como consecuencia de las movilizaciones de los movimientos feministas, y sobre todo se focalizó en establecimientos escolares y universitarios, y por supuesto, en las redes sociales de las y los estudiantes de estos mismos recintos. Durante ese año y debido al objeto de la lucha que se viralizó de manera universal, la mayoría de las denuncias que encontrábamos en las redes versaban respecto de violencia machista, desde física hasta verbal, e incluyendo, además, muchas denuncias respecto de violencia sexual. A pesar de que esta viralización de la denuncia cibernética haya encontrado su punto más alto en ese año, debemos aclarar que ha existido desde que hemos tenido acceso a la masificación de las tecnologías y por sobre todo a las redes sociales, por ejemplo, como ha pasado en La denuncia cibernética en redes sociales en respuesta a la violencia basada en género. PP. 26-43 �31 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 denuncias en Facebook u otras redes sociales abiertas por estafas o incumplimiento de condiciones en la venta de bienes o denunciar a establecimientos comerciales por malos tratos o servicios. En la actualidad, si bien ha bajado la intensidad de este último tipo de denuncias, siguen existiendo como método de exposición de algunos tipos de conductas y de, incluso en algunos casos, delitos como abusos y violaciones sexuales. III. LA DENUNCIA CIBERNÉTICA EN LA LEGISLACIÓN EXTRANJERA Como ya advertimos, el fenómeno social y digital de la denuncia cibernética no es algo que exista sólo en Chile, sino que, más bien, es una conducta que tiene lugar en muchas latitudes. Existen denuncias cibernéticas en varios países, no obstante tienen un nombre distintivo en cada parte del mundo, así como en Chile le llamamos “funa”, en Argentina, España, Venezuela, Uruguay, Paraguay y Colombia le dicen “escrache” y en Perú, con una connotación simbólica, su versión se le nombró roche y sus activistas firmaban como «El roche”. A continuación, se revisan los antecedentes y regulación de algunos países latinoamericanos. A. Argentina Argentina es primer país de habla hispana en el que se hizo conocida esta conducta con el término “escrache”, a partir de su uso, como indicáramos antes, en la década de los años Desafíos Jurídicos noventa, por la organización argentina Hijos e Hijas por la Identidad y la Justicia contra el Olvido y el Silencio (HIJOS) para referir al señalamiento o denuncia de personas implicadas en la violación de los derechos humanos durante la dictadura militar (Manso, 2019) Si bien existieron denuncias virtuales a lo largo de los años posteriores, fue la denuncia de la actriz Thelma Fardín la que desató una ola de este tipo de exposiciones (Roffo, 2018)4. La actriz reprodujo durante una conferencia de prensa un video en el que relata su historia con el hashtag #MiráComoNosPonemos, que se convirtió en tendencia en las redes sociales (Obrera, 2018). Los medios calificaron este hecho como el “#MeToo Argentino” y en los días posteriores, aumentaron no sólo los escraches en redes sociales, sino las consultas a las líneas de atención a las víctimas de violencias género y de abuso sexual infantil, hecho que había ocurrido ya en el año 2015, luego de la marcha organizada por el colectivo Ni Una Menos. Debemos hacer presente, que, muy similar a las repercusiones jurídicas que tiene en Chile, en Argentina quien es víctima de algún tipo de escrache tiene la posibilidad de acceder a una indemnización de perjuicios en sede civil, y a accionar en sede penal mediante una querella por injurias (Código Penal de Argentina , Articulo 110) y calumnias (Código Penal de Argentina , Artículo 109). Es así como un Tribunal de Entre Ríos (provincia de Argentina), acogió una querella por injurias y calumnias por expresiones publicadas en redes sociales, deducida por un hombre que fue acusado 4   Patricia Reyes Olmedo y Rafael Ríos Lambruschini �32 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx por dicho medio de malversar fondos públicos (Exp. No. 8536, 2022). El Tribunal señaló en la resolución que, “resulta insoslayable que la publicación y difusión de este tipo de contenidos en las redes sociales tiene un impacto y repercusión social muy importante, de modo que se debe desalentar la difusión de ideas que sindiquen como responsable de un delito penal sin contar con las pruebas que así lo confirmen, máxime cuando el estado de inocencia es también una garantía constitucional (Exp. No. 8536)”. De lo anterior se podría desprender que una exposición de este tipo fundamentada en pruebas que confirmen el hecho difundido podría ser justificada. B. Colombia Colombia también ha acuñado el término “escrache” para referirse a las denuncias cibernéticas y del mismo modo esas conductas se masificaron producto de los movimientos feministas en ese país. Sin embargo, a diferencia de otros países, la Corte Constitucional colombiana ha reconocido en sus fallos la importancia del ciberactivismo feminista, aplicando una perspectiva de género y resaltando el valor e impacto de la libertad de expresión en dichos casos al sobreponerla por sobre el derecho a la honra. cultad de reparación de las violaciones que se causan al acusado en aquellos casos en los que se demuestra la falsedad de las acusaciones, no implican que las mujeres, periodistas y usuarios de redes sociales tengan prohibido publicar y divulgar denuncias veraces e imparciales hasta que no exista condena judicial en firme en contra del presunto agresor. En criterio de la Sala, imponer una carga de esta naturaleza a las presuntas víctimas de abuso y acoso, a los periodistas y a los usuarios de las redes sociales que denuncian estos actos resultaría desproporcionado, inhibiría el ejercicio de la libertad de expresión e información por medios digitales, invisibilizaría las denuncias de las mujeres y profundizaría la discriminación de género” (Fallo T-275/21 Colombia Sala 5a. en revisón , 2021). C. México En México, luego de la Primavera Violeta (Llamada así la marcha histórica y una de las mayores manifestaciones contra las violencias machistas que tuvo lugar en México el día 24 de abril de 2016) estalló una serie de testimonios de mujeres sobre su primera experiencia de acoso sexual y dichas narraciones inundaron las redes sociales. Nuevamente vemos como punto central del desarrollo de este tipo de denuncias la lucha feminista de la última Al respecto la Corte ha señalado que, “la pu- década. Posteriormente, entre los años 2017 blicación por redes sociales e internet de de- y 2018, y en paralelo a Chile, comenzaron a nuncias sobre discriminación y acoso sexual aumentar considerablemente las denuncias tiene la potencialidad de generar graves afec- mediante redes sociales en universidades taciones a la honra, buen nombre, seguridad, mexicanas, lo que conllevo, al igual que en presunción de inocencia e intimidad de quie- muchas otras casas universitarias, a paralizanes son acusados públicamente, las cuales ciones y manifestaciones dentro de los estason, en muchas ocasiones, irreparables. Sin blecimientos. embargo, los riesgos de afectación y la difiLa denuncia cibernética en redes sociales en respuesta a la violencia basada en género. PP. 26-43 �33 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Sumado a lo anterior, hay que mencionar que la REDNES “Red No Están Solas” (González, 2019), que tiene como objetivo a la lucha a favor de los derechos de las mujeres y su reivindicación, es la organización que también ha ayudado a que la denuncia cibernética tenga cabida dentro de la sociedad mexicana, debido a que sus protestas se articulan, en la actualidad, en base a los escraches. D. Venezuela En Venezuela, también se utiliza el concepto de “escrache”, sin embargo, a diferencia de los otros países, aquí es el Gobierno nacional el que promueve medidas contra las denuncias cibernéticas, encontrando en la página oficial de la Comisión Nacional de Telecomunicaciones del Ministerio del Poder Popular para la Comunicación e Información del Gobierno Bolivariano de Venezuela estas medidas que se pueden llevar a cabo para prevenir o reprimir este tipo de denuncias, respondiendo la pregunta de ¿Qué hacer si eres víctima del escrache virtual?. Este país es el único que se ha manifestado de forma indirecta, pero de manera orgánica en contra de las denuncias virtuales, también llamadas “escraches”. IV. LA DENUNCIA CIBERNÉTICA COMO HERRAMIENTA DEL CIBERFEMINISMO Desafíos Jurídicos y tejer sino y sobretodo, cabe la posibilidad de empezar a deshacer y destejer el género y la red también, desde afuera de las mismas redes. Una de las grandes posibilidades que permite la virtualidad es la asociaciones de mujeres o agrupaciones feministas que han posibilitado el acceso y la proximidad a otras mujeres con los mismos intereses o las mismas situaciones de vida y han fomentado encuentros y militancias virtuales que, en ocasiones, se convierten en acciones concretas fuera del ciberespacio. En el caso que exponemos, estas utilizan los escraches o funas como una forma de resistencia y lucha contra la violencia patriarcal, las redes sociales han permitido a estas redes de mujeres o redes feministas nuevas maneras de protestar, no solo nuevos formatos sino también nuevos discursos, recogiendo incluso las microviolencias, aquellas que no tenían espacio de expresión oficial ante policías o tribunales y que quedaban reducidas a la intimidad de la víctimas. Según Bonavitta, la denuncia cibernética ha venido a desafiar al miedo, al temor, a la culpa y a permitir la liberación. Las víctimas se expresan y en ese decir encuentran la posibilidad de recuperar su poder, el poder entendido en términos colectivos y no individuales exclusivamente. Contrariamente a lo que se pudiera creer, desComo hemos visto en la experiencia de los di- de una visión patriarcal, la posibilidad que se ferentes países analizados, los movimientos les ofrece a través de la denuncia cibernética, feministas han generado acciones y discursos de manifestar su vivencia y de ser apoyadas que repolitizan las tecnologías de información por otras, ha hecho a las mujeres cobrar fuery comunicaciones. A través de los que se ha za, recuperar su dignidad y lograr encauzar denominado el ciberfeminismo, Zafra (Netia- en la mayoría de los casos positivamente su nas. N (h) acer mujer en Internet , 2015) des- enojo hacia el victimario, generando redes de taca que no solo se empieza a habitar, hacer apoyo, de sororidad y de acompañamiento Patricia Reyes Olmedo y Rafael Ríos Lambruschini �34 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx entre ellas, que incluso en algunos casos han permitido la persecución penal y condena de los victimarios. Lo anterior debe ser entendido en el contexto de una sociedad en la que las instituciones a quienes corresponde la tarea, no solo no acompañan a las víctimas de violencia de género, sino que las revictimizan y las exponen a las decisiones de una justicia patriarcal. Corte Suprema ha fallado, confirmando sentencias de las Cortes de Apelaciones a nivel nacional, señalando que la libertad de expresión es un derecho que tiene límites y que estos tipos de actos vulneran el derecho a la honra, ordenando eliminar el contenido difamatorio de las redes sociales. Asimismo lo han determinado las Cortes de Apelaciones al indicar, la Corte de Apelaciones de Santiago, “que el comportamiento En el ámbito feminista al menos, y como me- llevado a cabo por los recurridos en cuanto canismo del ciberfeminismo, la funa o el es- imputa a los actores un actuar inadecuado y crache son efectivos en el marco de un Esta- eventualmente contrario a derecho y deciden do que no se responsabiliza por sus víctimas, conforme a ello darlo a conocer públicamenpues omite o no concreta políticas públicas te constituye un acto arbitrario e ilegal. Es con perspectiva de género, incluso encubre además arbitrario, por cuanto, la recurrida se a los violentos. Se trata en consecuencia de aparta de un comportamiento racional dentro una especie de acción colectiva, pues reper- de una sociedad en la que existe un estado cute en otras mujeres y situaciones y permite de derecho en que nada impide a quien se ve posicionar y fortalecer un discurso capaz de afectado, en el ejercicio de sus derechos, acuprovocar un rechazo social efectivo frente a dir a los tribunales de justicia en resguardo de los mismos como se había hecho en un inicio las conductas machistas y violentas. y solicitar las medidas tendientes a obtener el cumplimiento de lo resuelto por la judicatura V. CONSECUENCIAS JURÍDICAS QUE (Acción de Protección de Rol -2020, de fecha PODRÍA ACARREAR LA DENUNCIA 26 de julio de 2021. )”, añadiendo también en CIBERNÉTICA EN CHILE el mismo considerando que, “no pueden […] La denuncia cibernética, como anunciamos, ejercer una autotutela en una situación que no está regulada en ninguna norma del orde- la ley no se los permite y que afecta las ganamiento jurídico chileno, sólo de forma indi- rantías constitucionales de los actores, como recta como parte de las consecuencias que son el derecho a su honra que se ve afectado podría acarrear determinados hechos, muy con la denostación que se realizó y el derecho precisos en sus requisitos, referidos a imputar a no ser juzgado por comisiones especiales, pues los recurridos por sí juzgan y sanciona el a alguien una determinada conducta. No obstante lo anterior, la Corte Suprema y comportamiento de los recurrentes, por lo que las Cortes de Apelaciones se han pronuncia- el recurso de protección debe ser acogido y do al respecto, fijando, salvo algunas mínimas brindar la cautela que resguarde los derechos excepciones, un criterio uniforme ante las constitucionales amagados (Acción de Pro“funas”. La Tercera Sala Constitucional de la tección de Rol -2020, de fecha 26 de julio de La denuncia cibernética en redes sociales en respuesta a la violencia basada en género. PP. 26-43 �35 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 2021. )”. La Corte de Apelaciones de Rancagua por su parte, ha señalado que “si bien el resguardo de la libertad de expresión resulta indispensable para el desarrollo de una sociedad democrática, lo cierto es que su ejercicio no tiene un carácter absoluto sino que reconoce como límites el respeto de otros derechos en términos tales que estos últimos no resulten afectados en su esencia, que es lo que ocurre en este caso, mediante las expresiones contenidas en las publicaciones que se reprochan, en cuanto, además de imputársele la comisión de un delito grave, no se le otorga la posibilidad de controvertir tales afirmaciones, afectándose así su honra y dignidad (Acción de Protección de Rol -2020, de fecha 26 de julio de 2021. )”. Podemos concluir de lo anterior que, el criterio al que adhieren los Tribunales Superiores de Justicia (Corte Suprema y Cortes de Apelaciones), es decir, el repudio de la funa, se basa, básicamente, en preferir o favorecer el derecho a la honra y la dignidad por sobre el derecho a la libre expresión que tienen las personas, aun cuando, y al parecer, este tipo de denuncias estén debidamente fundamentadas, argumentando con ello que, para una correcta resolución de conflictos existen procedimientos pertinentes y que, por lo demás, la autotutela en nuestro ordenamiento jurídico no es una vía válida de resolución de controversias. Además de las consecuencias que pueden nacer del primer estadio de la denuncia cibernética, es decir, las consecuencias psicosociales, como la revictimización o victimización secundaria de la presunta víctima de la conducta expuesta, y en contraposición, el posi- Desafíos Jurídicos ble escarmiento y rechazo social que puede causar en la vida de la persona que está siendo expuesta por este hecho o hechos en particular, encontramos un segundo estadio que hace referencia a las consecuencias jurídicas que puede conllevar esta acción, en razón de que en principio la “funa” o “escrache” está sujeto a posibles repercusiones jurisdiccionales. Si bien, como anticipamos, la denuncia cibernética no está regulada de forma expresa dentro del ordenamiento jurídico chileno, sí encontramos regulaciones jurídicas respecto de las conductas involucradas, por una parte la persona que es objeto de esta “funa” o “escrache” goza de las siguientes prerrogativas, amparado directamente con el derecho de defensa regulado en el artículo 19 N° 3 inciso segundo de la Constitución Política de la República: a. Querella por injurias y/o calumnias, en sede penal, que corresponden a la denuncia de alguna ofensa o acción grave que genere un daño en la honra o descrédito público, o la denuncia de un delito falso. b. Acción de protección, ante Corte de Apelaciones, regulada en el artículo 20 de la actual Constitución de la República de Chile, amparándose en la protección de los derechos fundamentales regulados en el artículo 19 de la misma Carta Magna. c. Demanda por indemnización por daños y perjuicios por responsabilidad extracontractual, en sede civil, artículos 2314 y siguientes del Código Civil Chileno. Se basa en la idea que todo daño debe ser indemnizado, y en estos casos podría tener cabida el daño moral. Esta Patricia Reyes Olmedo y Rafael Ríos Lambruschini �36 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx institución no es tan recurrente como las dos anteriores. d. Denuncia, en sede administrativa, por conductas en que estén involucrados funcionarios públicos, o integrantes de establecimientos educacionales, por ejemplo. En este caso, y a decisión de la autoridad administrativa, se podrá dar inicio a procedimiento sumarial. A continuación, revisaremos las dos primeras alternativas. A. Injurias y/o calumnias La injuria es toda expresión declarada o acción ejecutada en deshonra, descrédito o menosprecio de otra persona, este delito se basa en la intención de quebrantar la posición en relación con el resto de los individuos en la sociedad (Código Penal de Chile, Artículos 416-420., 1874). La calumnia por su parte es uno de los tipos penales contra el honor que se comete cuando se imputa a otra persona un delito a sabiendas de que la acusación realizada es falsa (Codigo Penal de Chile, 1874), esta acción delictual en particular trata de imputaciones de conductas penales que pueden perseguirse de oficio, es decir, sin el requerimiento de una persona. Es necesario aclarar que ambas figuras son de acción privada, es decir, no pueden ser perseguidas de oficio por los poderes públicos, sino que es necesaria la intervención de la persona afectada como actora principal de la acción y como parte en el proceso judicial. En este acápite en particular revisaremos los artículos del Código Penal atingentes al aná- lisis, es decir, los artículos 413, 417 y 418 del Código Penal, que señalan: “Art. 413: La calumnia propagada por escrito y con publicidad será castigada: 1. Con las penas de reclusión menor en su grado medio y multa de once a veinte unidades tributarias mensuales, cuando se imputare un crimen. 2. Con las de reclusión menor en su grado mínimo y multa de seis a diez unidades tributarias mensuales, si se imputare un simple delito.” “Art. 417: Son injurias graves: 1. La imputación de un crimen o simple delito de los que no dan lugar a procedimiento de oficio. 2. La imputación de un crimen o simple delito penado o prescrito. 3. La de un vicio o falta de moralidad cuyas consecuencias puedan perjudicar considerablemente la fama, crédito o intereses del agraviado. 4. Las injurias que por su naturaleza, ocasión o circunstancias fueren tenidas en el concepto público por afrentosas. 5. Las que racionalmente merezcan la calificación de graves atendido el estado, dignidad y circunstancias del ofendido y del ofensor.” “Art. 418: Las injurias graves hechas por escrito y con publicidad, serán castigadas con las penas de reclusión menor en sus grados mínimo a medio y multa de once a veinte unidades tributarias mensuales. No concurriendo aquellas circunstancias, las penas serán reclusión menor en su grado mínimo y multa de seis a diez unidades tributarias mensuales.” La denuncia cibernética en redes sociales en respuesta a la violencia basada en género. PP. 26-43 �37 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Del tenor de estas disposiciones, aquella persona que toma la decisión de exponer una situación por la que pasó y no cuenta con las pruebas o argumentos suficientes para fundar dicha declaración estará expuesta a que la “persona afectada” por tal publicación pueda accionar en su contra fundamentando que se le está vulnerando el honor o se le está imputando de un hecho que no es verídico. En este caso estaremos frente a una calumnia, por ejemplo, cuando una persona imputa falsamente a otra el hecho de haberle violado o abusado sexualmente, esto porque se le está imputando un delito que puede perseguirse de oficio. Por otra parte, estaremos frente a una injuria cuando esta imputación sea, por ejemplo, respecto de una situación de acoso sexual, esto porque, en primer lugar, el acoso sexual genérico no es una conducta tipificada por el ordenamiento jurídico y, en segundo lugar, porque estaría atentando contra el honor de la persona objeto de la publicación, en caso de ser una denuncia sin fundamentos. No obstante, lo anterior, el inciso primero del artículo 415 del código penal chileno regula una eximente de responsabilidad en caso de que se probare el hecho que se le hubiere imputado: Desafíos Jurídicos decir, que lo que se impute sea un delito que pueda perseguirse de oficio, no debería existir, en principio, ningún obstáculo para poder realizarla, eximiendo a la persona que realiza la publicación de responsabilidad penal en cuanto al tipo de calumnias. En esta materia resulta relevante el artículo 431 del Código Penal, que dispone que la acción de calumnia o injuria prescribe en un año, contado desde que el ofendido tuvo o pudo racionalmente tener conocimiento de la ofensa. B. Acción de Protección La acción de protección es aquella que la Constitución Política de la República concede a todas las personas que como consecuencia de actos u omisiones arbitrarias o ilegales, sufren privación, perturbación o amenaza a sus derechos y garantías constitucionales (Biblioteca del Congreso Nacional de Chile (BCN). ). Esta acción se interpone en las Cortes de Apelaciones y puede tener como consecuencia eliminar el acto de exposición en cuestión. Este es, por regla general, un proceso más ágil que el proceso en sede penal, ya que no evalúa si la acusación es cierta o no, o las motivaciones que existen detrás de las publicaciones. En cualquiera de los casos, el plazo que tiene la persona para interponer esta acción es de 30 días corridos una vez ocurrida la vulneración, o mientras siga publicada. “Art. 415: El acusado de calumnia quedará exento de toda pena probando el hecho criminal que hubiere imputado. La sentencia en que se declare la calumnia, si el ofendido lo pidiere, se publicará por una La discusión en torno a la colisión de derechos vez a costa del calumniante en los periódicos fundamentales en materia de “funa” o “escraque aquél designare, no excediendo de tres.” che” ha sido uno de los temas más controvertidos en los últimos años, y es que, nos enconDe lo que podríamos inferir que, si la denun- tramos con dos derechos fundamentales en la cia cibernética está propiamente fundada y palestra. Por una parte, está el derecho de la argumentada, en el caso de la calumnia, es persona que realiza la denuncia cibernética, Patricia Reyes Olmedo y Rafael Ríos Lambruschini �38 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx por un particular que denunció ser objeto de “funas”, al ser acusado de violador, a través de la red social Instagram. La Corte de Apelaciones de Santiago señaló en su fallo que “[...] baste para rechazar la acción deducida el hecho que la publicación a que alude la parte recurrente es una privada, esto es, a la que no tiene acceso cualquier persona, sino solo aquéllas autorizadas por la dueña de la cuenta de Instagram, de modo que, en esta colisión entre el derecho a la honra y la libertad de expresión, en este caso concreto debe primar la segunda, puesto que no son de público conocimiento los dichos de la parte recurrida [...](Corte Suprema de Chile (CS). Confirma Sentencia de Rol N° 39988-2021 de fecha 29 Al respecto, en el año 2021, la Corte Suprema de junio de 2022. Causa Rol N° 32886-2022 confirmó la sentencia dictada por la Corte de de fecha 29 de julio de 2022.)”. Por lo que, de Rancagua, que acogió el recurso de protec- lo anterior desprendemos que no existiría una ción por “funas” a través de redes sociales, y vulneración grave a los derechos de una perordenó a las recurridas eliminar todo conte- sona si la denuncia cibernética se realiza en nido publicado en deshonra o descrédito de una red social de carácter privado y, con esto, la recurrente en redes sociales, y, además, primaría el derecho a la libertad de expresión abstenerse de realizar publicaciones de la considerando que la información en estos permisma índole de las ya señalada (Corte Su- files no es de público acceso. prema de Chile (CS). Confirma Sentencia de Rol N° 3492-2021 de fecha 12 de mayo de En consecuencia, el derecho fundamental de 2021. Causa Rol N° 38424-2021 de fecha 17 protección a la honra y la vida privada se vería de junio de 2021.). Lo anterior constata una vulnerado sí, y sólo sí, se realiza en una red de las posturas que ha tomado la jurispruden- social pública y de libre acceso, por lo que, y cia nacional en Chile, es decir, la protección respecto de la colisión de derechos fundamendel derecho a la honra, sobreponiendo dicho tales en los casos de “funas” o “escraches”, derecho por sobre el derecho a la libre expre- no podría ponerse en tela de juicio la vulnerasión que tiene la persona que expone los he- ción de dicho derecho si estas publicaciones se realizan en redes sociales privadas, caso chos de forma pública. en el que el derecho a la libre expresión preNo obstante lo anterior, recientemente la valecería ante la honra de la persona objeto misma Corte Suprema confirmó el fallo de la de esta denuncia cibernética,. Por último, se Corte de Apelaciones de Santiago que des- debe considerar que, si la persona propietaestimó la acción de protección interpuesta ria del perfil en redes sociales tiene su cuenta es decir, el derecho a la libertad de opinión y de expresión, que incluye el no ser molestado a causa de sus opiniones, el de investigar y recibir informaciones y opiniones y el de difundirlas, sin limitación de fronteras, por cualquier medio de expresión (Constitución Política de la República de Chile, 11 agosto 1980), y por la otra, tenemos el derecho de la persona que es objeto de dicha cibernética, es decir, el derecho al respeto y protección a la vida privada y a la honra de la persona y su familia, y asimismo, la protección de sus datos personales (Constitución Política de la República de Chile , Artículo 19 N°. 4 inciso 1° , 11 de agosto de 1980). La denuncia cibernética en redes sociales en respuesta a la violencia basada en género. PP. 26-43 �39 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 privada, quienes pudiesen interactuar con la publicación no podrían compartirla, al menos, desde el perfil de la autora o el autor de dicha denuncia en cuestión. De lo anterior, colegimos que la jurisprudencia está conteste en el criterio de considerar que una “funa” por red social no puede ser considerada legítima defensa, debido a que es un mecanismo de autotutela prohibido por el legislador (Corte de Apelaciones de Santiago. Acción de Protección de Rol N° 63746-2020, de fecha 25 de septiembre de 2019), sin embargo, nada se ha dicho respecto de otra eximente de responsabilidad, es este caso exculpante, que ha estado en la palestra desde que entró en vigencia la reforma penal que, de algún modo, integró la perspectiva de género en algunos parágrafos del ordenamiento jurídico penal chileno, y es que la Ley N° 20.480 de diciembre de 2010, además de tipificar la figura del femicidio y regular otras modificaciones, introdujo en el artículo 10 N° 11 del Código penal chileno una nueva forma de estado de necesidad como eximente de responsabilidad penal. Desafíos Jurídicos prolongado en el tiempo, y podemos tomar esto en diversos sentidos. Por una parte, y respecto del efecto psicológico que causa esta conducta en la presunta víctima, sabemos que hay quienes se han tardado meses, e incluso años, en confesar que han sido víctimas de agresiones físicas, psíquicas o sexuales. Pero, por otro lado, el efecto prolongado de algunos delitos puede referirse a delitos reiterados en el tiempo, de los cuales, y por diversas razones, las víctimas no pueden escapar. Ahora bien, ¿por qué traemos este tema en particular a colación? Y ¿qué relación tiene con nuestro trabajo de investigación? Hay conductas o delitos de los que puede estar siendo víctima una persona que se estén difiriendo y prolongando en el tiempo, ya sea por conductas tipificadas contra la indemnidad sexual, contra la salud u otras. También existen casos, por ejemplo, en los que la víctima ha denunciado actos y se encuentran, por ejemplo, con órdenes de alejamiento, pero que, sin embargo, se rompen dichas medidas. La pregunta a continuación es ¿podría tener En el año 2012 se absolvió a una mujer que cabida esta causal regulada en los eximentes estaba siendo juzgada por parricidio en cir- de responsabilidad respecto de las conductas cunstancias en que había vivido violencia in- típicas en las cuales podría recaer la denuncia trafamiliar durante 18 años de su vida, argu- cibernética? Para responder esto, tenemos, mentado que se encontraba en un estado de en primer lugar, que identificar en qué casos necesidad debido a que estaba siendo víctima podría aplicarse y, en segundo lugar, analizar de un peligro permanente por encontrarse en los requisitos de procedencia de la causal en una situación de vulnerabilidad respecto de cuestión. las agresiones que vivía junto con su hijo (ViDebemos tener en cuenta que, según lo analillegas & Sandrini, 214) zado bajo la lógica del supuesto de calumnias Entonces, sabemos que los delitos suceden y la regla del artículo 415 del Código Penal, de una forma, pero pueden tener un efecto este tipo penal quedaría fuera de este análiPatricia Reyes Olmedo y Rafael Ríos Lambruschini �40 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx Por tanto, si nos ponemos en el supuesto hipotético de una persona que está sufriendo de una agresión o un acoso reiterado, y ya habiendo hecho denuncias correspondientes, esta persona decide denunciar este hecho de forma pública y mediante redes sociales a su agresor o agresora, encontramos el mal inminente fundado en el temor de que puede volver a pasar en cualquier momento, el hecho de que no existiría otro medio practicable y menos perjudicial que las redes sociales, y comparándolo con el caso que mencionamos En consecuencia, si consideramos que ten- en un principio de esta sección, podríamos dría cabida en el supuesto de injurias, debe- confirmar que la denuncia cibernética es, en mos ahora ceñirnos a lo señalado en el artí- la mayoría de las casos, menos perjudicial culo 417 del Código Penal, que indica: “Son que, por ejemplo, un arma para defenderse. injurias graves: 1. La imputación de un crimen Por supuesto que el mal causado sería suso simple delito de los que no dan lugar a pro- tancialmente inferior a la agresión física, y, por cedimiento de oficio.”, es decir, aquellos de- último, la función que cumple el cuarto requilitos de acción particular o de acción pública sito es la de aclarar que la eximente no proceprevia acción particular. Dentro de estos de- derá cuando el mal haya sido intencionalmenlitos encontramos las lesiones menos graves, te originado por quien actúa necesariamente las lesiones falta y el delito de amenazas, o cuando, por su oficio o cargo, tenga la obliademás de otras conductas que no están tipi- gación de exponerse al peligro (Castillo , 216), ficadas propiamente tal como delitos, como el es decir que la presunta víctima y persona que acoso, que podrían tener lugar en esta teoría. imputa públicamente el hecho no haya cauLuego, los requisitos de procedencia del es- sado la situación en particular, requisito que tado de necesidad exculpante son cuatro: el también se cumpliría en el supuesto. primero es el mal actual o inminente, el segundo es que no exista otro medio practicable Cabe destacar que, si bien, esta norma moy menos perjudicial para evitarlo y, en tercer dificatoria nace con el objetivo de integrar, de lugar, que el mal causado no sea sustancial- alguna forma, la perspectiva de género en el mente superior al que se evita, y por último, área penal del ordenamiento jurídico chileno, que el sacrificio del bien amenazado por el mediante la Ley N° 20.480, que modifica el mal no pueda ser razonablemente exigido al Código Penal y la Ley N° 20.066 sobre vioque lo aparta de sí o, en su caso, a aquel de lencia intrafamiliar, estableciendo el “femiciquien se lo aparta siempre que ello estuviese dio”, aumentando las penas aplicables a este o pudiese estar en conocimiento del que ac- delito y reforma las normas sobre parricidio, esta causal en particular no es aplicable sólo túa. para aquellas personas del género femenino, sis toda vez que, según lo señalado en dicho artículo, si se prueba que el hecho imputado, perseguible de oficio, es tal, la persona que incurre en este tipo de la supuesta calumnia quedaría libre de todo castigo, por lo que no cabría aplicar la regla del artículo 10 N° 11 del mismo cuerpo normativo. No obstante, en el caso del tipo penal de injurias no cabe la regla del señalado artículo 415, por lo que esta exculpante sí podría tener cabida si hablamos solo de injurias. La denuncia cibernética en redes sociales en respuesta a la violencia basada en género. PP. 26-43 �41 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 sino que es aplicable a todas las personas por igual. VI. CONCLUSIONES La “funa” o “escrache” no es un fenómeno jurídico social nuevo, sin embargo, en la sociedad de redes ha evolucionado respecto de los medios y discursos utilizados, las tecnologías de información y comunicaciones la han puesto al alcance de todas las personas a lo largo de todo el mundo. Quienes utilizan este mecanismo deben tener en cuenta, como se ha manifestado por parte de algunos tribunales, que dicha denuncia debe estar debidamente justificada y ser utilizada como ultima ratio. También se debe tener en cuenta que la imputación cibernética puede ocasionar diversas consecuencias para las partes involucradas, dentro de las cuales, además de la revictimización, encontramos procesos judiciales iniciados por la persona afectada por la denuncia, siendo los más comunes en la práctica del ordenamiento jurídico chileno, la querella por injurias y/o calumnias y la acción constitucional de protección. Podemos destacar también que la denuncia cibernética que nace como respuesta a violencia de género, manifestación de lo que se ha denominado el ciberfeminismo, no necesariamente constituye un enjuiciamiento propiamente tal, sino que muchas veces busca dar a conocer e informar la propia realidad de la persona que toma la decisión de exponer los hechos por los que ha pasado. En este sentido, la virtualidad se ha convertido en un territorio de disputas en el cual las feministas exploran las posibilidades que ofrecen las tecnologías de la comunicación y la información para la lucha contra la Desafíos Jurídicos violencia de género. Las mujeres como sujetos políticos buscan a través de ellas sus propios mecanismos de acción para intentar combatir los machismos y sus violencias, que colabore también en desenmascarar la falta de justicia que existe debido a un sistema creado por y para la protección de hombres heterosexuales cis-género, donde normalmente el juzgamiento carece de perspectiva de género, pero si tiene mucha discriminación, invisibilización o revictimización hacía los grupos de la sociedad que se encuentran vulnerados por la violencia patriarcal. Es interesante en este sentido, la aplicación por parte de algunos tribunales de la }perspectiva de género en la resolución de conflictos originados en las denuncias virtuales de estas conductas. Entendemos que este es el camino a seguir. TRABAJOS CITADOS Doctrina y otros Biblioteca del Congreso Nacional de Chile (BCN). Recurso de Protección. https://www.bcn.cl/leyfacil/recurso/recurso-de-proteccion. Bonavitta, Paola, Presman, Clara, & Camacho Becerra, Jeli. (2020). Ciberfeminismo. Viejas luchas, nuevas estrategias: el escrache virtual como herramienta de acción y resistencia. Anagramas -Rumbos y sentidos de la comunicación-, 18(36), 159-180. https://doi.org/10.22395/angr. v18n36a9 Castillo, Juan Pablo (2016). “El estado de necesidad del artículo 10 n° 11 del Código penal chileno: ¿Una norma bifronte? Elementos para una respuesta negativa”. Política criminal, 11(22). Págs. 340-367. Couture, Eduardo (1989). “Estudios de Derecho Procesal Civil”. Tomo I, La Constitución y el Proceso Civil, 3ª Ed. Buenos Aires: Ediciones Depalma. Patricia Reyes Olmedo y Rafael Ríos Lambruschini �42 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx Gobierno Bolivariano de Venezuela. “¿Qué hacer si eres víctima de escrache?”, http://www.conatel.gob.ve/que-hacersi-eres-victima-del-escrache-virtual/. González, Gema (2019). “Escraches en redes feministas uni- Jurisprudencia Argentina. Superior Tribunal de Justicia de Entre Ríos (Sala Civil y Comercial). Considerando e.2.- de Expte. Nº 8536 de 12 de abril de 2022. versitarias: una estrategia contra la violencia de género Colombia. Corte Constitucional (la Sala Quinta de Revisión hacia las mujeres”. Comunicación y Medios, (40). págs. de la Corte Constitucional). Fallo T-275/21 de 18 de agos- 170-182. to de 2021 Sahuquillo, María; MARS, Ana (2017). El País, “Yo también y la revolución de las mujeres”. Disponible en https://elpais.com/internacional/2017/12/23/actualidad/1514057371_076739.html Jaramillo, Cruz; CARNAVAL, Gladys (2020).“Violencia de género: Un análisis evolutivo del concepto”. 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If you’ve been sexually harassed or assaulted write ‘me too’ as a reply to this tweet [tweet] https://twitter.com/alys- Legislación sa_milano/status/919659438700670976?lang=es Código Penal de Argentina. 30 de abril de 1922. Argenti- Prensa Obrera. publicado el 11 de diciembre de 2018. “La denuncia de Thelma Fardin // Conferencia de prensa de Actrices Argentinas”. Disponible en https://www.youtube. com/watch?v=7W6jwnyrZ7U. ROFFO, Julieta (2018). Clarín, “#MeToo argentino; Thelma Fardin: los laberintos del patriarcado y los límites del es- na. http://servicios.infoleg.gob.ar/infolegInternet/ane- xos/15000-19999/16546/texact.htm. Código Penal de Chile (CP). 12 de noviembre de 1874. Chile. https://bcn.cl/2ypxz. Constitución Política de la República (CPR). 11 de agosto de 1980. Chile. https://bcn.cl/2f6sk. crache”. 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PP. 26-43 �Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Patricia Reyes Olmedo y Rafael Ríos Lambruschini 43 Desafíos Jurídicos �44 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx Detalles sobre la publicación, incluyendo instrucciones para autores e información para los usuarios en: https://desafiosjuridicos.uanl.mx/ index.php/ds Jorge Villalobos Portalés (Universidad de Málaga, España) La propuesta comunitaria de ley de inteligencia artificial y el «invierno legislativo». pp.44-57. Fecha de publicación en línea: 31 de julio de 2023. Publicado en Desafíos Jurídicos La Conjugación del Derecho. Todos los derechos reservados. Permisos y comentarios, por favor escribir al correo electrónico: desafios.juridicos@uanl.mx Desafíos Jurídicos Vol. 3 Núm. 5, Julio-Diciembre 2023, es una publicación semestral editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Derecho y Criminología. Dirección de la publicación: Av. Universidad s/n Cd. Universitaria C.P. 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. desafiosjuridicos.uanl.mx,desafiosjuridicos@uanl.mx. Editora responsable: Dra. Amalia Guillén Gaytán, Facultad de Derecho y Criminología. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo núm. 04-2022-041510211500-102. ISSN 2954-453X, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización: Dr. Paris Alejandro Cabello Tijerina, Facultad de Derecho y Criminología, Av. Universidad s/n, Cd. Universitaria, C.P., 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. 94 ejan la postura del editor de la revista Desafíos Jurídicos. Todos los artículos son de creación original del autor, por lo que esta revista se deslinda de cualquier situación legal derivada por plagios, copias parciales o totales de otros artículos ya publicados y la responsabilidad legal recaerá directamente en el autor del artículo. Se autoriza compartir, copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato; y de remezclar, transformar y construir a partir del material, citando siempre la fuente completa. Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0 Internacional. DIRECTORIO INSTITUCIONAL RECTOR: DR. SANTOS GUZMÁN LÓPEZ SECRETARIO GENERAL: DR. JUAN PAURA GARCÍA DIRECTOR DE LA FACULTAD DE DERECHO Y CRIMINOLOGIA: DR. MARIO ALBERTO GARZA CASTILLO REVISTA DESAFÍOS JURÍDICOS DIRECTORA: Dra. Amalia Guillén Gaytán COORDINADOR: Dr. Mario Alberto García Martínez COORDINADORA DEL NÚMERO: Dra. Karina Soto Canales ASISTENTE EDITORIAL: Mtra. Angélica Rubí Rodríguez Aguirre ADMINISTRACIÓN DEL SITIO WEB: M.A. Daniel Vázquez Azamar EDICIÓN TEXTUAL Y CORRECCIÓN DE ESTILO: María Alejandra Villagómez Sánchez REDACCIÓN: Paola Stephania Muñiz Lupian ILUSTRACIÓN DIGITAL DE LA PORTADA: M.A. Daniel Vázquez Azamar “Burning Metaverse” © 2023 �Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 45 Desafíos Jurídicos La propuesta comunitaria de ley de inteligencia artificial y el «invierno legislativo» The community proposal of law of artificial intelligence and the «legislative winter» Fecha de publicación en línea: 31 de julio de 2023 Por: Jorge Villalobos Portalés* * https://orcid.org/0000-0002-9148-9678 Universidad de Málaga, España Resumen. En estas últimas décadas, la evolución de la inteligencia artificial ha sido estratosférica, frenética. Sin embargo, la regulación y protección en cuanto a los riesgos que atañe no ha podido desarrollarse a un nivel parejo (por prácticas obviedades). Por tanto, una Propuesta de Ley de Inteligencia Artificial como la llevada a cabo por la Unión Europea resulta de una relevancia sin paliativos. Es más, si bien el texto nace con el afán de prevenir y proteger los peligros en cuanto a los sistemas de inteligencia artificial de última generación, también contiene otros posibles usos muy útiles en campos como el de la Defensa de la Competencia. Con todo esto, análogamente existen desventajas en ella. Esta Propuesta de Ley de Inteligencia Artificial puede significar un desincentivo económico para los proveedores de tales programas o, aún peor, un freno en la inversión a niveles donde se encuentre en un invierno, es decir, que se produzca un «invierno legislativo». Palabras clave: Regulación, Inteligencia Artificial, Comunidad Abstract. In recent decades, the evolution of artificial intelligence has been stratospheric, frenetic. However, regulation and protection in terms of the risks involved has not been able to develop at an even level (due to practical truisms). Therefore, an Artificial Intelligence Bill such as the one proposed by the European Union is of unmitigated relevance. What is more, although the text was created with the aim of preventing and protecting the dangers of the latest generation of artificial intelligence systems, it also contains other possible uses that are very useful in fields such as the Defence of Competition. However, there are also disadvantages to it. This Artificial Intelligence Bill may mean an economic disincentive for the providers of such * Asociación de Críticos y Escritores de Andalucía ACE, Centro cultural Generación del 27, Círculo Literario Napolitano, Diputación de Málaga, Editorial Hiperión, IES Pedro Jiménez Montoya de Baza, Sociedad Protectora de Animales y Plantas, Universidad Antonio de Nebrija, Universidad de Córdoba, Universidad de Málaga �46 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx programmes or, even worse, a brake on investment to levels where it is in a winter, i.e. a “legislative winter”. Keywords: Regulation, Artificial Intelligence, Community 1. INTRODUCCIÓN 1.2. SÍNTESIS DE LA ESTRUCTURA DE LA PROPUESTA DE LEY DE 1.1. EXPLICACIÓN BREVE INTELIGENCIA ARTIFICIAL DE LA UE La actualidad siempre acecha. Resulta inexo- (PLIA), DEL 21 DE ABRIL DE 2021 rable para el Derecho conseguir estar al mismo nivel en su regulación que el de los avances en nuevas tecnologías. Sin embargo, no por ello deja de ser menos loable la intención de ofrecer marcos normativos para el seguro funcionamiento del mercado. Análogamente, en determinadas propuestas a veces se ofrecen más posibilidades de las que propiamente recoge el mismo texto. Es en este sentido lo que se plantea en este trabajo: las posibles implicaciones para la Defensa de la Competencia en el uso como instrumento normativo de la Propuesta de Ley de Inteligencia Artificial (en adelante, la PLIA), del 21 de abril de 2021 de la UE, discutida en los meses de octubre y noviembre y la cual se reformó en sus artículos 8 hasta el 15, en enero de 2022. Entre sus implicaciones y uso, por ejemplo, imposibilitaría la existencia de sistemas de IA que pudieran realizar conductas prohibidas1. La PLIA se divide, tras un preámbulo bastante pormenorizado, en 12 Títulos con un total de 85 artículos y las “Fichas” finales. Respectivamente, los distintos Títulos se separan en capítulos. Al final del documento, se aportan los distintos modelos de “Fichas”. Además de la Propuesta y de manera separada, se encuentra el documento de los respectivos Anexos a los cuales se va referenciando a lo largo del cuerpo normativo. Estos son un total de 9. En cuanto al texto de la PLIA, un análisis sintetizado sobre las de la economía de los datos”, en La aplicación del derecho de la competencia en la economía de los datos, dir. Olmedo Peralta, Editorial Aranzadi, Cizur Menor; Pastrana Espárraga, M. (2021), “Los precios personalizados como práctica anticompetitiva de discriminación mediante el uso de algoritmos”, en El sistema jurídico ante la digitalización: estudios de derecho privado, dir. Paniagua Zurera, Tirant lo Blanch, Valencia; 1   Sobre el uso de IA o algoritmos en prácticas prohibidas, Pastrana Espárraga, M. (2021), “Algoritmos, big data e inte- véase Robles Martín-Laborda, A. (2018). “Cuando el carte- ligencia artificial: nuevos desafíos en el derecho de la com- lista es un robot: colusión en mercados digitales mediante al- petencia”, en La aplicación del derecho de la competencia goritmos de precios”, Actas de derecho industrial y derechos en la economía de los datos, dir. Olmedo Peralta, Editorial de autor, Tomo 38, pp. 77-103. Olmedo Peralta, E. (2021), Aranzadi, Cizur Menor. “El reto de adaptar el derecho de la competencia a la lógica La propuesta comunitaria de ley de inteligencia artificial y el «invierno legislativo» PP. 44-57 �47 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos Prácticas de Inteligencia Artificial prohibidas (Título II): el enfoque de la PLIA se divide según los riesgos que distingue por los usos de Ámbito de aplicación y definiciones (Título la IA, siendo estos tres: inaceptable; alto; bajo I): en el Título I se encuentran tanto el objeto o mínimo. Las prácticas que se prohíben par(art. 1), el ámbito (art. 2), donde sí afecta en ten tanto por la consideración de ser contrarias materia de comercio electrónico y excluye, a los propios valores de la UE en materia de aunque no figure como tal en el artículo 2, Derechos fundamentales, por ejemplo, como toda la materia referida a vehículos autóno- así las prácticas que en concreto son suscepmos y responsabilidad civil. El motivo reside tibles de manipular a las personas con técnien la coherencia de la PLIA con el resto de cas subliminales que o bien trascienden su normativas en cuanto a los sistemas de IA consciencia o bien puedan tanto aprovecharde alto riesgo relacionados con productos se de grupos vulnerables (por ejemplo, discacubiertos por legislación de antiguo enfoque pacitados o menores) como producirles daños (aviones, automóviles…), sin embargo, sí de índole físico o psicológico (tanto a ellos afecta a lo referido en comercio electrónico mismos como a terceros). A esto se le debe (como podría ser en el caso de publicidad) sumar lo ya comprendido por la legislación rey a la IA en el servicio público, donde bus- ferida en protección de datos, consumidores ca la coherencia en materia de servicios, en y servicios digitales. También queda prohibida especial los de intermediación (art. 2) por la calificación social con fines generales por parte de la Directiva de comercio electrónico las autoridades públicas a través de sistemas 2000/31/CE y, de mayor actualidad, la DSA. de IA. Como última prohibición se encuentra Otro aspecto interesante reside en las defi- los sistemas de identificación biométrica reniciones del artículo 3 de los sistemas de IA, mota en tiempo real (salvo algunas limitadas donde alude al Anexo I, el cual encierra un excepciones) en el espacio público o de accenumerus clausus de los sistemas de IA que so al mismo con el fin de aplicar la ley. entiende (y entenderá) la PLIA como tal. El motivo se entreve con el hecho del artículo Sistemas de alto riesgo (Título III): se ocupa 4, relacionado con la reforma de este Anexo de aquellos sistemas de IA que suponen un I en concreto, pues así se facilita la posibili- alto riesgo tanto para la salud, la seguridad dad de reformar, ampliar, reducir o reescribir como los derechos fundamentales. Su autoriese Anexo I sin necesidad de tocar el tex- zación queda sujeta dentro del mercado euroto de la PLIA. El hecho de tal necesidad se peo al cumplimiento de los requisitos legales debe por la naturaleza tan cambiante como recogidos en el capítulo 2 y a una evaluación es la de los sistemas de IA, pues el desarro- ex ante de conformidad. En cuanto al capítulo llo es tan vertiginoso que, en caso contrario, 1, se recogen las normas de clasificación que el presente documento se vería expuesto a se enlazan con el Anexo III. Ese anexo recoge continuas reformas que esta vía del artículo un numerus clausus de sistemas de IA que se consideran probados sus riesgos de antema4 agiliza y descarga de la PLIA. no o que cuya probabilidad es indiciariamente diversas partes en las cuales se divide sería el siguiente: Jorge Villalobos Portalés �48 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx asumible que lo sea. Al igual que en el ejemplo anterior, el uso de este anexo cumple la finalidad de permitir su modificación o ampliación de manera ágil y pragmática. En el capítulo 3 se recogen las obligaciones en cuanto a los proveedores de este tipo de sistemas de IA. El capítulo 4 atañe al marco de los organismos en cuanto a su evaluación y el capítulo 5 recoge los procedimientos de tales evaluaciones. El fin de estos capítulos en cuanto a la evaluación de conformidad consiste en minimizar la carga a la que puedan verse sometidos los distintos organismos como operadores económicos. Es interesante este interés en la reducción de tal carga, pues esta aumentará con el tiempo y, sobre todo, ex post de aplicarse y cumplirse tales mecanismos. Serán los propios productos los que demanden nuevos criterios hoy imperceptibles. y temor en el sector privado de que la PLIA acabe por desincentivar más que por promover el desarrollo. Es más, una de las intenciones es precisamente la reducción de la carga normativa a la que se ven sometidas, en especial, tanto las empresas emergentes (como pueden ser startups) y las pymes. Gobernanza y aplicación (Título VI, VII y VIII): dividido en estos tres títulos, el VI se ocupa de los sistemas de gobernanza de ámbito nacional y a escala de la Unión Europea. En este sentido, se establece “el Comité” que consiste en un Comité Europeo de Inteligencia Artificial compuesto tanto por la Comisión como por representantes de los Estados miembros. En el ámbito nacional, corresponde a los Estados la asignación de las autoridades competentes y la selección de una autoridad encargada de supervisar el Obligaciones de transparencia para determi- cumplimiento del Reglamento de la Propuesnados sistemas de IA (Título IV): se centra en ta. Dicha supervisión en la esfera comunitaria los sistemas más limitados en los riesgos que corre a cargo del Supervisor Europeo de Propueden producir y los cuales resultan sobre tección de Datos. El Título VII se centra en todo en determinadas técnicas de manipula- el seguimiento y en establecer una base de ción. Por ejemplo, en materia de manipulación datos gestionada por la Comisión y que recode imágenes, vídeos o análogos (interesante ja aquellos sistemas de IA que vulneren dereen materia de Fake news o el caso del vídeo chos fundamentales. Es más, para que tales manipulado de la última campaña de Obama). sistemas puedan entrar en el mercado, los Se deberá informar a quien interactúe con el proveedores de los mismos están obligados sistema de IA que lo está haciendo. Se preten- a registrarlos. Por último y en relación a este de prevenir cualquier técnica de manipulación aspecto, es justo el Título VIII el que recoge las obligaciones pertinentes de los proveedode la conciencia o emociones del usuario. res de aportar la información necesaria y del Medidas en favor de la innovación (Título seguimiento. Tanto la investigación y el conV): este título resulta tan escueto de explicar trol dentro del mercado de tales obligaciones como de cristalino resulta su propio título: con- y del cumplimiento de los requisitos se llevasiste en medidas a favor de la innovación en rán a cabo por las autoridades de vigilancia materia de sistemas de IA. El motivo de este del mercado conforme al Reglamento (UE) título nace de la fundamentada preocupación 2019/1020 sobre vigilancia del mercado. La propuesta comunitaria de ley de inteligencia artificial y el «invierno legislativo» PP. 44-57 �49 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos Códigos de conducta (Título IX): este título se ocupa de crear un marco que estimule a los proveedores de sistemas que no resulten de alto riesgo a la inclusión de los mismos criterios obligatorios recogidos en el Título III sobre los sistemas de alto riesgo de manera voluntaria en sus sistemas, ofreciendo así una mayor seguridad y compromiso. Desde las no poco polémicas Data Service Act (DSA, en adelante) y Data Market Act (DMA, en adelante), dentro del avance legislativo que lleva a cabo la UE se encuentra la PLIA, gran avance dentro de la UE que la posiciona como pionera en la regulación de la Inteligencia Artificial (IA, en adelante). A colación de dicha Propuesta, también se encuentran todavía más avances como son la Normativa de Disposiciones finales (Títulos X, XI y XII): el algoritmos de China de agosto de 2021 y la de Título X se ocupa en apuntalar la importan- septiembre de 2021. Estados Unidos tampocia de las obligaciones de las partes en lo que co se ha quedado atrás en estos dos últimos atañe a la confidencialidad de la información años. ¿Está siendo, entonces, una tendencia y de los datos, exhortando a su respeto y a legislativa? ¿Qué efectos puede tener sobre normas en relación al intercambio de informa- el mercado? ¿Puede generar un desincentivo ción que se deba al Reglamento propuesto. o hasta una parálisis en su inversión? ¿Se poEsto va parejo a la relación de sanciones con dría estar ante un «invierno legislativo»? Con la finalidad de garantizar la efectividad de la esto, la PLIA destaca, entre otros motivos, por Propuesta. El Título XI trata sobre el ejercicio un elemento que ofrece su exhaustiva lectura: de competencias en delegación y ejecución contiene elementos que pueden ser utilizapara la aplicación uniforme de la Propuesta a dos para la Defensa de la Competencia o que través de los poderes que se les reconoce a pueden influir en él. la Comisión para ello (ejemplo es en materia de modificación de los Anexos I al VIII). Por úl- Desde la CNMC y su reciente acuerdo con la timo, el Título XII hace hincapié sobre el Ane- análoga italiana el 27 de octubre de 2021, se xo III y el imperativo de la evaluación regular acuerda en su artículo II la coordinación en y actualización del mismo a través tanto de materia comunitaria. Por tanto, en aras de diinformes como de exámenes. Cabe destacar cha aplicación dentro de España, ya pionera que se dedica un periodo transitorio que per- al propiciar la creación de la Agencia Estatal mita cierto margen a las partes afectadas a Española conforme a la PLIA en lo referido partir de la fecha inicial de la aplicación del a la Gobernanza, siendo la primera en realiReglamento que se recoge en la Propuesta. zarlo, puede que se ofrezca la posibilidad de transmitir dichas implicaciones y usos a otros Estados miembros. Entonces, ¿cuál sería 2. POSIBLE USO DE LA PLIA PARA dicha aplicación tan reiterada? ¿Y sus impliLA DEFENSA DE LA COMPETENCIA Y caciones? Ya desde la CNMC, ya desde las SUS IMPLICACIONES Autoridades (por ejemplo, la Autoritat Catala2.1 USO DE LA PLIA PARA LA DEFEN- na está usando programas de Machine Learning), ya desde la Agencia Estatal Española SA DE LA COMPETENCIA que se cree (la cual va a constar de un presuJorge Villalobos Portalés �50 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx gra» y los «sesgos algorítmicos». Desde los ya bien conocidos sistemas de Machine Learning o aprendizaje automático, más transparentes, se ha evolucionado a sistemas totalmente opacos y prácticamente incognoscibles hasta para el propio programador. Se trata de sistemas de Deep Learning o aprendizaje profundo con redes neuronales, redes convolucionales y hasta Primer pilar, sobre la auditoría de los sistemas de nombres tan pintorescos como las «Transde IA para crear filtros. Que estos puedan detec- formers». Por tanto, nos encontramos con un tar cuáles sistemas de IA pueden producir con- primer principio necesario de los sistemas de ductas prohibidas, cuáles no, cuáles podrían IA: que puedan ser auditables, esto es, un prinser potenciales y, en caso de que un sistema cipio de trazabilidad o auditoría. auditado cambie hacia conductas prohibidas, prevenirlo. En caso de detectarse, tener como Segundo pilar, la exigencia del principio de evidencia las auditorías de que el sistema de transparencia algorítmica. Sobre los sisIA permitido se ha desvirtuado. Desde la PLIA temas de IA que repercuten en conductas se exige una doble auditoría: en primer lugar, prohibidas, resalta la problemática de la imdesde el propio proveedor de dicho sistema; en posibilidad del «ojo humano» para detectar segundo lugar, permite que las autoridades pú- las intenciones de un algoritmo en sí y, más blicas y las Agencias Estatales (u órganos res- si cabe, cuando resulta ser un sistema de IA ponsables del cumplimiento de la PLIA) audi- opaco. La solución que se ofrece en la PLIA ten dichos sistemas y el registro desde la más se recoge en la exigencia del principio de absoluta confidencialidad. Sin embargo, ¿no transparencia algorítmica, esto es, que todo puede esto afectar a los secretos empresaria- sistema de IA deber ser totalmente transpales? ¿Qué sucede a nivel de sanciones entre rente, trazable y auditable, de manera que no el revelamiento de dichos secretos, por ejem- exista margen de opacidad en el sistema de plo, y ser proveedor de un sistema de IA que IA. Entonces, ¿qué sucede con aquellas IAs ( no cumpla? ¿Puede resultar más barato «irse es IA) que, por naturaleza computacional, son de la lengua» que ser diligente en este nuevo actualmente opacas? Si bien de manera excompliance de IA? Como afirma Susana Cam- plícita la PLIA prohíbe aquellos sistemas de puzano, directora de la Unidad de Inteligencia IA que realicen determinadas conductas conEconómica (UIE, en adelante) sobre la contro- forme al artículo 5, es en la lectura del texto versia en materia de algoritmos e IA, resulta normativo donde se recoge una prohibición a necesaria la posibilidad de auditar dichos pro- las IAs que no cumplan con dicho principio. gramas de IA (Campuzano Fernández & Vega En otras palabras, la PLIA es muy excluyente. Vicente, 202). Se podría decir que se vuelve casi imperioso, ¿por qué? Por los grandes dile- Tercer pilar, la Gobernanza por parte de las mas que producen los sistemas de IA de última autoridades públicas y las Agencias Estatales. generación, ejemplos de ello son la «caja ne- Este pilar es el que sirve de mayor nexo para puesto de 5 millones de euros) o cualesquiera que colaboren entre ellas (u otros Estados miembros): consiste en utilizar los principios que exige la PLIA como filtros de control sobre los sistemas de IA en aras de la Defensa de la Competencia. Esto se debería hacer sobre 3 pilares. La propuesta comunitaria de ley de inteligencia artificial y el «invierno legislativo» PP. 44-57 �51 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos la Defensa de la Competencia. En concreto, consiste en la dotación de los medios e instrumentos necesarios para que desde las instituciones se haga cumplir con la PLIA. Entonces, si se hace una lectura de la PLIA desde la Defensa de la Competencia, es factible aplicar los principios anteriores para que no haya IAs que puedan realizar conductas prohibidas. Primero, porque los principios anteriores excluyen sistemas de IA opacos. Obliga a la doble auditoría de la IA. Además, la exigencia de una transparencia continua por si fuera necesario auditar de nuevo en caso de detectar que un proveedor de sistemas de IA autorizado estuviera ofreciendo después un sistema de IA sospechoso (García García, 2022). 2.2. MÉTODO, BENEFICIOS Y DESVENTAJAS DE SU APLICACIÓN Su aplicación consistiría en que ante la imposibilidad de las autoridades públicas para conocer sobre qué sistemas de IA cumplen en cuanto a las normativas de Defensa de la Competencia, cuáles no están ejecutando conductas prohibidas o, en caso de hacerlo, cómo dilucidar cuándo el proveedor o los usuarios eran conscientes de tal conducta o no, se tendría esta herramienta. Primero, filtra a modo de compliance los sistemas de IA que pudieran ser potencialmente problemáticos, quedando excluidos aquellos que fuesen precisos. Segundo, ofrece aquellas herramientas de auditoría que tanto precisan las autoridades para una mayor prevención sobre proveedores de sistemas de IA que concurran en conductas prohibidas. Tercero, al abarcar el marco europeo, dificulta todavía más que se pueda trasladar a otro Estado miembro aquel proveedor de un sistema de IA inadecuado. Los principales beneficios serían los siguientes. Serviría para exhortar con la doble auditoría el máximo cumplimiento normativo de la PLIA y, así, de la transparencia algorítmica y de no incurrir en conductas prohibidas. Segundo, al quedar prohibidos determinados tipos de IA, así como su registro, se cerca el mercado (y el ámbito de detección) a unos tipos específicos de IA y, con ello, toda IA que pudiera infringir en un futuro próximo se encuentra previamente descartada, imposibilitándose su uso. Las principales desventajas serían las siguientes. Entronca la cuestión de si resulta un exceso de regulación y control en el mercado y los agentes que intervienen. Supone una implícita invitación a trasladarse fuera de la UE e intentar proveer desde el extranjero con el mismo sistema de IA, aunque cierto es que la PLIA impide tal cuestión, sin embargo, no prevé si se ofrece dicho servicio a una empresa intermedia y, desde ella, se ejecuta un papel interlocutor. En otras palabras, si el problema supone que un proveedor en la UE ofrezca tal sistema de IA, llamemos a este proveedor A, basta con crear otra empresa con otro sistema de IA que sí cumpla la normativa, siendo proveedor B (aunque sea en la práctica de tapadera), y que sea a esta a la cual se asigne el servicio concreto, aunque lo realice después con la empresa originaria. Entonces, usuario dentro de la UE contrata al proveedor B que está fuera de la UE, pero sí cumple con la PLIA. Luego, el proveedor B contrata al proveedor A para que realice dicho servicio con su sistema de IA. Como la PLIA no exige (ni puede exigir) que, en caso de contratarse a un proveedor extranjero, este deba además de cumplir con la PLIA, exigir a otra empresa Jorge Villalobos Portalés �52 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx extranjera que no interactúa en el mercado comunitario ni ofrece servicio allí, a que cumpla con la PLIA. En pocas palabras, existen vías para que se puedan en determinados casos esquivar los cumplimientos de la PLIA (Ebers, Hoch, Rosenkranz, Ruschemeier, & Streinrötter, 2021). 3. IMPLICACIONES PARA EL DERECHO DE LA COMPETENCIA DE LA PLIA: DESINCENTIVO Y UN POSIBLE «INVIERNO LEGISLATIVO» 3.1. EL DESINCENTIVO Una de las principales implicaciones que supone la PLIA consiste en el plausible desincentivo, sobre todo, para las pequeñas y medianas empresas que quieran participar en dicho sector. Se ha explicado con anterioridad cómo un proveedor de sistemas de IA podría sortear la aplicación de la PLIA En primer lugar, porque el exhaustivo control supone un exhaustivo coste de recursos en el cumplimiento normativo pertinente respecto de la PLIA. Luego, por el hecho de que dicha normativa en materia de sanciones parece haberse proyectado más sobre las grandes empresas en vez del conjunto de agentes en el mercado. ¿Qué startup mediana puede asumir una sanción millonaria si su sistema de IA resulta ser no del todo transparente conforme la PLIA? ¿Y a qué precio, entonces, si no el de los secretos empresariales? Sobre los secretos empresariales podemos encontrar su protección en la PLIA en el artículo 70, referido a la confidencialidad. En este artículo se exhorta al respeto de los secretos empresariales. Además, el artículo 72, que trata lo referido a las sanciones y multas, se reflejan con valores entre un máximo de 500.000 euros en caso de incumplir las prácticas prohibidas de los artículos 5 o10 y un máximo de 250.000 euros para los demás casos. La revelación instada a su protección se encuentra en el 72.5. Este apartado recapitula de nuevo la salvaguarda de los secretos empresariales (entraría en las de este segundo caso), por un valor de la sanción de 250.000 euros. ¿Se podría decir que estas sanciones, sus horquillas de máximos y mínimos, son suficientes o contundentes? Basta, en verdad, compararlos con el artículo 71. Este artículo agrupa las multas para aquellos sistemas de IA que incumplan con los requisitos y prácticas prohibidas del artículo 5, así como lo referido en el artículo 10. En tal escenario, las sanciones al proveedor de dicho sistema de IA llegan a oscilar valores de hasta 30.000.000 de euros (o el 6% del volumen de negocio total anual), así como la sanción administrativa, con un valor de hasta 20.000.000 de euros (o el 4%) o, en el mínimo y mejor de las situaciones, si fuese por información inexacta, engañosa o incompleta, los valores oscilan hasta un máximo de 10.000.000 de euros (o el 2%). ¿Qué conclusiones se pueden sonsacar ( obtener o tomar en cuenta ) viendo dicha valoración? Haciendo un pequeño cálculo, se puede apreciar que la diferencia entre la sanción por revelación de secretos empresariales (que sería de 250.000 euros) frente a la sanción mínima por la aportación de información engañosa, inexacta o incompleta (que sería de 10.000.000 euros, esto es, 10 millones) es del 2,5 %. Esto significa que la revelación del secreto empresarial equivale al 2,5% de la sanción por una aportación de información La propuesta comunitaria de ley de inteligencia artificial y el «invierno legislativo» PP. 44-57 �53 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos engañosa, inexacta o incompleta. En otras palabras, resulta hasta cuarenta veces «más barato» revelar un secreto empresarial que aportar una información engañosa, inexacta o incompleta. Se necesitaría revelar cuarenta secretos empresariales sobre algoritmos e IA en un sector como el de proveedor de sistemas de IA para superar el valor de la sanción mínima que le podría imponer a uno de esos 40 proveedores por información incompleta, engañosa o inexacta. Y si fuéramos al valor máximo, sería de hasta 120 veces, esto es, 120 secretos empresariales (que, en la práctica, podría equivaler a todo el sector). Con esto, resulta cristalino que “somos proclives a una transparencia extendida que mantiene el interés general como principal foco de atención y que, en el marco de la ley, prevalece sobre cualquier otra lógica. En definitiva, se trata de dotar al sistema de transparencia algorítmica de una base inquebrantable que permita el control de un sistema que en ocasiones puede resultar demasiado manipulable” (Vestri, 2021). Este interés general o público se plasma desde el Título V, artículo 54, donde como “medida de apoyo a la innovación” se ofrecen “espacios de prueba”, pero siempre sometidos en aras del interés público. donde se prohibió el uso del programa de IA SyRI por la opacidad que se veía plasmado en el propio sistema de IA2. Análogamente, en Estados Unidos ha habido varios casos, como el de COMPAS en 2018. Por tanto, se puede entrever que estamos ante una tendencia que, lejos de minorar, crece en el contexto internacional. 3.2. POSIBLE «INVIERNO LEGISLATIVO» Enlazando con la pregunta del punto anterior: ahora, invierno legislativo. Esta es una de las cuestiones que se puede plantear en la actualidad. Con ello, cabe resaltar tanto la PLIA como otras normativas de igual importancia que se plantean en dicha línea y tendencia proteccionista (por no decir prohibicionista). En China, por ejemplo, sobre IA de última generación, se destacan dos normas. La prime2   Sobre esta cuestión, véase: Azuaje Pirela, M., & Finol González, D. (2020), “Transparencia algorítmica y la Propiedad Intelectual”, op. cit., pp. 111-146; Cotino Hueso, L. (2020), “«SyRI, ¿a quién sanciono?» Garantías frente al uso de inteligencia artificial y decisiones automatizadas en el sector público y la sentencia holandesa de febrero de 2020”, La Ley Privacidad(4); Lazcoz Moratinos, G., & Castillo Parrilla, J. A. Dicho desincentivo (que no es menor, si cabe) se ve potenciado cuando la PLIA propone la prohibición de determinados tipos de sistemas de IA, bien por las prohibiciones explícitas del artículo 5, bien por la prohibición implícita que suponen los principios de trazabilidad o auditoria y el de transparencia algorítmica. Esto refleja una tendencia que se plasma también en los tribunales. Buen ejemplo de ello es la Sentencia del Tribunal de la Haya de 1ª Instancia, el 5 de febrero de 2020 (Haya, 2022), (2020), “Valoración algorítmica ante los derechos humanos y el Reglamento General de Protección de datos: el caso SyRI”, Revista chilena de Derecho y Tecnología, 9(1), pp. 207-225; Oubiña Barbolla, S. (2021), “Límites a la utilización de algoritmos en el sector público: reflexiones a propósito del caso SyRI”, en Justicia algorítmica y neuroderecho. Una mirada multidisciplinar, dir. Barona Vilar, Tirant lo Blanch, Valencia; Vecinday, L. (2020), “Sistemas de información y prácticas de vigilancia en la protección social: controversias, tensiones y desafíos para el Trabajo Social”, Revista Plaza Pública(23), pp. 58-75. Jorge Villalobos Portalés �54 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx ra de ellas, las “Normas éticas para una inteligencia artificial de nueva generación, 25 de septiembre de 2021” (China, 2021). Por otro lado, el “Reglamento sobre la recomendación y gestión de algoritmos de servicios de información de Internet del 27 de agosto de 2021 (China C. A., 2021)”. La relevancia de dicha tendencia se ha enfocado en el marco ético o axiológico de la norma. En tal sentido, la PLIA tampoco ha estado exenta de crítica (Asencio , 2021). Ejemplo de ello, la crítica de José Manuel Muñoz Vela, quien comenta que no se encuentran regulados en su integridad, siendo una carencia de las principales, pues “se limita a regular con detalle algunos de estos principios y normas, pero exclusivamente exigible a los sistemas considerados conforme al mismo de alto riesgo y no al resto” (Muñoz Vela , 2021). Sobre esto, comenta Muñoz Vela que no se escapa a algunos de los planteamientos a otros textos como es el de la Comunicación de la Comisión Europea bajo el título «Inteligencia Artificial para Europa» de 25 de abril de 2018, pero sí queda claro que el sistema de IA se asocia al concepto de autonomía (Muñoz Vela , 2021) (ahora bien, lo hace para lo bueno y lo malo). La UE se sitúa entre las primeras posiciones en regulación de IA (Torres Jarrin, 2021), sí, ¿a qué precio? ¿Cómo se aplica a proveedores de sistemas de IA anteriores a la PLIA y que, ahora, no cumplan con ella por, por ejemplo, la trazabilidad o la transparencia algorítmica porque sean del tipo Deep Learning? (Morte Ferrer , 2021) dichos inviernos han acontecido por la falta de inversión o por un techo tecnológico, es decir, tecnológicamente no se puede avanzar más en dicho contexto (serán otros avances, como la invención, popularización y democratización del internet las que ofrezcan nuevas oportunidades). Sin embargo, puede que esta vez se produzca uno desde la propia legislación. ¿Necesario quizá? Se puede definir invierno legislativo como el freno en inversión y desarrollo tecnológico de nuevos sistemas de IA debido a las exigencias, protecciones, restricciones y prohibiciones impuestas por una o más normativas. En este caso, se suma que las nuevas normas que se han ido aprobando (pocas aún, eso sí) se están haciendo con un afán de protección, prohibición y control que exhortan (u hostigan) a la generación de trabas y sanciones sobre aquellos sistemas no deseados. En otras palabras, se está forzando así a entrar en esta nueva década en un invierno legislativo. Si finalmente se afianzará dicha tendencia y, con ello, pasaremos de unas «primeras nevadas» de aviso a la estación total, queda todavía por ver. Sin embargo, pueden ya los proveedores de sistemas de IA con la PLIA «ir abrigándose». 4. CONCLUSIONES Tal y como se ha expuesto a lo largo del trabajo, se ha transcurrido primero por cuál es la estructura en una síntesis esquematizada de En la evolución histórica del desarrollo de la su articulado, en especial, para así contextuaIA, las etapas donde son nulas la inversión y lizar al lector sobre la PLIA de cara una mejor el progreso en sistemas más avanzados, esto comprensión de las reflexiones. Por otro lado, es, queda estancado el sector y hasta parali- se hace hincapié en una novedad: puede ser zado, se denominan inviernos. Normalmente, un elemento normativo, una herramienta juríLa propuesta comunitaria de ley de inteligencia artificial y el «invierno legislativo» PP. 44-57 �55 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos dica para la Defensa de la Competencia que ya se ha puntualizado por algún cargo de relevancia como es el de la directora de la UIE. Con este, desde este trabajo se expresa la posibilidad de que una norma cuya naturaleza o el origen por el cual se redactó no era en sí orientado para la Defensa de la Competencia, cómo sí resulta de utilidad para ello. Desde ahí, se analiza diversas implicaciones que va a tener en la Defensa de la Competencia, destacando tanto sus ventajas como sus inconvenientes. Así, se destacan dos de las principales implicaciones que ofrece: los desincentivos cristalinos, nítidos, para los proveedores de sistemas de IA, donde las sanciones hablan por sí solas. Por otro lado, como dicho afán de protección (o prohibición) podrá cubrir a la UE y algún proveedore(le falta la s) extranjero actuando en la UE, pero no el resto del planeta. Con ello, es ahí donde entra otro gran ejemplo de regulación en una misma tónica: China. Si la mayoría de países regula en la misma intención, el desincentivo se va extendiendo o va cercando a aquellas empresas que quieren apostar y arriesgar en el desarrollo de nuevos programas de IA de última generación o, incluso, para corregir sus defectos graves como son la caja negra o los sesgos algorítmicos. En este sentido, también culmina en otra implicación bastante factible: que se abandone la inversión y el desarrollo, esto es, un nuevo invierno. Esta vez, eso sí, desde la legislación: un «invierno legislativo». Para ello, primero se ha contextualizado en los distintos tipos de IA y sus características para una mejor noción de cuáles sistemas son los que se ven en peligro de extinción. ¿Es esto positivo? Cabe destacar que los últimos avances en medicina han sido gracias y de manera exclusiva a dichos programas, planteándose hasta si el próximo Nobel de medicina podría ganarlo una IA, le cambiaria a y si lo obtiene suprimiendo lo del parentesis (¿Y si una inteligencia artificial obtiene el Nobel de Medicina?, 2021). Entonces, queda abierto al debate hasta qué punto son mejores los beneficios que produce imponer un invierno legislativo por los riesgos asumibles en el caso contrario y, con ello, los beneficios que quizá se puedan perder o debamos renunciar con ello. TRABAJOS CITADOS Azuaje Pirela, M., & Finol González, D. (2020), “Transparencia algorítmica y la Propiedad Intelectual y Industrial: tensiones y soluciones”, Revista Propiedad Inmaterial(30), pp. 111-146. Campuzano Fernández, S., & Vega Vicente, P. (2021), “Riesgos y oportunidades de la inteligencia artificial desde la perspectiva de la competencia. Un análisis desde la CNMC”, Boletín Económico De ICE, (3137). 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Permisos y comentarios, por favor escribir al correo electrónico: desafios.juridicos@uanl.mx Desafíos Jurídicos Vol. 3 Núm. 5, Julio-Diciembre 2023, es una publicación semestral editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Derecho y Criminología. Dirección de la publicación: Av. Universidad s/n Cd. Universitaria C.P. 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. desafiosjuridicos.uanl.mx,desafiosjuridicos@uanl.mx. Editora responsable: Dra. Amalia Guillén Gaytán, Facultad de Derecho y Criminología. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo núm. 04-2022-041510211500-102. ISSN 2954-453X, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización: Dr. Paris Alejandro Cabello Tijerina, Facultad de Derecho y Criminología, Av. Universidad s/n, Cd. Universitaria, C.P., 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. 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Karina Soto Canales ASISTENTE EDITORIAL: Mtra. Angélica Rubí Rodríguez Aguirre ADMINISTRACIÓN DEL SITIO WEB: M.A. Daniel Vázquez Azamar EDICIÓN TEXTUAL Y CORRECCIÓN DE ESTILO: María Alejandra Villagómez Sánchez REDACCIÓN: Paola Stephania Muñiz Lupian ILUSTRACIÓN DIGITAL DE LA PORTADA: M.A. Daniel Vázquez Azamar “Burning Metaverse” © 2023 �59 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos La Seguridad Pública Mexicana The Mexican Public Security Fecha de publicación en línea: 31 de julio de 2023 * https://orcid.org/0000-0001-7526-9272 Por: Jose Zaragoza Huerta* e Idalia Patricia Espinosa Leal** Universidad Autonoma de Nuevo León, México ** https://orcid.org/0000-0003-0003-3294 Universidad de Hankuk de Estudios Extranjeros, Corea del Sur Resumen. En el presente artículo se expone de forma sintética las diferentes etapas que han recorrido la seguridad y la justicia en México, puesto que estos principios jurídicos son necesarios para que el Estado garantice la paz social. Mediante la reforma Constitucional del 2008 en seguridad y justicia se procura el bienestar común y la solidaridad, ya que en esta reforma se impulsó una justicia distinta, alternativa y restaurativa; asimismo, se fortaleció el Sistema de Seguridad Nacional. Adicionalmente, con la reforma Constitucional de 2011, se consolidó el Sistema de Seguridad y Justicia con una visión garantista, debido a la proyección del respeto de los Derechos Humanos de los intervinientes en el conflicto criminal. Posteriormente, con el Plan Nacional de Paz y Seguridad 2018-2024, se plantean cuatro ejes para brindar mayor seguridad y justicia a la nación, a saber: estrategias anticorrupción, combate al delito con la Guardia Nacional, fortalecimiento de las Policías municipales y estatales, y fortalecimiento del Sistema de Justicia Cívica. Palabras clave: Reforma constitucional, Justicia penal, Seguridad pública, Guardia Nacional y Modelo policial. Abstract. This article summarizes the different stages that security and justice have gone through in Mexico, since these legal principles are necessary for the State to guarantee social * Doctor en Derecho por la Universidad de Alcalá de Henares, Madrid, España. Miembro de la Academia Mexicana de Ciencias. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores. Docente e Investigador de la Facultad de Derecho de la Universidad Autónoma de Nuevo León. ** Doctora en Derecho © por la Universidad Pablo de Olavide, Sevilla, España. Profesora Asistente en la Universidad de Hankuk de Estudios Extranjeros, Campus Seúl, Corea del Sur. �60 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx peace. Through the 2008 Constitutional reform in security and justice, the common welfare and solidarity are sought, since in this reform a different, alternative and restorative justice was promoted; likewise, the National Security System was strengthened. Additionally, with the Constitutional reform of 2011, the Security and Justice System was consolidated with a guarantee vision, due to the projection of respect for the Human Rights of those involved in the criminal conflict. Subsequently, with the National Plan for Peace and Security 2018-2024, four axes are proposed to provide greater security and justice to the nation, namely: anti-corruption strategies, fighting crime with the National Guard, strengthening the municipal and state Police, and strengthening the civic justice system. Key words: Constitutional Reform, Criminal Justice, Public Security, National Guard, Police Model. 1. INTRODUCCIÓN hasta el día de hoy, pero con grandes retos hasta el año 2024. En México, asistimos a un cambio en la resolución de los conflictos sociales que no tiene parangón; esto como consecuencia de un desfase en los ámbitos de seguridad, así como de la justicia; derroteros donde imperaba la incredibilidad social (Barona, 2011), generada por modelos que no respondían adecuadamente a las expectativas, ni necesidades de los individuos (Zher, 2010; 2013). 2. EL DIRECCIONAMIENTO CONSTITUCIONAL EN SEGURIDAD Y JUSTICIA MEXICANA La reforma constitucional federal del año 2008, denominada: “Del Sistema Mexicano de Seguridad y Justicia”, respondió a la humanización, mediante la introducción de institutos que garantizan la continuidad del Sería hasta el año 2008, que se realiza una pensamiento humanista, ilustrado (García, reforma constitucional, que transformaría 1997) y a la democratización institucional; radicalmente la seguridad y la justicia. Y con esta reforma el estado mexicano se insi bien, en algunos Estados de la Repúbli- tegra al proceso de transformación donde se ca mexicana, ya se ofertaban incipientes reafirma el ingreso a la vida cultural demoexperiencias respecto de la transición que crática tolerante, ideológica y políticamente debería darse en el país (Prado, 2014). Pre- plural, (García, 2006, p. 89). Todo ello como cisamente, es hasta el año 2008 que, a nivel resultado del “evidente” fracaso del sistema federal se replantean: fines, instituciones, penal nacional (Moreno, 2006), situación coprocedimientos e incluso, se introdujeron rroborada hasta ese momento con datos esinstrumentos de operatividad de los mode- tadísticos; así, por ejemplo, menos de cinco los de seguridad y justicia tendentes a paliar delitos de cada cien denunciados, reciben los efectos nocivos en ese momento (Ro- sentencia en México. sell, 2016) y mejorar la situación imperante La Seguridad Pública Mexicana. PP. 58-69 �61 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Ahora bien, resulta más preocupante el hecho que, actualmente, existe una gran desconfianza por parte de la ciudadanía con respecto a las autoridades, ello debido a la intromisión de los grupos delincuenciales en el aparato de justicia estatal (Cámara de Diputados, 2008, p. 1). Dos son los principios o virtudes, que desde la óptica de la Teoría General del Estado Constitucional y en criterio de Rawls (1979): “La justicia es la primera virtud de las instituciones sociales” (p. 19), que se potencia con la reforma: La seguridad y la justicia (Habermas, 2001, pp. 124 y ss.). Ambos interactúan como instrumentos con los cuales el Estado mexicano procura proporcionar a cada uno lo suyo (Núñez, 2006a, pp. 96-97), armonizando seguridad y libertad. Además, no podemos olvidarnos de otros principios que vienen a completar dicha pretensión Estatal, aludimos al bienestar común y la solidaridad (Aguilera y Espino, 2006, pp.1-29); lo que permite que el ciudadano se configure como destino de las instituciones jurídico-políticas del Estado Mexicano (Núñez, 2006a, p. 95). Con la reforma constitucional, en lo relativo a la justicia (Ruiz,1999), “pareciera” que, en primera instancia, el Estado mexicano se aleja de aquella justicia retributiva (Neuman, 2005, p. 8) y pretendiera impulsar una justicia que, no obstante su terminología (Wilde y Gaibrois, 1994, p. 1), distinta (Pásara, 2004), alternativa (Sarre, Manrique, y Morey, 2008; Maier, 2008) y/o restaurativa (Kemelmajer, 2004), privilegia el diálogo, y su esencia la encontramos en el derecho anglosajón con la denominada alternative dispute resolution; misma que demanda estar impregnada de humanismo (García, Desafíos Jurídicos 1997, p. 399), legalidad (Bacigalupo, 1986, p. 21) y racionalidad (Habermas, 1987, pp. 161 y ss.; Vázquez, 2007, p. 46) entre las partes intervinientes. Y, por cuanto aconteció al rubro de la seguridad, la reforma constitucional destacó, el fortalecimiento del Sistema de Seguridad Nacional, asumido como otra prioridad para el Estado; dicha necesidad surgió como consecuencia de las demandas ciudadanas frente al incremento de la delincuencia común como la delincuencia organizada, en el país (Cámara de Diputados, 2008, p. 5). Precisamente, ante la ausencia de una eficaz política preventiva de lato sensu, es decir, de políticas públicas estatales que se ocuparan de manera integral en las necesidades de los diversos sectores sociales (González-Aréchiga, 2006) y ante el fracaso de la prevención general que da contenido a alguna finalidad de la pena, y ante el poco efecto disuasivo que tiene la reacción estatal a través de la creación de tipos penales o bien, del aumento de la penalidad, sería una buena opción instrumentar mecanismos efectivos para privilegiar la protección de los bienes jurídicos relevantes (Espinosa y Zaragoza, 2016, p. 71-88), para fortalecer las vías que hacen frente a la delincuencia común, a la delincuencia organizada y a la consecuente inseguridad. Precisamente, con la reforma constitucional del 2008, se retomó lo señalado lustros atrás, donde se indicaba, por ejemplo, en la Ley que establece las Normas Mínimas sobre Readaptación Social de sentenciados, donde se preveía en los artículos 4 y 5 lo siguiente: Art. 4: “Para el adecuado funcionamiento del sistema penitenciario, en la designación del personal directivo, Jose Zaragoza Huerta e Idalia Patricia Espinosa Lea �62 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx administrativo, técnico y de custodia de las instituciones de internamiento se considerará la vocación, aptitudes, preparación académica y antecedentes personales de los candidatos. Art. 5: “Los miembros del personal penitenciario quedan sujetos a la obligación de seguir, antes de la asunción de su cargo y durante el desempeño de éste, los cursos de formación y de actualización que se establezcan, así como de aprobar los exámenes de selección y permanencia que se implanten. Para ello, en los convenios se determinará la participación que en este punto habrá de tener el servicio de selección y formación de personal, dependiente de la Secretaría de Seguridad Pública”; partiendo del ejemplo, se indicaba profesionalizar a los diversos cuerpos de seguridad en sus tres niveles (Barba 2016, p. 47-59), de cara a una certificación, y depurar las instituciones de seguridad, teniendo como eje rector de las funciones la “coordinación policial”, para ello se establecieron bases de datos que serían compartidos entre los tres niveles de gobierno que incluyeran todo tipo de datos relativos con la actividad criminal y su prevención. Así, pues, con la reforma, coordinar las acciones de los diversos cuerpos e instituciones policiales, se constitucionaliza y, se establece la vacatio legis para la instrumentalización del Sistema Nacional de Seguridad Publica (Cámara de Diputados. 2008, p. 5.), todo con el único objetivo de salvaguardar a la sociedad mexicana. 3. LOS DERECHOS HUMANOS CONSTITUCIONALIZADOS Con el transcurso de los años, se llevaría a cabo la reforma constitucional federal del año 2011, relativa a: Los Derechos Humanos y sus Garantías, con lo cual, entendemos que se consolidó un sistema de seguridad y justicia, “garantista” (González, 2014, p. 369) que, inicialmente, empodera el respeto a los derechos humanos de las partes conflictuadas, reflejado en el cumplimiento de los principios de legalidad, presunción de inocencia y debido proceso. Para ello, se establecieron directrices de resolución de estos problemas, consagradas en la Carta Magna mexicana (artículos 14, 16, 17, 18, 19, 20 y 21). Lo importante aquí, es establecer que asistimos a un nuevo paradigma de solución de conflictos sociales, donde el Estado, las autoridades y, las partes, responsablemente (Domingo, 2008, p. 2), se inmiscuyen en la solución (Baratta, 2004, p. 325); con ello, el incipiente modelo de justicia se distancia de aquel modelo inoperante, que motivó su cambio (Cámara De Diputados, 2008, p. 5). Cabe poner de relieve el hecho que, por cuanto atiende al sistema de justicia en México, en ese momento histórico y, que hoy se encuentra vigente en todo el país, a criterio nuestro, es un modelo que oscila entre la retribución y la restauración; es decir, que, si bien es cierto que, la Carta Magna mexicana privilegia que los conflictos penales sean resueltos vía la justicia alternativa, cuyo fundamento se localiza en el artículo 17, párrafo cuarto; donde esta justicia alternativa tiene como objetivo: reparar el daño causado, empoderar a las víctimas, otorgándoles una voz, alentar a los infractores a asumir la responsabilidad de su delito y tomar medidas para cambiar (Colins, 2015, p. 5) y con posterioridad, por vía secundaria, se introdujeron otras formas de solucionar los La Seguridad Pública Mexicana. PP. 58-69 �63 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 conflictos penales, instrumentados en el Código Nacional de Procedimientos penales, en la Ley Nacional de Mecanismos de Solución de Controversias y en la Ley Nacional de Ejecución Penal; quedando la posibilidad de acudir, en atención al principio de ultima ratio penal, al juicio oral penal, para delitos de medio y alto impacto social (Silva, 2001, p. 166), ahí donde el ius puniendi estatal oscila entre la retribución, prueba de ello son los CEFERESOS, (De Tavira, 1995) y la restauración, con fundamento en el artículo 18 constitucional. Desafíos Jurídicos 4. LA VISIÓN DE LA CUARTA T. EN LA SEGURDIDAD Iniciada la andadura de un nuevo modelo de seguridad y justicia en México desde el año 2008, y posteriormente con la llegada a la Presidencia de la República del C. Andrés Manuel López Obrador, se presentaba como una hoja de ruta, una estrategia de trabajo orientada a fin de recuperar la Paz. El presente Plan encontraba su génesis, en la visión ilustrada del Pacto Social, donde el Respecto de la Seguridad Pública, la aludida ciudadano espera una protección individual reforma impactó en el irrestricto respeto a los por parte de las autoridades del Estado. Así, derechos humanos de las personas; esto es, la seguridad, es supeditada a dos ejes toraconciliar la complicada interlocución entre la les: Erradicar la corrupción y reactivar la proseguridad y las libertades ciudadanas; el irres- curación de justicia; y el tema de la seguridad: tricto respeto a los bienes jurídicos relevantes Seguridad pública, seguridad nacional y paz; de protección de los ciudadanos a través de que dan contenido a una nueva visión de las una actuación respetuosa, por parte de los instituciones de seguridad y la justicia. operadores de la seguridad pública, centrada en el principio de legalidad. Así que, la inte- En lo ateniente a la seguridad, se prevé que: racción derechos humanos y función policial “La seguridad de la gente es un factor esenpuede centrarse en el principio de profesiona- cial del bienestar y la razón primordial de la lismo de los elementos policiacos. existencia del poder público: el pacto básico entre éste y la población consiste en que la Lo mencionado demandaría una coordinación segunda delega su seguridad en autoridades de poderes del Estado, así como de los tres constituidas, las cuales adquieren el comproniveles de gobierno, lo que impactaría paulati- miso de garantizar la vida, la integridad física y namente, en la percepción ciudadana; siendo el patrimonio de los individuos. Para ello están importante en este tema el papel que desarro- dotadas de facultades e instrumentos como lla el Sistema Nacional de Seguridad Pública, leyes y reglamentos, organismos de procuraya que, es quien sienta las bases de coordina- ción e impartición de justicia y el uso exclusivo ción y distribución de competencias, en mate- de la fuerza pública. Cuando las instituciones ria de seguridad pública, entre la Federación, son incapaces de utilizar adecuadamente talos Estados y municipios, bajo la directriz del les potestades y herramientas y fallan en su Consejo Nacional de Seguridad Pública. responsabilidad de preservar la vida, la integridad y la propiedad de las personas y las poblaciones, entra en crisis su primera razón Jose Zaragoza Huerta e Idalia Patricia Espinosa Lea �64 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx de ser, se debilita el acuerdo que articula las instituciones a la sociedad, se degrada la calidad de vida y se pone en peligro la existencia misma del Estado” (López, 2018). seguridad pública se regirá por los principios de legalidad, objetividad, eficiencia, profesionalismo, honradez y respeto a los derechos humanos reconocidos en la Constitución”. Ante lo mencionado, surge la necesidad de formular nuevos paradigmas de seguridad nacional, interior y pública que permitan sustentar estrategias de recuperación de la paz, restablecimiento de la seguridad pública, prevención del delito, procuración e impartición de justicia, restablecimiento del estado de derecho y reinserción de infractores. En definitiva, grandes retos. 5. GUARDIA NACIONAL Precisamente, para hacer realidad estos propósitos y cumplir con la justa exigencia social de vivir en un país pacífico, seguro, sujeto al imperio de la legalidad y arbitrado por la justicia, se ha elaborado este Plan Nacional de Paz y Seguridad 2018-2024 en el que se enuncia un paradigma de seguridad pública radicalmente distinto al que ha sido aplicado en los sexenios anteriores (Secretaría de Gobernación, 2019b). En la Carta Magna mexicana, en el artículo 21, señala que: “La seguridad pública es una función del Estado a cargo de la Federación, las entidades federativas y los Municipios, cuyos fines son salvaguardar la vida, las libertades, la integridad y el patrimonio de las personas, así como contribuir a la generación y preservación del orden público y la paz social, de conformidad con lo previsto en la Constitución y en las leyes en la materia. La seguridad pública comprende la prevención, investigación y persecución de los delitos, así como la sanción de las infracciones administrativas, en los términos de la ley, en las respectivas competencias que la Constitución señala. La actuación de las instituciones de Con la llegada del nuevo gobierno a la Presidencia de la República, liderado por el C. ANDRÉS MANUEL LÓPEZ OBRADOR, se crea la Guardia Nacional. Y como todo proyecto de reciente creación, tuvo que pasar por una serie de procesos que incumbieron a los actores de la vida nacional, política, económica, social y académica (Olvera, 2019). Para la consecución del Proyecto, fue determínate contar con una Estrategia Nacional de Seguridad Pública del Gobierno de la República (Secretaría de Gobernación, 2019b), la que daba noticia de la creación de una institución con funciones de seguridad pública integrada por elementos de fuerzas armadas: La Guardia Nacional. En el número ocho de la Estrategia, se lee como sigue: “Ahora tenemos la gran oportunidad de retomar las fortalezas de las instituciones militares como su disciplina, formación, servicio de carrera, espíritu de cuerpo, para fortalecer la Guardia Nacional. Así mismo, podremos aprovechar los recursos humanos, materiales e infraestructura que pueden aportar las fuerzas armadas en favor de la seguridad del país, siempre conforme las condiciones, requisitos y restricciones que el constituyente permanente ha señalado en el contexto de la reforma constitucional. Este esfuerzo debe ir encaminado bajo una doctrina policial de carácter civil, y es el camino que debemos seguir con la finalidad de que la Guardia La Seguridad Pública Mexicana. PP. 58-69 �65 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Nacional sea un símbolo de confianza entre los ciudadanos de nuestra gran nación”. En este sentido, el día 23 de mayo del año 2019, se expide la Ley de la Guardia Nacional, dando lugar al nacimiento de una institución, y a su Reglamento, el día 29 del mes de junio del mismo año. A nuestro análisis, entendemos que estos nuevos paradigmas de actuación de los agentes garantes de la seguridad pública del país (aludiendo a la Guardia Nacional), vienen a revolucionar la visión castrense para ampliarse a roles policiales. Y, en este contexto, se diseña una nueva institución que inicia su andadura dando respuesta a la exigencia social (López, 2018, p. 17), donde se privilegia el estrechamiento de los lazos entre las fuerzas militares y la sociedad; sin que ello implique abandonar sus misiones constitucionales hasta ese momento. Con la creación de la Guardia Nacional, se potencia la protección de la paz pública, la preservación de la vida, la libertad y los bienes de las personas. En este sentido, el artículo 4 de la mencionada Ley establece: “La Guardia Nacional es una institución de seguridad pública, de carácter civil, disciplinada y profesional, adscrita como órgano administrativo desconcentrado de la Secretaría”. Y, en su artículo 5, se indica: “El objeto de la Guardia Nacional es realizar la función de seguridad pública a cargo de la Federación y, en su caso, conforme a los convenios que para tal efecto se celebren, colaborar temporalmente en las tareas de seguridad pública que corresponden a las entidades federativas o municipios”. Desafíos Jurídicos 6. EL SECRETARIADO EJECUTIVO DEL SISTEMA NACIONAL DE SEGURIDAD PÚBLICA Y SU IMPACTO EN LA PROFESIONALIZACIÓN DE LAS INSTITUCIONES POLICIALES DEL PAIS. A la par que en México se realizan las reformas estructurales en los temas de justicia, también se continúan realizando los relativos a la seguridad pública. Y si bien, día a día se consolida la institución de la Guardia Nacional, al tiempo se atiende a las instituciones policiales en aras de potenciar su profesionalización y, eficiencia operativa, aunque “uno de los problemas fundamentales de todas las policías, es lo restringido de los estados de fuerza en el país, ya que la gran mayoría de las entidades y municipios no tienen el estado de fuerza necesario para cubrir adecuadamente los turnos y los sectores de vigilancia en sus ciudades y regiones. Aumentar el estado de fuerza tiene diferentes restricciones, que van desde el método de reclutamiento, el costo de los exámenes de control y confianza, el costo de la academia, las becas para los reclutas, la tasa de reprobación y la elevada rotación del personal en las diferentes policías” (Secretaria de Seguridad y Protección Ciudadana, 2021, p. 39). En esta línea argumental, se instrumentalizan entes que atienden las exigencias de las instituciones policiales; uno de estos es: El Secretariado Ejecutivo del Sistema Nacional de Seguridad Pública, que cuenta con autonomía técnica, de gestión y presupuestal, cuyo propósito es ejecutar y dar seguimiento a los acuerdos del Consejo Nacional de Seguridad Pública, instancia superior de coordinación y Jose Zaragoza Huerta e Idalia Patricia Espinosa Lea �66 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx de definición de las políticas públicas en materia de seguridad pública; por lo tanto, es el órgano operativo, el eje de coordinación entre las instancias federales, estatales y municipales responsables de la función de salvaguardar la integridad de las personas, la seguridad ciudadana, así como de preservar el orden y la paz públicos; esto es así porque durante los últimos años el problema de la seguridad pública se ha convertido en la principal preocupación de los mexicanos. El incremento en la incidencia delictiva en general, la tasa de homicidios por cada cien mil habitantes y el aumento de los delitos patrimoniales, han dañado la percepción que tienen los ciudadanos sobre la seguridad en sus ciudades, colonias y comunidades, dañando a su vez la convivencia cotidiana. Nuevamente, para hacer frente al problema que se mantiene de la criminalidad, en los últimos años se aprobaron cambios legales con el fin de aumentar penas y crear nuevos tipos penales, se reformó el sistema procesal penal y se legisló en ámbitos como el de justicia para adolescentes, sistema penitenciario, delincuencia organizada o coordinación en materia de seguridad pública. Sin embargo, repetir las mismas estrategias aplicadas en administraciones anteriores, podría agravar la de por sí delicada situación en muchos Estados y ciudades del país. Frente a ello, la política de paz y seguridad del Gobierno de México gira en torno a cuatro grandes ejes: a) Una sólida estrategia anticorrupción, acompañada de políticas de desarrollo social y económico que fortalezcan el tejido social; b) La creación de la Guardia Nacional que busca combatir los delitos más graves y al mismo tiempo ser subsidiaria con los gobiernos estatales y municipales, considerando las limitaciones en los estados de fuerza con los que cuentan; c) El fortalecimiento de las policías estatales y municipales para que paulatinamente asuman a plenitud sus funciones y facultades y se articulen con el Ministerio Público para la investigación y persecución de los delitos; y d) El desarrollo de un sólido sistema de justicia cívica y programas de trabajo a favor de la comunidad que prevenga el delito en sus etapas más tempranas (Secretaria de Seguridad y Protección Ciudadana, 2021, p. 5) A continuación nos enfocamos en exponer el nuevo paradigma de la función policial en sus diferentes niveles de gobierno, así como su interacción con los órganos de la administración y procuración de la justicia; asimismo el quehacer policial desplegando acciones en el modelo de justicia cívica. 7. UN MODELO NACIONAL DE POLICÍA. El Modelo Nacional de Policía tiene por objetivo el fortalecimiento de las policías municipales y estatales, así como la articulación efectiva entre dichos cuerpos con la Guardia Nacional y las Procuradurías o fiscalías generales para reducir la incidencia delictiva, fortalecer la investigación criminal, mejorar la percepción de seguridad e incrementar la confianza en las instituciones policiales. Así, pues, el Modelo Nacional de Policía, considera que la articulación de las policías y la Guardia Nacional debe basarse en un esquema subsidiario que parte de los municipios, en primer lugar, de los municipios y zonas urbanas que tienen más de 100 mil habitantes o que cuentan con una policía municipal sólida y con La Seguridad Pública Mexicana. PP. 58-69 �67 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 un Estado de Fuerza y equipamiento suficiente para mantener la seguridad en su territorio. En caso de que la policía municipal no pueda llevar a cabo cabalmente sus tareas, las policías estatales podrán llevar a cabo esa tarea en los municipios que no puedan sostener la función y finalmente la Guardia Nacional, en los casos donde ni los municipios, ni el estado puedan darle cobertura y eficacia a la seguridad pública entonces actuará para mantener la seguridad (Secretaria de Seguridad y Protección Ciudadana, 2021, p. 58) No tenemos duda del rol protagónico que tendrán las policías, en estos nuevos derroteros. Sin embargo, la realidad pondrá a prueba, este gran reto. No podemos obviar temas como el presupuestal, leyes que no están soportadas con presupuestos se tornan en letra muerta. Precisamente, se requerirá de un reclutamiento de un estado de fuerza con un perfil ad hoc, donde haya una programación operacional y, claro, a nuestro criterio, otros tópicos no menos importantes como son, el cumplimiento de la profesionalización prevista en la constitución federal, la carrera policial, la certificación de los proceso policiales y, las instituciones de enseñanza académica policial que garanticen el acceso a los grados académicos; pero más aún, sometan a los policías a un proceso educativo de mejora continua. Desafíos Jurídicos ciales agentes de cambio en su comunidad y para ellos mismos. Los presuntos infractores son trasladados a los juzgados cívicos, donde en audiencia pública el juez dictamina el caso y determina si las faltas administrativas existentes no representan un riesgo mayor, donde se aplican acciones educativas o de restitución del daño; y en caso de detectar infractores con perfil de riesgo mayor de daño, se canalizan a programas de atención especializadas que ofrezca el municipio, estado u organizaciones civiles; este modelo tiene fines preventivos del delito. 8. CONCLUSIÓN Tanto la reforma constitucional del año 2008 como la del 2011, indudablemente han fortalecido el Sistema de Justicia mexicano, sin embargo, los grandes cambios que representan todo un reto son los cuatro ejes que conforman el Plan Nacional de Paz y Seguridad 2018-2024, porque comprenden la creación e implementación de nuevas instituciones y legislaciones de aplicación a nivel municipal, estatal y federal, (Guardia Nacional, Secretariado Ejecutivo del Sistema Nacional de seguridad, Policías especializadas, Sistema de Justicia Cívica, entre otros), y para que funcionen con eficacia se requiere, más allá, de la coordinación de voluntades políticas, es necesario el cumplimiento de las obligaciones institucionales, gubernamentales, académicas y, La Justicia Cívica es una institución de recien- claro está, ciudadana. te creación, la cual trata problemas de conflictos comunitarios y faltas administrativas, des- Todos, actuando bajo una misma visión, la de un enfoque en la prevención de la violencia consecución de la seguridad y la justicia nay de la restitución de los derechos humanos, cional que tanto anhelamos. en este sentido los participantes o involucrados en un conflicto son vistos como potenJose Zaragoza Huerta e Idalia Patricia Espinosa Lea �68 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx González-Aréchiga, B. 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Jose Zaragoza Huerta e Idalia Patricia Espinosa Lea �70 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx Detalles sobre la publicación, incluyendo instrucciones para autores e información para los usuarios en: https://desafiosjuridicos.uanl.mx/ index.php/ds Andrea Rodríguez Zavala (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) y Brenda Judith Sauceda Villeda (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) Consentimiento Informado en Emergencias Médicas: Una perspectiva de Derechos Humanos.. pp. 70-93. Fecha de publicación en línea: 31 de julio de 2023. Publicado en Desafíos Jurídicos La Conjugación del Derecho. Todos los derechos reservados. Permisos y comentarios, por favor escribir al correo electrónico: desafios.juridicos@uanl.mx Desafíos Jurídicos Vol. 3 Núm. 5, Julio-Diciembre 2023, es una publicación semestral editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Derecho y Criminología. Dirección de la publicación: Av. Universidad s/n Cd. Universitaria C.P. 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. desafiosjuridicos.uanl.mx,desafiosjuridicos@uanl.mx. Editora responsable: Dra. Amalia Guillén Gaytán, Facultad de Derecho y Criminología. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo núm. 04-2022-041510211500-102. ISSN 2954-453X, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización: Dr. Paris Alejandro Cabello Tijerina, Facultad de Derecho y Criminología, Av. Universidad s/n, Cd. Universitaria, C.P., 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. Las opiniones expresadas por los autores no reflejan la postura del editor de la revista Desafíos Jurídicos. Todos los artículos son de creación original del autor, por lo que esta revista se deslinda de cualquier situación legal derivada por plagios, copias parciales o totales de otros artículos ya publicados y la responsabilidad legal recaerá directamente en el autor del artículo. 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Angélica Rubí Rodríguez Aguirre ADMINISTRACIÓN DEL SITIO WEB: M.A. Daniel Vázquez Azamar EDICIÓN TEXTUAL Y CORRECCIÓN DE ESTILO: María Alejandra Villagómez Sánchez REDACCIÓN: Paola Stephania Muñiz Lupian ILUSTRACIÓN DIGITAL DE LA PORTADA: M.A. Daniel Vázquez Azamar “Burning Metaverse” © 2023 �Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 71 Desafíos Jurídicos Consentimiento Informado en Emergencias Médicas: Una perspectiva de Derechos Humanos. Informed Consent in Medical Emergencies: A Human Rights perspective Fecha de publicación en línea: 31 de julio de 2023 Por: Andrea Rodríguez Zavala* y Brenda Judith Sauceda Villeda ** * https://orcid.org/0000-0003-3614-7875 Universidad Autónoma de Nuevo León, México ** Universidad Autónoma de Nuevo León, México Resumen.El consentimiento informado, es una de las figuras más importantes de la relación médico-paciente, donde convergen diversos fenómenos en torno al documento por medio del cual se realiza la manifestación de voluntad para conceder o no la autorización requerida. En la praxis se presentan situaciones de emergencias médicas, existiendo factores que impiden otorgar de manera plena el consentimiento informado. El presente trabajo se realiza con una metodología descriptiva y analítica, con sustento bibliográfico, doctrina jurisprudencial y normativa nacional e internacional, partiendo del análisis de la perspectiva de derechos humanos, para profundizar en el desarrollo de los alcances e implicaciones del consentimiento informado desde el contexto de una emergencia médica. Palabras clave: Consentimiento Informado, Derechos Humanos, Médico, Paciente y Emergencia Médica. Abstract. The informed consent is one of the most important figures of the doctor-patient relationship where they converge various phenomena around the document whereby the ma* Abogada egresada de la Universidad de Monterrey. Maestría en Derecho con Orientación en Amparo por la Facultad de Derecho y Criminología de la Universidad Autónoma de Nuevo León, Especialista en Migración Internacional por parte del Colegio de la Frontera Norte. Áreas de Investigación: Migración y Derechos Humanos. andrea.rodriguez.zavala@gmail.com ** Doctora en Métodos Alternos de Solución de Conflictos. Maestra en Derecho Fiscal. Licenciada en Derecho y Ciencias Sociales egresada de la Facultad de Derecho y Criminología de la UANL Profesora-investigadora adscrita al Centro de Investigación de Tecnología Jurídica y Criminológica (CITEJYC), Colaboradora del Cuerpo Académico Derecho Procesal. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores Nivel I. correo: judith_sauceda@hotmail.com. Código ORCID: http://orcid.org/00000003-3614-7875. �72 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx nifestation of will is carried out to grant or not said consent. In practice, situations of medical emergencies arise, there are factors that prevent fully granting informed consent. The present work is carried out with a descriptive and analytical methodology with bibliographic support, jurisprudential doctrine, and national and international regulations starting from the analysis of the human rights perspective to deepen the development of the scope and implications of informed consent from the context of a medical emergency. Keywords: Informed Consent, Human Rights, Doctor, Patient, Medical Emergency. INTRODUCCIÓN La relación médico-paciente, ha evolucionado conforme al paso del tiempo, transitando por diversas fases en la historia moderna, desde los inicios del siglo XX, luego la segunda guerra mundial, y por último, de manera más reciente, a través de la construcción de la figura del expediente clínico, siendo uno de sus elementos el consentimiento informado. Como base de esta figura tan relevante, podemos considerar las discusiones sostenidas al respecto durante los Juicios de Núremberg, culminando con la creación del primer Código de Ética Médica en 1947. En este documento ético-normativo se acentuó como elemento esencial ‘la voluntariedad’ en la participación de cualquier sujeto en ensayos e investigaciones científicas, es decir, el consentimiento libre y bajo información es absolutamente esencial (Cancino, 2019, p. 6). Las consecuencias de la Segunda Guerra Mundial exigieron de un nuevo orden mental para reflexionar, con nuevos elementos, los problemas sin precedente en la humanidad que se habían motivado o generado antes, durante y después de ese conflicto y eso es lo que se refleja en los Códigos, Declaraciones, Tratados que en las siguientes décadas regularían el trabajo de investigación científica-técnica y su aplicación en la humanidad contemporánea (Cancino, 2019, pp. 8-9). Después de la Segunda Guerra Mundial, surgió un trágico acontecimiento en varios países, debido al consumo de la Talidomia, por lo que, considerando los antecedentes ya descritos, es que se adoptan las recomendaciones para guiar a los médicos en la investigación biomédica en personas, de 1964, por la Asociación Médica Mundial, hoy conocida como la Declaración de Helsinki (Cancino, 2019, p. 10). Así, se empezó a perfilar el concepto del consentimiento informado haciéndolo cada vez más claro, preciso y eficiente para garantizar el derecho que las personas tienen a decidir sobre su cuerpo, su vida, su futuro; lamentablemente, una vez más los abusos, las tragedias y la indignación se han manifestado (Cancino, 2019, p. 14). El consentimiento informado hoy por hoy juega un rol importante, trascendencia de que esté bien documentado sobre las implicaciones que giran en torno a su firma en contexto Consentimiento informado en Emergencias Médicas: Una perspectiva de Derechos Humanos. PP. 70-93 �73 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 de emergencia médica, desde la perspectiva de los derechos humanos, donde al momento de pasar por algún tipo de presión en torno a la urgencia de firmar dicho documento, involucrándose diversos derechos del paciente, comenzando con el principio de voluntad, el cual no ha desaparecido sino que sigue siendo la base del derecho moderno en diversas materias, pero esa autonomía está ya considerablemente debilitada pues se imponen limitaciones a la libertad (Borja, 2009, p. 122), y por último la figura del consentimiento desde una perspectiva de una teoría de las obligaciones, consistente “en el acuerdo de dos o más voluntades sobre la producción o transmisión de obligaciones y derechos, siendo necesario que estas voluntades tengan una manifestación exterior” (Borja, 2009, p. 121) llegando como cauce final al consentimiento informado. El consentimiento informado, “es una de las aportaciones más importantes de la ciencia jurídica a la medicina el cual se conceptualiza como un derecho humano fundamental; es decir, es la mejor expresión del derecho a la libertad personal, en lo pertinente a la propia persona, a la propia vida y en consecuencia de la disposición sobre el cuerpo propio; por consiguiente se debe de entender por tanto que es consecuencia necesaria de los derechos a la vida, a la integridad física y a la libertad de conciencia” (Alonso-Que et al., 2015, pp. 172-177). Desafíos Jurídicos ne la operación a la cual será sometido en un momento determinado. Se debe de tener en cuenta que el consentimiento informado tiene como gran problemática el factor tiempo para tomar una decisión a conciencia en torno a la salud del paciente; pero además de ese factor, otro inconveniente es que ese consentimiento está sesgado, alternándose en esencia lo relacionado a la NOM-012-SSA3-2012; de ahí la trascendencia del presente documento. El presente documento se dividirá en los siguientes segmentos. En un primer apartado, se evaluará lo relacionado a los antecedentes del consentimiento informado, cuál es su historia y cómo esta historia es relevante para analizar esta figura con perspectiva de derechos humanos; en un segundo momento, la construcción del marco normativo del consentimiento informado, que analizaremos en el presente documento; luego examinaremos la figura en cuestión en contexto de emergencias médicas cuyo reto es evidente; y por último, abordaremos lo relacionado a las conclusiones que se proponen para que el consentimiento informado sea más eficiente. ANTECEDENTES Para conceptualizar la figura del consentimiento informado, debemos sectorizar los datos oportunos. En un primer plano, entender cómo evoluciona el consentimiento informado desde la óptica conceptual bajo los elementos de la voluntad, la libertad, el principio de autoLa problemática principal del consentimiento nomía, el consentimiento para llegar al cauce informado consiste en el umbral de presión final, del consentimiento informado; y en una que tiene el paciente, quien con el afán de segunda vertiente, tener en cuenta su evoluser intervenido de urgencia, desconoce del ción histórica. todo las implicaciones y los alcances que tieAndrea Rodríguez Zavala y Brenda Judith Sauceda Villeda �74 Desafíos Jurídicos En lo relacionado a la primer arista mencionada, debemos tomar como base que el consentimiento informado parte de un primer momento, desde la conceptualización de la voluntad, entendida esta “como figura que no ha desaparecido sino que sigue siendo la base del derecho moderno en diversas materias, pero esa autonomía está ya considerablemente debilitada pues se imponen limitaciones a la libertad” (Alonso-Que et al., 2015, p. 122); en un siguiente elemento debemos de tener en cuenta la figura de la libertad, en un tercer elemento, debemos remitirnos al principio de autonomía para llegar al cauce final del consentimiento informado. Conforme a la teoría de las obligaciones, el consentimiento es “el acuerdo de dos o más voluntades sobre la producción o transmisión de obligaciones y derechos” (Alonso-Que et al., 2015, p. 122). Asimismo, con relación a la libertad, “esta se encuentra definida en buscar, recibir y difundir informaciones e ideas de toda índole, sin consideración de fronteras, ya sea oralmente, por escrito o en forma impresa o artística, o por cualquier otro procedimiento de su elección” (Convención Americana de Derechos Humanos, 1969). En relación al principio de autonomía “puede ser vista como una manifestación de la identidad individual y la integridad las cuales se fundamentan en creencias y valores personales” (Cancino, 2019, p. 31). Si en un momento determinado a una persona “se le puede hacer responsable por las acciones realizadas bajo coerción o siguiendo órdenes de otra, entonces, la libertad no es necesaria para que exista la autonomía; es decir, aquí jugaría un rol fundamental lo relacionado al dilema me- desafiosjuridicos.uanl.mx diante el cual se debe de tener en cuenta la responsabilidad que tiene una persona que actúa en situación de coerción o bajo condiciones de presión a la orden de otros” (Cancino, 2019, p. 31). El principio de autonomía se relaciona con la capacidad de decisión de una persona. Dicha capacidad de decisión es definida como la condición en la cual la persona es “legalmente competente” para ejercer su voluntad. Es decir, poseer una serie de aptitudes psicológicas (cognitivas, volitivas y afectivas) que le permiten conocer, valorar y gestionar adecuadamente la información sobre una situación, tomar una decisión y expresarla. Este hecho implica que el individuo pueda tomar decisiones en muy diversas situaciones de su vida. No obstante, puede decirse que la determinación de la capacidad de decisiones de las personas que reciben atención médica es aún, uno de los aspectos del todo no resueltos en el proceso del consentimiento informado (Cancino, 2019, p. 32). La autonomía apela a la libertad de elección del paciente o usuario, esto es, a su capacidad de deliberar y decidir por un curso de acción entre una gama adecuada de opciones valiosas, donde el ejercicio de la autonomía tiene lugar en un proceso comunicativo, entre los profesionales asistenciales y el paciente, que está sujeto esencialmente a tres requisitos: información, voluntariedad y capacidad (CONAMED, 2016, p. 26). En conclusión, con relación a este principio, debemos de partir de la base en todo momento que la autonomía es la capacidad de una Consentimiento informado en Emergencias Médicas: Una perspectiva de Derechos Humanos. PP. 70-93 �75 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 persona para determinar libremente su pensamiento y conducta (derecho de autodeterminación). La autonomía requiere capacidad para tomar decisiones y habilidad para poner en práctica sus elecciones. Ahora bien, en el ámbito jurídico filosófico, este principio bioético encuentra su correspondiente en el principio de autonomía de la voluntad, que atribuye a las personas un ámbito de libertad dentro del cual pueden regular sus propios intereses. La autonomía de la voluntad, es enteramente aplicable al consentimiento informado; ya que los autores del acto jurídico tienen la libertad de aceptar o rechazar su celebración y definir sin presiones y con la información suficiente, el contenido y alcances (Vázquez y Ramírez, 2017). Desafíos Jurídicos tencia para decidir (Alonso-Que et al., 2015). La figura del consentimiento, se encuentra íntimamente relacionada con la información (Alonso-Que et al., 2015), pues la persona que se encuentra sometida a un tratamiento médico, deberá de ser informada de su estado de salud de manera clara, completa, veraz, oportuna y calificada, así como las alternativas de tratamiento, sus beneficios y riesgos previsibles, que sean razonables conforme a la práctica médica; para así, la persona que se encuentre en tal situación, pueda adoptar una decisión racional y consciente (Alonso-Que et al., 2015). Por lo antes expuesto, para que el consentimiento informado cumpla con los cánones que tiene bajo su propia esencia, debe de cumplir con cuatro condiciones: inteligibilidad, veraEnseguida abordaremos a mayor profundidad cidad, honestidad y corrección (CONAMED, la conceptualización del consentimiento infor- 2016, p. 10); la inteligibilidad se refiere al uso mado, para tener claridad de los alcances que de un lenguaje comprensible, evitando las en un momento determinado pueden girar en ambigüedades e imprecisiones a fin de que los otros puedan entender el mensaje emitido torno al mismo. (CONAMED, 2016, p. 10); el criterio de veraciEl consentimiento informado debe de enten- dad, conlleva que se utilicen argumentos que derse bajo una primera vertiente como el acto sean considerados verdaderos en el estado de “decisión libre y voluntaria realizado por de conocimiento vigente (CONAMED, 2016, una persona competente, por el cual acep- p. 10). ta las acciones diagnósticas o terapéuticas” (Cancino, 2019, p. 32) sugeridas por sus mé- En este orden de ideas, se debe tener en cuendicos, fundado en la comprensión de la infor- ta que el consentimiento informado, represenmación revelada respecto de los riesgos y be- ta un principio de comunicación y clarificación, misma que cumple con diversas funciones imneficios que le pueden ocasionar. portantes en el contexto de la relación clínica El consentimiento informado se sustenta en el entre los enfermos o usuarios y los profesioprincipio de autonomía del paciente, conside- nales de la salud e instituciones (CONAMED, rando para su existencia tres requisitos bási- 2016, p. 13). Desde otra perspectiva, el concos necesarios para que sea válido: libertad sentimiento informado representa el principal de decisión, explicación suficiente y compe- instrumento jurídico y ético para hacer efectiAndrea Rodríguez Zavala y Brenda Judith Sauceda Villeda �76 Desafíos Jurídicos va la protección del derecho a la salud (Alonso-Que et al., 2015), sin embargo, se debe de tener en cuenta que más que un formato o un contrato, el consentimiento informado es un proceso clínico de comunicación continua, en el que el médico y el paciente, enfermo o usuario, tienen la disposición recíproca para hacer ejecutable el derecho de una persona a decidir aceptar o no un procedimiento médico (Alonso-Que et al., 2015). Resulta importante destacar que el proceso de consentimiento informado, se constituye en una práctica que regula la autoridad teórica del médico, promoviendo una actitud más honesta y abierta, para evitar que se cometan abusos en torno a la integridad del paciente y que le permita a éste conservar su capacidad deliberativa (Alonso-Que et al., 2015), Así, en la valoración del consentimiento informado debe primar la teoría de protección al débil jurídico, a fin de reducir la asimetría de información existente en la relación médico-paciente y contribuir a eliminar la desigualdad existente entre los miembros de una sociedad (Alonso-Que et al., 2015). desafiosjuridicos.uanl.mx teórica del médico, promoviendo ante todo y lo más importante, una actitud más honesta que busca evitar que se comentan abusos en torno a la integridad del paciente, permitiéndole a la vez, conservar su capacidad de decisión. Lo importante es hacer del consentimiento informado un instrumento para la realización de un principio esencial: que la persona sea dueña efectiva de su destino, como corresponde a su dignidad, y que esta información sea auténtica y humana, en el sentido de acompañarla con el calor apropiado a algo tan trascendente como son las decisiones en las que puede estar afectada la vida, la integridad corporal o la salud física o psíquica (Alonso-Que et al., 2015). Ahora bien, tras haber llegado al concepto del consentimiento informado, debemos tener en cuenta, la evolución de la figura del consentimiento informado desde la perspectiva histórica, misma que se expone a continuación. El origen del concepto de consentimiento nos remonta a la idea de ‘consentimiento informado’ discutida durante los Juicios de NúremSegún la CONAMED (2016), el consentimien- berg, culminando con la creación del primer to informado, representa un principio de co- Código de Ética Médica en 1947 (Cancino, municación que cumple con diversas funcio- 2019, p. 6). En dicho documento, se acentuó nes importantes en el contexto de la relación como elemento esencial ‘la voluntariedad’ en la clínica entre los enfermos o usuarios y los pro- participación de cualquier sujeto en ensayos e fesionales de la salud e instituciones. En ese investigaciones científicas, desprendiéndose contexto, no debemos de olvidar lo mencio- que el consentimiento libre y bajo información nado por Alonso, Canales y Rodríguez (2015) es absolutamente esencial. Por esta razón, en quienes enfatizan que el consentimiento infor- la actualidad el ‘consentimiento informado’ en mado representa el principal instrumento jurí- el área de la salud se ha identificado, sin ser dico y ético para hacer efectivo el derecho a la limitativo, al ámbito de la atención hospitalaria salud; es así que, el consentimiento informado e investigación médico-científica en seres huconsiste en la práctica que regula la autoridad manos (Cancino, 2019, p. 6). Consentimiento informado en Emergencias Médicas: Una perspectiva de Derechos Humanos. PP. 70-93 �77 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 El documento mencionado en el párrafo anterior, parte de las consecuencias de la Segunda Guerra Mundial, donde se exigió un nuevo orden mental para reflexionar, con nuevos elementos, los problemas sin precedente en la humanidad que se habían motivado o generado antes, durante y después de ese conflicto y eso es lo que se refleja en los Códigos, Declaraciones, Tratados que en las siguientes décadas regularían el trabajo de investigación científica-técnica y su aplicación en la humanidad contemporánea (Cancino, 2019, pp. 8-9). Desafíos Jurídicos Declaración Universal de Derechos Humanos (Cancino, 2019, p. 13). El consentimiento informado, tuvo que verse así, en la finalidad de ser preciso y eficiente para garantizar el derecho que las personas tienen a decidir sobre su cuerpo, su vida, su futuro, dado a que, lamentablemente, una vez más los abusos, las tragedias y la indignación se han manifestado (Cancino, 2019, p. 14). A continuación estudiaremos lo relacionado al marco normativo que gira en torno al consentimiento informado desde una perspectiva constitucional, así como desde la óptica de la legislación aplicable a nivel nacional. Así tenemos que, aunque esta conceptualización proviene desde principios del siglo XX, su mayor ahondamiento conceptual, deviene tras lo que sucede en la Segunda Guerra Mundial, MARCO NORMATIVO DEL CONSENTIun hecho histórico que marcó hito en diversos MIENTO INFORMADO rubros de la historia de la humanidad. Es de alta trascendencia, tener un marco norEl Código de Núremberg fue publicado el 20 mativo que busque salvaguardar los derechos de agosto de 1947, resultado del juicio del de las personas involucradas en los procedimismo nombre en donde se hicieron eviden- mientos de toda índole. Partiendo de la base tes las mortales violaciones a los derechos de ya mencionada, en el presente apartado, integridad y vida de la población judía bajo ex- abordaremos lo concerniente al andamiaje de perimentación médica nazi, durante el perío- normas que en relación al tema nos dejará ver do conocido como el holocausto. En ese texto la importancia de tener una normatividad en se plantearon las primeras pautas obligatorias torno al consentimiento informado. sobre la autonomía de la voluntad en la investigación clínica con seres humanos, así como Así en el artículo 1º Constitucional (1917) se cuestiones muy iniciales de seguridad de los colige: pacientes en la atención clínica (Cancino, 2019, pp. 9-10). Artículo 1o. En los Estados Unidos Mexicanos todas las personas gozarán de los Por su parte, la Declaración de Helsinki siemderechos humanos reconocidos en esta pre ha sido entendida no sólo como un doConstitución y en los tratados internaciocumento internacional para los médicos, sino nales de los que el Estado Mexicano sea también como expresión de continuidad de parte, así como de las garantías para su la moral universalista de los derechos humaprotección, cuyo ejercicio no podrá resnos originada en el Código de Núremberg y la tringirse ni suspenderse, salvo en los Andrea Rodríguez Zavala y Brenda Judith Sauceda Villeda �78 Desafíos Jurídicos casos y bajo las condiciones que esta Constitución establece. Las normas relativas a los derechos humanos se interpretarán de conformidad con esta Constitución y con los tratados internacionales de la materia favoreciendo en todo tiempo a las personas la protección más amplia. Todas las autoridades, en el ámbito de sus competencias, tienen la obligación de promover, respetar, proteger y garantizar los derechos humanos de conformidad con los principios de universalidad, interdependencia, indivisibilidad y progresividad. En consecuencia, el Estado deberá prevenir, investigar, sancionar y reparar las violaciones a los derechos humanos, en los términos que establezca la ley. Está prohibida la esclavitud en los Estados Unidos Mexicanos. Los esclavos del extranjero que entren al territorio nacional alcanzarán, por este solo hecho, su libertad y la protección de las leyes. Queda prohibida toda discriminación motivada por origen étnico o nacional, el género, la edad, las discapacidades, la condición social, las condiciones de salud, la religión, las opiniones, las preferencias sexuales, el estado civil o cualquier otra que atente contra la dignidad humana y tenga por objeto anular o menoscabar los derechos y libertades de las personas. Por su lado, el precepto 4º Constitucional (1917) prevé: desafiosjuridicos.uanl.mx Artículo 4o.- La mujer y el hombre son iguales ante la ley. Ésta protegerá la organización y el desarrollo de la familia. Toda persona tiene derecho a decidir de manera libre, responsable e informada sobre el número y el espaciamiento de sus hijos. Toda persona tiene derecho a la alimentación nutritiva, suficiente y de calidad. El Estado lo garantizará. Toda persona tiene derecho a la protección de la salud. La ley definirá las bases y modalidades para el acceso a los servicios de salud y establecerá la concurrencia de la Federación y las entidades federativas en materia de salubridad general, conforme a lo que dispone la fracción XVI del artículo 73 de esta Constitución. La ley definirá un sistema de salud para el bienestar, con el fin de garantizar la extensión progresiva, cuantitativa y cualitativa de los servicios de salud para la atención integral y gratuita de las personas que no cuenten con seguridad social. Toda persona tiene derecho a un medio ambiente sano para su desarrollo y bienestar. El Estado garantizará el respeto a este derecho. El daño y deterioro ambiental generará responsabilidad para quien lo provoque en términos de lo dispuesto por la ley. Toda persona tiene derecho al acceso, disposición y saneamiento de agua para consumo personal y doméstico en forma Consentimiento informado en Emergencias Médicas: Una perspectiva de Derechos Humanos. PP. 70-93 �79 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 suficiente, salubre, aceptable y asequible. El Estado garantizará este derecho y la ley definirá las bases, apoyos y modalidades para el acceso y uso equitativo y sustentable de los recursos hídricos, estableciendo la participación de la Federación, las entidades federativas y los municipios, así como la participación de la ciudadanía para la consecución de dichos fines. Toda familia tiene derecho a disfrutar de vivienda digna y decorosa. La ley establecerá los instrumentos y apoyos necesarios a fin de alcanzar tal objetivo. Toda persona tiene derecho a la identidad y a ser registrado de manera inmediata a su nacimiento. El Estado garantizará el cumplimiento de estos derechos. La autoridad competente expedirá gratuitamente la primera copia certificada del acta de registro de nacimiento. Desafíos Jurídicos El Estado otorgará facilidades a los particulares para que coadyuven al cumplimiento de los derechos de la niñez. Toda persona tiene derecho al acceso a la cultura y al disfrute de los bienes y servicios que presta el Estado en la materia, así como el ejercicio de sus derechos culturales. El Estado promoverá los medios para la difusión y desarrollo de la cultura, atendiendo a la diversidad cultural en todas sus manifestaciones y expresiones con pleno respeto a la libertad creativa. La ley establecerá los mecanismos para el acceso y participación a cualquier manifestación cultural. Toda persona tiene derecho a la cultura física y a la práctica del deporte. Corresponde al Estado su promoción, fomento y estímulo conforme a las leyes en la materia. En todas las decisiones y actuaciones del Estado se velará y cumplirá con el principio del interés superior de la niñez, garantizando de manera plena sus derechos. Los niños y las niñas tienen derecho a la satisfacción de sus necesidades de alimentación, salud, educación y sano esparcimiento para su desarrollo integral. Este principio deberá guiar el diseño, ejecución, seguimiento y evaluación de las políticas públicas dirigidas a la niñez. El Estado garantizará la entrega de un apoyo económico a las personas que tengan discapacidad permanente en los términos que fije la ley. Para recibir esta prestación tendrán prioridad las y los menores de dieciocho años, las y los indígenas y las y los afromexicanos hasta la edad de sesenta y cuatro años y las personas que se encuentren en condición de pobreza. Los ascendientes, tutores y custodios tienen la obligación de preservar y exigir el cumplimiento de estos derechos y principios. Las personas mayores de sesenta y ocho años tienen derecho a recibir por parte del Estado una pensión no contributiva en los términos que fije la ley. Andrea Rodríguez Zavala y Brenda Judith Sauceda Villeda �80 Desafíos Jurídicos En el caso de las y los indígenas y las y los afromexicanos esta prestación se otorgará a partir de los sesenta y cinco años de edad. El Estado establecerá un sistema de becas para las y los estudiantes de todos los niveles escolares del sistema de educación pública, con prioridad a las y los pertenecientes a las familias que se encuentren en condición de pobreza, para garantizar con equidad el derecho a la educación. Toda persona tiene derecho a la movilidad en condiciones de seguridad vial, accesibilidad, eficiencia, sostenibilidad, calidad, inclusión e igualdad. El Estado promoverá el desarrollo integral de las personas jóvenes, a través de políticas públicas con enfoque multidisciplinario, que propicien su inclusión en el ámbito político, social, económico y cultural del país. La ley establecerá la concurrencia de la Federación, entidades federativas, Municipios y demarcaciones territoriales de la Ciudad de México, para esos efectos. Del contenido de estos dos artículos constitucionales, se desprende que el derecho a la salud surge como un derecho fundamental para las personas, entendiéndose más allá no sólo del estado de bienestar físico, sino también integrado el psicológico y social (Cancino, 2019, p. 19). Tal argumento lo sostiene el criterio jurisprudencial con número de registro 2007938 que es del tenor siguiente: desafiosjuridicos.uanl.mx SALUD. DERECHO AL NIVEL MÁS ALTO POSIBLE. ÉSTE PUEDE COMPRENDER OBLIGACIONES INMEDIATAS, COMO DE CUMPLIMIENTO PROGRESIVO. El artículo 2 del Pacto Internacional de Derechos Económicos, Sociales y Culturales prevé obligaciones de contenido y de resultado; aquéllas, de carácter inmediato, se refieren a que los derechos se ejerciten sin discriminación y a que el Estado adopte dentro de un plazo breve medidas deliberadas, concretas y orientadas a satisfacer las obligaciones convencionales, mientras que las de resultado o mediatas, se relacionan con el principio de progresividad, el cual debe analizarse a la luz de un dispositivo de flexibilidad que refleje las realidades del mundo y las dificultades que implica para cada país asegurar la plena efectividad de los derechos económicos, sociales y culturales. En esa lógica, teniendo como referente el derecho de toda persona al disfrute del más alto nivel posible de salud física y mental contenido en el artículo 12 del citado Pacto, se impone al Estado Mexicano, por una parte, la obligación inmediata de asegurar a las personas, al menos, un nivel esencial del derecho a la salud y, por otra, una de cumplimiento progresivo, consistente en lograr su pleno ejercicio por todos los medios apropiados, hasta el máximo de los recursos de que disponga. De ahí que se configurará una violación directa a las obligaciones del Pacto cuando, entre otras cuestiones, el Estado Mexicano no adopte medidas apropiadas de ca- Consentimiento informado en Emergencias Médicas: Una perspectiva de Derechos Humanos. PP. 70-93 �81 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 rácter legislativo, administrativo, presupuestario, judicial o de otra índole, para dar plena efectividad al derecho indicado (2014). La Organización Mundial de la Salud, por su parte, a conceptualizado al consentimiento informado como el proceso donde la persona decide, libre de cualquier forma de coacción o influencia indebida, el participar en una investigación después de haber recibido información relevante para tomar la decisión. Esta definición empodera tanto a las personas que participen en investigación, como a aquellas que en algún momento se convierten en pacientes (Cancino, 2019, p. 20). Desafíos Jurídicos (Cancino, 2019, pp. 21-22), el cual abordaremos más adelante. Resaltemos de lo anterior que para la Organización Mundial de la Salud, el consentimiento informado se conceptualiza cómo el proceso mediante el cual la persona decide de manera libre desde participar en una investigación, pasando por una intervención quirúrgica de cualquier índole, es decir, dicho concepto lo que busca en todo momento, es empoderar a la persona que se llegue en un dado caso a someter a cualquier intervención quirúrgica y con mayor énfasis si dicha intervención requiere una atención urgente. El consentimiento en el ámbito de la salud, se Entonces, si bien históricamente la concep- encuentra indivisible e interdependientementualización del consentimiento informado se te relacionado con otros derechos humanos asumía en términos de los documentos firma- (como la capacidad jurídica, la vida, la intedos por las y los participantes en los cuales se gridad personal, la libertad personal, la vida plasman el propósito, los beneficios y riesgos privada, la honra y la dignidad, la autonomía del estudio, así como la información necesaria personal, el acceso a la información, el derepara que las personas realicen una decisión cho a fundar una familia); pero también, es de informada y voluntaria sobre su participación fundamental importancia no perder de vista en un proyecto de investigación clínica, o bien que su contenido se centra autónomamente en algún tratamiento médico (Cancino, 2019, en el derecho a la salud, tal y como lo estap. 21). El consentimiento en el rubro de la sa- blece el artículo 4º de la Constitución Política lud, consiste en una decisión previa de acep- de los Estados Unidos Mexicanos (Cancino, tar o someterse a un acto médico en sentido 2019, p. 22). Bajo el criterio argumentativo amplio, obtenida de manera libre, es decir sin que debemos de tener en cuenta, mediante amenazas ni coerción, inducción o alicientes el cual el paciente tiene el derecho a ser inforimpropios manifestada con posterioridad a la mado en el ámbito de la atención a la salud; recepción de información adecuada, comple- el parte médico tiene la obligación profesional ta, fidedigna, comprensible y accesible, siem- de la salud, en la prestación de los servicios pre que esta información haya sido realmente de atención, mismo que incluye el de estar incomprendida, lo que permitirá el consenti- formado o no, además, sobre el carácter permiento pleno del individuo, tal y como se men- sonalísimo de la información (Cancino, 2019, ciona en el caso de la Corte Interamericana p. 22). de Derechos Humanos I.V. vs Bolivia de 2016 Andrea Rodríguez Zavala y Brenda Judith Sauceda Villeda �82 Desafíos Jurídicos Asimismo, manteniendo la misma línea de análisis, el consentimiento debe ser libre, debe ser brindado de manera autónoma, voluntaria, desprovisto de presiones de cualquier tipo, sin utilizarlo como condición para el sometimiento a otros procedimientos o beneficios, sin coerciones, amenazas, o inexactitud de información. No puede reputarse como un consentimiento libre, cuando el propio profesional de la salud induzca deliberadamente o encauce a la persona a otorgar el consentimiento en un determinado sentido, ni tampoco puede considerarse libre cuando ha sido derivado de incentivos inapropiados (Cancino, 2019, p. 28). El consentimiento informado más que en la teoría del contrato, encuentra su fundamento en el respeto por la dignidad y la libertad de las personas, con lo que quedan en buena medida desvirtuados los postulados que sólo ven en el consentimiento una exigencia importada desde el derecho hacia el trabajo clínico (CONAMED, 2016, p. 23), en donde para que ese consentimiento sea válido jurídicamente, se requiere que sea libre, consciente y ausente de error, violencia o dolo (CONAMED, 2016, p. 23). Cabe destacar bajo una óptica meramente histórica, que la figura del consentimiento informado fue utilizada por primera vez en 1957 en el caso Salgo versus Leland Stanford Jr. University Board of Trustees, en el que se consideró equivalente a ocultamiento de hechos necesarios para la formación de un consentimiento razonado en relación con el tratamiento propuesto, el que un radiólogo no informara, en forma adecuada, a una paciente sobre las posibles complicaciones y riesgos secundarios de una cirugía. El caso no discute la existencia o no de consentimiento, sino si el paciente lo ha pres- desafiosjuridicos.uanl.mx tado con conocimiento suficiente, incluyendo el deber de informar de manera adecuada como una obligación del médico con el paciente (CONAMED, 2016, p. 25). La Corte Interamericana de Derechos Humanos en el caso I.V. vs. Bolivia, dejó ver que el consentimiento informado del paciente es una condición sine qua non para la práctica médica, el cual se basa en el respeto a su autonomía y su libertad para tomar sus propias decisiones de acuerdo a su plan de existencia. En otras palabras, el consentimiento informado asegura el efecto útil de la norma que reconoce la autonomía como elemento indisoluble de la dignidad de la persona (Caso I.V. Vs. Bolivia. Excepciones Preliminares, Fondo, Reparaciones y Costas, 2016). Tras lo antes expuesto, es buen momento para sacar a colación lo que establece el artículo 77 bis 37 fracción IX de la Ley del Seguro Social (1995): Artículo 77 bis 37.- Los beneficiarios tendrán los siguientes derechos: IX. Otorgar o no su consentimiento válidamente informado y a rechazar tratamientos o procedimientos; Concatenando lo anterior, con lo que se menciona en torno al consentimiento informado en el Reglamento de la Ley General de Salud en materia de Prestación de Servicios de Atención Médica, y lo que se entiende por urgencia, a la luz del artículo 72 de esta normatividad: Artículo 72.- Se entiende por urgencia, todo problema médico-quirúrgico agudo, Consentimiento informado en Emergencias Médicas: Una perspectiva de Derechos Humanos. PP. 70-93 �83 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 que ponga en peligro la vida, un órgano o una función y que requiera atención inmediata (Reglamento de la Ley General de Salud en materia de Prestación de Servicios de Atención Médica, 1986). Luego, resulta de alta trascendencia precisar que, el artículo 76 de la norma en cuestión, determina: Artículo 76.- El ingreso de usuarios a los hospitales será voluntario, cuando este sea solicitado por escrito por el propio usuario y exista previamente indicación al respecto por parte del médico tratante. A este respecto se aplicará lo dispuesto por el artículo 80 de este Reglamento para el otorgamiento del consentimiento informado (Reglamento de la Ley General de Salud en materia de Prestación de Servicios de Atención Médica, 1986). El citado artículo 80 del reglamento en comento dice: Artículo 80.- En todo hospital y siempre que el estado del paciente lo permita, deberá recabarse a su ingreso autorización escrita y firmada para practicarle, con fines de diagnóstico terapéuticos, los procedimientos médico quirúrgicos necesarios de acuerdo al padecimiento de que se trate, debiendo informarle claramente el tipo de documento que se le presenta para su firma. Esta autorización inicial no excluye la necesidad de recabar después la correspondiente a cada procedimiento que entrañe un alto riesgo para el paciente Desafíos Jurídicos (Reglamento de la Ley General de Salud en materia de Prestación de Servicios de Atención Médica, 1986). Al respecto, el artículo 77 de la normatividad que se analiza, en contexto de mayor urgencia, donde el paciente ni siquiera puede firmar algún consentimiento informad, reza: Artículo 77.- Será involuntario el ingreso a los hospitales, cuando por encontrarse el usuario impedido para solicitarlo por sí mismo, por incapacidad transitoria o permanente, sea solicitado por un familiar, tutor, representante legal u otra persona que en caso de urgencia solicite el servicio y siempre que exista previamente indicación al respecto por parte del médico tratante. A este respecto se aplicará lo dispuesto por el artículo 81 de este Reglamento para el otorgamiento del consentimiento informado (Reglamento de la Ley General de Salud en materia de Prestación de Servicios de Atención Médica, 1986). Y por último, el artículo 81 contempla que: ARTICULO 81.- En caso de urgencia o cuando el paciente se encuentre en estado de incapacidad transitoria o permanente, el documento a que se refiere el artículo anterior, será suscrito por el familiar más cercano en vínculo que le acompañe, o en su caso, por su tutor o representante legal, una vez informado del carácter de la autorización. Cuando no sea posible obtener la autorización por incapacidad del paciente y Andrea Rodríguez Zavala y Brenda Judith Sauceda Villeda �84 Desafíos Jurídicos ausencia de las personas a que se refiere el párrafo que antecede, los médicos autorizados del hospital de que se trate, previa valoración del caso y con el acuerdo de por lo menos dos de ellos, llevarán a cabo el procedimiento terapéutico que el caso requiera, dejando constancia por escrito, en el expediente clínico (Reglamento de la Ley General de Salud en materia de Prestación de Servicios de Atención Médica, 1986). Ahora, la NOM-004-SSA3-2012 referente al expediente clínico, ratifica la importancia de que la autoridad sanitaria, garantice la libre manifestación de la voluntad del paciente de ser o no atendido a través de procedimientos clínicos o quirúrgicos, para lo cual, el personal de salud debe recabar su consentimiento, previa información y explicación de los riesgos posibles y beneficios esperados (NORMA Oficial Mexicana NOM-004-SSA3-2012, Del expediente clínico, 2012). En el punto 4.2 en lo inherente a las cartas de consentimiento informado, a los documentos escritos, signados por el paciente o su representante legal o familiar más cercano en vínculo, mediante los cuales se acepta un procedimiento médico o quirúrgico con fines diagnósticos, terapéuticos, rehabilitatorios, paliativos o de investigación, una vez que se ha recibido información de los riesgos y beneficios esperados para el paciente (NORMA Oficial Mexicana NOM-004SSA3-2012, Del expediente clínico, 2012). En materia federal existen diversos criterios que nos otorgan claridad por cuanto a lo mencionado en el presente documento: desafiosjuridicos.uanl.mx CONSENTIMIENTO INFORMADO. DERECHO FUNDAMENTAL DE LOS PACIENTES. El consentimiento informado es consecuencia necesaria o explicitación de derechos a la vida, a la integridad física y a la libertad de conciencia, el cual consiste en el derecho del paciente de otorgar o no su consentimiento válidamente informado en la realización de tratamientos o procedimientos médicos. En tal sentido, para que se pueda intervenir al paciente, es necesario que se le den a conocer las características del procedimiento médico, así como los riesgos que implica tal intervención. A través de éste el paciente asume los riesgos y consecuencias inherentes o asociados a la intervención autorizada; pero no excluye la responsabilidad médica cuando exista una actuación negligente de los médicos o instituciones de salud involucrados (2012). PRESTACIÓN DE SERVICIOS DE ATENCIÓN MÉDICA. CONTENIDO DEL DEBER DE INFORMAR AL PACIENTE EN MATERIA MÉDICO-SANITARIA. De la Ley General de Salud y el Reglamento de la Ley General de Salud en Materia de Prestación de Servicios de Atención Médica, se infiere que el profesionista médico tiene una obligación de aportar al paciente todos los elementos necesarios para que éste tome una decisión libre e informada sobre su tratamiento o ausencia del mismo. En ese sentido, ante la insuficiencia de regulación normativa sobre este supuesto, esta Primera Sala de la Suprema Corte Consentimiento informado en Emergencias Médicas: Una perspectiva de Derechos Humanos. PP. 70-93 �85 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 de Justicia de la Nación entiende que el otorgamiento de información para cumplir con el deber de informar consiste, como mínimo y dependiendo de cada caso concreto, en el estado de salud del paciente, el diagnóstico de su padecimiento, el tratamiento o intervenciones necesarias para tratar el mismo y sus alternativas, así como los riesgos inherentes y los efectos que puedan tener tales tratamientos o intervenciones; de ahí que el contenido que debe satisfacer este derecho no es inmutable, sino que se actualiza supuesto a supuesto. Por su parte, el sujeto de tal deber es, por regla general, el médico responsable del paciente y, en particular, aquellos profesionistas médicos que ejecuten un acto médico concreto (proceso asistencial, técnica o procedimiento invasivo, interconsulta, etcétera) que pueda incidir en la esfera de derechos del paciente. El destinatario de esta información debe ser el propio paciente o las personas unidas al mismo por vínculos familiares, de hecho o legales que jurídicamente puedan tomar una decisión sobre su atención médica. Adicionalmente, debe destacarse que el deber de informar no se agota en una etapa en específico ni su cumplimiento se actualiza siguiendo ciertos pasos previamente identificados. Dependerá de cada caso concreto y de su contexto fáctico, teniendo como premisa fundamental que la información deberá ser continuada, verdadera, comprensible, explícita, proporcionada al momento en que el médico lo considere viable, previo a cualquier tratamiento o intervención y su otorgamiento podrá ser Desafíos Jurídicos oral o escrito. El grado y temporalidad del otorgamiento de la información penderán de la capacidad del paciente, los deseos de información del mismo (no se le puede obligar a recibir la información si no es su voluntad; es decir, si rechazó su conocimiento de manera expresa), el nivel de riesgo y la concurrencia de un estado de urgencia. Asimismo, tal como sucede con el consentimiento informado, un supuesto de excepción de este derecho a ser informado tiene lugar cuando los sucesos fácticos no permiten una demora ante la posibilidad de que se origine un daño grave o irreversible al paciente (2016). CONSENTIMIENTO INFORMADO EN MATERIA MÉDICO-SANITARIA. SUS FINALIDADES Y SUPUESTOS NORMATIVOS DE SU EXCEPCIÓN. Derivado de lo resuelto por la Primera Sala de la Suprema Corte de Justicia de la Nación en la contradicción de tesis 93/2011, puede afirmarse que el consentimiento informado en materia médico-sanitaria cumple una doble finalidad: por un lado, constituye la autorización de una persona para someterse a procedimientos o tratamientos médicos que pueden incidir en su integridad física, salud, vida o libertad de conciencia y, por otro lado, es una forma de cumplimiento por parte de los médicos del deber de informar al paciente sobre el diagnóstico, tratamiento y/o procedimiento médico, así como de las implicaciones, efectos o consecuencias que pudiera traer a su salud, integridad física o vida. Consecuen- Andrea Rodríguez Zavala y Brenda Judith Sauceda Villeda �86 Desafíos Jurídicos temente, como lo prevén los artículos 50 de la Ley General de Salud y 80 del Reglamento de la Ley General de Salud en Materia de Prestación de Servicios de Atención Médica, este consentimiento deberá recabarse al ingreso al hospital de una persona a fin de poder practicarle los procedimientos médico-quirúrgicos para su debida atención como usuario de ese servicio de salud, así como previamente a cada procedimiento que entrañe un alto riesgo para el paciente. No obstante, la propia normativa reglamentaria permite a su vez casos de excepción a esta regla general de la aquiescencia en cada caso que entrañe un alto riesgo para el paciente. Dicha excepción consiste en que cuando concurra un caso de urgencia o el paciente se encuentre en un estado de incapacidad transitoria o permanente y tampoco sea posible que su familiar más cercano, tutor o representante autorice los tratamientos o procedimientos médico-quirúrgicos necesarios, los médicos de que se trate, previa valoración del caso y con el acuerdo de dos de ellos, realizarán el tratamiento o procedimiento que se requiera, dejando constancia por escrito en el expediente clínico de dicho actuar, de conformidad con el artículo 81 del reglamento citado. Ahora, si bien esta norma no establece claramente cuáles son los momentos en que se actualiza la denominada “ausencia” de los familiares, tutores o representantes o la concurrencia de un caso urgente, de una interpretación sistemática y teleológica de su contenido, se advierte que su ámbito de aplicación requiere, en primer lugar, que cuando el pacien- desafiosjuridicos.uanl.mx te se encuentre en un estado de incapacidad y las circunstancias fácticas lo permitan, deberá recabarse de manera forzosa la autorización para el respectivo tratamiento o procedimiento por parte de su familiar más cercano, tutor o representante; sin embargo, cuando tales personas no se encuentren en el hospital y/o el tratamiento o procedimiento del padecimiento del paciente sea de un carácter urgente (estado de necesidad) que, si se aguarda la aludida autorización, conllevaría a una afectación grave o irreversible a la integridad física, salud o vida del paciente, entonces dicho tratamiento o procedimiento podrá efectuarse bajo el acuerdo de dos médicos (en el caso de que físicamente existan en ese lugar, pues hay servicios de salud en el país donde no están asignados dos de ellos) y ante su más estricta responsabilidad, con el condicionamiento de que se asiente la valoración del caso y toda la información pertinente en el expediente clínico (2016). De lo expuesto en los criterios jurisprudenciales transcritos, así como en el presente marco normativo, logramos vislumbrar en cierta medida el cómo se podrían defender los derechos de las personas que se encuentren en un estado de emergencia, garantizándolos a través de la vía preponderantemente jurisdiccional. A continuación, entraremos al rubro del consentimiento informado desde la óptica de los derechos humanos, haciendo énfasis en pacientes en contexto de emergencia médica. Consentimiento informado en Emergencias Médicas: Una perspectiva de Derechos Humanos. PP. 70-93 �87 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 PERSPECTIVA DE LOS DERECHOS HUMANOS DEL CONSENTIMIENTO INFORMADO Haremos este análisis bajo dos aristas; la primera de ellas girará en torno a lo que se menciona en el Sistema Universal de las Naciones Unidas a la luz de diversas relatorías; en cuanto a la segunda, consiste en estudiar lo relacionado al consentimiento informado desde la óptica del Sistema Interamericano de Derechos Humanos a través de la jurisprudencia de la Corte Interamericana de Derechos Humanos. Con relación al Sistema Universal de Naciones Unidas, la relatoría especial sobre la violencia contra la mujer, sus causas y consecuencias, en su Reporte Temático 20 (Relatoría especial sobre la violencia contra la mujer, sus causas y consecuencias, 2019), menciona con relación al consentimiento informado desde la perspectiva de los derechos de la mujer, que el tratamiento médico relacionado con los servicios de salud reproductiva y el parto, es un derecho humano fundamental, donde la International Federation of Gynecology and Obstetrics, reconoce que la obtención del consentimiento informado es una obligación, aun cuando pueda ser difícil y llevar tiempo. Es importante tener en cuenta que el consentimiento de la mujer a todas las intervenciones se obtiene en cuanto la paciente entra en el hospital, momento en que se le pide que firme diversos formularios; pero esos formularios son en realidad una renuncia al consentimiento informado y una cesión del control al equipo médico (Relatoría especial sobre la violencia contra la mujer, sus causas y consecuencias, 2019). Desafíos Jurídicos Por ello, resulta importante enfatizar que, en el contexto que se ha mencionado previamente, el cual en un momento determinado aplicaría como una emergencia médica per se, derivado de que otros formularios de consentimiento, relativos a procedimientos como la anestesia epidural y la cesárea, se suelen presentar a la mujer durante el propio alumbramiento, a veces incluso durante las contracciones, lo que hace que a la mujer le resulte difícil comprender la información contenida en el formulario o realizar las preguntas pertinentes; al tenor del informe en cuestión, los formularios de consentimiento se utilizan a menudo en sustitución del proceso real de consentimiento informado (Relatoría especial sobre la violencia contra la mujer, sus causas y consecuencias, 2019). Así es, con relación al derecho de la mujer en contexto de parto, corresponde a una cuestión evidente de emergencia médica, donde la propia emergencia médica perenne, impide de una u otra manera que la madre pueda dar su consentimiento a cabalidad en cuanto a las implicaciones y alcances que pudieran llegar a surgir en el alumbramiento. Al respecto, la relatoría especial sobre el derecho de toda persona al disfrute del más alto nivel posible de salud física y mental, en su reporte temático 24, contempla que el consentimiento informado requiere que se den a conocer los beneficios asociados, los riesgos y las alternativas de un procedimiento médico (Relatoría especial sobre el derecho de toda persona al disfrute del más alto nivel posible de salud física y mental, 2013); y por su parte el reporte temático 4 de la relatoría en cuestión, afirma que el consentimiento informado Andrea Rodríguez Zavala y Brenda Judith Sauceda Villeda �88 Desafíos Jurídicos entraña una decisión voluntaria y suficientemente fundamentada y sirve para promover la autonomía, la libre determinación, la integridad física y el bienestar de la persona. Abarca el derecho a aceptar, rechazar o elegir un tratamiento médico alternativo (Relatoría especial sobre el derecho de toda persona al disfrute del más alto nivel posible de salud física y mental, 2018). Manteniendo el mismo orden de ideas, el Reporte temático 20 de la misma relatoría, profundiza en torno a la figura del consentimiento informado mencionando diversas perrogativas a tener en consideración, entre ellas, que el consentimiento informado requiere varios elementos de derechos humanos que son indivisibles e interdependientes y están interrelacionados. Además del derecho a la salud, están el derecho a la autonomía, el derecho a la no discriminación, el derecho a no ser objeto de experimentos no consentidos, la seguridad y la dignidad de la persona humana, el reconocimiento ante la ley, la libertad de pensamiento y expresión, y la libertad reproductiva. La autonomía, la integridad física y el bienestar de la persona, son esenciales en el ámbito del derecho a la salud. En él se consideran la disponibilidad, accesibilidad, aceptabilidad y calidad de la información en materia de salud como elementos fundamentales de ese derecho, que se define como “derecho de solicitar, recibir y difundir información e ideas acerca de las cuestiones relacionadas con la salud (Relatoría especial sobre el derecho de toda persona al disfrute del más alto nivel posible de salud física y mental, 2011)”. El Reporte temático 24 afirma que el consentimiento informado invoca algunos elementos desafiosjuridicos.uanl.mx de los derechos humanos que son indivisibles, interdependientes e interrelacionados. Entre ellos, además del derecho a la salud, el derecho a la libre determinación, el derecho a la no discriminación, el derecho de toda persona a no ser sometida a experimentos sin su libre consentimiento, la seguridad y la dignidad de la persona humana, el reconocimiento ante la ley, la libertad de pensamiento y expresión y la libre determinación. La salvaguardia de la capacidad de la persona para ejercer el consentimiento informado en las cuestiones relacionadas con la salud y su protección contra los abusos (incluidos los que se relacionan con prácticas tradicionales) son fundamentales para la protección de estos derechos (Derecho de toda persona al disfrute del más alto nivel posible de salud física y mental , 2009). En este sentido debemos de tener en consideración que el consentimiento informado no es la mera aceptación de una intervención médica, sino una decisión voluntaria y suficientemente informada que protege el derecho del paciente a participar en la adopción de las decisiones médicas y atribuye a los proveedores de servicios de salud, deberes y obligaciones conexos. Sus justificaciones normativas éticas y jurídicas, dimanan del hecho de que promueve la autonomía, la libre determinación, la integridad física y el bienestar del paciente (Derecho de toda persona al disfrute del más alto nivel posible de salud física y mental , 2009). Dicho esto, a continuación se expondrán los argumentos esgrimidos mediante la jurisprudencia de la Corte Interamericana de Derechos Humanos mismas que gira en torno a la salvaguarda de las personas que se encuen- Consentimiento informado en Emergencias Médicas: Una perspectiva de Derechos Humanos. PP. 70-93 �89 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 tran en contexto de emergencia médica y que imprescindiblemente tienen que firmar algún consentimiento informado para que en un momento determinado, puedan ser intervenidos. Desde la óptica de la Corte Interamericana el consentimiento informado consiste “en una decisión previa de aceptar o someterse a un acto médico en sentido amplio, obtenida de manera libre, es decir sin amenazas ni coerción, inducción o alicientes impropios, manifestada con posterioridad a la obtención de información adecuada, completa, fidedigna, comprensible y accesible, siempre que esta información haya sido realmente comprendida, lo que permitirá el consentimiento pleno del individuo; es decir, es el resultado de un proceso en el cual deben cumplirse los siguientes elementos para que sea considerado válido, a saber que sea previo, libre, pleno e informado; y en donde se tiene que salvaguardar cuando menos que al paciente se le informe sobre i)la evaluación del diagnóstico; ii)el objetivo, método, duración probable, beneficios y riesgos esperados del tratamiento propuesto; iii)los posibles efectos desfavorables del tratamiento propuesto; iv)las alternativas de tratamiento, incluyendo aquellas menos intrusivas, y el posible dolor o malestar, riesgos, beneficios y efectos secundarios del tratamiento alternativo propuesto; v)las consecuencias de los tratamientos, y vi)lo que se estima ocurrirá antes, durante y después del tratamiento” (Caso Guachalá Chimbo y otros Vs. Ecuador. Fondo, Reparaciones y Costas, 2021). Desafíos Jurídicos tonomía y su libertad para tomar sus propias decisiones de acuerdo a su plan de existencia. En otras palabras, el consentimiento informado asegura el efecto útil de la norma que reconoce la autonomía como elemento indisoluble de la dignidad de la persona (Caso Guachalá Chimbo y otros Vs. Ecuador. Fondo, Reparaciones y Costas, 2021). Lo antes expuesto lo sostiene la Corte Interamericana de Derechos Humanos en el Caso I.V vs Bolivia; la Corte afirma que, si el consentimiento previo, libre, pleno e informado es un requisito ineludible para que una esterilización no sea contraria a los parámetros internacionales, debe también existir la posibilidad de reclamar ante las autoridades correspondientes en aquellos casos en que el médico no haya cumplido con este requisito ético y legal de la práctica médica, a fin de establecer las responsabilidades correspondientes y acceder a una indemnización. Dichas medidas deben incluir, la disponibilidad y el acceso a recursos administrativos y jurisdiccionales para presentar reclamos en caso en que no se haya obtenido el consentimiento previo, libre, pleno e informado y el derecho a que dichos reclamos sean examinados sin demora y de forma imparcial. Sostener lo contrario conduciría a negar el efecto útil de la regla del consentimiento informado (Caso I.V. Vs. Bolivia. Excepciones Preliminares, Fondo, Reparaciones y Costas, 2016). Vemos pues, que la Corte nota que el reconocimiento del consentimiento informado como expresión de la autonomía de las personas El consentimiento informado del paciente es en el ámbito de la salud, ha significado en la una condición sine qua non para la práctica práctica de la medicina un cambio de paramédica, el cual se basa en el respeto a su au- digma en la relación médico-paciente, ya que Andrea Rodríguez Zavala y Brenda Judith Sauceda Villeda �90 Desafíos Jurídicos el modelo de toma de decisiones informadas y libres pasó a centrarse en un proceso participativo con el paciente y ya no en el modelo paternalista en donde el médico, por ser el experto profesional en la materia, era quien decidía lo más conveniente para la persona que debía someterse a un tratamiento en particular. El paciente se encuentra, desde esta perspectiva, empoderado y colabora con el médico como el actor principal en cuanto a las decisiones (Caso I.V. Vs. Bolivia. Excepciones Preliminares, Fondo, Reparaciones y Costas, 2016). Entonces, el consentimiento informado es la decisión positiva de someterse a un acto médico, derivada de un proceso de decisión o elección previo, libre e informado, el cual constituye un mecanismo bidireccional de interacción en la relación médico-paciente, por medio del cual el paciente participa activamente en la toma de la decisión, alejándose con ello de la visión paternalista de la medicina, centrándose más bien, en la autonomía individual; todos estos elementos se encuentran interrelacionados, ya que no podrá haber un consentimiento libre y pleno si no ha sido adoptado luego de obtener y entender un cúmulo de información integral (Caso I.V. Vs. Bolivia. Excepciones Preliminares, Fondo, Reparaciones y Costas, 2016). desafiosjuridicos.uanl.mx cho a la salud, consideran y se inclinan, con firmeza, a que preferiblemente dicho consentimiento debe constar por escrito. Además, aún y cuando un consentimiento conste por escrito, en tanto no se cumplan los elementos esenciales, como son: previo, libre, pleno, informado y personal, dicho consentimiento no podrá ser considerado válido. En aquellas situaciones de urgencia o emergencia, esta particularidad deberá constar en un documento en el que se establezca la excepción al consentimiento, tal y como lo ha mencionado la Corte Interamericana de Derechos Humanos en el caso I.V vs Bolivia de 2016. CONCLUSIONES Asimismo, resulta importante tener en consideración que, como acción comunicativa empática, revela que la relación de los médicos con sus pacientes, no puede reducirse a un estrecho marco de competencias técnicas y deberes normativos, sino que debe asumir actitudes afectivas que aporten a la relación una mayor calidad humana frente a la fría imparcialidad e indiferencia de algunos profesionales de la salud hacia la vulnerabilidad del enfermo, como lo ha sostenido la CONAMED, agregando que se debe tener en cuenta que el consentimiento informado es, por consiguiente, no sólo un derecho fundamental del paciente, sino también una exigencia ética y legal para el médico. Como puntos principales, debemos de tener en consideración que actualmente no existe un consenso sobre cómo debe establecerse el consentimiento, pero es de destacar que la doctrina y la jurisprudencia internacional en materia de bioética y de protección del dere- La CONAMED igualmente sostiene que es innegable que el consentimiento informado es un procedimiento gradual y debe ser explicado en forma amplia y básicamente verbal, aun cuando la ley exija su forma escrita para determinados supuestos. Consentimiento informado en Emergencias Médicas: Una perspectiva de Derechos Humanos. PP. 70-93 �91 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Y finalmente, señala que este documento que deberá presentarse al enfermo con suficiente antelación, con el objeto de que pueda reflexionar tranquilamente al respecto, no puede ni debe sustituir a la información que logre el entendimiento mutuo, que es sin duda alguna, lo más relevante para el paciente. Consentimiento Informado en Materia Médico-Sanitaria. Sus Finalidades y Supuestos Normativos de su Excepción., Amparo directo 51/2013 (Primera Sala julio de 2016). Retrieved 25 de mayo de 2023, from https://sjf2.scjn.gob.mx/ detalle/tesis/2012107 Consentimiento Informado. Derecho Fundamental de los Pacientes, Contradicción de tesis 93/2011 (Primera Sala agosto de 2012). Retrieved 25 de mayo de 2023, from https://sjf2.scjn.gob.mx/detalle/tesis/2001271 TRABAJOS CITADOS Convención Americana de Derechos Humanos. (1969). Con- Alonso-Que, H., Aja-Canales, J., Castillo-Uribe, L., y Rodríguez-Delgado, N. (2015). El consentimiento informado en la actualidad, su evolución y el punto de vista del experto jurídico (14 ed.). México: Anales de Radiología. Retrieved 23 de mayo de 2023. Borja, M. (2009). Teoría General de las Obligaciones (21 ed.). (E. Porrúa, Ed.) México. Retrieved 23 de mayo de 2023. Cámara de Diputados del H. Congreso de la Unión. (5 de febrero de 1917). Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos. 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Fecha de publicación en línea: 31 de julio de 2023. Publicado en Desafíos Jurídicos La Conjugación del Derecho. Todos los derechos reservados. Permisos y comentarios, por favor escribir al correo electrónico: desafios.juridicos@uanl.mx Desafíos Jurídicos Vol. 3 Núm. 5, Julio-Diciembre 2023, es una publicación semestral editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Derecho y Criminología. Dirección de la publicación: Av. Universidad s/n Cd. Universitaria C.P. 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. desafiosjuridicos.uanl.mx,desafiosjuridicos@uanl.mx. Editora responsable: Dra. Amalia Guillén Gaytán, Facultad de Derecho y Criminología. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo núm. 04-2022-041510211500-102. ISSN 2954-453X, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización: Dr. Paris Alejandro Cabello Tijerina, Facultad de Derecho y Criminología, Av. Universidad s/n, Cd. Universitaria, C.P., 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. Las opiniones expresadas por los autores no reflejan la postura del editor de la revista Desafíos Jurídicos. Todos los artículos son de creación original del autor, por lo que esta revista se deslinda de cualquier situación legal derivada por plagios, copias parciales o totales de otros artículos ya publicados y la responsabilidad legal recaerá directamente en el autor del artículo. Se autoriza compartir, copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato; y de remezclar, transformar y construir a partir del material, citando siempre la fuente completa. Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0 Internacional. DIRECTORIO INSTITUCIONAL RECTOR: DR. SANTOS GUZMÁN LÓPEZ SECRETARIO GENERAL: DR. JUAN PAURA GARCÍA DIRECTOR DE LA FACULTAD DE DERECHO Y CRIMINOLOGIA: DR. MARIO ALBERTO GARZA CASTILLO REVISTA DESAFÍOS JURÍDICOS DIRECTORA: Dra. Amalia Guillén Gaytán COORDINADOR: Dr. Mario Alberto García Martínez COORDINADORA DEL NÚMERO: Dra. Karina Soto Canales ASISTENTE EDITORIAL: Mtra. Angélica Rubí Rodríguez Aguirre ADMINISTRACIÓN DEL SITIO WEB: M.A. Daniel Vázquez Azamar EDICIÓN TEXTUAL Y CORRECCIÓN DE ESTILO: María Alejandra Villagómez Sánchez REDACCIÓN: Paola Stephania Muñiz Lupian ILUSTRACIÓN DIGITAL DE LA PORTADA: M.A. Daniel Vázquez Azamar “Burning Metaverse” © 2023 �Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 95 Desafíos Jurídicos Lectura actual de las facultades del poder ejecutivo en el Estado Veracruz Current reading of the powers of the executive branch in the State of Veracruz Fecha de publicación en línea: 31 de julio de 2023 Por: David Quitano Díaz* * Universidad Veracruzana, México Resumen. El aspecto material del derecho público en todos sus órdenes de gobierno regula con sus debidas dimensiones la estructura fundamental del Estado, las funciones de sus órganos y las relaciones de estos con sus particulares. De esa manera analizar la evolución del derecho constitucional veracruzano nos permite una lectura adecuada a las problemáticas de nuestra época. En lo particular, al poder ejecutivo en un régimen presidencialista toma una preeminencia porque en él radica el carácter directivo de la administración pública y la planeación. Dicho hilo conductor se sostiene cuando en la presente investigación abordamos el tema bajo el siguiente orden, comenzamos con una introducción sobre los retos del derecho local, en lo subsecuente damos tratamiento al gobierno republicano y el sistema federal mexicano, avanzando por la evolución histórica del Derecho Constitucional Veracruzano los cambios que sean han producido en las diversas constituciones y a las facultades y/o atribuciones del poder ejecutivo, cerrando con una serie de conclusiones. Palabras clave: Administración pública, Derecho constitucional, Régimen, Derecho público y Derecho comparado. Abstract. The material aspect of public law in all its orders of government, regulates with its due dimensions the fundamental structure of the State, the functions of its organs and their relations with its individuals. In this way, analyzing the evolution of Veracruz constitutional law allows us to read the problems of our time adequately. In particular, the executive power in a * Dr. en Gobierno y Administración Pública, Doctorado en Derecho en el Instituto de Investigaciones Jurídicas de la Universidad Veracruzana (UV)Profesor Investigador en El Colegio de Veracruz. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores(SIN) Catedrático de la Universidad Veracruzana(UV); email: dquitanod11@gmail.com. �96 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx presidential regime takes precedence because it is the directive nature of public administration and planning. This common thread is sustained when in the present investigation we approach the subject in the following order, we begin with an introduction on the challenges of local law, in what follows we give treatment to the republican government and the Mexican federal system, advancing through the historical evolution of Law Constitutional for Veracruz the changes that have been produced in the various constitutions and in the powers and / or attributions of the executive power, closing with a series of conclusions. Keywords: Public administration, Constitutional law, Regime, Public law, Comparative law. INTRODUCCIÓN Este trabajo de investigación tiene como objeto analizar la evolución del poder ejecutivo en las constituciones políticas de Veracruz derivado de la consideración de que los estudiosos del derecho en México cuentan con un déficit particular respecto al estudio del derecho local. Sin embargo, en la década de 1990 y principios del año 2000, el cambio de siglo trajo aparejado una discusión que se presentaba superada, acerca de los alcances y limites que tiene un modelo federal como producto de la reforma constitucional general frente a la posibilidad de los entes federativos de organizarse en el ámbito interno. Esta nueva sinfonía histórica, llevó precisamente a que el Estado de Veracruz-Llave en el mismo año 2000 se reformara la constitución, pasando de 141 artículos y 7 transitorios de la constitución de 1917 a 84, y el mismo número de transitorios para el año 2000. Pese a ello, sigue resultando paradójico que el derecho de las entidades federativas (casi ausente) y por tanto su estudio sigue siendo revisado para análisis desde una perspectiva de naturaleza unitaria, que termina privilegiando según Gregorio Alberto Pérez Mata (2011) una interpretación que ha favorecido en muchos sentidos la instauración de lo que algunos autores conciben como un centralismo disfrazado de federalismo. El dilema es ¿Cómo romper con tal inercia?; si bien, como veremos más adelante la Constitución Política del Estado de Veracruz y la propia Constitución Federal respeta la soberanía de la entidad y de las entidades federativas en su conjunto, hay elementos como el Pacto de Solidaridad Fiscal que centralizan la toma de decisiones como se encuentra establecido en el artículo 117 de la constitución federal. Para hallar mejores acuerdos, es insoslayable debatir el contenido del derecho local, con la aspiración de fecundar una visión renovada del derecho local y en específico para el tema que nos ocupa del poder ejecutivo en el estado de Veracruz. Con ello, se aspira aportar a la reflexión que abonen a las soluciones de problemas que resultado de la configuración del poder público de las entidades federativas. Realizando una revisión sobre el tratamiento del tema podemos precisar que el derecho local requieres esfuerzos. El estudio jurídico de los estados, resulta necesario para construir un sistema jurídico que resulte pleno y coherente (Pérez, 2011, p.8). Ya Lectura actual de las facultades del Poder Ejecutivo en el Estado Veracruz. PP. 94-109 �97 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos que la construcción de instituciones sólidas en el ámbito local se enfrenta así a problemas de funcionalidad en el diseño constitucional de nuestro federalismo. I. EL GOBIERNO REPUBLICANO En este sistema de gobierno la autoridad no reside en un solo individuo sino en la totalidad del pueblo; (la idea de clase política, fracción de la sociedad, y que sea titular del poder no tiene actualidad y ningún pueblo de civilización occidental sustenta este principio si no es en corta dosis, y como residuo de antecedentes históricos, tal Inglaterra) tiene por característica la libertad. De aquí que todos se preocupan por los asuntos del gobierno, que miran como propios, lo que da el nombre al sistema: cosa pública. Las decisiones fundamentales no son universales sino se encuentran determinadas por la historia y la realidad socio-política de cada comunidad. La garantía de gobierno republicano es reconstructiva porque va a edificar de nuevo lo que se ha destruido, va a cincelar y a reorganizar a la entidad federativa en la única forma admisible y permitida por la ley cúspide del orden jurídico: la Constitución (Carpizo, 1996; p.91). Cabe dejar asentado que los diversos tipos de gobierno que enumeraba la ciencia política clásica: monarquía, aristocracia y democracia. Pero en la actualidad el elemento republicano se ha introducido de tal manera que aún allí donde ha quedado en pie la monarquía, tiene el gobierno tan poco del tipo monárquico clásico que algún escritor nos habla de la república coronada de Inglaterra. Ya antes hicimos notar la desaparición de la aristocracia; de suerte que como carácter del Estado moderno queda el elemento republicano. Tiene como principios fundamentales el que ya vimos expuesto por el artículo 39 de la Constitución: que las autoridades reciben su poder del pueblo y para beneficio de éste, otro que aun cuando no reducido a la fórmula de un artículo, está como una savia en todo nuestro organismo político: que las funciones públicas son temporales; este principio recibe una excepción en muchos gobiernos republicanos en cuanto a las funciones judiciales, para las que se reputa que la duración por la vida del funcionario es una garantía de imparcialidad y rectitud y finalmente la responsabilidad de los funcionaros por los actos que ejecuten en el desempeño de sus cargos. Así es que el origen del poder en el pueblo, la responsabilidad de los funcionarios y la temporalidad de los cargos son la base del sistema republicano. (Cossío, 2015; pp-294). El mismo autor, menciona que por falta de educación política en el pueblo y en los mismos gobernantes, desentiéndanse aquél de intervenir en la integración del Estado por medio de sus funciones electorales y Suprema Corte de Justicia de la Nación procuran las segundas imponer su voluntad ya sea abiertamente ya valiéndose del mecanismo legal; y aunque las Constituciones establecen el sistema republicano, en la realidad, con facilidad se desarrolla en México una cierta forma de gobierno personal cuya causa primera nos parece encontrar en una tendencia a involucrar los problemas del gobierno en una personalidad que es la de mayor relieve en la vida política y que naturalmente, como jefe de un partido, tiene un criterio preponderante. Este fenómeno al que se ha llamado denigrantemente caudillismo o caciquismo, es una resul- David Quitano Díaz �98 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx tante de fuerzas sociales, como es la necesidad de la cohesión del Gobierno, la que no se puede obtener de otro modo a causa de la indisciplina interna de los grupos políticos; también la esfera de acción de éstos contribuye a ese efecto porque ha estado generalmente limitada a formarse con elementos de burocracia, los cuales cuando mucho cuentan alguna vez con apoyo en la opinión pública en una forma inorgánica y deficiente, no como partido nacional organizado. II. SISTEMA FEDERAL MEXICANO El sistema federal mexicano, su estructura jurídica y los factores económicos y políticos que lo configuran en este país. El federalismo es uno de los factores importantes de nuestro sistema jurídica político, y sus relaciones con las ramas del poder, así con instituciones como los partidos políticos, grupos de presión entre otros, determinan el funcionamiento del gobierno (Carpizo, 1996, p. 81). Una buena parte de los estudios sobre federal mexicano se concretan a la historia del mismo. Este aspecto histórico es importante, ya que la cuestión federal fue el problema vertebral de México de 1823 a 1856, y fue el pensamiento federal el que inició el movimiento social de 1913 que culminó con la promulgación de 1917. La historia, las necesidades y la realidad, han conformado un sistema federal mexicano, que trata de ser instrumento útil en el México actual y elemento de equilibrio, a veces de muralla, a las corrientes centralizadoras que todos los países del mundo, en la segunda mitad del siglo XXI, confrontan y que en el siglo XXI están resurgiendo, que son las mismas que operan en nuestro país. El régimen federal en México es uno de los pilares de todo orden jurídico, es parte esencial de nuestro sistema, sigue siendo una idea-fuerza que identificamos como el principio de libertad. La naturaleza jurídica del Estado federal mexicano se encuentra establecida en los artículos 40 y 41 de la ley suprema del país. Según el artículo 40 el sistema federal en México es una decisión fundamental del orden jurídico mexicano, es una de sus columnas, es parte de la esencia de la organización política. El Estado federal, afirma ese artículo, está compuesto de “Estados libres y soberanos en todo lo concerniente a su régimen interior; pero unidos en una federación establecida según los principios de la ley fundamental”. La Constitución marca en los artículos 40 y 115 que existe, por esencia identidad y coincidencia de decisiones fundamentales entre la federación y las entidades federativas. Según los preceptos citados, el estado federal mexicano posee los siguientes principios: 1. Existe una división de la soberanía entre la federación y las entidades federativas, estas últimas son instancias decisorias suprema dentro de sus competencias (40). 2. Entre la federación y las entidades federativas existe coincidencia de decisiones fundamentales (40 y 115). 3. Las entidades federativas se dan libremente su propia constitución en la que organizan la estructura del gobierno, pero contravenir el pacto federal inscrito en la Constitución general, que es la unidad del Estado federal (artículo 41). 4. Existe una clara y diáfana división de competencias entre la federación y las entidades federativas: todo que no esté ex- Lectura actual de las facultades del Poder Ejecutivo en el Estado Veracruz. PP. 94-109 �99 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos presamente atribuido a la federación es competencia de las entidades federativas (artículo 124). El poder del estado federal, único en sí, que es la unidad del orden jurídico está plasmado en la Constitución, y se divide en dos campos, se descentraliza, se descompone en dos órdenes delegados de igual jerarquía: el federal y el de las entidades federativas. Las entidades federativas, como hemos asentado, de acuerdo con el artículo 40 de la constitución son autónomas, principio que implica la facultad de otorgarse y reformas su propia ley fundamental la que según el artículo 41, no puede contravenir a la carta magna de carácter general. La propia constitución federal señala una serie de principios, en el artículo 115, que los estados miembros deben respetar: a) Los estados adoptarán, para su régimen interior, la forma de gobierno republicano, representativo, democrático, laico y popular b) Teniendo como base de su división territorial y de su organización política y administrativa, el municipio libre. De igual manera la propia carta magna artículo 116 menciona como se dividirá el poder público de los estados se dividirá, para su ejercicio: a) En Ejecutivo, Legislativo y Judicial, y no podrán reunirse dos o más de estos poderes en una sola persona o corporación, ni depositarse el legislativo en un solo individuo. b) Los poderes de los Estados se organizarán conforme a la Constitución de cada uno de ellos, con sujeción a las siguientes normas: I. Los gobernadores de los Estados no podrán durar en su encargo más de seis años. La elección de los gobernadores de los Estados y de las Legislaturas Locales será directa y en los términos que dispongan las leyes electorales respectivas. c) Los gobernadores de los Estados, cuyo origen sea la elección popular, ordinaria o extraordinaria, en ningún caso y por ningún motivo podrán volver a ocupar ese cargo, ni aun con el carácter de interinos, provisionales, sustitutos o encargados del despacho. d) Nunca podrán ser electos para el período inmediato: a) El gobernador sustituto constitucional, o el designado para concluir el período en caso de falta absoluta del constitucional, aun cuando tenga distinta denominación; b) El gobernador interino, el provisional o el ciudadano que, bajo cualquier denominación, supla las faltas temporales del gobernador, siempre que desempeñe el cargo los dos últimos años del periodo. e) Sólo podrá ser gobernador constitucional de un Estado un ciudadano mexicano por nacimiento y nativo de él, o con residencia efectiva no menor de cinco años inmediatamente anteriores al día de los comicios, y tener 30 años cumplidos el día de la elección, o menos, si así lo establece la Constitución Política de la Entidad Federativa. Esto es muy interesante, porque como menciona Báez y Cienfuegos (2010), un estado nacional cuyo sistema normativo contemple diferentes tipos de constituciones, pero que sólo garantice la plena vigencia de algunas de David Quitano Díaz �100 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx ellas no puede ser considerado, sin duda, un auténtico Estado constitucional de Derecho. Éste requiere que todas las normas fundamentales, en sus diferentes ámbitos de validez, se respeten, se observen, se acaten, se obedezcan a cabalidad. III. EVOLUCIÓN DEL DERECHO CONSTITUCIONAL VERACRUZANO El Estado Libre y Soberano de Veracruz ha tenido cuatro Constituciones de corte federal, a saber: la de 1825, 1857, 1917 y 2000. Mas debe señalarse que en muchas ocasiones los congresos, que adquirieron el carácter de constituyentes, se contradijeron respecto a dicho carácter, toda vez que invocaban el concepto de reforma a la Constitución, tomando como base para ello artículos relativos a modificaciones constitucionales. Por ello, se puede aseverar que los diputados veracruzanos, en la mayoría de las ocasiones, modificaron su texto constitucional; pero sólo en cuatro ocasiones crearon una nueva Constitución. Fidel Herrera Beltrán opina de manera parcialmente distinta, pues asevera que Veracruz ha tenido cinco Constituciones: 1825, 1858, 1871, 1917 y 2000. Y el texto Textos Históricos de la Constitución Política de Veracruz 1825-20001, elaborado por la Secretaría de Gobierno de Veracruz exponen que son 7 las constituciones que ha tenido la entidad: 1825, 1857, 1871, 1873, 1902, 1917, y 2000. caso de que el titular del Poder Ejecutivo fuera removido, le afectara alguna enfermedad grave o falleciera. Estas autoridades duraban en su cargo cuatro años, y quedaba terminantemente prohibida la reelección, pero tan sólo para el periodo inmediato siguiente. El mismo documento señalaba las funciones del gobernador; destaca el cuidado que debía mantener de que se administrara pronta y cumplidamente la justicia por los tribunales del estado (artículo 59, fracción VII), lo que es, a su vez, evidencia de la estrecha relación que existía en esa época entre los poderes, lo cual resulta excepcional en un país presidencialista (Salazar Andreu, 2019). Entre las prohibiciones expresas para el poder ejecutivo sobresalen el privar a alguien de su libertad o sus propiedades, así como impedir las elecciones para el Congreso local. El inicio del siglo XXI trajo para México la pluralidad y la democracia y, como consecuencia, nuevas relaciones entre la Federación y las entidades federativas. En ese sentido, los retos son muchos y muy difíciles de enfrentar; entre ellos, los relacionados con la transformación de instituciones, que siempre son requeridos cuando se transita de un gobierno de partido único a gobiernos divididos. Una de las ventajas que se vislumbran con la nueva correlación de fuerzas políticas, estriba en que los Estados valoran su régimen interior a plenitud y en lugar de ser actores pasivos en las reformas constitucionales, coEl Poder Ejecutivo estaba a cargo de un go- menzaron a convertirse en entidades protabernador, y se establecía la figura del vice- gónicas de desarrollo institucional, tal como gobernador, que entraría en funciones en el lo han sido en la historia política de nuestro país. Es posible afirmar que dicho despegue 1   https://www.segobver.gob.mx/juridico/pdf/TEXTOSHISTO- lo motivó la nueva Constitución del Estado de Veracruz publicada el 14 de enero de 2000. RICOSCONST.pdf (Recuperado el 22 de mayo de 2020) Lectura actual de las facultades del Poder Ejecutivo en el Estado Veracruz. PP. 94-109 �101 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos La novedad consistió en que se reformó integralmente la Constitución que fuera aprobada el 16 de septiembre de 1917, sistematizando su contenido, y enriqueciéndolo, ya que de los originales 141 artículos que tuvo hasta 1999, se ordenó con un contenido de 84 artículos, que plasmaron un mayor contenido al de la constitución original. Pero la reforma constitucional de Veracruz no consistió únicamente en un adelgazamiento de su articulado, ni tampoco fue la primera reforma constitucional integral que ha habido en los Estados; sino que su mérito radica en que fue una reforma de fondo que innovó y promovió el control constitucional interno de las entidades federativas, largamente olvidado durante el siglo XX, entre otros avances dignos de tomar en consideración (Oropeza, 2010; P.9). El mismo autor Oropeza, (2010) menciona que para el año 2000, la única constitución que importaba cuidar y proteger era la federal, como si México fuera un país unitario. Los Estados y sus constituciones sólo eran objeto de reforma para replicar las reformas de la Constitución federal y no para consagrar instituciones propias del régimen interior y, por lo tanto, no había un mecanismo propio de protección de la constitucionalidad, ni para tutelar los derechos de los veracruzanos, ni para resolver las competencias de sus propias autoridades, por lo que para impugnar cualquier inconstitucionalidad de leyes y/o actos, se acudía a los tribunales federales, con procedimientos federales y aplicando sólo la Constitución federal; por lo tanto, la soberanía del Estado depositada en la Constitución estatal poco importaba. En la historia del Estado se ha preferido aprobar pocas, aunque sustanciales, reformas a la Constitución. En la primera Constitución de Veracruz, expedida en 1825, se aprobaron cinco reformas durante los años de 1831 a 1847. En esta época funcionó un Senado en la Legislatura del Estado y el Poder Judicial se depositó en una sola persona. El Senado local fue clausurado el 10 de febrero de 1847 y el Ministro de Justicia, titular del Poder Judicial, desapareció el 12 de octubre de 1848, cuando se depositó el Tribunal Superior de Justicia en cuatro Magistrados y un Ministro Fiscal. Desde 1825 hasta 1977, las reformas constitucionales se harían por la aprobación de dos legislaturas consecutivas. El gobernador fue elegido popularmente, de manera directa, en 1858; así como los Magistrados y Jueces del Poder Judicial. La Constitución de 1871 amplió el número de artículos de 75 a 144. Durante la vigencia de esta Constitución se adoptó como nombre oficial del Estado el de Veracruz–Llave. El Estado ha tenido una amplia tradición de incorporar a los residentes dentro de la sociedad veracruzana. Desde 1825, todo residente, nacional o extranjero, que cumpliera con los requisitos de ley podría votar en las elecciones estatales. La Constitución de 1871 siguió otorgando voto activo y pasivo a los residentes por un año en el Estado, tanto extranjeros como nacionales. Esta Constitución creó la figura de presidente de la Legislatura como cabeza del Poder Legislativo; sin embargo, el 10 de octubre de 1873 fue suprimida. David Quitano Díaz �102 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx Cuadro 1. Devenir histórico de las Constituciones de Veracruz y las Facultades del Ejecutivo. Constitución 1825 1857 1871 1873 1902 1917 2000 Extensión Facultades del poder ejecutivo 84 artículos Residirá (Art. 51) Facultades (Art. 59) Prohibiciones (Art. 60) 75 artículos Residirá (Art. 40) Facultades (Art. 50) Prohibiciones (51) 144 artículos y 2 transitorios Residirá (Art.75) Facultades (Art. 77) Prohibiciones (Art. 78) 146 artículos Residirá (Art.80) Facultades (Art. 82) Prohibiciones (Art. 83) 146 1 transitorio Residirá (Art. 80) Facultades (Art. 82) Prohibiciones (Art. 83) 141 y 7 transitorios Residirá (Art. 83) Facultades (Art. 87) Prohibiciones (Art.88) Residirá (Art 42 y 43) 84 y 5 transitorios Facultades/Atribuciones (Art. 49) Ausencias o faltas temporales (Art. 48) Administración pública (Art. 50) Fuente: Elaboración propia con las Cartas Constitucionales En el Digesto constitucional Mexicana Orope- dos desde 1917, fueron cambiados, aunque za (2017) menciona que en la reforma apro- se les agregaron muchos otros, tal como se bada el 3 de febrero de 2000, la Constitución describe en este texto. fue reformada en su totalidad, revisando todos y cada uno de sus preceptos, por lo que sus Las tendencias actuales del constitucionalis141 artículos fueron reducidos a 84, número mo han mostrado los siguientes puntos de inque resulta simplificado frente a las demás terés en la reforma constitucional: Constituciones estatales, y aun la federal. No 1. Ampliación y garantía de derechos humanos en el ámbito estatal; obstante, ninguno de sus principios, sosteniLectura actual de las facultades del Poder Ejecutivo en el Estado Veracruz. PP. 94-109 �103 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos 2. Incremento de los mecanismos de control y colaboración entre los Poderes del Estado; 3. Replanteamiento de la representación política ante el Congreso del Estado; 4. Reforma judicial para una eficiente administración de justicia; 5. Mejoramiento del sistema de responsabilidad política de los servidores públicos del Estado, y. Establecimiento de medios para el control interno de la Constitución del Estado. Muchos de estos puntos fueron recogidos en la iniciativa del Poder Ejecutivo presentada el 13 de septiembre de 1999 ante el Congreso del Estado. No fue sino hasta el 14 de enero de 2000 cuando tomó relevancia social. Y así como acertadamente menciona Fix-Zamudio (2006) las innovaciones establecidas por la Constitución del Estado de Veracruz, fueron seguidas por otras Entidades Federativas, que de esta manera establecieron una tendencia hacia el establecimiento de garantías constitucionales de carácter local, que ha tenido un desarrollo acelerado a partir del inicio de este siglo XXI. harían agentes privados, aunque ciertamente existen peculiaridades en el caso del gobierno que lo diferencian del sector privado. La administración pública, como disciplina, estudia todos los procesos que están referidos a las acciones del Estado (Ayala, 1997; p.104). Como pudimos observar en el cuadro 1 del apartado anterior la evolución de las diversas constituciones de Veracruz han sido consecuencia de las diversas corrientes liberales de nuestra historia. Pero para el año de 1999 principalmente de marzo a abril de ese año se realizaron en nuestra geografía 9 foros que desencadenaron con la confección de una nueva constitución política, dicha iniciativa reafirma el principio clásico de la división de poderes, centrado en la equilibrada, republicana y respetuosa colaboración entre los tres Poderes del Estado. De esta manera, promueve el fortalecimiento de los poderes Legislativo y Judicial e introduce limitantes al Ejecutivo, a través del perfeccionamiento de varias instituciones que conduzcan a una dinámica de interacción entre dichos Poderes. Consecuentemente, como expone el documento “TEXTOS HISTÓRICOS DE LA CONSV. PODER EJECUTIVO VERACRUZANO TITUCIÓN POLÍTICA DE VERACRUZ 18252000”, qué para la constitución de 2000 se Típicamente el poder ejecutivo en todos los suprimen facultades al Ejecutivo como, por órdenes de gobierno es el agente efectivo ejemplo, la figura del refrendo; se incluye al de la administración pública, es decir la pun- Gobernador como sujeto de juicio político; exta más alta de cuerpo directivo de esta orga- presamente se elimina cualquier posibilidad nización, política, jurídica y económica. La de que éste pueda ejercer veto suspensivo administración pública se refiere a todas las sobre las resoluciones que el Poder Legisacciones económicas, sociales y políticas in- lativo adopte en su calidad de integrante del volucradas en la actuación del gobierno. Las Constituyente Permanente federal o estatal; y, distintas funciones que realiza el gobierno son por cuanto al proceso legislativo ordinario se “administradas” de modo similar a como lo faculta al Congreso, en la hipótesis de que no David Quitano Díaz �104 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx lo hiciere el Ejecutivo a ordenar directamente la publicación de las leyes o decretos aprobados, cuyos plazos y formalidades se hubieren cumplido. Al mismo tiempo, resaltan las nuevas atribuciones otorgadas a los Poderes Legislativo y Judicial, que ensanchan sus respectivas competencias y ámbitos de acción. En adición a los tradicionales Poderes reconocidos por la Constitución bajo el rubro de “organismos autónomos de Estado” se ubican instituciones que actualmente están reconocidas en las constituciones federal y locales, que cumplen funciones de carácter estatal y gozan de autonomía frente a los Poderes Ejecutivo y Legislativo, como son los organismos o Institutos Electorales, la Comisiones de Derechos Humanos o, en el orden federal, el recientemente creado Órgano de Fiscalización Superior. Dicha iniciativa en términos administrativos, genera un reconocimiento y ampliación de la pluralidad política en la cual se enfatiza la admisión e impulso de nuevas formas de participación de los ciudadanos, en aras a que la pluralidad política –producto de las libertades de los individuos y la expresión más acabada de la democracia moderna- sea el medio por el cual las instituciones se enriquezcan para beneficio del propio Estado y sus habitantes. Sin embargo, en términos de responsabilidad ejecutiva a diferencias de las 7 constituciones anteriores la de 2000 en el artículo 50 recarga de mayores responsabilidades al Poder Ejecutivo, toda vez que, para el despacho de los asuntos de su competencia, tendrá las dependencias centralizadas y entidades paraestatales que señale la ley, con las atribuciones y organización que ésta determine. Menciona de igual forma que ley orgánica de la admi- nistración pública estatal establece las bases generales de creación de las entidades de la administración pública descentralizada y la intervención del Ejecutivo en su operación; así como las relaciones entre dichas entidades y el Ejecutivo, o entre aquéllas y los órganos de la administración pública centralizada. De igual forma la constitución vigente en puntualmente en los Artículos 76, 77, 78 y 79, yuxtaponen al Gobernador del Estado como sujeto de Juicio Político. También, se amplía el catálogo de servidores públicos susceptibles de ser sujetos de juicio político o de declaración de procedencia, así como el procedimiento a seguir en particular el Artículo 42 expone que El Poder Ejecutivo se deposita en un solo individuo, denominado: Gobernador del Estado. Artículo 43 para ser Gobernador del Estado se requiere: I. Ser veracruzano en pleno ejercicio de sus derechos; II. Contar con residencia efectiva en la Entidad de cinco años inmediatos anteriores al día de la elección; III. Tener por lo menos treinta años cumplidos al día de la elección; IV. No ser servidor público del Estado o de la Federación en ejercicio de autoridad. Este requisito no se exigirá al Gobernador interino ni al sustituto; V. No ser militar en servicio activo o con mando de fuerzas; VI. No pertenecer al estado eclesiástico, ni ser ministro de algún culto religioso, a menos que se separe de su ministerio conforme a lo establecido por la Constitución Federal y la ley de la materia; y No tener antecedentes penales por la comisión de delitos realizados con dolo, exceptuando aquellos en los que se hayan concedido los beneficios de conmutación o suspensión condicional de la sanción. En el Artículo 44, el Gobernador del Estado durará Lectura actual de las facultades del Poder Ejecutivo en el Estado Veracruz. PP. 94-109 �105 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos en su cargo seis años y comenzará a ejercer sus funciones el primero de diciembre siguiente a la fecha de su elección. El cargo de Gobernador del Estado es decir el jefe del ejecutivo estatal, sólo es renunciable por causa grave, que calificará el Congreso del Estado. Cuando la falta de Gobernador ocurriese en los cuatro últimos años del período respectivo, si el Congreso se encontrase en sesiones, elegirá al Gobernador sustituto que deberá concluir el período; el Gobernador provisional podrá ser elegido por el Congreso como sustituto. El ciudadano que hubiere sido designado Gobernador provisional para convocar a elecciones, en el caso de falta de Gobernador, en los dos primeros años del período respectivo, no podrá ser electo en las elecciones que se celebren con motivo de la falta de Gobernador, para cubrir a la cual fue designado. El Gobernador sustituto, el interino, el provisional o el ciudadano, que bajo cualquier denominación hubiere sido designado Gobernador, para concluir el período en caso de falta absoluta del Constitucional o que supla las faltas temporales de éste, no podrá ser electo para el período inmediato siempre que desempeñe el cargo los dos últimos años del período. A diferencia de las constituciones anteriores la ley vigente en el artículo 48, es especifica en casos de ausencia o faltas temporales del Gobernador del Estado, se observarán las disposiciones siguientes: I. Podrá ausentarse hasta por diez días naturales, sin necesidad de dar aviso al Congreso, quedando encargado del despacho el Secretario de Gobierno; II. Si la ausencia excediere de diez días, pero no de treinta, el Gobernador deberá dar aviso al Congreso o, en los recesos de éste, a la Diputación Permanente, en cuyo caso quedará encargado del despacho el Secretario de Gobierno; III. Si la ausencia es mayor de treinta días naturales, el Gobernador deberá obtener la licencia correspondiente del Congreso o, en los recesos de éste, de la Diputación Permanente, quienes designarán, según el caso, un Gobernador Interino para que funcione durante el tiempo que dure dicha ausencia; IV. Si la falta, de temporal se convirtiere en absoluta, se procederá como lo dispone el artículo 47; y V. Nunca se concederá al Ejecutivo licencia con el carácter de indefinida, ni tampoco por un tiempo mayor de noventa días naturales. De esa formal el poder ejecutivo para poder alcanzar las metas de su gobierno el Artículo 49 mediante 27 párrafos entre los que destacan las siguientes atribuciones: I. Cumplir y hacer cumplir la Constitución y las leyes federales, los tratados internacionales, esta Constitución y las leyes que de ella emanen; II. Promulgar, publicar y ejecutar las leyes, decretos o reformas constitucionales aprobados por el Congreso; III. Expedir los reglamentos necesarios para la ejecución y cumplimiento de las leyes y decretos aprobados por el Congreso; David Quitano Díaz �106 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx IV. Velar por la conservación del orden, tranquilidad y seguridad del Estado, disponiendo al efecto de las corporaciones policiales estatales, y de las municipales en aquellos casos que juzgue como de fuerza mayor o alteración grave del orden público; así como impedir los abusos de la fuerza pública a su cargo en contra de los ciudadanos, haciendo efectiva la responsabilidad en que aquélla incurriera; V. Promover y fomentar, por todos los medios posibles, la educación pública, la protección a la salud y procurar el progreso y bienestar social en el Estado; VI. Presentar al Congreso del Estado, durante el mes de diciembre de cada año, el presupuesto de egresos del año siguiente, proponiendo los ingresos necesarios para cubrirlos; VII. Realizar las gestiones necesarias ante el Gobierno Federal a fin de que las transferencias de recursos que se le otorguen al Estado sean proporcionales y acordes a su densidad poblacional y extensión territorial, a efecto de lograr la equidad en la distribución de las mismas; VIII. Cuidar de que los fondos públicos estén bien asegurados, y que su recaudación y distribución se hagan con arreglo a la ley; IX. Solicitar a la Diputación Permanente que convoque al Congreso a sesiones extraordinarias, expresando el objeto de ellas; X. Planear y conducir el desarrollo integral del Estado en la esfera de su competencia; establecer los procedimientos de consulta popular para formular, instrumentar, ejecutar, controlar y evaluar el Plan Veracruzano de Desarrollo y los programas que de éste se deriven; XI. Convocar, en los términos que establezcan esta Constitución y la ley, a referendo o plebiscito, cuyos resultados serán obligatorios para las autoridades del Estado; XII. Disponer en caso de alteración del orden o peligro público, con autorización del Congreso o, en su caso, de la Diputación Permanente, con la aprobación de las dos terceras partes del total de los diputados, las medidas extraordinarias que fueren necesarias para hacer frente a la situación; XIII. Hacer cumplir los fallos y sentencias de los tribunales y prestar a éstos el auxilio que necesiten para el ejercicio expedito de sus funciones; XIV. Nombrar y remover libremente a los servidores públicos de la administración pública, cuyo nombramiento o remoción no estén determinados en otra forma por esta Constitución y por las leyes; XV. Proponer al Congreso la suspensión o revocación del mandato de uno o más ediles, así como la suspensión o desaparición de uno o más ayuntamientos; Lectura actual de las facultades del Poder Ejecutivo en el Estado Veracruz. PP. 94-109 �107 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos XVI. Vigilar que los recursos naturales sean utilizados en forma racional, estableciendo en la esfera de su competencia políticas adecuadas y las normas tendientes a su cuidado, preservación y óptimo aprovechamiento; conforme a la ley; XVII. Celebrar, en su calidad de representante del Gobierno del Estado y con observancia de lo dispuesto en la ley, convenios y contratos en los diversos ramos de la administración pública, con los gobiernos federal, estatales o municipales, así como con entidades descentralizadas de estos niveles de gobierno y personas físicas o morales de carácter público o privado; XXII. Comprometer el crédito del Estado, previa autorización del Congreso, en los términos de esta Constitución y la ley; y XXIII. Las demás que la Constitución Federal, esta Constitución, las leyes federales y las del Estado le otorguen XVIII. Representar al Estado, para efectos de lo dispuesto por la fracción I del Artículo 105 de la Constitución Federal; XIX. Convenir con los municipios, previo acuerdo de sus respectivos ayuntamientos, para que el Estado se haga cargo de alguna o algunas de las funciones relacionadas con la administración y recaudación de los impuestos, derechos, aprovechamientos, participaciones, contribuciones o cualquier otro tipo de ingresos fiscales que deban recibir los municipios; o para la ejecución y operación de obras y la prestación de servicios públicos que deban suministrar los ayuntamientos; y convenir para que éstos se hagan cargo de alguna o algunas de las funciones, o de la ejecución y operación de obras y la prestación de servicios públicos que correspondan al Estado; XX. Conceder el indulto a los reos sentenciados por los tribunales del Estado, XXI. Presentar ante el Congreso del Estado, el 15 de noviembre década año, un informe escrito acerca del estado que guarda la administración pública; Este esquema de facultades y atribuciones encuentra guía de navegación, Ordenamiento jurídico que tiene por objeto precisar las bases de organización y funcionamiento de una institución me las leyes orgánicas mismas que se caracterizan principalmente por ser necesarias, desde el punto de vista constitucional, para regular algún aspecto de la vida social y suelen ser vistas como un puente intermedio entre las leyes ordinarias y la Constitución para el correcto funcionamiento de las instituciones del Estado. Según Kelsen (1986), las Leyes Orgánicas son inferiores en rango a la Constitución, pero superiores a las ordinarias. En ese orden de ideas, el Poder ejecutivo cuenta con la Ley Orgánica del Poder Ejecutivo del Estado de Veracruz de Ignacio de la Llave, media ella, y a través de 58 artículos y VI capítulos el ejecutivo del estatal dispone con las herramientas de gestión para desplegar su andar para alcanzar objetivos y metas. Artículo 1. La presente Ley es de observancia general para la Administración Pública del Estado de Veracruz-Llave y tiene por objeto establecer las bases de David Quitano Díaz �108 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx la organización y funcionamiento de las dependencias centralizadas y entidades paraestatales en que se divide. Artículo 2. Las Secretarías del Despacho, la Procuraduría General de Justicia, la Contraloría General y la Coordinación General de Comunicación Social integran la Administración Pública Centralizada. Artículo 3. Los organismos descentralizados, las empresas de participación estatal, los fideicomisos, las comisiones, los comités, los consejos, las juntas y demás organismos auxiliares integran la Administración Pública Paraestatal. El uso correcto de las anteriores facultades tiene su sección también de compromiso con el ejercicio de sus deberes, LEY DE RESPONSABILIDADES ADMINISTRATIVAS PARA EL ESTADO DE VERACRUZ DE IGNACIO DE LA LLAVE, en que criba de forma puntual que se deben establecer los principios y obligaciones que rigen la actuación de los servidores públicos; al tiempo de señalar los sujetos de responsabilidad en el servicio público; así como la implantación de las faltas administrativas graves y no graves de los servidores públicos, las sanciones aplicables a las mis más, así como los procedimientos para su aplicación y las facultades de las autoridades competentes para tal efecto. Las mencionadas determinaciones permiten definir las sanciones por la comisión de faltas de particulares, así como los procedimientos para su aplicación y las facultades de las autoridades competentes para tal efecto. El espíritu de los tiempos y las encarnizadas luchas de corte político siempre marcarán la pauta de cómo y cuándo utilizaran las herramientas que de manera de autorregulación nos presentan las leyes a fin de priorizar la unión y los equilibrios, mismo que son muy sanos en un esquema democrático donde la percepción legitima el accionar del ejecutivo. Artículo 4. La Administración Pública del Estado deberá conducir sus actividades conforme a las políticas, prioridades y restricciones que, para el logro de los objetivos y metas del Plan Veracruzano de Desarrollo y programas de gobierno, establezca el Gobernador del Estado directamente o a través de sus dependencias y entidades, las que se sujetarán a la planeación estatal y presupuestación, bajo criterios de racionalidad y disciplina fiscal, así como a la contabilidad, evaluación, información periódica, auditoría interna y control de gestión que dispongan VI. CONCLUSIONES las leyes de la materia. Como comentarios finales podemos destacar, Artículo 5. Las dependencias y entida- que típicamente dentro un sistema federal hay des de la Administración Pública se or- dos fuentes de poder (autoridad) que se coorganizarán internamente en órganos je- dinan en un ordenamiento legal supremo: la rárquicamente subordinados y estarán Constitución Política de los Estados Unidos obligadas a coordinar entre sí sus activi- Mexicanos, que significa la organización cendades y a proporcionarse mutua ayuda, tral de todos los estados (por su propio decooperación y asesoría. recho y obligación) y la organización constiLectura actual de las facultades del Poder Ejecutivo en el Estado Veracruz. PP. 94-109 �109 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos tucional local, que deriva y es facultada por la misma organización central. Ahora bien, el poder ejecutivo del estado de Veracruz como la mayoría de las entidades federativas han navegado por un proceso muy parecido a las facultades del ejecutivo federal, sin embargo, el centralismo presupuestario de la federación no se puede comparar con el del ejecutivo en las entidades federativas, limitando a estas últimas para alcanzar mucho de sus objetivos y metas. Con lo hasta aquí estudiado nos permite señalar que en el estado de Veracruz el diseño constitucional resulta adecuado y de avanzada con respecto a las facultades del ejecutivo, sin embargo, la ausencia de un verdadero régimen fiscal de redistribución como proporción de las participaciones trae aparejado que ante el surgimiento de una controversia, de las establecidas en el texto constitucional, los actores involucrados prefieran la gestión de programas o ejercicios administrativos, de carácter federal. México, Suprema Corte de Justicia de la Nación. Fix Zamudio, H. (2006). “EL DERECHO PROCESAL CONSTITUCIONAL DE LAS ENTIDADES FEDERATIVAS EN EL ORDENAMIENTO MEXICANO. REFLEXIONES COMPARATIVAS”. Anuario Iberoamericano de Justicia Constitucional ISSN 1138-4824, núm. 10, Madrid. González Oropeza, M. (2010). “La constitución estudio introductorio y selección documental de Manuel González Oropeza a diez años de la reforma integral veracruzana”. México. Poder Judicial de la Federación. González Oropeza, M. (2017). “Digesto constitucional mexicano: historia constitucional de la nación”. Primera edición. Ciudad de México: Suprema Corte de Justicia de la Nación. Herrera Beltrán, Fidel. (2011). Los derechos fundamentales del pueblo de Veracruz a través de su historia. Constitución Política del Estado de Veracruz de Ignacio de la Llave. Conceptualización, comentarios e historia, México, Gobierno del estado de Veracruz. Editorial Miguel Ángel Porrúa. Kelsen, H. (1986). “Teoría Pura del Derecho”. Traductor. Roberto J. Vernengo. 5ª ed. 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David Quitano Díaz �110 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx �Fotografía: “Ajedrez Familiar”, Daniel Vázquez Azamar Reseña Fotografía: “Ajedrez Familiar”, Daniel Vázquez Azamar Reseña �112 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx Detalles sobre la publicación, incluyendo instrucciones para autores e información para los usuarios en: https://desafiosjuridicos.uanl.mx/ index.php/ds Antonio Filiberto Vega Pérez (Poder Judicial del Estado de Nuevo León) y Aram González Ramírez (Universidad Autónoma de Nuevo León) Coordinación Parental: una respuesta a los divorcios conflictivos. pp. 112-121. Fecha de publicación en línea: 31 de julio de 2023. Publicado en Desafíos Jurídicos La Conjugación del Derecho. Todos los derechos reservados. Permisos y comentarios, por favor escribir al correo electrónico: desafios.juridicos@uanl.mx Desafíos Jurídicos Vol. 3 Núm. 5, Julio-Diciembre 2023, es una publicación semestral editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Derecho y Criminología. Dirección de la publicación: Av. Universidad s/n Cd. Universitaria C.P. 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. desafiosjuridicos.uanl.mx,desafiosjuridicos@uanl.mx. Editora responsable: Dra. Amalia Guillén Gaytán, Facultad de Derecho y Criminología. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo núm. 04-2022-041510211500-102. ISSN 2954-453X, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización: Dr. Paris Alejandro Cabello Tijerina, Facultad de Derecho y Criminología, Av. Universidad s/n, Cd. Universitaria, C.P., 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. Las opiniones expresadas por los autores no reflejan la postura del editor de la revista Desafíos Jurídicos. Todos los artículos son de creación original del autor, por lo que esta revista se deslinda de cualquier situación legal derivada por plagios, copias parciales o totales de otros artículos ya publicados y la responsabilidad legal recaerá directamente en el autor del artículo. Se autoriza compartir, copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato; y de remezclar, transformar y construir a partir del material, citando siempre la fuente completa. Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0 Internacional. DIRECTORIO INSTITUCIONAL RECTOR: DR. SANTOS GUZMÁN LÓPEZ SECRETARIO GENERAL: DR. JUAN PAURA GARCÍA DIRECTOR DE LA FACULTAD DE DERECHO Y CRIMINOLOGIA: DR. MARIO ALBERTO GARZA CASTILLO REVISTA DESAFÍOS JURÍDICOS DIRECTORA: Dra. Amalia Guillén Gaytán COORDINADOR: Dr. Mario Alberto García Martínez COORDINADORA DEL NÚMERO: Dra. Karina Soto Canales ASISTENTE EDITORIAL: Mtra. Angélica Rubí Rodríguez Aguirre ADMINISTRACIÓN DEL SITIO WEB: M.A. Daniel Vázquez Azamar EDICIÓN TEXTUAL Y CORRECCIÓN DE ESTILO: María Alejandra Villagómez Sánchez REDACCIÓN: Paola Stephania Muñiz Lupian ILUSTRACIÓN DIGITAL DE LA PORTADA: M.A. Daniel Vázquez Azamar “Burning Metaverse” © 2023 �Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 113 Desafíos Jurídicos Coordinación Parental: Una respuesta a los divorcios conflictivos (Eric García-López, Luz Stella Rodríguez-Mesa, Ismael Eduardo Pérez-García) Fecha de publicación en línea: 31 de julio de 2023 Por: Antonio Filiberto Vega Pérez* y Aram González Ramírez** * https://orcid.org/0009-0007-3679-5318 Poder Judicial del Estado de Nuevo León ** Universidad Autónoma de Nuevo León Obra publicada en el año 2019, total de 109 páginas, por la editorial Manual Moderno, con sede en Ciudad de México y presencia en Bogotá, Colombia, redactada en idioma español, y registro ISBN Impreso: 9789588993539. En la misma, sus autores realizan un detallado análisis de la figura Coordinación Parental así como de la Psicología Jurídica, y como por sus beneficios así como el éxito de su implementación en países como Canadá, puede y debe ser vista como una vía adicional a la mediación y conciliación, para la solución de los conflictos relacionados con la separación y/o divorcio de las parejas para el contexto latinoamericano, con la aclaración de que ello debe ser siempre desde las características, necesidades y particularidades de cada país o región. Los autores nos hacen ver la importancia y eficacia que tiene y que puede tener a futu* Poder Judicial del Estado de Nuevo León ** Universidad Autónoma de Nuevo León �114 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx ro, la aplicación de la Coordinación Parental, así como la Psicología Jurídica y la terapia de integración a los juicios derivados del divorcio y sus consecuencias, tanto para identificar las problemáticas existentes entre las parejas que se separan, como para establecer vías de solución o tratamiento de las mismas, a fin de mejorar la vida de las partes, y en particular la de los niños, niñas y adolescentes descendientes de las mismas. Esta temática resulta importantísima para la Psicología como para el Derecho, dada su relación con el desarrollo de la familia y la sociedad; y resulta congruente no sólo al contexto latinoamericano, sino también al mundial, ya que el fenómeno analizado se presenta en la gran mayoría de países del mundo. Siendo a temática de actualidad, dado el incremento notorio de divorcios y de los juicios relacionados con sus consecuencias, así como la conflictividad de dichos procesos jurisdiccionales y las afectaciones que tanto los divorcios como los procesos jurisdiccionales ocasionan a los padres como a sus hijos. Por su parte, la coautora Luz Stella Rodríguez Mesa es Psicóloga Jurídica, con Máster en Criminología aplicada, así como en Dirección de operaciones y calidad. Es coautora de más de 15 artículos científicos y coautora de 9 libros, además de ser miembro del Comité Científico Editorial de la Revista Institucional de la Auditoría General de la República de Colombia; así como asesora de la mesa directiva del Concejo de Bogotá, e Investigadora principal en el Laboratorio de Psicología Jurídica de la Universidad Nacional de Colombia. El autor Ismael Eduardo Pérez-García es Psicólogo Jurídico y Forense acreditado por el Colegio de Psicólogos de Madrid y la Sociedad Española de Psicología Jurídica y Forense; y además responsable de las áreas de Psicología Jurídica y Forense, y del Tráfico y de la Seguridad del Colegio Oficial de Psicología de Santa Cruz de Tenerife. La obra en análisis se encuentra dividida en cinco partes: introducción, tres capítulos, y consideraciones finales; redactada de manera clara y sencilla y con términos precisos, dado El primero de los autores, Eric García-López, que los autores consideran que la misma puees Doctor en Psicología Clínica, Legal y Foren- de ser una lectura adecuada para padres e se, graduado con mención honorífica en la Uni- hijos, y no sólo para los estudiosos de la psiversidad Complutense de Madrid; que además cología y el derecho. cuenta con Post Doctorado en Evolución y Cognición Humana por CONACYT-EvoCog-IFISC; En la INTRODUCCIÓN nos proporcionan un y además cuenta con Doctorando en Derecho breve y conciso, pero muy sustancioso iris del en el Instituto de Investigaciones Jurídicas por desarrollo de la obra y su objetivo, patentizar la Universidad Nacional Autónoma de México; que la coordinación parental busca velar por Máster en Derechos y Necesidades de la In- los derechos de los niños, niñas y adolescenfancia y la Adolescencia por UNICEF-España tes que se ven inmersos en los procesos de y la Universidad Autónoma de Madrid; siendo separación y divorcio de sus progenitores, en particular en los que se torna conflictivos, y autor y coautor de múltiples artículos y libros. Coordinación Parental: una respuesta a los divorcios conflictivos. PP. 112-121 �115 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 como la Psicología Jurídica puede ser fundamental en ello. Posteriormente, en el primer capítulo denominado COORDINACIÓN PARENTAL: PROPUESTA PARA UNA RUTA DE IMPLEMENTACION EN AMÉRICA LATINA, los autores nos llevan de la mano introduciéndonos al concepto de la Coordinación Parental desde las definiciones dadas por la American Psychological Association y la Association of Family and Conciliation Courts, en las que se ve a esta figura como un proceso de solución de conflictos no adversarial, ordenado por un juez, con el objetivo de resolver rápida y eficazmente los conflictos que surgen en las separaciones y divorcios, para, entre otras cosas proteger el interés superior de la infancia. Método que nos señalan se sirve de psicología, la mediación, la justicia terapéutica y el derecho, y en particular, de la psicología jurídica -estudio científico del comportamiento humano en los ámbitos del derecho-, y que colabora con la justicia para que sea más eficaz y eficiente, ya que afirman, tiene diversas funciones como son la orientación y asesoría psicojurídica, que consistente en brindar información sobre los mecanismos jurídicos y psicológicos, que impacte positivamente las decisiones de las personas, disminuyendo las creencias erróneas de las mismas; así también la evaluación psicojurídica, que busca orientar las resoluciones del sistema de justicia, y fase investigación en la que se busca un acercamiento desde la academia a la realidad. Desafíos Jurídicos dinador parental construye una relación de confianza con los padres, buscando evaluar desde todos los ángulos posibles, para establecer objetivos realistas, centrados en los hijos y su bienestar; fase de implementación y mantenimiento: en la que se ajustan e implementan los objetivos, buscando celebrar reuniones en las que se incluyan a los niños, niñas y adolescentes, ya que su inclusión les es benéfica, pues les permite exponer sus puntos de vista y que estos sean comprendidos por sus progenitores, e incluidos en los objetivos trazados en la fase inicial. Dicha intervención debe realizarse con precaución, dado que puede generar efectos negativos, como el miedo a la reacción de sus progenitores, variación en sus versiones, así como, dada la facilidad de su manipulación y sugestión, sean objeto de alienación parenteral. Y si existen avances y progreso de los padres, se implementa la fase de mantenimiento, durante la cual se busca mantener los logros y mejorar cada vez; y así llegar a la fase de conclusión o terminación, que ocurre cuando ya no se requiere del servicio del Coordinador Parental. Los autores nos indican que en el proceso se puede dar situaciones que ameriten la remisión de las partes a otros especialistas que se considere más apropiado (psicopatología, psiquiatría, pediatría u orientación escolar, etcétera); ello aunado a que existirán ocasiones en que los padres no colaboraran, llegando a Los autores señalan que la implementación un punto muerto. Todas estas situaciones dede la coordinación parental, se debe realizar ben informarse a la autoridad judicial, a fin de en 4 pasos: fase inicial: en la que el coor- que la misma tenga una retroalimentación. Antonio Filiberto Vega Pérez y Aram González Ramírez �116 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx Por ello afirman que es necesaria dicha implementación, y la obligatoriedad, dada la necesidad de proteger los derechos de los niños, niñas y adolescentes, por la posible existencia de psicopatologías en los padres y carencia de estrategias para afrontar la separación y duelos; aunado a que a veces en las separaciones hay muy altos grados de conflicto, que no permiten toma de decisiones que los disminuyan; por lo que el nombramiento de un coordinador parental debe ser realizado por un juez, dándole acceso a todos los documentos del caso, permitiéndole ajustar los objetivos o el plan de trabajo, con un debido proceso evaluativo, y la firma de un contrato de trabajo, esto a fin de que se conozcan las expectativas de los involucrados, informando al juez para su aprobación y ajustes necesarios. Así, los autores plantean que el coordinador parental debe ser un experimentado profesional, con amplio conocimiento del derecho de familia, desarrollo infantil y del sistema familiar, resolución de conflictos, y que a su vez haga parte de grupos interdisciplinarios –abogados, psicólogos, trabajadores sociales, pediatras, psiquiatras, mediadores- que le permitan desmarañar los conflictos de las partes. Para la implementación de la coordinación parental, los autores plantean una debida sensibilización de importancia y necesidad de la misma, ello a través de conferencias, congresos, acciones de lobby jurídico, etcétera; ello seguido de planes piloto con la colaboración de los ministerios de justicia, universidades, colegios especializados, juzgados de familia, tribunales y cortes; para después realizar una difusión de los resultados del proyecto piloto, a través de nuevamente, conferencias, con- gresos, simposios, clases y cátedras especializadas, etcétera. Es importantísimo que las universidades y facultades formulen planes académicos que permitan la certificación profesional de los coordinadores parentales; y finalmente crear legislación, que regule la coordinación parental y permita a los coordinadores laborar tanto en el ámbito público como en el privado. Los autores nos señalan que en los retos para la implementación de la coordinación parental, es que debe ser reconocida por los tribunales de justicia como una herramienta que les permitirá conocer adecuadamente el entorno de las familias y reconducir sus sentencias, y lograr que la sociedad lo identifiquen como una oportunidad positiva para lograr aminorar los conflictos derivados de una separación y divorcio. Y finalmente, que es indispensable desarrollar pruebas psicométricas escalas y protocolos adaptados a la población latinoamericana, para evaluación objetiva de sus miembros, fortaleciendo los puentes de comunicación entre la psicología jurídica, forense y la terapia de integración. En el segundo capítulo de la obra, denominado FRENTE A LOS CONFLICTOS MUY CONTENCIOSOS DERIVADOS DE LA SEPARACIÓN Y EL DIVORCIO, LA COORDINACIÓN PARENTAL, se aborda el divorcio y separación de las parejas así como las consecuencias de ello para los miembros de la familia. En este apartado los autores nos llevan en un recorrido por estadísticas de las que se des- Coordinación Parental: una respuesta a los divorcios conflictivos. PP. 112-121 �117 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 prende un aumento considerable de divorcios con respecto a los matrimonio que se llevan a cabo; para adentrarnos en el proceso de la separación y su impacto en los descendientes, así como el surgimiento de conflictos que finalizan judicializados, que afectan a las partes, tanto en el estado anímico como financieramente. Seguido a ello, nos exponen una serie de conductas de las parejas que elevan la conflictividad de los procesos de separación, así como a través de la terapia familiar y la mediación los tribunales buscan gestionar las problemáticas familiares, pero como se vuelven ineficaces ante separaciones que se vuelven muy conflictivas. Aquí apelan a la idoneidad de la coordinación parental para estos casos, pero que para ello es necesario que participen profesionales de alto nivel, en particular en psicología jurídica, terapia de pareja, de duelo, etcétera; reiterando que debe ser obligatoria y ordenada por un juez. Desafíos Jurídicos entendiéndose en España al mismo como un sistema no adversarial de solución de conflictos centrado en el mejor interés de los menores, sostenida mayormente en la jurisprudencia dada la ausencia de legislación específica. Es importante destacar, como lo hacen los autores, que se llega a la coordinación parental a través de una sentencia judicial, en la que se establecen las reglas para su operación y selección del coordinador; y que de la aplicación de esta vía, está generando beneficios importantes para los menores, en autoconfianza, y en los padres en ahorro emocional y económico. Ejemplifican ello con estudio de un caso, en el que indican la conflictividad alta del mismo, y judicialización de seis años, en la que la intervención del modelo de coordinación parental dio un resultado positivo, logrando el cumplimiento de las sentencias judiciales y gran satisfacción y agradecimiento a la coordinación parental. A continuación realizan los autores un análisis de la coordinación parental desde la evidencia Seguido de ello, nos presentan el panorama científica, ello a partir del estudio de un traactual de la coordinación parental en Espa- bajo de Parada y Fariña de 2018, búsquedas ña, indicándonos que se encuentra en esta- en redes y referencias bibliográficas de lo que do gestacional, habiendo llegado a partir del obtuvieron datos importantes que validan su año 2000, dada la necesidad de atender las eficacia, pero que dado el pequeño tamaño de necesidades de los menores inmersos en las la muestra encontrada y su localización geoactitudes conflictivas de sus padres, a fin de gráfica no es representativa ni concluyente. responder expectativas contrapuestas de las En lo relacionado al tercer capítulo ALGUNAS familias y los operadores jurídicos. ALTERACIONES PSICOPATOLOGICAS RENos indican como se ha dado la evolución de LACIONADAS CON LOS PROCESOS DE la coordinación en España, y como han con- SEPARACIÓN Y DIVORCIO, los autores nos tado con apoyo en asesoría por parte de Ca- adentran a las psicopatologías que suelen panadá en la implementación de dicho proceso, decer quienes enfrentan un proceso de sepaAntonio Filiberto Vega Pérez y Aram González Ramírez �118 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx ración y divorcio, es decir los sufrimientos y gía jurídica y la psicopatología y el derecho, pro que no se han tendido los puentes sufidolores del alma y de la mente. cientes para ello. En este apartado se centran en identificar las alteraciones clínicas que padecen las perso- En este punto dejan en claro que la oferta nas que sufren el proceso de una separación académica de posgrado existente a nivel nao divorcio, y como afectan sus conductas y cional es baja, de apenas 33 programas de los daños que pueden ocasionar a sus hijos; posgrados de los 2,394 programas de posgraprecisando que la mayoría de las personas lo- do de calidad existentes, son con relación a la gran sobreponerse a estos dolores al paso de Psicología y ninguno de ellos relacionado con los años, sin embargo un porcentaje no logra la Psicología Jurídica o psicopatología forenhacerlo y no pueden adaptarse a sus nuevas se, con lo cual no parece existir posibilidad de alcanzar los conocimientos necesarios sobre circunstancias. la importancia de la psicología jurídica en el Haciendo uso de las estadísticas de las Orga- derecho familiar. nización de las Naciones Unidas, logran evidenciar una tendencia mundial de disminución Mientras que, indican, a ello debe agregarde los matrimonios, y que en varios países el se la poca participación de la población en la número de divorcios va en aumento; precisan- educación superior, lo que según los números do el fenómeno que ocurre en México que es y porcentajes que presentan, es desalentador, similar a Europa, de ascenso pronunciado de pues sólo el 1% de la población estudiara un divorcios y caída de matrimonios, apoyándo- posgrado; lo que sin duda impacta en la coorse para tal conclusión en las estadísticas del dinación parental y la necesidad de una educación especializada de sus operadores. Inegi y su Encuesta Nacional de Ocupación. Los autores son enfáticos en resaltar que el fenómeno del divorcio es complejo, y que debe A continuación los autores nos presentan un ser abordado de manera interdisciplinaria, y catálogo de las alteraciones relacionadas con que debe considerarse a la coordinación pa- el divorcio, pero de países desarrollados, que rental como una respuesta a este fenómeno y en el caso de México y países de Latinoamérisus complejidades, sobre todo en cuanto hace ca es deficiente, y que se explica por la carena las necesidades y derechos de los menores, cia de investigación científica de alta calidad, que puede ser utilizada o empleada con éxito sobre todo en las áreas de psicología jurídica, en centros de trabajo, de justicia como en el neurociencia y la psicopatología forense. área académica. Son de notarse que los porcentajes de poAdemás, puntualizan con claridad que exis- blación a nivel mundial que padecen alguna te una importante área de oportunidad en las psicopatología y consumo de drogas es alto, comunicaciones y tránsitos entre la psicología del 20% aproximadamente, y en México el y la administración pública, los cuales serían porcentaje es de aproximadamente 10%, y particularmente beneficiosos entre la psicolo- del 2.78% para trastornos depresivos, y que Coordinación Parental: una respuesta a los divorcios conflictivos. PP. 112-121 �119 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 el manejo de estos datos son de importancia para los operadores de la Coordinación Parental, pero que deben tomarse con cautela. Los autores nos señalan que en el contexto anglosajón hay numerosos estudios sobre la relación entre los divorcios y las psicopatologías, detectando que la salud física y mental de los hijos de las parejas que atraviesan un divorcio, también sufren alteraciones significativas como depresión y ansiedad, sentimientos de abandono, ira, rechazo entre otros, y si el divorcio es en edades tempranas, hay probabilidades de que sufran algún trastorno emocional en la edad adulta. Estos estudios, señalan, también revelan que las madres casadas sufren menos estrés y ansiedad que las madres solteras o divorciadas, así como que quienes pasan por un proceso de separación pueden presentar riesgos de salud, por ejemplo tasa de mortalidad mayor. En Latinoamérica hay muy pocos estudios enfocados a estos temas, lo que, señalan los autores, evidencia la urgencia de implementar mecanismos que permitan atender de forma oportuna los divorcios y prevenir las alteraciones clínicas derivadas del mismo. Los autores, al analizar el programa español “Ruptura de pareja, no de familia”, encontraron que es capaz de eliminar y minimizar los efectos negativos que produce la separación tanto en los menores como en sus progenitores, disminuyendo el conflicto en la relación parental, y la judicialización; programa que refieren, puede adaptarse al contexto de cada país, y sumarse a programas de coordinación parental, aprovechando la psicología jurídica y la justicia terapéutica, que son en Desafíos Jurídicos la actualidad de muy alta importancia para la los tribunales de justicia, ya que esta ciencia y herramienta pueden ayudar a resolver problemáticas graves derivadas de los divorcios. Resaltan la importancia de que los Poderes Judiciales hayan iniciado ya con direcciones de psicología para apoyo judicial, como lo es el Tribunal Superior de Justicia de la Ciudad de México, los cuales piensan deben evolucionar a Institutos de Psicología Jurídica y Forense, pues de esa manera serían espacios vinculados a las universidades e instituciones dedicadas a la investigación, y así hacer más eficaces convenios de colaboración, impulsando de esta manera la coordinación parental. En las CONSIDERACIONES FINALES, los autores señalan que es clara la evidencia de que el divorcio y la separación de una pareja genera en ellos como en sus hijos, sentimientos y alteraciones que tienen efectos inmediatos como a largo plazo, inclusive daños en la salud mental que requieren la atención institucional; pero reconocen que la coordinación parental no es una panacea a dichos problemas, pero que si resulta una herramienta valiosa y vía adecuada para la solución de los conflictos de las partes. APRECIACIÓN DEL LECTOR La obra Coordinación Parental: Una respuesta a los Divorcios Conflictivos, me parece visibiliza de forma especial una problemática existente que cada día crece más, el aumento de divorcios y la judicialización innecesaria de sus consecuencias, encontrando cada vez más conflictividad elevada entre las parejas que se separan; y como ello absorbe una gran Antonio Filiberto Vega Pérez y Aram González Ramírez �120 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx cantidad de recursos y tiempo de las instituciones judiciales y de las herramientas de que disponen para tratar de solucionar dichas diferencias. Considero que en la obra se aportan datos y estudios relevantes que comprueban sus afirmaciones de manera contundente, evidenciando las consecuencias para los involucrados, en especial los menores, y sobre todo las de índole de largo plazo, que se manifiestan en la edad adulta. Pero el esfuerzo de los autores va también a proponer una vía a través de la cual las personas pueden plantear y resolver sus diferencias, con el apoyo de especialistas y de herramientas como la psicología jurídica y la terapia de integración familiar, que por su naturaleza son capaces de ayudar en gran medida no solo a la solución de los conflictos entre las partes, sino a sobrellevar y superar las consecuencias de los mismos, sobre todo a los menores a través de un adecuado acompañamiento. plementación de la coordinación parental, ya que en dichos centros ya se realizan labores de terapia de integración familiar, así como evaluaciones indispensables para la toma de decisiones judiciales. La presente obra estimo es muy recomendable, no solo para los especialistas en psicología, sino también en el derecho, y más si figuran como operadores jurídicos institucionales, y que en conjunto a otras obras de la casa editorial Manual Moderno, como lo es La capacidad y coordinación parental en la custodia de los menores resultan sumamente valiosas en el quehacer jurisdiccional. Antonio Filiberto Vega Pérez Maestro en Derecho Mercantil Doctorando de la Facultad de Derecho y Criminología de la Universidad Autónoma de Nuevo León Comparto su sentir y afán, y me es evidente que la labor jurisdiccional requiere cada vez más de apoyo de otras ciencias, y de trabajar en conjunto con ellas a fin de solucionar más eficazmente las problemáticas sociales, en particular en el área del derecho familiar, y considero que el medio para ello que se plantea en este libro es adecuado para tal fin, por los beneficios y posibilidades que plantea. Considero que debe ser analizada la posibilidad de que los centros de convivencia que muchos poderes judiciales ya han desarrollado puedan servir de base sólida para la imCoordinación Parental: una respuesta a los divorcios conflictivos. PP. 112-121 �Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Antonio Filiberto Vega Pérez y Aram González Ramírez 121 Desafíos Jurídicos �122 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx �Fotografía: “Ponderación”, Daniel Vázquez Azamar Crítica Invitada �124 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx Detalles sobre la publicación, incluyendo instrucciones para autores e información para los usuarios en: https://desafiosjuridicos.uanl.mx/ index.php/ds Juan Antonio García Amado (SÍLEX Formación Jurídica) ¿En qué sentido ponderan los tribunales españoles cuando resuelven conflictos entre derecho al honor y derecho a la libertad de información? pp. 124-137. Fecha de publicación en línea: 31 de julio de 2023. Publicado en Desafíos Jurídicos La Conjugación del Derecho. Todos los derechos reservados. Permisos y comentarios, por favor escribir al correo electrónico: desafios.juridicos@uanl.mx Desafíos Jurídicos Vol. 3 Núm. 4, Enero-Junio 2022, es una publicación semestral editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Derecho y Criminología. Dirección de la publicación: Av. Universidad s/n Cd. Universitaria C.P. 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. desafiosjuridicos.uanl.mx,desafiosjuridicos@uanl.mx. Editora responsable: Dra. Amalia Guillén Gaytán, Facultad de Derecho y Criminología. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo núm. 04-2022-041510211500-102. ISSN 2954-453X, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización: Dr. Paris Alejandro Cabello Tijerina, Facultad de Derecho y Criminología, Av. Universidad s/n, Cd. Universitaria, C.P., 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. Las opiniones expresadas por los autores no reflejan la postura del editor de la revista Desafíos Jurídicos. Todos los artículos son de creación original del autor, por lo que esta revista se deslinda de cualquier situación legal derivada por plagios, copias parciales o totales de otros artículos ya publicados y la responsabilidad legal recaerá directamente en el autor del artículo. Se autoriza compartir, copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato; y de remezclar, transformar y construir a partir del material, citando siempre la fuente completa. Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0 Internacional. DIRECTORIO INSTITUCIONAL RECTOR: DR. SANTOS GUZMÁN LÓPEZ SECRETARIO GENERAL: DR. JUAN PAURA GARCÍA DIRECTOR DE LA FACULTAD DE DERECHO Y CRIMINOLOGIA: DR. MARIO ALBERTO GARZA CASTILLO REVISTA DESAFÍOS JURÍDICOS DIRECTORA: Dra. Amalia Guillén Gaytán COORDINADOR: Dr. Mario Alberto García Martínez COORDINADORA DEL NÚMERO: Dra. Karina Soto Canales ASISTENTE EDITORIAL: Mtra. Angélica Rubí Rodríguez Aguirre ADMINISTRACIÓN DEL SITIO WEB: M.A. Daniel Vázquez Azamar EDICIÓN TEXTUAL Y CORRECCIÓN DE ESTILO: María Alejandra Villagómez Sánchez REDACCIÓN: Paola Stephania Muñiz Lupian ILUSTRACIÓN DIGITAL DE LA PORTADA: M.A. Daniel Vázquez Azamar “Burning Metaverse” © 2023 �Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 125 Desafíos Jurídicos ¿En qué sentido ponderan los tribunales españoles cuando resuelven conflictos entre derecho al honor y derecho a la libertad de información? Fecha de publicación en línea: 31 de julio de 2023 Por: Juan Antonio García Amado* PLANTEAMIENTO. REGLAS DEL MONTÓN Lo que hacen los tribunales españoles en ese tipo de conflictos es explicado en reiteradísima jurisprudencia. Veamos un ejemplo de tantos. En la sentencia 334/2022 de la Sala Civil del Tribunal Supremo, fundamento sexto, leemos: Con arreglo a la doctrina jurisprudencial de esta sala, cuando entran en conflicto el derecho al honor y la libertad de información, la prevalencia que en abstracto corresponde a la segunda solo puede justificarse en el caso concreto mediante un juicio de ponderación ajustado a las circunstancias del caso en el que ha de estarse a la concurrencia de los siguientes tres presupuestos: (i) interés público informativo, es decir, que se trate de informaciones sobre asuntos de interés general, sea por la materia a la que aluda la noticia, o por razón de las personas afectadas; (ii) veracidad de la información, entendida como diligencia * SÍLEX Formación Jurídica en la averiguación de los hechos, (iii) y proporcionalidad, en el sentido de que en la comunicación de las informaciones se prescinda de insultos o de expresiones o frases inequívocamente injuriosas o vejatorias, y por tanto, innecesarias a este propósito, para cuya valoración debe estarse al contexto. Es doctrina plenamente asentada por el Tribunal Constitucional en abundantísimas sentencias. De lo que se está tratando es de si, conforme también a la Ley Orgánica 1/1982 de protección civil del derecho al honor, a la intimidad personal y familiar y a la propia imagen, una información constituye o no intromisión ilegítima en el derecho al honor de un sujeto. Lo que así se ha venido estableciendo jurisprudencialmente es que una información no supone intromisión ilegítima en el derecho al honor si: �126 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx que, al ver las circunstancias y particularidades de cada caso, la jurisprudencia ponga y quite condiciones, sino que esas son las que uniformemente se aplican, talmente como si estuvieran escritas en la Constitución misma. Y no es que a se tomen las tres como variables con mayor o menor peso, sino que sólo se valora si concurren o no concurren, con Si esas son las tres condiciones que se exi- todo lo que de discrecional inevitablemente gen, hay que concluir que la ausencia de cual- haya en esa valoración judicial. Si concurren, quiera de ellas determina que haya intromisión no hay intromisión ilegítima en el derecho al honor, sino ejercicio legítimo de la libertad de ilegítima en el derecho al honor. expresión. No se trata de que la afectación Tenemos la estructura perfectamente condi- negativa del honor sea menor que la afectacional de una norma de lo más común, con ción positiva de la libertad de expresión y que su antecedente y su consecuente: si una in- haya que pesar lo uno y lo otro, sino de que se formación tiene interés público general, es ha establecido jurisprudencialmente una clara veraz y no contiene expresiones innecesa- regla aplicable a esos casos. riamente negativas sobre el sujeto al que se menciona, entonces esa información En cualquier asunto de este tipo lo que hano es intromisión ilegítima en el derecho cen los tribunales es, pues, valorar si esas tres condiciones legitimadoras de al honor. la información concurren. Se trata de una Con esa regla se hace un razonamiento inter- actividad valorativa porque no supone meras pretativo-subsuntivo perfectamente ortodoxo, comprobaciones fácticas, como cuando típico. Exactamente igual que con una que se constata si el que realiza cierta acción dijera, por ejemplo, que los que tengan ren- tiene cierta edad o domicilio en determinado tas superiores a cincuenta mil euros, tengan lugar. Estamos más bien en esos supuestos, menos de sesenta años y no estén jubilados tan habituales, en que las condiciones estarán obligados a hacer la declaración del jurídicamente exigidas abocan en primer lugar a la interpretación de los términos, impuesto sobre la renta. para concretarlos de manera que puedan ser Téngase en cuenta que la mencionada regla aplicados en el caso respectivo. Es valorativa funciona sin excepción en la jurisprudencia esa labor de concreción del sentido de “interés española, en el sentido de que esas son las público”, “veracidad” o componente negativo condiciones, puestas por el Tribunal Constitu- de la expresión y es valorativa también la cional en desarrollo combinado de las normas aplicación al caso concreto. Por ejemplo, una de los artículos 18 y 20 de la Constitución, vez que se ha precisado interpretativamente para que una información no se pueda tener todo lo posible qué hace veraz una información, por vulneradora del derecho al honor. No es habrá que ver si esas características que se (i) Hay un interés público general en el contenido de la información. (ii) Esa información es veraz. (iii) Al informar no se pone, respecto del sujeto afectado, una carga expresiva negativa que vaya más allá de lo necesario para dar cuenta de los hechos. ¿En qué sentido ponderan los tribunales españoles cuando resuelven conflictos entre derecho al honor y derecho a la libertad de información?. PP. 124-137 �127 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos estipulan como definitorias de la veracidad se dan o no en el caso, y esto tampoco es una simple comprobación derivada de una sencilla observación sensorial. ¿Es eso ponderar? Sí lo es si empleamos como equivalentes los términos ponderar y valorar. Se pondera o se valora ahí del mismo modo en que lo hace el juez penal que interpreta qué significa “alevosía” en el artículo 139.1 del Código Penal y que luego ve si lo que en los hechos del caso se ha dado cuadra o no con esa caracterización interpretativa de las propiedades de la alevosía. Una comparación, de entre tantas posibles. Veamos la doctrina jurisprudencial sobre el enriquecimiento injusto, también llamado enriquecimiento sin causa. La jurisprudencia española viene aplicando los requisitos que bien resume la sentencia del Tribunal Supremo, Sala Civil, de 31 de marzo de 1992, en su fundamento tercero: La reiterada doctrina jurisprudencial de esta Sala tiene declarado que los requisitos necesarios para la apreciación del enriquecimiento injusto son: a) aumento del patrimonio del enriquecido; b) correlativo empobrecimiento del actor, representado por un «damnum emergens» o por un «lucrum cesans»; c) falta de causa que justifique el enriquecimiento, y d) inexistencia de un precepto legal que excluya la aplicación del principio. Este del enriquecimiento injusto es señalado en la doctrina civil como un principio de creación jurisprudencial para colmar una laguna en el sistema. Así lo explica, entre tantas, la sentencia de 110/2006 del Tribunal Supremo, Sala Civil, fundamento tercero: Además de no responder al concepto, tampoco el presente caso cumple un presupuesto del principio del enriquecimiento injusto, que es la subsidiariedad, en el sentido de que se aplica al caso cuando no hay norma legal -por ejemplo la que regula un contrato- que lo contemple y así lo han declarado, entre otras, las sentencias de 18 de diciembre de 1996 y, rotundamente, la de 19 de febrero de 1999. Lo que significa que si la ley prevé una determinada acción, como la derivada de un contrato, no puede alegarse este principio general. De nuevo tenemos una regla jurisprudencialmente sentada en uso del carácter complementario que la jurisprudencia tiene en nuestro sistema. Esa regla podemos similarmente formularla así: si ha habido un aumento del patrimonio de una persona, un correlativo empobrecimiento del otro, si no hay causa legal para ese enriquecimiento y si no hay ninguna ley que justifique que el beneficiado se quede con el importe del enriquecimiento, entonces hay enriquecimiento injusto (con las consecuencias subsiguientes). ¿Acaso no es la misma estructura de regla? ¿Acaso alguien diría que aquí estamos ante un ejercicio de ponderación que obligue a algo así como a comparar los pesos de las razones de uno para enriquecerse y las del otro para recuperar lo que perdió? No, no hay nada de eso ni en uno ni en otro caso. Hay reglas jurisprudencialmente sentadas que no se aplican mecánicamente, sino con el Juan Antonio García Amado �128 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx inexorable margen valorativo que el iuspositivismo siempre ha señalado como definitorio de la actividad judicial y compatible con el sometimiento del juez al Derecho positivo. glas, incluido el Tribunal Constitucional español, aunque le guste decir que pondera para homologarse con la doctrina mediterránea o del Mar del Norte. Hagamos una comparación más, volviendo al campo constitucional. Recordemos el artículo 18.2 de la Constitución: LO QUE SÍ ES PONDERAR, SEGÚN EL IUSMORALISMO PRINCIPIALISTA El domicilio es inviolable. Ninguna entrada o registro podrá hacerse en él sin consentimiento del titular o resolución judicial, salvo en caso de flagrante delito. En esta ocasión es el propio texto constitucional el que pone tres condiciones, aquí no concurrentes, sino alternativas, que, si se cumplen, hacen constitucionalmente lícita la práctica de registros domiciliarios. Una vez más, tendrá por vía interpretativa y valorativamente que interpretarse, caso a caso, cuándo hay o no hay o cómo puede o debe expresarse el consentimiento del titular, por ejemplo, o qué delito es flagrante y cuál no merece ese calificativo, pero eso no es ponderar un principio contra otro para ver cuál pesa más, sino ejercicio ordinario del margen acotado de discrecionalidad interpretativa de los tribunales. A efectos prácticos nada esencial cambia si lo que los tribunales aplican es una regla así legal o constitucionalmente sentada o una regla puesta por la propia jurisprudencia, y más cuando es vinculante la jurisprudencia en cuestión y no es jurisprudencia contra legem sino complementaria de la legalidad. Son normas que tienen todo el carácter de las reglas y que los tribunales aplican como re- Eso no es ponderar en el sentido de la teoría jurídica principialista, representada al respecto con la máxima autoridad por Robert Alexy. Repito, lo que de valoración hay en todos los pasos de creación de tales normas y de aplicación de las mismas, interpretación mediante, podemos llamarlo ponderación si así preferimos, pero, sea con el nombre que sea, estaremos reconociendo que se trata de un razonamiento discrecional que opta entre decisiones compatibles con la regla aplicable, pero que no está jurídicamente legitimado para vulnerarla. Insisto, la ponderación alexiana es cosa bien diferente, puesto que es una herramienta dispuesta para justificar también las decisiones contra legem y porque pretende que no es ejercicio de discrecionalidad, sino cálculo objetivo de pesos tendente a dar con la única respuesta correcta en Derecho para el caso, incluso cuando tal respuesta es opuesta a toda norma de Derecho positivo que venga al caso. El núcleo de la ponderación alexiana es el test de proporcionalidad en sentido estricto, que podemos explicar así: Cuando de resultas de una conducta que supone afectación positiva de un derecho fundamental del actor o de un principio constitucional de otro tipo (como son los relativos a bienes colectivos, como interés general, v.gr.), se produce una afectación negativa o algún grado de daño para un derecho ¿En qué sentido ponderan los tribunales españoles cuando resuelven conflictos entre derecho al honor y derecho a la libertad de información?. PP. 124-137 �129 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos de otro sujeto o para un principio constitucional de otro tipo, aquella conducta es constitucionalmente legítima si lo que pierde el derecho o principio negativamente afectado es menos o igual que lo que gana el derecho o principio positivamente afectado. Ahora en las palabras de Robert Alexy, cuando en relación con lo que llama el principio de proporcionalidad en sentido estricto sintetiza la que denomina ‘ley de la ponderación’: Cuanto mayor es el grado de la no satisfacción o de afectación de uno de los principios, tanto mayor debe ser la importancia de la satisfacción del otro (R. Alexy, “Las normas de derecho fundamental y los derechos fundamentales”, en R. Alexy, Ensayos sobre la teoría de los principios y el juicio de proporcionalidad, Lima, Palestra, 2019, p. 82). La mecánica de comparación circunstancial del peso de cada derecho o principio concurrente la explica Alexy así: La ley de la ponderación que se acaba de presentar muestra que la ponderación puede dividirse en tres subetapas. Una primera etapa consiste en la determinación del grado de insatisfacción o afectación de uno de los principios. Se puede hablar en este punto de la intensidad de la intervención en P1, que puede formularse como IPi. Más adelante la referencia implícita a las circunstancias del caso que se decidirá (C) deberá hacerse explícita. En un segundo paso se debe determinar la importancia de la satisfacción del principio que se contrapone. En este punto, se debe hablar de la importancia de la intervención en Pi que justifica el principio Pj, lo que se debe formular como WPj. En un tercer paso, se debe determinar la relación de prelación condicional que estipula la ley de la colisión. Esto se puede describir como la esencia de la ponderación. R. Alexy, “La ponderación en la aplicación del Derecho”, en Alexy, Ensayos, p. 96. Más claramente, de nuevo con Alexy. Dice que la ley de la ponderación o ‘fórmula’ de la ponderación funciona así: Esta fórmula permite reconocer que la ponderación está compuesta por tres pasos. En el primer paso se debe determinar el grado de no satisfacción o de afectación de uno de los principios. Esto es, cuando se trata de la dimensión de defensa de los derechos fundamentales, dicho grado de no satisfacción corresponde a la intensidad de la intervención. En un segundo paso debe definirse la importancia de la satisfacción del principio que se contrapone al primero. Finalmente, en un tercer paso, se debe definir si la importancia de la satisfacción del principio que se contrapone justifica la afectación o la no satisfacción del otro” R. Alexy, El derecho constitucional y el derecho infraconstitucional -La jurisdicción constitucional y las jurisdicciones especializadas, en Alexy, Ensayos, p. 130. Lo que pesa son las razones que en cada caso sostienen cada principio o derecho concurrente. Refiriéndose al caso Titanic, que tanto usa como muestra, dice Alexy: Juan Antonio García Amado �130 Desafíos Jurídicos “Lo decisivo en esta decisión se encuentra en las determinaciones del grado de la afectación de los derechos que están en juego. Las ponderaciones consisten esencialmente en estas gradaciones. La ley de la ponderación lo expresa mediante la exigencia de que las razones que justifican la intervención deben pesar tanto más, cuanto más intensa sea la intervención. Si se parte de las gradaciones del Tribunal Constitucional Federal, debe concluirse que, en el caso expuesto, la libertad de expresión, debido a su restricción grave, en comparación con una afectación más leve del derecho al buen nombre, fundamenta el juicio conforme al cual es inadmisible imponer una sanción a causa del uso del apelativo de ‘asesino nato’. Bajo estas condiciones, en el sentido de la ley de colisión antes expuesta, dicha libertad prevalece sobre al derecho al buen nombre. Por el contrario, la afectación muy grave del derecho al buen nombre fundamenta la imposición de la sanción cuando se trata del uso del apelativo de ‘tullido’. Bajo estas condiciones, este derecho prevalece sobre la libertad de expresión. R. Alexy, “Sobre la estructura de los principios jurídicos”, en Alexy, Ensayos, p. 75. LO QUE HACEN REALMENTE LOS TRIBUNALES, AUNQUE LO LLAMEN PONDERAR No es eso lo que hace el Tribunal Constitucional español cuando dice que pondera entre libertad de información y derecho al honor. desafiosjuridicos.uanl.mx No compara, ni en abstracto ni caso a caso y según las circunstancias de cada uno, cuán de intensa es la afectación negativa del derecho al honor y cuánta es la intensidad de la afectación positiva del derecho de libertad de información, sino que aplica la regla mencionada según una lógica binaria completamente acorde con los esquemas del razonamiento interpretativo-subsuntivo: Si se dan las circunstancias a, b y c que con carácter general y abstracto en el antecedente de la regla se describen, entonces no hay vulneración del derecho al honor. Si no se da alguna de esas circunstancias, entonces sí hay vulneración del derecho al honor. Sencillamente así. Ya sabemos que las condiciones que configuran el antecedente de la regla son: interés publico de la información, veracidad y no empleo de expresiones innecesariamente negativas o afrentosas. Veamos esto tomando como muestra la sentencia 852/2021 de la Sala Civil del Tribunal Supremo. Se trataba de decidir si vulneraba el derecho al honor una información que la persona demandada había publicado en la red social Facebook y que decía así, tal como la recoge la propia sentencia: El próximo 17 de junio de 2019 Margarita declarará como INVESTIGADA ante el juzgado de Primera Instancia e Instrucción Número 2 de Nules por presuntos delitos de Prevaricación y Tráfico de in- ¿En qué sentido ponderan los tribunales españoles cuando resuelven conflictos entre derecho al honor y derecho a la libertad de información?. PP. 124-137 �131 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos fluencias en el nombramiento del Inspector de Policía <<A dedo>> el 3 de mayo de 2017 por Decreto de la Alcaldía cuando no había siquiera plaza de inspector legalmente ofertada ¡¡¡ Con galones y sueldo y complementos de inspector y acta de <<toma de posesión>> como funcionario del Grupo A2 cuando solo era Oficial del Grupo C1. Por si fuera poco, aprovechando que la Secretaria titular -yo- había sido operada por urgencia, prepararon las bases de la Plaza para que el susodicho pasara a ocuparla <<en propiedad>> por <<concurso oposición>> preparado para él solo. El propio inspector en declaración ante el juzgado reconoció que las bases con el temario y las condiciones de las pruebas las hizo él mismo desde su ordenador. Y también el mismo eligió <<su Tribunal calificador>>. (i) El interés general que tiene la información en cuestión: “Nos encontramos ante un asunto de interés general, relativo al concurso de una plaza de inspector de la policía local de un ayuntamiento, así como a la existencia de un procedimiento penal incoado por tales hechos, por presunto delito de prevaricación y tráfico de influencias, en el que figura como investigada la alcaldesa de Almafara”. “Por otra parte, la información se refiere a personas que cuentan con un perfil público, como es la denunciada y el demandante, en su condición de funcionario, que desempeña un cargo de relevancia, como es el de inspector jefe de la policía local”. Estamos ante una valoración del Tribunal en cuanto a si se cumple o no la primera de las condiciones de la regla que conocemos, la del interés público de la información. Valora que sí hay tal interés y justifica esa valoración con los dos argumentos relacionados que acabamos de ver: la existencia de un procedimiento penal en marcha y el perfil público de los aludidos en la información. El juzgado de primera instancia había fallado que sí había vulneración del derecho al honor, ya que en el texto se vertían expresiones tendentes a desprestigiar al demandante y se le atribuían declaraciones que no había hecho, lo cual contradecía la exigencia de veracidad. Hubo recurso de apelación y la segunda instancia ratificó la condena a indemnizar por intromisión ilegítima en el derecho al honor, (ii) No se usan expresiones peyorativas inneaduciendo que eran innecesarios los términos cesarias por relación a lo que se quiere infordespectivos y ofensivos utilizados, se aprecia mar porque tiene interés público: intención de desprestigiar y se atribuyen al “La demandada transmite unos hechos, afectado expresiones que no había empleado. que no se acompañan de connotaciones Se interpone recurso de casación y, en esta peyorativas que sobrepasen los límites sentencia de la que nos ocupamos ahora, el de la libertad de información, con vulneTribunal Supremo da la razón a la demandaración del principio de proporcionalidad”. da y concluye que no hubo atentado contra el derecho al honor. ¿Cómo lo argumenta? Con las siguientes razones: Juan Antonio García Amado �132 Desafíos Jurídicos Atención a ese “principio de proporcionalidad”, sobre el que de inmediato volveré. Lo no adecuado o “desproporcionado” de las afirmaciones que sobre el afectado la información contenía se sigue justificando así: “La circunstancia de que se señale que se hizo el nombramiento <<<a dedo>>, en el sentido de tratarse de una designación discrecional y directa, con carácter provisional, por decreto de la alcaldía, el día siguiente en el que, por otra resolución de la misma clase, se aprobase la creación de la plaza de inspector de la policía local del ayuntamiento, tampoco encierra expresiones indiscutiblemente injuriosas o innecesarias a la finalidad de la información que se pretende transmitir, la cual se halla constitucionalmente amparada”. desafiosjuridicos.uanl.mx pone la regla que conocemos es la de que no si se emplean expresiones innecesariamente ofensivas hay vulneración del derecho al honor, de lo que se infiere que, en cuanto a esta condición, no existe tal vulneración si no son así las expresiones cuestionadas. Eso fuerza a un juicio comparativo entre el objeto de la información y los términos que se usan para darla. Si un periodista informa de que un hombre se cayó al río y se ahogó y de que el informe de la autopsia se desprende que llevaba una alta tasa de alcohol en sangre cuando se produjo el accidente, la condición se cumple, pero si lo que el periodista dice es que se era un borracho asqueroso e impenitente y que por eso la autopsia muestra la tasa de alcohol con que caminaba, se está rebasando el límite que la regla pone. ¿Es eso un juicio de proporcionalidad? Ningún problema hay en llamarlo así. ¿Es un juicio de proporcionalidad en el sentido del Estamos ante una valoración del Tribunal en test de proporcionalidad en sentido estricto cuanto a si se cumple o no la tercera de las de Alexy? No. ¿Por qué? Porque la comcondiciones de la regla que conocemos, la de paración que busca lo proporcionado se que no se contenga en la información una car- hace entre el objeto de la información y las ga expresiva negativa que vaya más allá de palabras con que se informa, no entre el lo necesario para dar cuenta de los hechos. grado de afectación negativa del derecho Valora que no hay tal carga y justifica esa va- al honor de uno y el de afectación positiloración del modo que acabamos de observar. va del derecho a la libertad de información del informante (o, lo que es lo mismo, de lo que negativamente afectaría al derecho a la LA APLICACIÓN DE LA PROPORCIOlibertad de información el considerar ilegítima NALIDAD una información así). Pero se menciona el principio de proporcionalidad. Esto puede llamar a engaño, pero es evidente que no se juega aquí con el principio de proporcionalidad en el sentido en que lo usa Alexy. La condición tercera que Nuestros tribunales hablan continuamente de ponderación y de principio de proporcionalidad para aparentar que están a la última moda de Kiel o de Alicante y que ponderan al modo que mandan los principialistas, pero ni ¿En qué sentido ponderan los tribunales españoles cuando resuelven conflictos entre derecho al honor y derecho a la libertad de información?. PP. 124-137 �133 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos pondrán así ni atienden de tal manera el principio de proporcionalidad, sino que siguen haciendo sus razonamientos interpretativo-subsuntivos de toda la vida, afortunadamente. Y no porque, como esos principialistas cuentan, porque acaben subsumiendo bajo la regla que nace circunstancialmente de la ponderación y como norma para el caso, sino bajo la norma previamente sentada, sea por vía jurisprudencial, como aquí sucede con los tres requisitos de la información legítima, sea por vía de enunciados positivos que se hallen en otra fuente, como cuando el artículo 18.2 de la Constitución enumera las tres condiciones alternativas para que un registro no suponga vulneración del derecho a la inviolabilidad del domicilio. De nuevo procede hacer una comparación para que acabemos de entendernos. proporcionalidad, en el sentido de que tienen que valorar si hay proporción entre la índole de lo que se quería, que era causar la muerte, y los medios de que se disponía, por un lado, y, por otro, el dolor causado a la víctima deliberadamente. Si el homicida tenía una pistola y la víctima estaba completamente a su merced y consciente, y si en lugar de matarla con un tiro en el corazón o la cabeza la mata con veinte disparos que empiezan en las piernas y sin querer que tenga una muerte rápida, estaremos ante la desproporción entre medios homicidas y dolor causado, desproporción a la que alude esa circunstancia de ensañamiento. El juicio de proporcionalidad por el tribunal será ahí lo determinante, pero a nadie se le pasará por la cabeza que el tribunal está ponderando en el sentido de Alexy y cotejando el grado de afectación positiva de un derecho o principio y el de afectación negativa de otro. El artículo 139 del Código Penal tipifica el delito de asesinato y enumera las circunstancias agravantes que convierten un homicidio Simplemente sucede que entre las condicioen asesinato. Entre ellas está la de ensaña- nes que una regla pueda poner en su antecedente unas son comparativas y requiemiento, en el apartado 3º: ren para su verificación un juicio de ese Será castigado con la pena de prisión tipo, y otras no lo son. Así, la condición que de quince a veinticinco años, como reo como constitutiva de asesinato pone el aparde asesinato, el que matare a otro con- tado 2 del artículo 139 del Código Penal y que curriendo alguna de las circunstancias consiste en que se mate a otro “Por precio, siguientes… 3º Con ensañamiento, au- recompensa o promesa”. Si hay precio o hay mentando deliberada e inhumanamente recompensa o hay promesa, se cumple esa condición; si no, no. Ahí no importa nada si el el dolor del ofendido. precio es alto o bajo o si la promesa lo fue de La aplicación de la condición de ensañamien- algo bien sugerente o de algo trivial. No hay to obliga a un juicio comparativo (además de a dos elementos para comparar buscando una considerar el dolo, que es asunto distinto). No proporción o similitud de grado entre ambos. habría problema si los tribunales penales dije- Eso también lo vemos en aquella condición ran que ahí tienen que aplicar el principio de de la regla sobre libertad de información que Juan Antonio García Amado �134 Desafíos Jurídicos dispone que la información ha de ser veraz. O lo es o no lo es, igual que o hubo precio por el homicidio o no lo hubo. Lo cual, por cierto, es completamente compatible con los problemas interpretativos que pueda suscitar cualquier expresión que en una regla se use. Hay que ir concretando por vía interpretativa qué es la veracidad y hay que ir concretando por vía interpretativa qué es precio, pero eso no se hace tampoco aplicando un juicio de proporcionalidad y ponderando en el sentido de Alexy, sino valorando discrecionalmente y argumentando lo mejor que se pueda la opción que discrecionalmente se tome, de entre las conciliables con el tenor de la norma. Los posibles problemas interpretativos se dan exactamente por igual en las reglas que ponen condiciones comparativas o no comparativas y tanto hay que interpretar qué significa “veracidad” o qué significa “expresión innecesariamente negativa” o “ensañamiento”, en cuanto producción de “padecimientos innecesarios para la ejecución del delito” (art. 22, apartado 5º del Código Penal). Naturalmente, las elecciones interpretativas son valorativas y, como tales, con alto contenido de discrecionalidad, y si tratamos como sinónimas las palabras “valorativo” y “ponderativo”, podemos decir que las elecciones interpretativas son “ponderativas”. Pero no tiene absolutamente nada de nada que ver con la ponderación de que habla Robert Alexy o de la que en España teorizan Manuel Atienza y Juan Ruiz Manero. LA VERACIDAD DE LA INFORMACIÓN (iii) Volvamos a la sentencia y veamos ahora cómo justifica su tesis de que tampoco hay en el caso vulneración del derecho al honor por desafiosjuridicos.uanl.mx incumplimiento del tercer requisito de aquella regla que conocemos, el de veracidad de la información. Dice el Tribunal Supremo: En tercer lugar, analizaremos el requisito de la veracidad. Los hechos tienen el correspondiente soporte fáctico. No se trata de la divulgación de un mero rumor. Por el contrario, son conformes a la realidad, la existencia de un procedimiento penal, en trámite, por delitos de prevaricación y tráfico de influencias, en el que figura como investigada la alcaldesa de Almazara, que fue llamada a declarar, en tal concepto, como consecuencia del nombramiento del jefe de policía local. Está sumamente arraigada en la jurisprudencia constitucional española la tesis interpretativa de que veracidad no es lo mismo que verdad y que una información es veraz cuando no se basa en meros rumores, sino que tiene un soporte fáctico real en hechos para cuya comprobación se ha aplicado un razonable esfuerzo. Esas condiciones, según el Tribunal, se daban en este caso, por lo que se cumple la condición de veracidad. Observamos algo bien habitual en un razonamiento interpretativo-subsuntivo: la regla menciona una condición que, a su vez, se cumple si se cumplen otras subcondiciones interpretativamente puestas. Veámoslo: Regla: Una información no vulnera el derecho al honor si es veraz Subregla: Una información es veraz si los hechos que se mencionan han sido razonablemente comprobados. ¿En qué sentido ponderan los tribunales españoles cuando resuelven conflictos entre derecho al honor y derecho a la libertad de información?. PP. 124-137 �135 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos En aplicación de la subregla, el tribunal de turno valora si los hechos han sido razonablemente comprobados, lo cual unas veces será bien claro y otras veces resultará dudoso, siendo entonces más determinante la valoración discrecional del juzgador. Y el razonamiento final queda, como en este caso, así: Los hechos mencionados han sido razonablemente comprobados, por lo que son veraces, por lo que se cumple esa condición del ejercicio legítimo de la libertad de información. Estamos ante una valoración del Tribunal en cuanto a si se cumple o no la segunda de las condiciones de la regla que conocemos, la de veracidad. Valora que sí hay veracidad y justifica esa valoración como se acaba de señalar. Pero, como ya es usual, el Tribunal vuelve a tratar de legitimarse ante la teoría dominante, a base de usar un lenguaje equívoco o impostado, el de la ponderación. Lo hace en su conclusión, tras haber realizado ese triple razonamiento de cariz indudablemente interpretativo-subsuntivo: En el juicio de ponderación de los derechos fundamentales en conflicto, es preciso tener en cuenta el interés general de la información, el carácter público de las personas a las que se refiere la noticia, la circunstancia de no haberse empleado términos indiscutiblemente vejatorios para la persona del actor, que la información iba fundamentalmente referida a la alcaldesa de la localidad a la que se le atribuye la designación a dedo, en el contexto antes reseñado” (énfasis añadido). No ha habido ningún juicio de ponderación en sentido ni remotamente próximo al principialismo alexiano o alicantino, y menos uno que abarque los tres elementos citados, interés público, no excesos peyorativos de la expresión y veracidad. Ha habido tres razonamientos subsuntivos respecto a si se cumplen o no tres condiciones puestas por tres subreglas o tres apartados de la regla que permite establecer si el ejercicio de la libertad de información ha sido correcto o si ha supuesto vulneración de un derecho fundamental, como era aquí el del honor o podría haber sido también el de intimidad o propia imagen, entre otros. El Tribunal, con la discrecionalidad normal e inevitable, ha razonado y argumentado sobre si la información era veraz, sobre si contenía expresiones innecesariamente peyorativas en relación con el objeto de la información y sobre si tenía interés público. Esa tres condiciones las pone la norma asumida y aplicada como acumulativas y, por tanto, imprescindibles las tres, y en la sentencia vemos perfectamente cómo el Tribunal coteja los hechos que para cada condición cuentan, para ver si encajan o no bajo el supuesto de cada una de las tres condiciones y si, en consecuencia, tales condiciones se cumplen o no. Hay ahí muchas valoraciones, como siempre, pero ninguna ponderación en el sentido de la “ley de la ponderación” o “fórmula de la ponderación” de Alexy. Absolutamente ninguna. ¿CÓMO PONDERARÍA EN ESE CASO UN PRINCIPIALISTA SERIO? ¿Cómo habría tenido que resolverse el caso para que pudiéramos decir que se cumplen los pasos y modos de la ponderación de Juan Antonio García Amado �136 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx adicional concurre. Y lo mismo para fijar, conforme a la escala triádica, el nivel de afectación positiva o beneficio que para el derecho Lo primero que resulta imprescindible, como a informar se desprende de que se pueda insabemos, es presentar el asunto como de formar de eso y en esos términos. conflicto de derechos, no como caso de delimitación, por vía interpretativa, del alcance Pero estamos yendo al test de proporcionalide normas. Así pues, tenemos que indicar que dad en sentido estricto, tercer paso de la poncon las expresiones que en la información se deración, según Alexy, y no podemos olvidar contienen hay una afectación negativa del los dos previos, el de idoneidad y el de necederecho al honor del sujeto demandante y hay sidad, que, según el autor, tienen que ve con una afectación positiva del derecho a informar las condiciones fácticas para el ejercicio del de la parte demandada, afectación positiva derecho, aquí el de libertad de informar. que también podemos ver como afectación negativa de ese derecho si se estima que El test de ideoneidad establece que sólo será constitucionalmente legítimo ese ejercicio, en viola el del honor y que se debe indemnizar. Alexy explica que para establecer el peso de el caso, del derecho a informar si en verdad cada una de esas afectaciones de los respec- se está informando de algo, pues si ese detivos derechos en pugna se puede y se debe recho en nada se beneficia de que lo que se usar una escala triádica de leve, medio y fuer- dijo, ya que, por ejemplo, no se está informante, o mucho, regular y poco (véase, por ejem- do de ningún hecho, sino insultando sin más, plo, R. Alexy, “La fórmula del peso”, en Ensa- entonces no hay legitimidad del derecho a la yos sobre la teoría de los principios y el juicio información, ya que propiamente ese derede proporcionalidad, cit., pp. 147 ss; analícese cho no se está ejerciendo. Esto suena muy esa escala tríadica prescindiendo de los exce- trivial. Además, depende enteramente de una sos y desmesuras absurdas de la fórmula del interpretación previa acerca de lo que sea “información”, aunque en esto no suela reparar peso como tal). la teoría principialista, que atiende poco a las Pues bien, para ponderar en un caso como el interpretaciones porque tiene escaso interés de la sentencia en examen habría que atri- en los enunciados positivos y sus significados buir un grado de intensidad leve, medio o posibles. fuerte al daño o afectación negativa que ha tenido el derecho al honor del deman- El test de necesidad alude a que habrá vulnedante. Esa atribución de peso según esas ración del derecho a honor si la información tres magnitudes tiene que hacerse a la luz de podría haberse presentado de una forma allas circunstancias del caso, pues cualquier ternativa en la que, valiendo lo mismo la incambio en los hechos puede alterar tal grado formación en sí, se dijeran cosas que dañen de intensidad en la afectación y hacer que menos el honor de quien en la información se lo que sin un detalle sería leve, por ejemplo, menciona. Ese es un requisito que abre de pase a ser medio o grave porque ese detalle plano las puertas a la discrecionalidad desAlexy? Hagamos ese ejercicio, aun a riesgo de resultar reiterativos y pesados. ¿En qué sentido ponderan los tribunales españoles cuando resuelven conflictos entre derecho al honor y derecho a la libertad de información?. PP. 124-137 �137 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos medida y que no tienen nada de la objetiva exactitud que pretende, pues absolutamente siempre se podría haber usado en una información una palabra menos o una expresión algo más liviana o se podría haber omitido un dato de los que se ofrecen. La conclusión es que en un caso como el analizado en esta sentencia, el Tribunal podría haber dicho que hay vulneración del derecho al honor porque eso no es informar, sino maledicencia sin más, o que se vulnera tal derecho porque no se usan los medios expresivos y los datos menos perjudiciales para informar de lo que en verdad importa que se sepa. Por suerte, los tribunales españoles no suelen todavía recurrir a tan bajas argucias para decidir enteramente como les plazca y con sólo argumentos tan traídos por los pelos o tan “flexibles”. Así que volvamos al test de proporcionalidad en sentido estricto o fórmula de la ponderación. Antes, al inicio de este apartado, recogimos los hechos probados, tal como en la sentencia aparecen. Sugiero al amable lector que los repase y que cuando los tenga claros y los recuerde todos, pondere como Dios manda y compruebe si es mayor la merma del honor de uno o el beneficio para el derecho a informar del otro. Y al ponderar así, no olvide que, según Alexy y la multitud que lo sigue y lo glosa, ponderar no es hacer un ejercicio de discrecional, de valoraciones indefectiblemente marcadas por la subjetividad del que figuradamente sopesa, sino que hay una pretensión severa de objetividad. Por eso la carga de la argumentación que tiene el que pondera consiste, en un caso como el presente, en nada más que subrayar las circunstancias fácticas de las que depende el peso que asigna a un derecho y al otro. Porque, aunque la doctrina oficial diga que lo fáctico cuenta nada más que para el test de idoneidad y el de necesidad, no es cierto, ya que de sobra se ve que son las peculiaridades fácticas de cada caso las que supuestamente determinan el peso de los derechos que se han presentado como enfrentados; y más cuando el peso abstracto de los derechos-principios en liza es el mismo, como aquí sucedería entre el derecho al honor y la libertad de informar. Al menos los tribunales españoles toman normas o las elaboran complementariamente a las constitucionales y legales y luego ven si los hechos encajan o no encajan bajo su antecedente. La ponderación alexiana, en cambio, es ciento por ciento casuística, y más cuando se trata, como aquí, de supuestos conflictos de derechos. Que haya norma, como hay aquí, en la jurisprudencia española, significa que se tiene cómo determinar si concurre vulneración del derecho al honor o legítimo ejercicio de la libertad de información: aplicando la norma, que funciona como general y abstracta, aunque siempre con márgenes para la interpretación, en lugar de dejar el campo abierto para un pesaje enteramente subjetivo que, para colmo, se presenta como objetivo, certero y apenas necesitado de más argumento que el señalar con el dedo los hechos del caso, que pesan lo que pesan porque lo pesan, y ya está. Juan Antonio García Amado �138 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx �Fotografía: ”Nicho Protegido”, R. Badii Fotografía: ”Nicho Protegido”, R. Badii Crítica Critica �140 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx Detalles sobre la publicación, incluyendo instrucciones para autores e información para los usuarios en: https://desafiosjuridicos.uanl.mx/ index.php/ds Mario César Hernández Monrreal (Gobierno del Estado de Nuevo León) La Tutela efectiva como derecho humano protector contra las normas prrocesales obstaculizadoras al acceso de la jurisdiccion,a la luz de lo resuelto por el tercer tribunal colegiado en materia civil del cuarto circuilto al conocer del juicio de amparo directo pp. 140-151. Fecha de publicación en línea: 31 de julio de 2023. Publicado en Desafíos Jurídicos La Conjugación del Derecho. Todos los derechos reservados. Permisos y comentarios, por favor escribir al correo electrónico: desafios.juridicos@uanl.mx Desafíos Jurídicos Vol. 3 Núm. 4, Enero-Junio 2022, es una publicación semestral editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Derecho y Criminología. Dirección de la publicación: Av. Universidad s/n Cd. Universitaria C.P. 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. desafiosjuridicos.uanl.mx,desafiosjuridicos@uanl.mx. Editora responsable: Dra. Amalia Guillén Gaytán, Facultad de Derecho y Criminología. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo núm. 04-2022-041510211500-102. ISSN 2954-453X, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización: Dr. Paris Alejandro Cabello Tijerina, Facultad de Derecho y Criminología, Av. Universidad s/n, Cd. Universitaria, C.P., 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. Las opiniones expresadas por los autores no reflejan la postura del editor de la revista Desafíos Jurídicos. 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Angélica Rubí Rodríguez Aguirre ADMINISTRACIÓN DEL SITIO WEB: M.A. Daniel Vázquez Azamar EDICIÓN TEXTUAL Y CORRECCIÓN DE ESTILO: María Alejandra Villagómez Sánchez REDACCIÓN: Paola Stephania Muñiz Lupian ILUSTRACIÓN DIGITAL DE LA PORTADA: M.A. Daniel Vázquez Azamar “Burning Metaverse” © 2023 �Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 141 Desafíos Jurídicos La Tutela efectiva como derecho humano protector contra las normas prrocesales obstaculizadoras al acceso de la jurisdiccion, a la luz de lo resuelto por el tercer tribunal colegiado en materia civil del cuarto circuilto al conocer del juicio de amparo directo Fecha de publicación en línea: 31 de julio de 2023 Por: Mario César Hernández Monrreal* * Gobierno del Estado de Nuevo León Resumen. Se analizan los alcances de la Tutela Jurisdiccional Efectiva y su impacto en los parámetros establecidos por las normas procesales que rigen los juicios del orden civil en el Estado de Nuevo León, bajo las directrices marcadas en el escrutinio constitucional realizado por el Tercer Tribunal Colegiado en Materia Civil del Cuarto Circuito, quien estimó que establecido en el artículo 418 del Código de Procedimientos Civiles del Estado de Nuevo León constituye una norma obstaculizadora para acceso a la justicia. Palabras clave: Tutela Judicial Efectiva. Control Difuso. Acceso a la Justicia. Debido proceso. Normas Procesales. Sumario: I. Introducción. II. Antecedentes. III. Deliberación. IV. Decisión. V. Reflexiones. VI. Bibliografía. �142 Desafíos Jurídicos I. INTRODUCCIÓN. desafiosjuridicos.uanl.mx De manera que, al concluir este ejercicio jurídico, el lector tenga elementos lógico-jurídicos que lo apoyen su actividad de justicia cotidiana, y pueda aplicarlos en aquellos casos, que, por su similitud, resulten análogos. Los criterios adoptados por los Tribunales revelan la tendencia que se sigue en la impartición de justicia, aun tratándose de tesis aisladas, ya que per se constituyen precedentes orientadores. I. ANTECEDENTES. De ahí la importancia que se analicen de forma reflexiva aquellos que por su impacto resultan relevantes, para conocer la justificación del actuar de las autoridades jurisdiccionales y replicarlos en casos análogos. La problemática se desarrolla dentro de un juicio sucesorio de intestado, que conoce un Juez de lo Familiar, quien después del trámite respectivo, dicta resolución sobre el proyecto y adjudicación del bien hereditario. Así en el presente artículo se presenta un análisis jurídico de un caso, en donde, el Tercer Tribunal Colegiado en Materia Civil del Cuarto Circuito estima que el artículo 418 del Código de Procedimientos Civiles del Estado de Nuevo León, constituye una norma obstaculizadora del acceso a la justicia. En relación con lo resuelto en dicha etapa, se solicitó la aclaración de la sentencia argumentando un error en cuanto a la superficie del bien, situación que declaró procedente el Juez de lo Familiar. Análisis cuya génesis parte desde los propios antecedentes, situación que nos permite conocer el contexto real del caso presentado ante el Tribunal Colegiado, y conocer las consideraciones que fueron tomados en cuenta en su deliberación. Una vez agotada la aclaración, se interpuso un recurso de apelación en contra de la resolución de origen y de la propia resolución donde se determinó procedente la aclaración. El recurso de apelación fue desechado bajo la consideración toral de que se interpuso de manera extemporánea, mientras que en contra de la resolución que declaró procedente la Después se realiza el estudio de la delibera- aclaración, se estimó que no era procedente ción y decisión para comprender el ejercicio recurso alguno al tenor de lo dispuesto por lógico-jurídico esbozado por dichos juzgado- los artículos 415 y 426 del Código de Proceres al momento de dictar su fallo y poder repli- dimientos Civiles del Estado de Nuevo León. carlo en otros asuntos análogos. Contra dicha determinación jurisdiccional, se Una vez hecho lo anterior se expresan algu- interpuso el recurso de denegada apelación. nas reflexiones que coadyuvan a la compre- El tribunal de alzada al emitir el fallo respectisión de los principios aplicados en el criterio, y vo confirmó el desechamiento de la de apelase abonará un elemento dogmático en la pra- ción al considerar que en efecto se presentó xis jurisdiccional. de manera extemporánea y añadió que acorLa Tutela efectiva como derecho humano protector contra las normas prrocesales obstaculizadoras al acceso de la jurisdiccion, a la luz de lo resuelto por el tercer tribunal colegiado en materia civil del cuarto circuilto al conocer del juicio de amparo directo. PP. 140-151 �143 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos Así inicia su estudio bajo la premisa del control difuso del artículo 418 del Código de Procedimientos Civiles del Estado de Nuevo León, en el cual se establece que “la interposición del recurso de aclaración no interrumpe el término señalado para hacer uso del recurso de En contra de la determinación señalada en el apelación”. párrafo anterior, se promovió el juicio de amparo directo, el cual fue radicado con el núme- Sostuvo que, para dar cumplimiento al deber ro 245/2021, por el Tercer Tribunal Colegiado constitucional de respetar, proteger y prevenir violaciones a los derechos humanos, los Trien Materia Civil del Cuarto Circuito. bunales Colegiados de Circuito pueden ejerEse órgano jurisdiccional, emitió su fallo cons- cer el control de constitucionalidad ex officio, titucional el siete de octubre de dos mil vein- no sólo sobre las normas procesales que aplitidós, que originó la tesis aislada de rubro can al tramitar y resolver el juicio de amparo, “ACLARACIÓN DE SENTENCIA EN EL JUI- sino también sobre cualesquiera otra norma CIO ORDINARIO CIVIL. LA PORCIÓN NOR- sustantiva o procesal aplicada en el acto reMATIVA “NO” CONTENIDA EN EL ARTÍCULO clamado. 418 DEL CÓDIGO DE PROCEDIMIENTOS CIVILES DEL ESTADO DE NUEVO LEÓN, Destacó que dicho control ex officio no imAL IMPEDIR QUE LA INTERPOSICIÓN DE plica, por sí mismo, que deban ignorarse los ESE RECURSO INTERRUMPA EL PLAZO presupuestos formales y materiales de admiPARA HACER USO DEL DIVERSO DE APE- sibilidad del juicio de amparo o desatender las LACIÓN CONTRA LA PROPIA SENTENCIA, regulaciones procesales; y que los Tribunales ES INCONSTITUCIONAL E INCONVENCIO- Colegiados de Circuito están obligados a suNAL.”, que puede ser localizada en el Sema- perar el horizonte de la técnica tradicional del nario Judicial de la Federación –de la página juicio de amparo para ejercer, con indepenoficial de la Suprema Corte de Justicia de la dencia de concepto de violación o motivo de Nación– con el número de registro 2026445, suplencia alguno, el control de constitucionalimisma que es objeto de análisis en el presen- dad sobre las normas jurídicas que rigen tanto el juicio de amparo, como as aplicadas en el te artículo. acto reclamado o el procedimiento de origen. de con lo dispuesto en el artículo 418 del Código de Procedimientos Civiles del Estado de Nuevo León, la solicitud de aclaración de sentencia no interrumpe el plazo para interponer el recurso de apelación. III. DELIBERACIÓN. De forma preliminar el Tercer Tribunal Colegiado en Materia Civil del Cuarto Circuito puntualizó que goza de la facultad de realizar el control difuso de una norma, a la luz de lo dispuesto en el artículo 1 de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos. Bajo esa línea argumentativa, el órgano colegiado concluyó de forma tajante que el objeto del control de constitucionalidad ex officio que el Poder Judicial de la Federación puede realizar al conocer del juicio de amparo directo, conforme al mandato del artículo 1o. Constitucional, abarca tanto las normas procesales Mario César Hernández Monrreal �144 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx En esa línea de pensamiento, se deja plasmado en el fallo que, la justicia completa, se entiende como aquella en la cual la autoridad que conoce del asunto emite pronunciamiento respecto de todos y cada uno de los aspectos debatidos cuyo estudio sea necesario y otorgue al gobernado la obtención de una resolución en la que, mediante la aplicación de la ley Control difuso para el cual, el Tribunal Colegia- al caso concreto, se resuelva si le asiste o no do, determinó seguir la metodología impuesta la razón sobre los derechos que le garanticen por la Primera Sala de la Suprema Corte de la tutela jurisdiccional que ha solicitado y que Justicia de la Nación, en cuatro pasos a se- resulta necesario que exista un derecho a reguir: 1. Identificación del derecho humano; 2. currir un fallo ante una instancia superior, en Determinar la fuente de ese derecho humano; respeto al debido proceso. 3. Analizar la norma sospechosa de inconstitucionalidad e inconvencionalidad; y 4. Dic- Ahora bien, en relación al tercer punto –estar la decisión sobre la constitucionalidad y/o tudio de constitucionalidad–, se establece de forma previa que resulta necesario atender la convencionalidad de la norma. naturaleza de la institución de la aclaración de En relación con la identificación del derecho la sentencia, a lo cual sostiene que es una fihumano, estimó que para el análisis constitu- gura procesal a favor de los gobernados tencional del artículo 418 del Código de Proce- dente a clarificar conceptos ambiguos, oscudimientos Civiles del Estado de Nuevo León, ros o contradictorios, subsanar omisiones o subyacía en el planteamiento un problema bien corregir errores o defectos de la sentenvinculado con el derecho fundamental de tu- cia, sin introducir elementos nuevos o alterar tela jurisdiccional efectiva contenido, en el la sustancia de lo decidido ni las razones para artículo 17 de la Constitución Política de los decidirlo, a fin de lograr su debida ejecución. Estados Unidos Mexicanos y más específica- Añade que, dicho medio, resulta necesario mente, con el derecho humano a recurrir un para cumplir con el derecho fundamental de fallo ante una instancia superior previsto en el una administración de justicia completa, lo artículo 8.2, inciso h, de la Convención Ameri- que se traduce en que las resoluciones sean congruentes y exhaustivas. cana sobre Derechos Humanos. que aplican los Tribunales Colegiados al tramitar y resolver el Juicio de Amparo (Ley de Amparo, Código Federal de Procedimientos Civiles y Ley Orgánica del Poder Judicial de la Federación) como cualquier otra norma sustantiva o adjetiva aplicada en el acto reclamado. En cuanto al segundo aspecto se refiere en el fallo constitucional que el Máximo Tribunal del país, ha desarrollado los parámetros a seguir vinculados con la tutela jurisdiccional efectiva, así como respecto de la oportunidad de recurrir un fallo y del acceso a un recurso tanto adecuado como efectivo. Y que, si bien no es propiamente un recurso ni un medio de impugnación de interposición obligatoria y que tampoco puede modificar la sentencia en lo sustancial ni introducir conceptos nuevos, se debe tener en cuenta que la resolución que recae a ésta, independientemente de su sentido -fundada, infundada La Tutela efectiva como derecho humano protector contra las normas prrocesales obstaculizadoras al acceso de la jurisdiccion, a la luz de lo resuelto por el tercer tribunal colegiado en materia civil del cuarto circuilto al conocer del juicio de amparo directo. PP. 140-151 �145 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos o improcedente- forma parte integrante de la sentencia ya que su contenido puede generar nuevos agravios o cambiar el perjuicio que se cause a la parte afectada. Americana sobre Derechos Humanos, con el diverso 418 del Código de Procedimientos Civiles del Estado de Nuevo León. Así mismo, se establece que la litis constitucional radica en determinar si el artículo 418 del Código de Procedimientos Civiles del Estado de Nuevo León, al establecer que la interposición de la aclaración no interrumpe el plazo para hacer uso del recurso de apelación, contraviene el principio de tutela judicial efectiva a que se contrae el artículo 17, de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos y más específicamente, el derecho humano a recurrir un fallo ante una instancia superior previsto en el artículo 8.2, inciso h, de la Convención Americana sobre Derechos Humanos. Para ello resalta la importancia de conocer qué razones llevaron al poder reformador a establecer los términos y condiciones contenidos en la norma cuestionada, acudiendo a la exposición de motivos, de donde se asevera que no se advierte que el legislador hubiere justificado de manera específica porqué la interposición de la aclaración no interrumpe el plazo para hacer uso del recurso de apelación; y que contrario a ello advierte la intención de garantizar “una pronta y expedita impartición de Justicia, debiendo los tribunales para la consecución de ese fin, emitir sus resoluciones de una manera completa e imparcial procurando en todo momento la plena ejecución de toda resolución”. Inicia el escrutinio Constitucional diciendo que observará lo señalado en los criterios de rubros “INTERPRETACIÓN CONSTITUCIONAL. AL FIJAR EL ALCANCE DE UN DETERMINADO PRECEPTO DE LA CONSTITUCIÓN POLÍTICA DE LOS ESTADOS UNIDOS MEXICANOS DEBE ATENDERSE A LOS PRINCIPIOS ESTABLECIDOS EN ELLA, ARRIBANDO A UNA CONCLUSIÓN CONGRUENTE Y SISTEMÁTICA” y “REVISIÓN EN AMPARO DIRECTO. DENTRO DE LAS CUESTIONES PROPIAMENTE CONSTITUCIONALES MATERIA DE ESA INSTANCIA, DEBE COMPRENDERSE LA INTERPRETACIÓN DE LA LEY CONTROVERTIDA”. Partiendo de esa idea, señala que la tutela judicial efectiva a que se refiere el artículo 17 de la Constitución General de la República, puede entenderse como el derecho público subjetivo que toda persona tiene, dentro de los plazos y términos que fijen las leyes, para acceder de manera expedita a tribunales independientes e imparciales, a plantear una pretensión o a defenderse de ella, con el fin de que a través de un proceso en el que se respeten las formalidades esenciales del procedimiento, se decida sobre la pretensión o la defensa y, en su caso, se ejecute esa decisión. Posteriormente realiza el contraste de los dispuesto en el artículo 17 de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos y el artículo 8, punto 2, inciso h de la Convención El Tercer Tribunal Colegiado en Materia Civil del Cuarto Circuito enfatiza que la tutela judicial efectiva significa que el poder público no puede supeditar el acceso a los tribunales a condición alguna, pues, de establecer cual- Mario César Hernández Monrreal �146 Desafíos Jurídicos quiera, ésta constituiría un obstáculo entre los gobernados y los órganos jurisdiccionales, por lo que es indudable que tal derecho puede conculcarse por normas que impongan requisitos impeditivos u obstaculizadores del acceso a la jurisdicción, si tales trabas resultan innecesarias, excesivas y carentes de razonabilidad o proporcionalidad respecto de los fines que lícitamente puede perseguir el legislador. De igual manera expresa que hay que considerar que la resolución de la solicitud de aclaración de sentencia, independientemente de su sentido, forma parte integrante de ésta, y si bien no la modifica en lo sustancial, sí puede generar nuevos agravios o cambiar el perjuicio causado a la parte afectada, de ahí que, con independencia de lo dispuesto en las leyes ordinarias al respecto, su promoción sí interrumpe el plazo para interponer el recurso de apelación, ya que la sentencia respectiva adquiere el carácter de definitiva una vez que se resuelva sobre su aclaración, momento en el cual los justiciables podrán impugnar las irregularidades cometidas tanto en la sentencia como en la resolución de la aclaración de la misma. Lo anterior, lo refuerza con un estudio de la evolución de la institución de la aclaración de la sentencia, en los criterios adoptados desde la quinta a la décima época. desafiosjuridicos.uanl.mx la interrupción del plazo señalado para hacer uso del recurso de apelación, contenida en el artículo 418 del Código de Procedimientos Civiles del Estado, es contrario al orden constitucional y convencional, por cuanto se trata de un requisito carente de justificación y racionalidad que impide el acceso a la jurisdicción y, por lo mismo, contrario a los postulados a que se contraen los artículos 17 de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos y más específicamente el 8.2 h de la Convención Americana sobre Derechos Humanos y que no debe aplicarse. Estimó que la promoción de la aclaración de sentencia sí debe interrumpir el plazo para cuestionar la sentencia de la que es objeto, ya que ésta no puede adquirir el carácter de definitiva sino hasta que se resuelva pues es hasta ese momento en el cual los justiciables están en condiciones de impugnar las irregularidades cometidas tanto en la sentencia como en la resolución de la aclaración, aspecto este último que es el que, en el caso, dio pie a la inconformidad. Y que el cómputo del plazo para interponer el recurso de apelación no puede iniciar sino hasta que se resuelva sobre la aclaración de la sentencia. Esto porque los puntos considerativos y resolutivos de la misma, cualquiera que sea su naturaleza, constituyen una unidad. Hace ver que no puede dividirse la unidad que es la sentencia para distinguir entre la parte IV. DECISIÓN. cuya aclaración se pide y aquella que no es obSe determinó conceder el amparo y protec- jeto de aclaración y a partir de esa distinción, ción de la Justicia Federal, bajo la conclusión establecer el inicio del plazo para interponer el de que la porción normativa “no” en cuanto a recurso de apelación, porque se rompe el prinLa Tutela efectiva como derecho humano protector contra las normas prrocesales obstaculizadoras al acceso de la jurisdiccion, a la luz de lo resuelto por el tercer tribunal colegiado en materia civil del cuarto circuilto al conocer del juicio de amparo directo. PP. 140-151 �147 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos cipio fundamental de unidad de la sentencia y su aclaración. Privilegiándose así la seguridad jurídica y la unidad de la causa, destaca que la institución de la aclaración de sentencia tiene su origen en los errores que puedan contener las sentencias emitidas por los órganos jurisdiccionales, faltas que no pueden ser atribuibles a las partes en el proceso. De ahí que no puede privárseles de la posibilidad de aclarar esos errores y de impugnar en forma oportuna una sentencia que fue objeto de aclaración, ya que, de lo contrario, se les estaría limitando injustificadamente su derecho fundamental a una administración de justicia completa. da y dictar una nueva en la que para resolver los agravios sobre la temporalidad del recurso de apelación la autoridad responsable se abstenga de aplicar la porción normativa “no” contenida en el artículo 418 del Código de Procedimientos Civiles del Estado de Nuevo León, por ser inconstitucional, considerando por ende que la aclaración de sentencia sí interrumpe el plazo para interponer el recurso de apelación. V. REFLEXIONES. El criterio que se analiza tiene como génesis una resolución constitucional que viene a romper paradigmas jurisdiccionales, y que demuestran la evolución esperada desde la Así, determina que el artículo 418 del Códi- reforma constitucional elaborada en el 2011. go de Procedimientos Civiles del Estado de Nuevo León, en el cual se establece que “la En efecto, el hecho de que el Tercer Tribunal interposición del recurso de aclaración no in- Colegiado en Materia Civil del Cuarto Circuito, terrumpe el término señalado para hacer uso planteara en su resolución la importancia de del recurso de apelación”, es contrario a los hacer un control difuso de una norma aplicada artículos 17 de la Constitución Federal y 8.2, en el acto reclamado, demuestra per se la teninciso h de la Convención Americana sobre dencia de una impartición de justicia pronta y Derechos Humanos, dado que su contenido expedita anhelada por muchos. implica denegación de justicia y falta de certeza jurídica ante la existencia de posibles Ya que, sin romper la regla general de la no errores respecto de los cuales se priva la po- suplencia de la queja en materia civil, esboza sibilidad de aclararlos previo a la interposición un razonamiento lógico jurídico que se ajusta del recurso de apelación, y que esto limita a los estándares de un neoconstitucionalismo, injustificadamente el derecho fundamental a planteado en la propia regla de la protección una administración de justicia completa y al de los derechos humanos y ajustándose a la derecho a recurrir el fallo ante un tribunal su- competencia propia de la autoridad jurisdicperior, determinando que es inconstitucional cional. y que, por tanto, debe inaplicarse la porción normativa “no”. En efecto, la actividad de un juzgador viene a constituir una de las labores más compleLos efectos del amparo se hicieron consistir jas e ilustres en el mundo del derecho, el aren dejar insubsistente la sentencia reclama- tículo 17 de la Constitución Federal, va más Mario César Hernández Monrreal �148 Desafíos Jurídicos allá de sólo palabras muertas e inertes que se quedan en un tintero, pues, en dicho precepto se consagra uno de los derechos del hombre substanciales: la administración de una justicia pronta, expedita, completa e imparcial y la tutela jurisdiccional efectiva. Un juez tiene en sus manos no sólo la aplicación del derecho, como se pudiese pensar bajo la enseñada teoría de división de poderes de Couture y Montesquieu, sino que su tarea viene a constituir una roca angular en la administración de la justicia, en donde el juez es quien incide en la vida de las personas que conforman una sociedad, a través de las decisiones que se plasman en las resoluciones jurisdiccionales. Cabe mencionar que, el sistema tradicional mexicano de impartición de justicia se encuentra impregnado de un juspositivismo, basado en un pensamiento calculador. Tal línea de pensamiento puede propiciar que se convierta a los jueces en lo que se ha denominado como “máquinas automáticas”. La importancia del pensamiento en el derecho no es una cuestión que solamente incumba a la sociedad contemporánea, por el contrario, ésta ya ha sido materia de reflexión de ilustres autores y filósofos del derecho. Por ejemplo, Eduardo J. Couture en su obra de Los Mandamientos del Abogado, sostiene como segundo mandamiento que: “El derecho se aprende estudiando, pero se ejerce pensando”, en el desarrollo de dicha obra se refiere: desafiosjuridicos.uanl.mx po inteligencia, intuición, sensibilidad y acción. La lógica del derecho no es una lógica formal, sino una lógica viva hecha con todas las sustancias de la experiencia humana (Couture, 2000) Por su parte, Huarte de San Juan en su obra Título (subtitulado): Examen de ingenios para las ciencias Capítulo IX [XIII de 1594], intitulado “Donde se prueba que la teórica de las leyes pertenece a la memoria; y el abogar y juzgar, que es su práctica, al entendimiento; y el gobernar una república, a la imaginativa.”, establece: “…no piense nadie que saber las leyes es tener de memoria las leyes las palabras formales con que están escritas, sino entender hasta donde se extienden sus fuerzas y que es lo que pueden determinar” (Huarte de San Juan, 1846) Dichas lecturas nos llevan a considerar que el pensamiento calculador no es el más adecuado para alcanzar una verdadera administración de justicia, pues el juez debe siempre comprender el sentido de la norma que se va aplicar al caso concreto; de ahí que el juez debe realizar una acción de pensamiento meditativo. La resolución que se analiza es una muestra de juzgadores con pensamiento meditativo, y que demuestran que es posible que se adopten dichas corrientes dentro del sistema jurídico mexicano, lo cual, contrario a lo que pudiesen pensar los abogados de la escuela clásica, revela que sí es posible que en nues“El pensar del abogado, no es pensa- tro país se adopte el modelo del pensamiento miento puro, ya que el derecho no es meditativo como una columna vertebral en las lógica pura: su pensar es al mismo tiem- resoluciones de carácter jurisdiccional. La Tutela efectiva como derecho humano protector contra las normas prrocesales obstaculizadoras al acceso de la jurisdiccion, a la luz de lo resuelto por el tercer tribunal colegiado en materia civil del cuarto circuilto al conocer del juicio de amparo directo. PP. 140-151 �149 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos El Doctor Juan Ángel Salinas señala la importancia de una interpretación proteccionista, con el ánimo de tutelar de una forma efectiva a los quejosos, sosteniendo que: “si en el Estado legal la inobservancia de formas procesales o procedimentales traía como consecuencia declarar improcedente la acción intentada o revocar un proceso sin importar los años que llevó tramitarlo, en el Estado constitucional la idea es interpretarlas a favor del accionante en aras de tutelar sus derechos en forma efectiva y, por tanto, los aspectos adjetivos nunca podrán estar por encima de un derecho sustantivo, es decir, se preserva la forma pero no para obstaculizar el acceso a la justicia, sino para garantizarlo” (Salinas Garza, 2016). Situación que se hace patente en el fallo constitucional analizado, puesto que, a luz de un control difuso, desaplica el articulo 418 del Código de Procedimientos Civiles del Estado de Nuevo León, por ser inconstitucional, considerando por ende que la aclaración de sentencia sí interrumpe el plazo para interponer el recurso de apelación, sustentándolo en una argumentación meditativa, lejana de los pensamientos calculadores. Se debe tener en mente que dicho dispositivo en conjunto con lo previsto en el diverso 17 de la propia Constitución de los Estados Unidos Mexicanos sólo refrenda lo que “El acceso a la justicia o tutela judicial efectiva es un imperativo constitucional y una exigencia internacional que exige al estado poner a disposición de los ciudadanos todos los mecanismos para hacer efectiva la tutela de sus derechos y para resolver conflictos de manera adecuada” (Pahuamba Rosas & Erick, 2014). El criterio analizado hace una gala de las tecnicas de interpretacion juridica ante un problema complejo de una confrontacion de una norma procesal y el derecho humano de la tutela jurisdiccional efectiva, en este punto conviene recorda lo que Wroblewski, sostiene: “El campo de batalla en el que se deciden los casos de la práctica jurídica, sino también el lugar de los desacuerdos más antiguos y violentos en el ámbito de la teoría del derecho o jurisprudencia. Esto no debe maravillar: los problemas de la interpretación jurídica están unidos a los temas más controvertidos de la filosofía (la compresión del lenguaje), de la ética (la justicia de las decisiones) y de la jurisprudencia (la posición del juez en el cumplimiento de función propia), por no mencionar las implicaciones sociopolíticas (estabilidad versus elasticidad del derecho en relación con la actividad del legislador o del intérprete del derecho). (Wroblewski, 1985) Para los defensores de un pensamiento clásico y calculador, resultaría imposible desaplicar una norma procesal, ya que esta es la que, de forma previa, establece las reglas que se deben seguir dentro de los procesos jurisdiccionales. Y más aún, que ello sea resultado de un control difuso, es decir, estudiado de forma oficiosa atendiendo a la obligación constitucional derivada del propio mandato contenido Resulta admirable el razonamiento plasmado en el artículo 1 de la Constitución Política de en el criterio objeto del presente artículo, ya que logra hacer una distinción entre lo que los Estados Unidos Mexicanos. Mario César Hernández Monrreal �150 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx una norma procesal aporta y el derecho hu- tencia. Por el contrario, y para salvaguardar mano que debe prevalecer ante normas obs- esa institución fue sólo sobre la porción nortaculizadoras del acceso a la justicia, lo cual mativa indicada. sin lugar a dudas constituye “…la primera de las grandes tareas de las constituciones con- TRABAJOS CITADOS temporáneas consiste en distinguir claramente entre la ley, como regla establecida por el Couture, E. J. (2000). Los Mandamientos del abogado. Méxilegislador, y los derechos humanos, como co: OGS Editores. pretensiones subjetivas absolutas, válidas por Huarte de San Juan, J. (1846). Examen de ingenios para las sí mismas con independencia de la ley”. (Zaciencias. Madrid: Imprenta de D. Ramón Campuzano, Cagrebelsky, 2007) rrera de San Francisco. Salinas Garza, J. Á. (2016). Tutela judicial efectiva. México: Bajo ese orden de ideas, se puede concluir, como se adelantó, que el criterio de referencia rompe los paradigmas jurisdiccionales y constituye un avance en la anhelada impartición de una justicia pronta y expedita. Novum. Pahuamba Rosas, B., & Erick, Z. G. (2014). Aplicación de los Derechos Humanos. México D.F.: Editorial Liber Iuris Novum S. de R.L. de C.VWroblewski, J. (1985). Constitución y Teoría General de la Interpretación jurídica. Madrid: Civitis S.A. Como Ferrajoli (Ferrajoli, 2006) sostiene, el “garantismo” no tiene nada que ver con el mero legalismo, formalismo o procesalismo, sino consiste en un modelo que busca tutelar de manera efectiva los derechos fundamentales. Zagrebelsky, G. (2007). El derecho dúctil. Madrid: Trotta. La ejecutoria en comento es muestra de ello, pues los derechos tienden a expandirse en distintas direcciones y cuando sobre su ámbito de proyección exista una interferencia de una medida legislativa, el juez constitucional debe maximizar los derechos y crear los instrumentos y las técnicas necesarias que permitan su real protección, como sucedió al eliminarse la porción normativa “no” contenida en el artículo 418 del Código de Procedimientos Civiles del Estado de Nuevo León. Por último, cabe aclarar que la desaplicación de la norma no fue total pues, de haber sido así, no cabría la posibilidad de aclarar la senLa Tutela efectiva como derecho humano protector contra las normas prrocesales obstaculizadoras al acceso de la jurisdiccion, a la luz de lo resuelto por el tercer tribunal colegiado en materia civil del cuarto circuilto al conocer del juicio de amparo directo. PP. 140-151 �151 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos Mario César Hernández Monrreal �152 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx �Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 153 Desafíos Jurídicos Fotografía: “Dama de Oro”, Daniel Vázquez Azamar Cine y Derecho Fotografía: “Dama de Oro”, Daniel Vázquez Azamar Cine y Derecho �154 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx Detalles sobre la publicación, incluyendo instrucciones para autores e información para los usuarios en: https://desafiosjuridicos.uanl.mx/ index.php/ds Daniel Vázquez Azamar (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) El secuestro de la dama de oro. pp. 154-159. Fecha de publicación en línea: 31 de julio de 2023. Publicado en Desafíos Jurídicos La Conjugación del Derecho. Todos los derechos reservados. Permisos y comentarios, por favor escribir al correo electrónico: desafios.juridicos@uanl.mx Desafíos Jurídicos Vol. 3 Núm. 5, Julio-Diciembre 2023, es una publicación semestral editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Derecho y Criminología. Dirección de la publicación: Av. Universidad s/n Cd. Universitaria C.P. 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. desafiosjuridicos.uanl.mx,desafiosjuridicos@uanl.mx. Editora responsable: Dra. Amalia Guillén Gaytán, Facultad de Derecho y Criminología. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo núm. 04-2022-041510211500-102. ISSN 2954-453X, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización: Dr. Paris Alejandro Cabello Tijerina, Facultad de Derecho y Criminología, Av. Universidad s/n, Cd. Universitaria, C.P., 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. 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Karina Soto Canales ASISTENTE EDITORIAL: Mtra. Angélica Rubí Rodríguez Aguirre ADMINISTRACIÓN DEL SITIO WEB: M.A. Daniel Vázquez Azamar EDICIÓN TEXTUAL Y CORRECCIÓN DE ESTILO: María Alejandra Villagómez Sánchez REDACCIÓN: Paola Stephania Muñiz Lupian ILUSTRACIÓN DIGITAL DE LA PORTADA: M.A. Daniel Vázquez Azamar “Burning Metaverse” © 2023 �155 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos El Secuestro de la Dama de Oro Fecha de publicación en línea: 31 de julio de 2023 Por: Daniel Vázquez Azamar* * https://orcid.org/0000-0003-3102-7567 Universidad Autónoma de Nuevo León, México “Las personas olvidan, sobre todos los jóvenes” María Altmann (la dama de oro) Cuando surge el cine de la mano de los hermanos Lumière en 1895 las primeras proyecciones de imágenes en movimiento fueron registros documentales de la vida cotidiana, como la salida de los obreros de una fábrica, la realidad fue la primera inspiración del cine. En esa misma función donde se estrenaba el cine como nuevo arte para el mundo, también se proyecto un corto de ficción y presumiblemente la primera producción de comedia en el cine, “el jardinero regado”. Poco después una vez aburrido el público de estas pequeñas películas de la vida cotidiana, se crean los relatos de ficción en el cine, resultado de la adaptación de la literatura hacia la pantalla y a la vez surgen las películas basadas en hechos reales. Uno de los primeros ejemplos en nuestro país en este tema sería “El grito de dolores” de 1907 dirigida y actuada por Felipe de Jesús Haro, donde se recrea el grito de independencia de nuestra nación. Las películas biográficas o basadas en hechos reales poco a poco van ganando prestigio y público alrededor del mundo, en el entendido de que toda producción que no es documental (grabación directa de los hechos reales) es ficción, así sea una historia basada en hechos reales. Es común encontrar aclaraciones al ver relatos basados en la realidad que mencionan “algunos personajes o hechos han sido alterados con fines estéticos o narrativos” ya que a fin de cuentas lo que se busca es la empatía del público y su entretenimiento. * Profesor investigador-creador en la Facultad de Artes Visuales, UANL, líder del Cuerpo Académico Creación Investigación Acción �156 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx Una de las mejores historias basadas en hechos reales es “La dama de oro” película dirigida por Simon Curtis en 2015, en ella se cuenta la historia de María Altmann una mujer de origen judío y sobreviviente a la persecución nazi previa a la Segunda Guerra Mundial. En el largometraje una anciana austriaca contra todo pronóstico se enfrenta a su pasado, al mundo moderno y a la nación Austriaca para recuperar no solo su pasado y su dignidad si no su familia. Algo que es primordial en este tipo de filmes no es solo la experiencia estética, o la identificación con los personajes, conmovernos con la condición humana en ellos etc, si no el reconocer el pasado y poder proyectarlo en nuestro presente como en nuestro futuro o como dice al principio de la historia el personaje de María (interpretada por Hellen Mirren) “las personas olvidan, sobre todo los jóvenes” y en gran medida este tipo de películas ayudan a no olvidar pero también son una invitación a que hacer con esa memoria. Muchas de las más grandes historias empiezan con una muerte, desde la ficción nos queda muy claro; por ejemplo en Hamlet (Shakespeare) donde el príncipe protagonista recientemente ha perdido a su padre el rey, y sus perturbaciones lo llevan a reflexionar sobre su presente, pasado y futuro. En “la dama de oro” María Altmann recientemente ha perdido a su hermana y mientras medita después del funeral, revisando las cosas que le han dejado encuentra una posible evidencia del robo de la pintura de su tía Adele, el famoso cuadro “la dama de oro” pintado por famoso pintor Gustav Klimt quien era amigo de la famila y un de los más grandes artistas europeos del siglo XX. Es así como a partir de una pérdida se genera una historia que marcaría los procesos legales internacionales y sus juicios en materia de Leyes de restitución de arte. Al inicio de la película se hace referencia a la importancia del linaje familiar, es decir ¿De dónde vienes? ¿Quiénes son tus antepasados? ¿Qué legado te han dejado? A través del personaje de Randy el abogado (Ryan Reynolds) quién es nieto del compositor Schorenberg creador del sistema de composición de 12 tonos, sobreviviente del holocausto músico y pintor austriaco de origen judío, se plantea como uno de los discursos importantes de la historia la importancia de la familia como formación de seres humanos, principios éticos, migración tradiciones etc. Randy es hijo de una amiga de María y María conoció a los abuelos de Randy es así como se establece la relación entre estos dos personajes y el cómo se conocen, resaltando la importancia de la convivencia en comunidad y no solo por lazos familiares. Dentro de las tradiciones una de las mencionadas en esta parte es la importancia de la lectura y el compartirla entre abuelos, padres y nietos, el símbolo de esta idea es la mención del tradicional libro infantil Struwwelpeter (Peter el desgreñado) del médico alemán Heinrich Hoffman, en el libro hay un cuento donde un muchacho, que por no hacer caso se sale a jugar cuando hay una tormenta y el viento se lo lleva, viviendo una aventura, al ser la parte del planteamiento de la historia, esta escena donde los personajes coprotagonistas se están conociendo, nos introduce a lo que va a vivir el personaje del Abogado (Randy) que también literalmente volará hasta el viejo continente para vivir una aventura de la mano de María para reclamar lo que le pertenece a esta. El Secuestro de la Dama de Oro. PP. 154-159 �157 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos María al viajar a Austria, el país que la obligó a dejar su hogar le hace sentir conmovida y a la vez frustrada por lo vivido, a su llegada al país Europeo en la calle conocen a Hubertus Czermin (interpretado por Daniel Brühl) un alemán hijo de un Agente Nazi que busca la redención de su linaje así como del pueblo austríaco por las atrocidades cometidas durante la Segunda Guerra Mundial, esta parte es muy interesante ya que muestra la memoria, el honor y redención que tienen los alemanes y austriacos después del holocausto, en nuestra cultura audiovisual es común en relatos sobre las Segunda Guerra Mundial y el holocausto que se nos muestre a los alemanes como unos villanos implacables e inhumanos, en este relato se nos muestra otra cara muy distinta a lo acostumbrado. En el documental ¿Dónde invadimos ahora? de Michael More (2016) se retoma esta idea sobre los alemanes, en la parte donde el director invade Alemania para buscar soluciones a los problemas de Estados Unidos, nos muestra la conciencia histórica del pueblo alemán, muy diferente a la de los estadounidenses. En Alemania en las escuelas primarias les enseñan a los niños sobre el holocausto, los pecados de sus antepasados para que no sean repetidos por ellos. En las calles sobre las banquetas afuera de las casas hay unas placas de metal que mencionan el nombre de familia de origen judío que vivía ahí y donde fueron asesinados, podría decirse que en Alemania la memoria esta a ras del suelo. El personaje secundario de Hubertus es una pieza clave para que María enfrente a la nación Austriaca con evidencias que le permitan reclamar el retrato de su tía “la dama de oro”. Entre las relaciones de los personajes pode- mos percibir un choque de mundos por edades y perspectiva, al relación entre María y Randy es como entre una abuela y un niño que no hace caso; ella constantemente lo regaña, limpia sus gafas y lo alecciona sobre la vida. Randy por su parte hace entender a María que la vida moderna ofrece oportunidades, sobre todo en los términos legales ya que el mundo como lo percibe María esta cambiando. Randy arriesga todo por el caso, María poco a poco va cobrando valor para afrontar las audiencias y juicios. Las autoridades austriacas se muestran altivas y menosprecian la lucha de María, no reconocen su pasado atroz, ya que la forma en que llegaron las pinturas a la galería Belvedere fue mediante un robo por parte de los nazis, aún con el conocimiento de ése hecho las autoridades niegan devolver o negociar por las pinturas, “La dama de oro” es como la Mona Lisa Austriaca y Austria la considera suya y no la dejará ir. Legalmente el tema central de la película son las leyes de restitución de 1998 que menciona que el Estado debe regresar las obras confiscadas a sus legales dueños y un comité debe atender las demandas, en 1999 María Altmann demanda la restitución por el prejuicio derivado de la expropiación frente a la corte estadounidense, en 2005 las partes deciden someterse a la decisión de un tribunal arbitral debido a que para María era ya la última manera de afrontar el juicio ya que era la más costeable. Randy durante su discurso trataría de persuadir a la corte y a los asistentes en general a considerar hacer lo correcto y desmostar que Austria aprendió de sus errores del pasado y desea enmendarlos. María en la película menciona que el significado de la Daniel Vázquez Azamar �158 Desafíos Jurídicos desafiosjuridicos.uanl.mx palabra restitución es el regreso de algo a su estado original, ella ya no puede volver a sus estado original y su vida en Austria, no puede recuperar a la familia que abandonó al escapar de la persecución nazi. Por respeto y valoración a su familia, dignidad y memoria, debe recuperar “La dama de oro” de la galería Belvedere y así, hacer cruzar el océano al cuadro de su tía, tal como lo hizo ella para tener una nueva vida en Estados Unidos. Una enseñanza importantes del filme es que nunca es tarde para aprender, y tanto los personajes como la sociedad y los marcos legales a través del ruido mediático del juicio muestran como la sociedad puede aprender del pasado, los pueblos o naciones desde el marco jurídico logran acuerdos internacionales para que en alguna medida se reparen los daños. La actriz Hellen Mirren fue nominada a mejor actriz por la Asociación de Actores (SAG) el costo de la película fue de 11 millos de dólares y recaudó 61 millones, para ser un drama basado en hechos reales es una considerable recaudación, aunque en algunas críticas señalan que la película incurre en lo kitch, la gran actuación de Mirren y el montaje que nos permite transitar entre el pasado y el presente son muy excelentes. Para Marcel Martin (2002) “el montaje expresivo, basado en yuxtaposiciones de planos que tienen por objeto producir un efecto directo y preciso a través del encuentro de dos imágenes; en este caso, el montaje se propone expresar por sí mismo un sentimiento o una idea”1 en especial el montaje con sus saltos de tiempo hacia los flashbacks del pasado de María, nos hace 1   Martin M. (2002) El lenguaje del cine. Barcelona España Ed. Gedisa S. A pag. 144 entender la importancia de la vida en familia y lo vívidas que pueden ser las memorias a partir de la observación de un objeto o un lugar. Los saltos al pasado nos muestran momentos históricos como la persecución de judíos y su envío a campos de concentración, el asecho y denuncia en las calles sobre personas de origen judío o las complicaciones para escapar y pedir asilo en otras naciones, en algunos puntos más que seguir la narrativa nos “expresa” la gradual aceptación del pasado en María y como va superando su remordimiento de haber abandonado a su familia vemos el gradual cambio en el personaje que poco a poco recuerda con alegría el pasado como algo que se vive en el presente, lo cual queda claro en la escena final. En cuanto al uso del lenguaje del cine los planos y movimientos de cámara son adecuados para presentarnos la historia y adentrarnos a los personajes sus pensamientos y sentimientos, la actuación de Ryan Reynolds como el personaje coprotagonista del abogado, no es brillante ya que al parecer no es el tipo de género que más le conviene, sin embargo cumple con lo mínimo para entender el personaje y su lugar en la historia. “La dama de oro” como género dramático y en el subgénero de biográfico nos ofrece una historia muy humana al tener la búsqueda de la redención, el perdón y la dignidad, nos enseña a valorar, respetar y entender el pasado proyectándolo en el presente, en el pasado y en el futuro pensando en todas las piezas de arte o vienes culturales que pueden volver a su país de origen o a su dueño legal, es un relato de alcance global por que las Guerras Mundiales son cargas históricas, emocionales, legales y éticas que como humanidad cargamos desde el El Secuestro de la Dama de Oro. PP. 154-159 �159 Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos siglo XX y que no debemos olvidar, si al contrario promover y difundir para hacer entender a los más jóvenes, si bien los libros de texto abordan el tema muy al estilo de la Historia tradicional, el cine con el poder de su lenguaje aporta detalles cualitativos que los libros de historia rara vez hacen. TRABAJOS CITADOS Curtis S. (Director).(2015). La dama de oro. (película) BBC Films. More M. (Director). (2016) ¿Donde invadimos ahora) (película) Dog Eat Dog films Martin M. (2002) El lenguaje del cine. Barcelona España Ed. Gedisa S. A. Asoociació Pel Foment De L´arbitratge (recuperado el 12/06/2023) 11 MAIG Opinió: “La dama de oro”, Klimt y el arbitraje internacional (caso Maria Altmann c. Austria) https://afarbit.org/la-dama-de-oro-klimt-y-el-arbitraje-internacional-caso-maria-altmann-c-austria/ Daniel Vázquez Azamar �Vol. 03, Núm. 05, Julio-Diciembre 2023 Desafíos Jurídicos es una publicación semestral de la Facultad de Derecho y Criminología de la Universidad de Autónoma de Nuevo León. Contribuye al debate de las ideas en torno al derecho y la interacción de temas jurídicos conjugados con otras disciplinas, fomenta el diálogo, análisis y reflexión de los procesos sociales contemporáneos desde una perspectiva que incluya una visión crítica tanto académica como científica en aras de acrecentar el conocimiento. Prioriza la publicación de artículos producto de investigación, escritos por autores nacionales y extranjeros. Promueve vínculos dentro la comunidad de investigación social. Está dirigido a investigadores sociales y en general, profesionales interesados en las áreas sociales del conocimiento. desafiosjuridicos.uanl.mx � 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 Desafíos Jurídicos Description An account of the resource Desafíos Jurídicos es resultado de un esfuerzo de los investigadores de la Facultad de Derecho y Criminología de la Universidad de Autónoma de Nuevo León para generar un plataforma de difusión de ideas que contribuyan al debate en torno al Derecho y la interacción de temas jurídicos conjugados con otras disciplinas. Fomenta el diálogo, análisis y reflexión de los procesos sociales contemporáneos desde una perspectiva crítica en aras de aportar al conocimiento académico y científico. Se publica semestralmente de manera digital desde el 2021. 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 Desafíos Jurídicos Año de publicación El año cuando se publico 2023 Volumen Volumen de la revista 3 Número Número de la revista 5 Mes de publicación Mes cuando se publicó Julio-Diciembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Semestral 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 Desafíos Jurídicos, 2023, Vol. 3, No 5, Julio-Diciembre Creator An entity primarily responsible for making the resource Guillén Gaitán, Amalia, Directora Subject The topic of the resource Derecho Ciencias Sociales Criminología Ciencias Jurídicas Description An account of the resource Desafíos Jurídicos es resultado de un esfuerzo de los investigadores de la Facultad de Derecho y Criminología de la Universidad de Autónoma de Nuevo León para generar un plataforma de difusión de ideas que contribuyan al debate en torno al Derecho y la interacción de temas jurídicos conjugados con otras disciplinas. Fomenta el diálogo, análisis y reflexión de los procesos sociales contemporáneos desde una perspectiva crítica en aras de aportar al conocimiento académico y científico. Contributor An entity responsible for making contributions to the resource García Martínez, Mario Alberto, Coordinador Soto Canales, Karina, Coordinadora del Número Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/07/2023 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2021096 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource https://desafiosjuridicos.uanl.mx/index.php/ds Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., México Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores. Denincia cibernética Derechos humanos Libertad de información Metaverso Seguridad pública Tutela https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/405/20875/Constructos_Criminologicos_2023_Vol._3_No_5_Julio-Diciembre.pdf 7cbba9cc3c978740131da546a32e771e PDF Text Text Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 ISSN: 2954-5234 REVISTA INTERNACIONAL DE INVESTIGACIÓN EN CRIMINOLOGÍA constructoscriminologicos.uanl.mx �Constructos criminológicos Vol. 3 Núm. 5, Julio Diciembre 2023, es una publicación semestral editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Derecho y Criminología. Dirección de la publicación: Av. Universidad s/n Cd. Universitaria C.P. 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México.constructoscriminologicos. uanl.mx, constructoscriminologicos@uanl.mx. Editor responsable: Dr. José Zaragoza Huerta, Facultad de Derecho y Criminología. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo núm. 04-2022-040614045800-102 ISSN: 2954-5234, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización: Dr. Paris Alejandro Cabello Tijerina, Facultad de Derecho y Criminología Av. Universidad s/n Cd. Universitaria C.P. 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. Las opiniones expresadas por los autores no reflejan la postura del editor de la publicación. Todos los artículos son de creación original del autor, por lo que esta revista se deslinda de cualquier situación legal derivada por plagios, copias parciales o totales de otros artículos ya publicados y la responsabilidad legal recaerá directamente en el autor del artículo. Se autoriza compartir, copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato; y de remezclar, transformar y construir a partir del material, citando siempre la fuente completa. Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0 Internacional. �Sobre la Revista Constructos Criminológicos Constructos Criminológicos es una publicación científica, que propicia un espacio de debate académico, focalizada a difundir investigaciones y trabajos escritos de opinión respecto de la ciencia criminológica. Con ello, la revista se focaliza en diversas temáticas que se circunscriben en el moderno concepto de la disciplina; es este sentido: sobre criminología, prevención, política criminal, criminalística, derecho penal y derecho de ejecución Penal, elaborados con rigor, procedentes de cualquier parte del mundo y sin limitación en cuanto a la orientación teórica o ideológica. La periodicidad de la revista es semestral, con la peculiaridad que cada número se convoca en el mes de enero y se cierra en el mes de junio; se apertura en el mes julio y se cierra en el mes de diciembre. El idioma principal es el español, si bien podrán publicarse asimismo contribuciones en portugués, francés, inglés o italiano, siempre que vayan acompañadas de la correspondiente traducción al español, la cual deberá ser aportada por los propios autores. Cabe destacar que se alude a colaboraciones inéditas. La recepción de artículos para su posible publicación en RCC se abre en dos períodos a lo largo del año: entre el 1 del mes de enero y el 15 de abril y entre el 1 del mes de junio y el 15 del mes de octubre. Equipo editorial Director • Dr. José Zaragoza Huerta (Universidad Autónoma de Nuevo León) Coordinador editorial • Dr. Gil David Hernández Castillo (Universidad Autónoma de Nuevo León) Comité Editorial Internacional • Dr. Jo Hee Moon (UH) Corea • Dr. Luis Flavio Gómez (Brasil) • Dr. Enrique Sanz Delgado (UAH) España • Dr. Daniel Fernández Bermejo (UNED) España Nacional • Dr. Víctor Aurelio Zúñiga González (Universidad Autónoma de Nuevo León) • Dr. Rogelio Barba Álvarez (UDG) • Dr. Manuel Vidaurri Aréchiga (DELASALLE, Bajío) • Dr. Gerardo S. Palacios Pámanes (Universidad Autónoma de Nuevo León) • Dra. Rosalba Taboada Villasana (Instituto Cide Hamet) Comité Científico Internacional • Dr. Esteban Leonardo Arratia Sandoval (Universidad de Santiago de Chile) • Ph.D. Logan Puck (University of California) Nacional • Dra. Karla Villarreal Sotelo (UAT) Comité Consultivo Nacional • Dr. Juan García Rodríguez (Universidad Autónoma de Nuevo León) • Dra. Ana María Esquivel (Universidad Autónoma de Nuevo León) • Dr. Juan Antonio Caballero (Universidad Autónoma de Nuevo León) • Dra. Carla Monroy Ojeda (UASP) • Dr. Martín Eduardo Pérez Cazarez (UDG) • Dr. Jesús Francisco Castro Oliva (Universidad Autónoma de Nuevo León) • Dr. Rodolfo Tadeo Luna de la Mora (IBERO) �CONTENIDO Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Artículos 19 39 53 65 79 93 107 127 Investigación empírica de rutas internacionales de trata de personas desde Brasil Fernanda Busanello Ferreira, Luciano Ferreira Dornelas Incidencia de la denuncia calumniosa en mención al principio de responsabilidad penal en Latinoamérica Miguel Shuña Saavedra, Rafael Fernando Aldave Herrera, Rosa María Reyes Nicasio Seguridad y salud pública en México: su interacción tratándose de la violencia hacia la mujer Idalia Patricia Espinosa Leal ¿Delincuencia útil en Brasil, a quién le interesa? Rogério Pereira Leal, Maurides Macêdo Personas Desaparecidas, No Localizadas y No identificadas en Reynosa, Tamaulipas, Durante el periodo del 2021 al 2023 Myrna Janette Carmona Mata, Cynthia Marisol Vargas Orozco , Karla Villarreal Sotelo La Justicia Restaurativa y la competencia procesal por razón de la materia a la luz de la reparación civil Edwin Stevan Rojas Guillén, Genaro Bermejo Acosta El Estudio de los incidentes de hechos de tránsito en Reynosa Tamaulipas durante el año 2021 - 2022 José Andres Méndez Ñeco Posesión de animales exóticos como mascotas en México: una aproximación criminológica verde desde los reportes hemerográficos durante 2008-2018 José Luis Carpio Domínguez �Presentación Constructos Criminológicos desde su presentación por nuestra Facultad de Derecho y Criminología, es una revista que constituye un espacio de debate científico para la moderna ciencia criminológica, con contenidos de relieve y de gran aportación a la sociedad, aportando una serie de directrices de solución a los problemas sociales así como un espacio libre de expresión de ideas para investigadores nacionales, extranjeros, consolidados y en vías de consolidación dentro del mundo del quehacer científico. La ciencia, la cultura, la investigación y el conocimiento son hoy en día algunos de los principales ejes sobre los que gira la vida universitaria y muchas de las políticas nacionales y estatales, ante esta realidad Constructos Criminológicos se ha convertido en un espacio académico-científico de acceso abierto y de alcance internacional, para la generación y difusión del conocimiento científico que contribuye a solucionar problemáticas sociales del siglo XXI. Como Director de la Facultad de Derecho y Criminología, uno de los objetivos de esta Administración consiste en fortalecer e impulsar la profesionalización e investigación de la Criminología, y esta revista contribuye ampliamente en beneficio de los programas de licenciatura y posgrado en criminología, otorgándo el protagonismo que merece ésta disciplina científica. El modelo de enseñanza criminológica de la UANL, demanda contar con programas académicos actualizados y certificados por las Instituciones del más alto prestigio nacional e internacional de educación pública y privada; éstos deben estar orientados a la atención y solución de los grandes temas que hoy se debaten en nuestro entorno como: la seguridad, la justicia, la prevención del delito, el proceso de resocialización intra y extra muros, la víctima, el victimario, así como los modelos de intervención en éstos. Tenemos grandes retos que afrontar, pero es aquí donde la impronta educativa de nuestra casa de estudios y el talante intelectual de nuestros profesores e investigadores, continuarán aportando a la moderna ciencia criminológica que tantas satisfacciones ha dado a nuestro Estado y a este gran País. Alere Flammam Veritatis El C. Director de la Facultad de Derecho y Criminología DR. MARIO ALBERTO GARZA CASTILLO �6 constructoscriminologicos.uanl.mx CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Editorial La importancia de la ciencia criminológica. “La transición de las Togas negras a las Batas blancas”. Soluciones a los problemas actuales en las sociedades en Iberoamérica. José Zaragoza Huerta. Gil David Hernández Castillo. Paris A. Cabello-Tijerina. Jessica Alexandra Flores Páiz1. En el presente número de la revista Constructos Criminológicos, como no podría ser de otra manera, continuamos trabajando para que la Facultad de Derecho y Criminología de la Universidad Autónoma de Nuevo León, continúe siendo un referente (Leija, 1999, pp. 16-17.) e icono en la investigación científica. Precisamente, en esta ocasión, tomamos los argumentos del Profesor García Pablos de Molina, con quien coincidimos, cuando alude en su Prólogo de la sexta edición del año 2007, de su obra: Criminología. Una Introducción a sus fundamentos teóricos; quien deja patente la necesidad de superar los trasnochados prejuicios, recelos y complejos en aras de la necesaria cooperación y buen entendimiento del mundo de las –togas negras- y el de las –batas blancas- porque derecho penal y criminología se necesitan recíprocamente. (García-Pablos, 2016, p. 12). Entendemos que hoy más que nunca debe ponderarse este diálogo; a la ciencia jurídica le viene bien asistirse de la ciencia criminológica. El Estado democrático y de derecho (Mir Puig, 1994, pp. 31-34) debe reconocer e instrumentar los mecanismos de convivencia y protección de los Derechos de las personas (Ferrajolli, 1995, passim). Por tanto, deviene indispensable que deje se de continuar con una visión retribucionita, soportada en frio silogismos jurídicos (Batarrita López, 2003, p. 213) y se transite a la 1. Cómo citar: Zaragoza,J./Hernández,G.D./Tijerina,P./Flores,J. (2023) Editorial. La importancia de la ciencia criminológica. La transición de las Togas negras a las Batas blancas: soluciones a los problemas sociales en Iberoamérica. Revista Constructos Criminológicos, Vol.3. Núm.5. �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 institucionalización de otros paradigmas de atención a los conflictos sociales. Ahí, donde la criminología puede aportar soluciones científicas (Orellana Wiarco, 2004, p. 35) más acordes a las nuevas realidades que demandan que las actuaciones de las autoridades, sean más sensibles al reconocimiento y garantía de los derechos humanos de las personas (Rodríguez Manzanera, 1999, passim), configurándose el individuo como destino de las instituciones jurídico-políticas y, en segundo plano, el fenómeno de la globalización no sea ajeno a las mismas. Se alude entonces, a un nuevo modelo de justicia: “Se trata de dos acepciones de justicia. La conmutativa que aparece como una exigencia de la individualidad a cada ser humano, y la justicia social, como impuesta por la llamada cuestión social”. Añadiendo el autor citado que: “Este concepto de justicia, implica un rechazo al individualismo exacerbado que las tesis neoliberales propugnan” (Núñez Torres, 2006, p. 95). En este sentido, el alejamiento de la justicia retributiva (Neuman, 2005, p. 8 ), para impulsar otra justicia como la aludida por la doctrina especializada como: restaurativa, la que se erige como una opción plena para las partes intervinientes en el conflicto (Pásara, 2004, passim) -distinta, alternativa-, cuya esencia la encontramos en el derecho anglosajón con la denominada alternative dispute resolution; misma que demanda eliminar los abusos y estar impregnada de racionalidad (Vázquez Esquivel, 2007, p. 46) y humanismo para las partes intervinientes (García Valdés, 1997, p. 399). Recordemos que la evolución de la penalidad ha tenido como rasgo de identidad los abusos que, desde la antigüedad, han existido para quienes cometían un pecado o trasgredían la Ley. Así, en las etapas de la venganza privada y pública se realizan atrocidades a la persona que trastoca el orden establecido (Melgoza Radillo, 1993, p. 78). Abusos no cuestionados sino hasta la llagada del pensamiento ilustrado que pugna por la humanización de las penas, surgiendo con ello, “un nuevo humanismo ilustrado, ofreciendo críticas y principios innovadores al régimen represivo de la época (Beccaria, 1979, passim). Se trataba de la misma lucha. Tengamos claro que, desde la óptica más pura del derecho, “Hablar del Derecho penal es hablar, de un modo u otro, de violencia. Violentos son generalmente los casos de los que se ocupa el derecho penal (robo, asesinato, terrorismo, 7 �8 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx rebelión). Violenta es también la forma en que el Derecho penal soluciona estos casos (cárcel, internamientos psiquiátricos, suspensiones e inhabilitaciones de derechos” (Muñoz Conde/García Arán, 2004, p. 29). Ante esta visión retribucionista del ius poenale, el pensamiento del Marqués de Beccaria fue determinante en el movimiento reformista de su tiempo, convulsionando el Derecho penal contemporáneo, e iniciando la reforma de las leyes penales en todos los países ilustrados”, (Figueroa Navarro, 1997, passim). Debemos entonces pugnar porque el humanismo sea el eje rector de los modelos de justicia, siendo imprescindible la presencia de operadores y especialistas de la criminología (Climent Durán/Garrido Genovés/Guardiola García, 2012, pp. 52-53). Uno de los principales problemas a los que sucumben las sociedades actuales es la trata internacional de personas. Precisamente, Fernanda Busanello Ferreira y Luciano Ferreira Dornelas realizan: Investigación empírica de rutas internacionales de trata de personas desde Brasil; esto es estudian las diferentes rutas internacionales de la trata de personas en Brasil. Para ello, es importante desplegar un estudio de las organizaciones sociales involucradas en el proceso de persecución penal (Policía Federal, Ministerio Público Federal y Justicia Federal), encargados de combatir la trata internacional de personas. “Los caminos” del tráfico internacional fueron constatados a partir de un estudio empírico de análisis de flujo del Sistema de Justicia Penal, en Brasil, a través de una investigación exploratoria descriptiva cuantitativa y cualitativa de datos. El estudio es el resultado de parte de una densa y más amplia investigación de campo elaborada para la tesis de doctorado defendida en junio de 2019; la investigación inició en el año 2016 y terminó en 2018, con los procesos generados por la lucha contra el tráfico de personas por parte de la Justicia Federal de Brasil, abarcando el historial y la producción de decisiones de los actores involucrados en la lucha contra la trata de personas en el periodo que va desde 2004 hasta 2015, sin perder de vista el marco teórico, que es la teoría sistémica aplicada. Respecto del tema: Incidencia de la Denuncia calumniosa en mención al principio de responsabilidad penal en Latinoamérica, Miguel Shuña Saavedra, Rafael Fernando Aldave �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Herrera y Rosa María Reyes Nicasio refieren al hecho que, la denuncia calumniosa se conforma a través o mediante la persona indica u ordena a la otra la participación de un delito como tal, empero la denuncia no se puede ajustar a la realidad toda vez por ser falso, es decir, en los hechos o atribuciones recaídos contra el denunciado; cabe precisar que el delito de denuncia calumniosa, denuncia o acusaciones falsas se encuentra tipificado en cada normatividad de Latinoamérica. A partir, de la necesidad de colmar vacíos, lagunas o incluso, vicios jurídicos, los autores buscan analizar de qué manera la incidencia de la denuncia calumniosa es interpretada a partir del principio de responsabilidad penal en Latinoamérica, en aras de aportar soluciones a este comportamiento delictivo, iniciando con planteamientos como: ¿de qué manera la incidencia de la denuncia calumniosa es interpretada a partir del Principio de Responsabilidad Penal en Latinoamérica? ¿Cuál es la repercusión o efecto de la denuncia calumniosa en Latinoamérica? ¿Se aplica el principio de responsabilidad penal en la normatividad de Latinoamérica? Otro de los grandes tópicos de actualidad, en México, es el relativo a: La seguridad y salud pública en México: su interacción tratándose de la violencia hacia la mujer. Pone de relieve, Idalia Patricia Espinosa Leal, las diferentes etapas que ha recorrido la seguridad en México, en pro de su mejora, debido a que el Estado tiene la obligación de garantizar la paz social. De tal manera que, mediante la Reforma Constitucional del 2008 denominada: “De seguridad y justicia”, se contempló procurar el bienestar común y la solidaridad. Adicionalmente, con la reforma Constitucional de 2011, se instituyó el Sistema de Seguridad y Justicia con una visión garantista, debido a la proyección del respeto de los Derechos Humanos de los intervinientes en el conflicto criminal. Posteriormente, señala que, en el Plan Nacional de Paz y Seguridad 2018-2024, se plantean seis ejes que pretenden brindar mayor seguridad y justicia a la nación, a saber: 1. Estrategias anticorrupción, 2. Combate al delito con la Guardia Nacional, 3. Fortalecimiento de las Policías municipales y estatales, 4. Fortalecimiento del Sistema de Justicia Cívica, 5. Garantizar empleo, salud y bienestar, y 6. Pleno respeto y promoción a los Derechos Humanos. 9 �10 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx De la misma manera, vemos que el tema de la violencia contra la mujer se encuentra en aumento, pero entendido éste, como un problema de Salud Pública, por el impacto de las acciones constitutivas de dicho delito, toda vez que, no basta la atención clínica a las víctimas, más aun, interesa saber el impacto del daño causado en ellas no solo en su ámbito personal (privado), sino también en la vida en sociedad, por constituirse la mujer un pilar de la familia y de la sociedad. Además, hay que señalar que dicho delito puede propiciar un ambiente de inseguridad, no obstante, se cuente con los mejores operadores de seguridad pública. Entonces, es en este espacio donde la participación ciudadana en coadyuvancia con el Estado podrá aportar mejores propuestas de solución a la seguridad y a la salud pública en México. Por otra parte, la temática de la privación de la libertad en América Latina, como consecuencia político criminal (Albert, 2007, p. 118) parece que se encuentra en similares condiciones de cuestionamientos, respecto a su eficacia resocializadora, por un lado y, por otro, con referencia a la ejemplaridad que esta debe representar para el conglomerado social, esto, a la vista de la prevención general, pero sobre todo como una reacción adecuada por parte del Estado y sociedades (Cajías, 1997, p. 11). Esto es que el Estado Social y Democrático de Derecho, se configure como una cláusula institucional que trata de que el ejercicio de los derechos humanos sean unas utopías realizables, (Núñez Torres, 2006, p. 135). La importancia de propiciar el debate partiendo del funcionamiento de las instituciones penitenciarias, es abordada por Rogério Pereira Leal y Maurides Macêdo. Precisamente, cuestionan: ¿Delincuencia útil en Brasil, a quién le interesa? Aquí, se discute el funcionamiento de la prisión y su relación, con la violencia y la sociedad a través de la producción de la delincuencia. Se utilizó como metodología la investigación bibliográfica y el análisis documental. La problematización que orienta estas reflexiones: ¿A quién le interesa el fracaso de la prisión, y el no resocializar en lo que se refiere a la resocialización? ¿Es posible se pensar �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 11 en una sociedad sin prisiones? La hipótesis sería: El fracaso de la resocialización (Muñoz Conde, 1979, pp. 91-106) (Bueno Arús, 1985, pp. 59-69) ( Sanz Delgado, 2000, pp. 147-149), que no solo se alude en Brasil, en este caso, también es extrapolable a las realidades de Colombia (Hernández Jiménez, 2018, pp. 1-41), México, (Ciani Sotomayor, 2019, pp. 77-88), Perú (Salazar Aguilar, 2018, pp. 243-260), entre otros; la misma, está cumpliendo con la finalidad de producir delincuentes para manutención del sistema (García Pablos de Molina, 1979. p. 649). Las bases teóricas para las reflexiones de este tema, fueron Foucault (Foucault, 2003) y Goffman (Goffman, 2001, p. 25). Las ideas son así organizadas en dos momentos: En un primer momento se busca entender el panorama actual de las prisiones en Brasil a partir de los datos del Consejo Nacional de Justicia y Ministerio de Justicia para comprender cuál es el ranking que Brasil ocupa en población carcelaria. En un segundo momento con el soporte teórico en Vigilar y Castigar de Michel Foucault, se analiza el encarcelamiento en la sociedad occidental junto al surgimiento del capitalismo (Foucault, 2003, passim). Por último, se presenta una alternativa para la posible solución del problema, destacándose, la prisión no es apenas correctiva. Su función es más compleja dentro da nuestra sociedad, pues, tiene por objetivo la producción de individuos sumisos. Esta socialización de los cuerpos tiene como finalidad, crear un individuo útil y al mismo tiempo manteniendo su dependencia. Como castigo, la prisión es la invención del siglo XIX. Por lo tanto, hubo las sociedades sin prisiones y hay otras formas de castigo además de la prisión. Un tópico que alarmantemente se encuentra en aumento en la realidad mexicana es el correspondiente a: Las Personas Desaparecidas, No Localizadas y No identificadas en Reynosa, Tamaulipas. �12 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx El estudio se centra en el período de los años 2021 al 2023. Las autoras, Myrna Janette Carmona Mata, Cynthia Marisol Vargas Orozco, Karla Villarreal Sotelo Karla, analizan el reporte realizado por: La Comisión Nacional de Búsqueda de México, señalando que, hasta el mes de noviembre del 2022, existen 107 mil 192 personas desaparecidas y no localizadas a nivel nacional desde que comenzó el registro en el año de 1964. Se destaca que, el Estado de Jalisco, detenta el mayor número de desaparecidos teniendo una cifra de 15 mil 027 personas; en segundo lugar, es el Estado de Tamaulipas, con 12 mil 405 personas desaparecidas y no localizadas y, el Estado de México, ocupa el tercer lugar con 11 mil 748 personas. Hablar de personas desaparecidas, va más allá de la búsqueda, ante la ausencia de los seres amados o conocidos; de conocer cifras, en alarmante aumento en las sociedades actuales de Latinoamérica; hay que ir más allá. Comprender la desaparición es hablar de dolor, angustia, temor, delito, crimen, violación de derechos humanos, ausencia, pérdida, inseguridad e injusticia. Sin duda, es visualizar a una familia incompleta, un hogar donde la búsqueda del ausente se ha vuelto eterna para quienes continúan esperando su regreso; de una sociedad fragmentada. Por ello, es importante conocer y reconoce que, en el estado de Tamaulipas, además de registrarse, una de las tasas más elevadas de homicidios en el país; también tiene el segundo lugar nacional de personas desaparecidas. Lo que resulta alarmante. Conforme a la última actualización en el Municipio de Reynosa, Tamaulipas, desaparecen diariamente entre 3 a 6 personas diarias. Estas son cifras, con base en los reportes que se hacen mediante la Agencia de Personas No Localizadas, de la Fiscalía General de Justicia. Aunado a lo anterior, existe la relevancia del tema, en cuanto a conocer las cifras de Personas sin vida que se encuentran en calidad de No Identificadas, en el Servicio Médico Forense y las Fosas Ministeriales que se encuentran en Ciudad Reynosa, Tamaulipas; ya �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 13 que, a la fecha, sigue existiendo el desconocimiento, sobre los procedimientos que se deben llevar a cabo al momento de acudir ante las autoridades y reportar la desaparición de un familiar, y a su vez exista la manera de dar trámite a los procesos de identificación de los cuerpos que se encuentran No identificados en los Servicios Médicos Forenses. De la misma manera, en caso que se presentara el lamentable hecho, que los familiares tengan la orientación jurídica, la atención psicológica y la asesoría social para realizar los trámites oficiales para la posterior entrega del cuerpo de su familiar. Por ello, resulta indispensable, realizar un servicio adecuado, adoptándose por parte de las autoridades, la actitud adecuada de la comprensión de la víctima su ofendidos, así como de su problema, lo que no será posible si no se cuenta con la voluntad del servicio al ciudadano, y desde luego, sin poseer una formación, al menos elemental, en torno a os distintos aspectos del problema: jurídicos, sociológicos, criminológicos (Herrero Herrero, 1993, p. 376). Atendiendo a la reorientación de la Justicia Punitiva, que pugna la moderna Ciencia Criminológica, los autores Genaro Bermejo Acosta y Edwin Stevan Rojas Guillén, analizan, la Justicia Restaurativa, no como un modelo de justicia ideológico, filosófico (Zher, 2013, passim), sino como una vía solutoria de conflictos sociales, aquella justicia que busca mejorar las situaciones emanadas de confrontaciones, que pueden considerarse como una necesidad que busca resolver esa disparidad de manera colectiva, teniendo en cuenta que, su aplicación es únicamente en materia penal (LNEP, 2016), con la finalidad de mejorar las relaciones entre la víctima y el victimario; así como, el colectivo que se ha visto afectado de manera indirecta. Con especial énfasis los autores exponen la importancia de: La justica restaurativa en la resolución conflictos, con respecto, a la competencia procesal, por razón de la materia, a la luz de la reparación civil. Bajo este tenor, la autonomía de los órganos competentes, al tener que tomar conocimiento sobre los conflictos, pudiendo dilucidar su adecuada competencia por razón de la materia, de esa manera, poder establecer acuerdos reparatorios acorde a su criterio; teniendo en cuenta, su ámbito competencial para resolver el conflicto. �14 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx Por ende, la determinación sobre el bien jurídico afectado, en relación con el resarcimiento patrimonial o no patrimonial, implica la indemnización de daños y perjuicios; así como, la reparación civil en la esfera penal sin excluir el derecho de interponer en la vía civil la indemnización, correspondiente a la víctima o herederos. Otro de los problemas que son objeto de estudio criminológico, este número, es el relativo a Los hechos de tránsito en Reynosa, Tamaulipas durante el año 2021-2022. Analizando esta problemática, José Andrés Méndez Ñeco, Fabiola Peña Cardena y Karla Villarreal Sotelo, focalizan las zonas de colisión en hechos de tránsito, así como las diversas definiciones que existen en los hechos de tránsito terrestre, conocer los diferentes tipos de colisión que existen y los más frecuentes a suscitarse en la ciudad de Reynosa, Tamaulipas. Su trabajo intitulado: Estudio de los incidentes de hechos de tránsito en Reynosa, Tamaulipas, durante el año 2021-2022, aporta datos interesantes para conocer. Para la consecución de lo mencionado, se debe conocer el marco jurídico en los que se clasifican los hechos de tránsito terrestre y la aplicación de estos. También saber los índices de mortalidad debido a los incidentes de tránsito, las edades de los conductores que están involucrados a este tipo de eventos. Además, conocer las edades de las personas que mayormente se ven involucrados en estos tipos de hechos, conocer cuántos partes de hechos de tránsito se realizan por año en el departamento de peritajes de la dirección de tránsito y vialidad de la secretaria de seguridad pública, tránsito y vialidad municipal. En este sentido se ha realizado una investigación cuantitativa que permito analizar las cifras de hechos de tránsito suscitados en frontera de Reynosa, durante el año 2021 y su diferencia en cifras con las obtenidas con las estadísticas del año 2022, donde claramente se mostró que durante este último año se tuvo un incremento del 49 hecho de tránsito señalando que se aumentó la cifra en comparación con el 2021. Finalmente, otro tema de actualidad motivo de estudio criminológico y jurídico radica en: La posesión de animales exóticos como mascotas en México, una aproximación criminológica. �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 15 La posesión de animales exóticos es un fenómeno en incremento y una de las principales causas de tráfico legal e ilegal de fauna, por lo que es necesaria una aproximación criminológica del fenómeno para analizar los contextos sociales, económicos y políticos del fenómeno (Cárdenas/Becerra, 2004, passim). Ante la poca investigación que existe en México sobre este tema, se deben explorar los casos de posesión de animales exóticos en México, a través de la consulta en medios hemerográficos y su relación con fenómenos sociopolíticos en el país durante el periodo 2008-2018. Así, tenemos que la posesión de animales exóticos tiene implicaciones sociales, de seguridad, políticas y económicas, y a través de los años ha ido incrementando, incluso frente los esfuerzos de las autoridades por atenderla y regularla, además se encuentra relacionado con otras formas de criminalidad en el país, por lo tanto, sigue siendo un tema pendiente en la investigación criminológica sobre tráfico ilegal de vida silvestre en México. Una vez que hemos sido interlocutores con los participantes quienes nos honran con su confianza para poder difundir sus investigaciones, entendemos que es una gran responsabilidad, pero a la vez, una gran satisfacción, publicar los resultados, conclusiones y propuestas. Esta es la razón de la Revista Constructos Criminológicos. Conocer y difundir los problemas actuales que aquejan a las sociedades de Iberoamérica; al tiempo de aportar las posibles soluciones desde la cientificidad criminológica. Para concluir, entendemos que los ámbitos de actuación del Derecho Penal y la Criminología, no deben ir dispersos; por el contrario, “Las Togas negras y Las Batas blancas”, deben vestir el diálogo científico de soluciones a los conflictos sociales. Precisamente, entendemos que: “Es necesario delimitar el objeto de estudio, pero necesariamente y forzosamente debemos encontrar el punto de encuentro para armonizar y aprovechar las aportaciones de cada una de estas ciencias para la prevención del delito y la protección de bienes jurídicos en juego”, pues “La criminología sin el derecho penal esta ciega, el �16 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx derecho penal sin la criminología es estéril”. (Barba Álvarez, 2005, pp. 2, 14). Bibliografía. • Barba Álvarez, R. (2005) Derecho Penal vs Criminología, Letras Jurídicas, núm. 1. • Batarrita López, F. A. (2003) Manual de criminología. Y otras ciencias afines, Porrúa, México. • Beccaria, C. 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Este artículo Cómo citar Busanello Ferreira, F., & Ferreira Dornelas, L. Investigación empírica de rutas internacionales de trata de personas desde Brasil. Constructos Criminológicos, 3(5). Recuperado a partir de https://constructoscriminologicos.uanl.mx/index.php/ cc/article/view/48 *University Federal of Goiás, Brazil **University Center of Brasilia [UniCEUB], Brazil Recibido: 25-10-2022 Aceptado: 30-11-2022 es el resultado de parte de una densa y más amplia investigación de campo elaborada para la tesis de doctorado defendida en junio de 2019; la investigación inició en el año 2016 y terminó en 2018, con los procesos generados por la lucha contra el tráfico de personas por parte de la Justicia Federal de Brasil, abarcando el historial y la producción de decisiones de los actores involucrados en la lucha contra la trata de personas en el periodo que va desde 2004 hasta 2015, sin perder de vista el marco teórico, que es la teoría sistémica aplicada. El problema que este artículo busca responder es: ¿cómo se implementan las rutas internacionales en los procesos de trata internacional de personas desde Brasil? Palabras clave: Criminología. internacionales. Trata de personas Rutas Abstract This article aims to highlight the different international trafficking routes of people from Brazil in a study, 20 CRIMINOLOGICAL �20 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS CONSTRUCTS constructoscriminologicos. uanl.mx analysis of social involved in the criminal prosecution process (Federal Police, Federal Public Ministry and FederalMJustice), in charge of combatinginternational human trafficking. “The ways”of international traffic were found at from an empirical study of flow análisis of the Criminal Justice System, in Brazil, through of a descriptive exploratory investigation quantitative and qualitative data. This article is the result of part of a dense and more extensive field research prepared for the doctoral thesis defended in June 2019; The investigation began in 2016 and ended in 2018, with the processes generated for the fight against human trafficking part of the Federal Justice of Brazil, covering the history and the production of decisions of the actors involved in the fight against trafficking of people in the period from 2004 until 2015, without losing sight of the theoretical framework, What is applied systemic theory? The problema What this article seeks to answer is: how international routes are implemented in international human trafficking processes From Brazil? Keywords: Criminology; International routes; human trafficking INTRODUCCIÓN Existe un vacío en los estudios para combatir la trata de personas en Brasil centrado en el análisis del Sistema de Justicia Penal a través de las decisiones en las diversas etapas de la investigación y del proceso penal; estudios preliminares demuestran la ausencia de obtención y procesamiento de datos empíricos destinados al análisis de campo de las constructoscriminologicos.uanl.mx organizaciones involucradas en el combate a la trata de personas en el sistema jurídico brasileño. Estudios previos existentes se basaron en datos regionalizados y no exhaustivos: el I Diagnóstico Sobre el Tráfico de Personas: São Paulo, Rio de Janeiro, Goiás y Ceará, realizado por la Organización Internacional del Trabajo (OIT) y por la Secretaría Nacional de Justicia (SNJ) se restringió a los Estados de São Paulo, Rio de Janeiro, Goiás y Ceará (COLARES, 2004); la investigación realizada por la Secretaría Nacional de Justicia (SNJ), en colaboración con la Oficina de las Naciones Unidas contra la Droga y el Delito (UNODC), con el objetivo de rastrear el perfil socioeconómico de las mujeres y personas transgénero deportadas o no admitidas que llegan al Aeropuerto de Guarulhos (SP) se limitaba al Estado de São Paulo (SNJ, 2005). En el año de 2006, la Secretaría Nacional de Justicia (SNJ) en alianza con la Organización Internacional del Trabajo (OIT) realizó una investigación con registro de observaciones en los diarios de campo de los investigadores y en 73 entrevistas con deportados e inadmisibles con el fin de estudiar dinámicas vinculadas a la trata internacional de personas entre brasileños deportados o no admitidos en otros países (SNJ; OIT, 2007) y en 2009 el informe global de la Oficina de las Naciones Unidas contra la Droga y el Delito (UNODC) no presenta grandes noticias, ya que aprovecha los datos de la Policía Federal citados en el informe de “Acción del Departamento de Policía Federal en el combate a delitos que violan los derechos humanos” (BRASIL, 2016). Investigación empírica de rutas internacionales de trata de personas desde Brasil. PP. 19-38 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 21 requiriendo políticas públicas orientadas a la prevención, represión y apoyo a quienes, de cualquier forma, estén o se encuentren en la inminencia de ser involucrados (estado de peligro), debiendo el Estado contar con el apoyo de la sociedad organizada en razón de la incapacidad del mismo actuar solo en todos los frentes, pudiendo ser estudiado a la luz de las interacciones organizacionales de todos los actores que participan en las diversas etapas de El Departamento de Estado de los Estados esas políticas públicas. Unidos, en un informe sobre el tráfico de personas, titulado Trafficking in Persons Report, El presente trabajo es parte de una profunda 2016, publicado anualmente puso a Brasil en el investigación de 4 (cuatro) años de Doctorado llamado grupo 2 junto con Argentina, República y tiene como objetivo identificar las diferentes Dominicana, Ecuador, El Salvador, Honduras, rutas internacionales de la trata internacional de México, Panamá, Paraguay, Perú y Uruguay, personas desde Brasil y a ayudar en la dirección catalogados como aquellos que no cumplen de las políticas públicas orientadas al combate en su totalidad sus compromisos de combatir del tráfico internacional de personas. el tráfico de personas, a pesar de importantes El objetivo surge de un problema vinculado a la esfuerzos (EUA, 2018). actuación de las organizaciones relacionadas El estudio que presentamos en nuestra tesis de al combate al tráfico internacional de personas: doctorado del cual extrajimos datos para este ¿cuáles son las características de las rutas artículo se comunica con aquellos otros ya internacionales en los procesos del tráfico realizados, como la investigación hecha por internacional de personas desde Brasil? el International Centre for Migration Policy Development (ICMPD), en el año de 2011, El punto de partida para el análisis del material que con la intención de analizar la trata de recolectado en campo es la teoría funcional personas desde Brasil a la Unión Europea, sistémica de Luhmann, cuya dirección es el especialmente Portugal e Italia y que contribuyó análisis de las comunicaciones, las cuales se con indicadores en relación a las víctimas tales expresan en procesos de toma de decisiones como: “baja escolaridad, expectativas reducidas de un sistema legalmente programado; el de movilidad social y grupo etario entre 20 y 30 ordenamiento jurídico es un sistema “que se auto-observa y se describe, y, por lo tanto, años” (ICMPD, 2011, p. 16). desarrolla sus propias teorías, procediendo de La trata de personas es un fenómeno de manera ‘constructivista’” (LUHMANN, 2016, características peculiares y con identidad propia, p. 32). apuntando en su raíz a causas económicas, En el sitio web de la Harvard Kennedy School hay un estudio empírico que muestra las causas determinantes del tráfico de personas y abarca el periodo de 1995 a 2010, lo que sugiere que comparte motivos para la migración económica, además de ser una referencia para futuros estudios que se involucren en las circunstancias específicas de la trata de personas, ofreciendo relevancia a las políticas públicas en el área (CHO, 2015). Fernanda Busanello Ferreira y Luciano Ferreira Dornelas �22 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS 2. METODOLOGÍA Y DELIMITACIÓN TEMPORAL DE LA INVESTIGACIÓN Las informaciones necesarias para la elaboración del trabajo abarcaron el empleo de técnicas de investigación bibliográfica (documentación indirecta) y de investigación de campo (documentación directa). La investigación se realizó a partir de los datos suministrados por el Ministerio Público Federal y por cada uno de los 5 (cinco) Tribunales Regionales Federales que componen la Justicia Federal en Brasil, encargada constitucionalmente de juzgar los casos de trata de personas. constructoscriminologicos.uanl.mx a criterios como: mayor número de casos en la Sección Judicial y el aspecto espacial, de forma que contemple al menos una Sección Judicial por región de Brasil, obteniendo una muestra significativa que abarque a las diversas Regiones (Sur, Sudeste, Centro Oeste, Norte y Nordeste); en esta fase la investigación involucró a las Secciones Judiciales de la Justicia Federal en los Estados de Goiás, São Paulo, Rio de Janeiro, Paraná, Santa Catarina, Bahía, Pernambuco, Ceará y Pará. Para la delimitación del aspecto temporal, además del conocimiento empírico del tema, una investigación interna de la Policía Federal confirmó el aspecto objetivo del periodo que va desde 2004 hasta 2015 como meta para nuestro En la última fase de la investigación hubo trabajo: ha sido en ese periodo que se observó el desplazamiento hasta cada una de las el aumento y, finalmente, la reducción de los Secciones del Poder Judicial en el que se casos envolviendo al fenómeno del tráfico subdividen los Tribunales Regionales Federales; internacional de personas. La Figura 1 (abajo) las Secciones Judiciales escogidas obedecieron demuestra efectivamente el problema. Figura 1 – Distribución de los procesos instaurados (en rojo) y de los procesos de acusación (en azul) realizados por la Policía Federal en el Tráfico Internacional de Personas (CP, art. 231) entre 2005 y 2015 Fuente: Actuación del Departamento de Policía Federal en los delitos que violan los Derechos Humanos (2016). Investigación empírica de rutas internacionales de trata de personas desde Brasil. PP. 19-38 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 La Figura 1 demuestra que la delimitación temporal del periodo de la investigación contempla aquel periodo comprendido entre el aumento del número de procesos penales por tráfico internacional de personas en el sistema de justicia (a partir de 2004) y su disminución (a partir de 2015). 23 premisa para la toma de decisiones en las políticas públicas direccionadas al combate del tráfico de personas para que se puedan direccionar los recursos y las acciones a las localidades determinadas, una vez descubierto el mayor flujo migratorio para un determinado país desde Brasil. 3. RUTAS DEL TRÁFICO INTERNACIONAL DE PERSONAS DESDE BRASIL Las rutas exploradas en esta investigación fueron confirmadas a través de la investigación en la fase cualitativa de campo, con acceso Las rutas tienen un impacto en las investigaciones, a las declaraciones de las víctimas existentes tal como el perfil de las víctimas, ayudando así en los expedientes de los procesos en los a formular supuestos de decisión para la acción Tribunales de Justicia Federal visitados. en relación a cada caso investigado; de ahí viene la importancia de su estudio. Durante la investigación de campo en la fase La selección de los procesos para la cualitativa, que abarcó a todas las regiones del elaboración de las rutas se realizó por país (Norte, Nordeste, Sur, Sudeste y Centro cantidad, según las Secciones Judiciales que Oeste), se observaron peculiaridades de las tenían más procesos. Al mismo tiempo, se rutas diseñadas para el envío de las víctimas al seleccionaron procesos para maximizar la exterior, que presenten variaciones de acuerdo variación entre las diferentes regiones de con cada localidad de Brasil. Brasil (Sur, Sudeste, Centro Oeste, Nordeste y Norte), permitiendo la observación del Según Seo-Young Cho (2015), en una flujo de la justicia en diferentes contextos investigación publicada en la Revista Social de implementación. Con eso, se cumplieron Inclusion, Harvard Kennedy School of los requisitos metodológicos para el análisis Government, “las localizaciones geográficas cuantitativo y cualitativo: homogeneidad influencian las salidas del tráfico internacional externa, ya que se analizaron investigaciones y procesos solamente sobre la trata de personas”1 (p. 2-21). internacional de personas en secciones La intención de construir las rutas del tráfico judiciales de todas las cinco regiones de internacional de personas de acuerdo con la Brasil, y también la heterogeneidad interna, investigación de campo es la de suministrar una ya que se analizaron distintos procesos dentro de una misma sección judicial. 1 “Siendo un país de Europa del Este, próximo a la próspera Europa Occidental, aument a la prevalencia externa de la trata de personas en 7,8%, mientras que en el Oriente Medio, Este/ Norte de África se reduce la trata de personas un 6%” (CHO, 2015a, p. 2-21). Este criterio se combinó con otro: ya que los recursos empeñados con la investigación eran apenas del propio investigador y, Fernanda Busanello Ferreira y Luciano Ferreira Dornelas �24 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS considerando el tiempo disponible para realizarla, optamos por colectar los datos de los procesos en campo en las Secciones Judiciales en que hubiese la mayor ocurrencia de procesos, lo que posibilitaría el contacto con un mayor número de casos. Cabe señalar, que si bien el objeto de este artículo sea las rutas del tráfico internacional de personas detectadas desde Brasil, la investigación cualitativa de campo de doctorado, abrió espacio para varios asuntos más: A. la actuación de una asociación u organización criminal para la práctica de delitos, un aviso de que el combate contra la trata de personas debe partir de una amplia cooperación policiaca y judicial internacional; B. hubo una solicitud de cooperación internacional en la fase policiaca en más de la mitad de los casos (55,4%), lo que destaca la importancia de los arreglos temporales vinculados a las solicitudes de cooperación internacional durante las investigaciones; C. cuando se cruza la existencia de una solicitud de prórroga del plazo con el tipo de sentencia, queda claro que la proporción de las sentencias absolutorias (no condenatorias) es sustancialmente mayor cuando existe la solicitud de prórroga del plazo en las investigaciones, suscitando la necesidad de una mayor agilidad de las autoridades y D. de las indagatorias investigadas en la fase cualitativa, 90,7% tienen una sentencia, siendo que apenas 29,4% resultaron en condena penal, demostrando así que existe un alto porcentual de divergencia entre el Ministerio Público, que ofrece la denuncia, y el Poder Judicial Federal, entre otros datos de gran relevancia que se encuentran disponibles en la densa investigación del doctorado y de la cual constructoscriminologicos.uanl.mx solamente una pequeña parte constituye este artículo. La investigación de campo hizo posible la delimitación de cinco rutas de tráfico internacional de personas, con peculiaridades pertenecientes a cada una de las regiones del país. 3.1 La ruta de Brasil a Surinam y Guayana Francesa La primera ruta obtenida, fue levantada a partir de la investigación de campo en el expediente de los procesos de la Justicia Federal de Belém y se reconstruyó a partir de los datos constantes de los procesos 199889468, 200211454, 9300038257, 200839000074933, 200039000130735, 200839000046221, 160040420114013900, distribuidos entre el 3ª y 4ª Juzgado Federal de la Capital. En los procesos investigados por la Justicia Federal de Belém, se pudo notar que las víctimas constantes en esos procesos fueron enviadas, en todos los casos, a Guayana Francesa mediante fraude2, lo que se encuentra 2 En el expediente 199889468 destacamos un extracto de la declaración: “QUE, en el último día 19 (SÁBADO), C. llamó desde Paramaribo a la casa de una vecina de la declarante, y luego la declarante contestó la llamada telefónica y escuchó a su sobrina decir que ella no estaba dispuesta a que un “club nocturno” de nombre “EL CONDOR”, localizado en Paramaribo, la obligará a tener relaciones sexuales por más de diez veces al día” (TRF1, 199889468). En el expediente del proceso 9300038257, consta: “QUE, como no entendía lo que estaba pasando, le hizo otras preguntas a JEFF, siendo informada de que el trabajo que iría a hacer era en realidad el del ejercicio de la prostitución y que en el caso de que no estuviera Investigación empírica de rutas internacionales de trata de personas desde Brasil. PP. 19-38 �25 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 registrado como siendo una característica de las incitaciones en la región. Hay casos de clientes que, habiendo tenido relaciones sexuales con jóvenes prostituidas en Paramaribo, registraron en páginas web internacionales la situación de encarcelamiento en las que son mantenidas las víctimas de la trata3. En el mundo contemporáneo, muchas personas rompen fronteras con la esperanza de una vida mejor, creyendo que encontrarán las mejores oportunidades en nuevos lugares. De los datos colectados de las personas migrantes hacia Surinam, mediante el llenado de formularios, se identificaron comunidades de brasileños en el país de destino formadas por comerciantes, mineros y prostitutas, provenientes de Icoaraci y Outeiros, de la ciudad de Belém del estado de Pará y Lagoa da Pedra, del estado de Maranhão, describiendo la siguiente ruta de migración: Figura 2 - Proyecto migratorio entre Pará y Maranhão hacia Surinam El proyecto “Diáspora en el combate al tráfico de personas entre Brasil y Surinam”, implementado por la Organización 4 SÓDIREITOS , en consonancia con el II Plano Nacional de combate a la Trata de Personas, Fuente: Proyecto Diásporas en el combate al Tráfico que alcanzó la dimensión de las redes de Internacional de Personas (2014). explotación sexual del Estado de Pará y del Estado de Maranhão y con intención de La investigación, que incluso contó con talleres enviarlas a Surinam, considerando el contexto en las regiones de los estados investigados, socio histórico en el que están insertados identificó que Surinam es atractivo para los (SODIREITOS, 2014). brasileños en razón de las regiones mineras de oro, creando la expectativa de una mejor condición financiera5 (SODIREITOS, 2014); de acuerdo tendría que hablar con el patrón” (TRF1, 9300038257). 3 “La chica que llevé arriba no parecía muy contenta con su situación. Ella dijo que trabajar como prostituta no era un problema para ella, lo que no le gustaba a ella era estar presa en el Cóndor – el propietario aparentemente le quitó su pasaporte y no se lo devolvería hasta el final de su ‘contrato’” (SODIREITOS; GAATREDLAC, 2008, p. 51) 5 La investigación d SODIREITOS, aunque enfocada en el tema del tráfico de personas, identificó otra problemática en relación a la migración de la región Norte del país: “Dos realidades llamaron la atención del equipo, pues evidenciaba otras formas de finalidad en relación al tráfico de personas, o sea, los casos expuestos no se limitaron solamente a la explotación sexual, sino que también 4 El proyecto fue organizado en colaboración con el Grupo Mujeres existen casos de adolescentes que tenían el sueño de convertirse en Movimiento, la Universidad Federal de Pará, la Secretaría Estatal en jugadoras de fútbol y terminaron siendo obligadas a “mendi- (UFPA) y la Secretaría de Justicia y Derechos Humanos (SEJUDH), gar” por las calles de São Paulo (SP) y trabajadores reclutados para con el apoyo de la Secretaría Nacional de Justicia (SNJ) del Ministe- trabajar en la extracción de oro en mina en Surinam y terminaron rio de Justicia y de la Oficina de las Naciones Unidas contra la Droga muertos debido a la situación de explotación que vivieron” (SODI- y el Delito (UNODC). REITOS, 2014, p. 1) Fernanda Busanello Ferreira y Luciano Ferreira Dornelas �26 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Así surgen, entonces, esos reductos que tienen la intención de atender las necesidades de los campos de minería6 de Surinam7 y de la Guayana Francesa, como burdeles. constructoscriminologicos.uanl.mx Nuestra investigación, en cuanto al engaño de las víctimas, se ve reforzada por la investigación del Proyecto Diáspora de SÓDIREITOS, el cual concluyó que existen cuatro niveles de victimización de las mujeres de la Región Norte migrantes a Surinam: El destino Paramaribo de las mujeres brasileñas de la Región Norte que son reclutadas tiene como causas: proximidad • El primer nivel corresponde a la coerción total: en el que las víctimas son geográfica con la Capital Belém, en Pará; secuestradas. la facilidad de transporte (vuelos directos y regulares desde Belém a Paramaribo); • El segundo nivel se refiere a las mujeres que han sido engañadas con promesas de demanda por prostitutas extranjeras por parte empleo que eran distintas de la prostitución. de la sociedad surinamesa y la presencia de mineros brasileños (SODIREITOS; • El tercer nivel se refiere a un nivel de engaño, en donde las mujeres saben que van para GAATREDLAC, 2008, p. 178). trabajar en la industria del sexo, pero no en la prostitución. 6 La conexión entre la minería y la prostitución en Surinam es ine- • El cuarto nivel de victimización, se refiere a las mujeres que, antes de su partida, ya ludible: “‘en el sistema de ‘sexo por crédito’ donde se materializa sabían que iban a trabajar como prostitutas, la trata de mujeres. El pasaje de Brasil hasta las minas en el expero que no sabían hasta qué punto van a tranjero, el transporte local y el alojamiento quedan por cuenta del ser controladas, intimidadas, endeudadas dueño de las minas. Las mujeres están a disposición de los miney explotadas. (Aquí es donde se encajan ros durante tres meses para tener relaciones sexuales. El dueño muchas de las realidades de la Trata de descuenta al final del mes 10% del salario de los mineros y paga a Personas en la Amazonía) (SODIREITOS, las mujeres, después de los tres meses, un salario preestablecido. 2014, p. 1). Ellas no pueden salir del campo minero, no pueden rehusar a sus clientes y necesitan conseguir un número máximo de relaciones sexuales” (SODIREITOS; GAATREDLAC, 2008, p. 51). 7 “En Surinam, se alojan en hoteles administrados o de propiedad de brasileños donde los dueños de las máquinas van a buscarlos y llevarlos a las regiones de las minas, donde se alojan en grupos generalmente de cinco (05) mineros con un acuerdo de 18% del oro que extraigan para el grupo. Ellos reciben su paga en oro, lo venden en Paramaribo, ahí reciben una parte en dólar y el propio comprador del oro transfiere una parte del dinero a la cuenta de sus familias, en Lago da Pedra, en reales brasileños. Cuando regresan a La investigación del Proyecto Diáspora converge con nuestros estudios al afirmar la “necesidad de que se obtenga una gobernanza capaz de agrupar actores estratégicos que superen los límites de cada país, estado y municipio destacados en la investigación” (SODIREITOS, 2014, p. 1), resaltando así la necesidad de establecer redes para el combate al tráfico internacional de personas. Belém, comercializan los dólares con otros brasileños al desembarcar, con taxistas del aeropuerto y en el hotel en el que se hospedan antes del regreso a Maranhão” (SODIREITOS, 2014). La figura del mapa de desplazamiento de la Región Norte: Investigación empírica de rutas internacionales de trata de personas desde Brasil. PP. 19-38 �27 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Figura 3 – Ruta del tráfico de personas desde la Región Norte Fuente: Autor. La ruta de Brasil a Surinam y Guayana Francesa no rompe el paradigma de que los flujos migratorios ocurren desde “países más pobres en dirección a países comparativamente más ricos” (CASTILHO, 2014, p. 148); al contrario, establece una premisa finalista en la lucha contra el tráfico de personas, llevándonos a la conclusión de la necesidad de negociaciones entre las autoridades brasileñas y la de los países de destino, con base en la idea de la interdependencia. 3.2 Las rutas a partir del Sur, Sudeste y Nordeste La segunda ruta trazada fue levantada a partir de investigaciones de campo en los expedientes de los procesos de la Justicia Federal de Ceará y Pernambuco. Se encontró que las víctimas fueron encaminadas para prostituirse en Europa. Nuestra investigación adoptó como base para definir esta ruta del tráfico de personas, desde la Región Noreste, en los siguientes expedientes de los procesos: en Ceará (200881000136690, 200981000040860, 00004525620154058100, 0 0 0 6 2 3 0 8 0 2 0 1 0 4 0 5 8 1 0 0 , 0 0 1 5 8 2 4 8 4 2 0 1 1 4 0 5 8 1 0 0 , 0000303838920174058100) y en Pernambuco (00012641720144058300, 0 0 0 4 7 0 0 2 3 2 0 1 0 4 0 5 8 3 0 0 , 0 0 0 9 2 4 2 7 9 2 0 1 3 4 0 5 8 3 0 0 , 0 0 1 1 8 6 1 1 6 2 0 1 2 4 0 5 8 3 0 0 , 0 0 1 7 4 0 7 9 1 2 0 0 8 4 0 5 8 3 0 0 , 0 0 0 1 4 9 9 4 7 2 0 1 5 4 0 5 8 3 0 0 , 00082375120154058300). Fernanda Busanello Ferreira y Luciano Ferreira Dornelas �28 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Al igual que en la Región Nordeste, se verificó una identidad de destino para Europa en relación a las incitacionesencontradasenlosprocesosdelaRegión Sur. En este caso, los procesos investigados que apuntan al flujo de brasileñas de la Región Sur hacia Europa son: de Paraná (00027529320104047000, 16096920104047000, 50117829020124047002, 5 0 2 4 7 0 1 1 5 2 0 1 5 4 0 4 7 0 0 0 , 5 0 2 7 4 2 4 0 7 2 0 1 5 4 0 4 7 0 0 0 , 50513372320124047000) y de Santa Catarina (50025077620104047200, 5 0 0 4 2 5 7 4 5 2 0 1 2 4 0 4 7 2 0 0 , 5 0 0 4 3 1 0 2 6 2 0 1 2 4 0 4 7 2 0 0 , 5 0 1 8 3 6 7 4 4 2 0 1 5 4 0 4 7 2 0 0 , 50217771320154047200). constructoscriminologicos.uanl.mx 40978520124036181, 58715320124036181, 71753420054036181, 72685520094036181, 98312220094036181, 98320720094036181, 98918720124036181, 100689520054036181, 111250220154036181 de la Sección Judicial de la Justicia Federal de São Paulo. El movimiento migratorio internacional desde São Paulo, aunque parcialmente motivado por la prostitución en el exterior, deja clara la necesidad de desvincular los derechos de las mujeres, niños, negros, indígenas, diversidades sexuales que politizan y “promueven la alienación de la amplia cuestión social que impacta de forma particular a los territorios particulares en sus procesos de interpenetración El flujo de víctimas del Nordeste y del Sur con la globalización” (SCANDOLA; LUCENA, hacia Europa impone una premisa finalista de 2014, p. 125). trabajo en red con las autoridades de los países europeos, principalmente aquellos señalados El análisis de los procesos por trata internacional como principal destino de las víctimas, quizás de personas en São Paulo demuestra que las por la facilidad del idioma (España y Portugal) “invitaciones” al ejercicio de la prostitución (COLARES, 2004). En este contexto, las en el exterior son peculiares en aquel Estado, interacciones se basan en relaciones (informales no en su totalidad, pero sí, en su mayor parte, o no) de reciprocidad con identificación en relación al resto del país: personas con de intereses comunes y complementarios considerable calidad de vida o imagen social (interdependencia), y resolución de conflictos reconocida se dedican libremente al ejercicio del mercado sexual en otros países. basada en la reputación de los miembros. La investigación sobre los procesos por tráfico internacional de personas en São Paulo demuestra una característica diferente en relación a las cuestiones de la trata en otras regiones del país: el destino de las víctimas. Las declaraciones de las personas involucradas en “invitaciones” al ejercicio de la prostitución en el exterior ejercen La declaración fue precedida por la actividad en países como los Estados Unidos una investigación en los procesos y Emiratos Árabes, aunque la investigación 200661810061998, 37849520104036181, también registró un flujo hacia Europa. Otra ruta trazada fue levantada a partir de la investigación de campo en los expedientes de los procesos de la Justicia Federal de São Paulo. Se encontró que las víctimas fueron referidas a la prostitución en Estados Unidos, Emiratos Árabes y Europa (prostitución de lujo). Investigación empírica de rutas internacionales de trata de personas desde Brasil. PP. 19-38 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 29 La diferencia de rutas en relación a los otros viaje hacia la prostitución no se caracteriza: casos investigados en el resto del país, aunque Que, no ejerce una función vinculada sea el punto de discusión de este tópico, no al ejercicio de la prostitución, en el descarta otra peculiaridad de las investigaciones sentido común de la expresión, aunque por trata de personas en São Paulo: las personas eventualmente realiza actos de prostitución expuestas al ejercicio de la prostitución en el con personas que le ofrecen determinadas exterior a partir de São Paulo tienen, en general, retribuciones pecuniarias; Que, ya ha educación universitaria, lo que supone un mejor viajado a Italia, Francia, Emiratos Árabes, entendimiento de los hechos involucrados en Rusia, Estados Unidos de América (...); su viaje, diferente de las realmente seducidas a Que, ha realizado el viaje a través de un ejercer la prostitución a partir de otras regiones contacto de una amiga cuyo nombre no del país, en que generalmente cuentan apenas recuerda más, con el estadounidense de con la educación básica incompleta. nombre JOHN; (...) Que, mantuvo algunas reuniones con personas indicadas por Como los viajes verificados en los procesos JOHN con quienes mantuvo relaciones analizados en São Paulo ocurrieron por sexuales; Que, las reuniones que sostuvo en consentimiento sin incitación y no hubo Las Vegas ocurrieron en hoteles y casinos vulnerabilidades, es necesario argumentar en (TRF3, 2009) el fortalecimiento de los derechos de estas personas, respecto al ejercicio de su voluntad: Por el contrario, la declaración sugiere la es fundamental que se discuta la globalización inexistencia de cualquier vulnerabilidad de sobre el tema de la trata de personas desde la víctima en el proceso que se tramita en la el punto de vista de las diferentes formas de Sección Judicial de São Paulo (Operación incidir en los territorios locales, ya sea en la Harén). instalación de condiciones de vulnerabilidad y expulsión de personas, o en las posibilidades El análisis de los procesos por tráfico de personas de fortalecimiento de los derechos en São Paulo sugiere la adopción de una premisa migratorios, si esto se lleva a cabo a partir decisoria de que los destinos de las personas, del reconocimiento de los sujetos y sujetas aunque estén involucradas con la prostitución, de derechos, deseos, anhelos y posibilidades. hacia los Estados Unidos o Emiratos Árabes son indicativos de la inexistencia de la trata de (Scandola; Lucena, 2014, p. 124) personas. En un trecho de una declaración que aparece en los expedientes del proceso del Tribunal Decidimos ilustrar el flujo de desplazamiento Regional Federal de la 3ª Región, el ejercicio de desde São Paulo en los procesos por trata de la explotación sexual por un tercero, mediante personas investigados: fraude o coacción, de una mujer de la ciudad de São Paulo que estaba dispuesta a emprender Fernanda Busanello Ferreira y Luciano Ferreira Dornelas �30 constructoscriminologicos.uanl.mx CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Figura 4 – Ruta São Paulo EE.UU, Europa y Emiratos Árabes Fuente: Autor. 3.3 La ruta a partir del Centro Oeste 200835000164806, 200935000183220, 98969220114013500, 105752920104013500, La quinta ruta trazada se levanta a partir de la 1 4 1 7 9 2 2 2 0 1 5 4 0 1 3 5 0 0 , investigación de campo en los expedientes de los 3 0 1 0 0 8 9 2 0 1 3 4 0 1 3 5 0 0 , procesos de la Justicia Federal de Goiás. Se constató 468149020144013500. que las víctimas son encaminadas al ejercicio de la Un detalle interesante que debe observarse en los prostitución en Portugal, España y Suiza. procesos por tráfico internacional de personas a Los procesos que sirvieron de base partir del Estado de Goiás: la existencia de rutas para nuestra investigación fueron alternativas en el interior del espacio europeo 200035000075960, 200335000126678, Schengen siempre que los países de destino 200535000056305, 200735000049831, intensifiquen la inspección de los servicios de 200935000164577, 200935000184342, migración. 20063500016266-1, 20093500009359, 200035000063472, 200335000079295, Siguiendo el ejemplo de lo ocurrido en la 200335000104299, 200435000013991, Operación Castañuela (TRF1, 2005), es posible 200535000061204, 200635000044856, que los grupos delictivos establezcan rutas 200635000060309, 200635000060713, alternativas para eludir la inspección de los países 200735000043621, 200835000156353, de destino, cuando los reclutadores detectan un Investigación empírica de rutas internacionales de trata de personas desde Brasil. PP. 19-38 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 31 endurecimiento del control migratorio en el país Entre más estrictos sean los controles migratorios, de destino, este truco ya ha sido identificado en exigiendo visa, mayor es la posibilidad de trata de personas (BRASIL, 2007). Si bien no estudios previos: hay requisito de visa, el aumento del control En el aire de sencillez y pobreza de migratorio en el destino refuerza la creación de una parte de las personas no admitidas rutas alternativas para la trata de personas. se suman los trayectos seguidos, muchas veces indirectos, para llegar al destino La investigación de campo bibliográfica deseado, una estrategia común para burlar demuestra que la investigación sobre el Tráfico los controles fronterizos de los países de Mujeres, Niños y Adolescentes para fines considerados más duros. En estas cuentas, de Explotación Sexual Comercial en Brasil Inglaterra e Irlanda aparecen como (Pestraf), realizada por la Cecria (LEAL; LEAL, principales objetivos, a los cuales se intenta 2002), señaló rutas internacionales de tráfico entrar vía Francia, seguidos por España en cuyo de personas y adolescentes para fines de acceso se intenta a través de Francia, Italia, explotación sexual, las cuales coinciden en Portugal o Suiza; Escocia, también vía Francia, parte con aquella realizada en esta tesis. y Bélgica, también vía Francia. Hay también intentos de llegar a Portugal, vía España. Los Se crean entonces, rutas alternativas, de itinerarios indirectos adquieren sentido teniendo cómo enviar a las víctimas a Milán, Italia y, en cuenta las observaciones registradas en los posteriormente, tras su entrada en el espacio Schengen, por frontera seca no supervisada, diarios de campo. (Brasil, 2007, p. 58) hasta llegar a Portugal, como en el Caso Castañuela, en 2005. Figura 5 – Ruta del Tráfico Internacional de Personas Región Centro Oeste hacia Europa Fernanda Busanello Ferreira y Luciano Ferreira Dornelas �32 constructoscriminologicos.uanl.mx CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Fuente: Autor. “Si bien el discurso es de control para finalmente proteger a las personas de la explotación, en la práctica, lo que se observa es el efecto inverso: se judicial y encaminar las políticas públicas de incrementa la migración, sin embargo, por vías prevención a los casos de personas clasificadas irregulares, precarias e inseguras” (UNISINOS, como víctimas en potencial. 2017, p. 1). Además, el perfil de la víctima tiene un impacto Existe una relación de causalidad entre el origen en el perfil de las investigaciones, como las rutas de las víctimas y su destino; la proximidad internacionales utilizadas por los traficantes geográfica a los países limítrofes contribuye de personas, ayudando a formular premisas con la trata de personas. Sin embargo, el perfil decisorias para la actuación en relación a cada de las víctimas y los factores socioeconómicos caso investigado. (empleo o desempleo, condiciones de trabajo, calidad de la formación en un lugar determinado) Liz Hales (2017, p. 55), Universidad de también orientan el flujo migratorio hacia los Cambridge, en una investigación realizada entre mayo de 2010 y noviembre de 2011, países (BRASIL, 2017). en la cual 103 mujeres fueron entrevistadas, 3.4. Perfil de las víctimas vinculadas a las rutas despertó la necesidad de comprender a la víctima para entender mejor el fenómeno de la Entre las dificultades de las investigaciones trata de personas. realizadas en el campo de la trata de personas está la obtención de datos para un patrón La medición de las edades por Unidad Federativa de víctimas, a favor de objetivar la acción en Brasil permite afirmar que no existe una gran investigativa de las subunidades de policía variación en los valores, que se sitúan entre los Investigación empírica de rutas internacionales de trata de personas desde Brasil. PP. 19-38 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 21 y 25 años, a excepción de Río de Janeiro, donde la edad de las víctimas ronda los 29 años, mientras que, en Santa Catarina, las víctimas para el tráfico internacional de mujeres parecen ser más jóvenes, a partir de 18 años o más. En relación al género, todas las víctimas identificadas en los procesos investigados en la fase cualitativa son mujeres, a excepción de 7 (siete) travestis, siendo 2 (dos) de Bahía, 2 (dos) de Goiás, 1 (uno) de Ceará, 1 (uno) de Pará y 1 (uno) de São Paulo. 33 Las acciones penales originadas en la denominada “Operación Harén”, de la Policía Federal, la cual desmanteló una red de tráfico internacional de personas desde São Paulo hacia varios países, mostró que las víctimas de nivel educativo universitario son preferidas en los países de destino, que incluían a Estados Unidos, al contrario de aquel practicado a partir de las otras regiones de Brasil. El número de víctimas que presentan datos sobre el número de hijos (menos de 19%) no permite señalar un parámetro aplicable para la configuración del perfil de las personas reclutadas por el tráfico. Por otro lado, el porcentual de víctimas que presentaron el dato sobre empleo al momento de la incitación (31,8%) y, además, considerando que, de este total, la mayoría estaban empleadas (54,5%), encontramos que la situación de trabajo de la víctima en Brasil no fue decisiva para su viaje al extranjero con el objetivo de someterse a la explotación sexual, aunque un pequeño número (8,1%) haya indicado una situación de subempleo en el momento del reclutamiento por el tráfico de personas. En los casos en que había la información del color, más de la mitad de las víctimas (52,2%) son blancas, aproximadamente 40% (39,1%) son pardas y el restante (8,7%), son negras. La conclusión que presenta que las víctimas blancas pueden ser más vulnerables al tráfico de personas, lo que demuestra un camino de elección a seguir en las políticas de combate a la trata de personas; se reconoce, sin embargo, que se trata de un tema complejo que requeriría profundizar más el asunto en otra investigación y que se escapa de los objetivos de este trabajo. La mayoría de las víctimas con información de su nivel educativo tienen la secundaria completa (33,3%) seguidas de las que tienen la CONCLUSIONES primaria incompleta (29,2%). Las organizaciones tienen premisas Se observa que São Paulo se diferencia de las decisorias distintas en razón de su interés en otras Unidades Federativas por las víctimas la actuación en el proceso de investigación y tener todas, la secundaria completa o incluso juzgamiento del crimen al combate al tráfico más. La investigación en las declaraciones de de personas. La investigación realizada en los los procesos permitió constatar que se trata de procesos de trata internacional de personas una peculiaridad del tráfico internacional de en el Tribunal de la Justicia Federal de Brasil personas en relación a los procesos de las otras mostró que cada región del país atiende a las peculiaridades propias en relación a las Secciones de la Justicia Federal del país. rutas de destino de las víctimas y debe ser Fernanda Busanello Ferreira y Luciano Ferreira Dornelas �34 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx considerada en las políticas públicas de de trabajadoras del sexo que mueven valores elevados por los trabajos sexuales que realizan combate al problema. y cuya condición económica en principio, Las interacciones organizacionales, si son elimina la vulnerabilidad económica. precedidas por decisiones, pueden evitar vacíos, inconsistencias y reelaboraciones, La ruta de las víctimas incitadas desde la constituyendo una importante herramienta Región Sureste también es peculiar en relación de gobernanza y evitando prácticas nocivas a las demás de Brasil; en los procesos de a las políticas públicas de combate al tráfico lucha contra la trata de personas investigadas internacional de personas. Por lo tanto, las encontramos mujeres que fueron llevadas a solicitudes de cooperación internacional son la prostitución en Estados Unidos y en Países partes importantes del “juego” de interacción Árabes, situación inusual en comparación sistémica y deben considerar los posibles con el resto del país. caminos seguidos por las víctimas para formar Un análisis de los procesos de lucha contra el arreglos efectivos. tráfico de víctimas incitadas en la región Centro Las redes de lucha contra la trata de personas Oeste mostró que los reclutadores utilizan la deben ser fortalecidas en los Estados de la estrategia de crear rutas alternativas para enviar Región Norte de Brasil, especialmente en Pará personas para que sean explotadas, haciéndolas y Maranhão, entrelazando la conexión de las ingresar al espacio Schengen de la Unión Europea autoridades de estos estados brasileños con por rutas alternativas en las que la supervisión representantes de los segmentos represivos y de sea temporariamente menos rigurosa; una vez atención a las víctimas en Guayana Francesa y en el espacio Schengen, de la Unión Europea, se instruye a las víctimas para que sigan rutas Surinam. por transporte terrestre, menos vigiladas, hacia Una característica llamativa de las personas el país objetivo, donde serán explotadas. expuestas a la trata internacional de personas en la región Norte de Brasil es el fraude en su Esta estrategia, incluso, percibida por las incitación y la deficiente cuestión económica autoridades involucradas en el combate al tráfico que las lleva hasta Surinam, local donde están de personas, en Brasil, llevó a la investigación destinadas a lidiar con la prostitución acentuada y condena de un propietario y una empleada de una agencia de turismo que, teniendo a raíz de las zonas mineras. conocimiento de la explotación sexual de las El flujo de personas expuestas al tráfico víctimas, trazaron rutas alternativas ayudando internacional con fines de prostitución desde a los delincuentes brasileños y europeos en el la región Sudeste de Brasil, principalmente São envío de personas al extranjero. Paulo, requiere mayor atención en relación a las características de las personas que son El estudio inicialmente desarrollado con llevadas hacia otros países; en general, se trata el objetivo de hacer un análisis de las Investigación empírica de rutas internacionales de trata de personas desde Brasil. PP. 19-38 �35 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 organizaciones que actúan en el combate contra el tráfico internacional de personas a partir del flujo de procesos en el tribunal de la Justicia Federal demostró un dato de inteligencia del hampa dedicada a la trata de personas, revelador en relación a las rutas utilizadas por esos incitadores desde cada región de Brasil, requiriendo una especialización y técnicas apropiadas de acuerdo con el modus operandi y la localidad de actuación de los delincuentes. CHO, S. Y. Modelling for determimants of human trafficking: an empirical analysis. Social Inclusion, Lisbon, Portugal, v. 3, issue 1, p. 2-21, 2015. EUA. State Government. 2018. 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Goiás 200035000075960, 200335000126678, 200535000056305, 200735000049831, 200935000164577, 200935000184342, 20063500016266-1, 20093500009359, 200035000063472, 200335000079295, 200335000104299, 200435000013991, 200535000061204, 200635000044856, 200635000060309, 200635000060713, 200735000043621, 00082375120154058300. Paraná 00027529320104047000, 16096920104047000, 50117829020124047002, 50247011520154047000, 50274240720154047000, 50513372320124047000 Río de Janeiro 200451015022769, 200451015145417, 200451015370115, 200551015039828, 200651015022493, 200651015039274, 200651015096208, 200651015172200, 309769820124025101 Santa Catarina 50025077620104047200, 50042574520124047200, 50043102620124047200, 50183674420154047200, 50217771320154047200 São Paulo 200661810061998, 37849520104036181, 40978520124036181, 58715320124036181, 71753420054036181, 72685520094036181, 98312220094036181, 98320720094036181, 98918720124036181, 100689520054036181, 111250220154036181 Investigación empírica de rutas internacionales de trata de personas desde Brasil. PP. 19-38 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 37 — Fernanda Busanello Ferreira Afiliación: University Federal of Goiás, Brazil. Tutora postdoctoral del Prof. Luciano Ferreira Dornelas en el PPGIDH/UFG. Doctorada en derecho por la Universidad Federal de Paraná. Profesora titular del PPGIDH / UFG y de la Facultad de derecho de la UFG Luciano Ferreira Dornelas Afiliación: University Center of Brasilia [UniCEUB], Brazil. Delegado de la Policía Federal (2003-2019). Profesor de la Universidad Federal de Goiás (2014-2015). Profesor PUC/GO. Profesor de la UniCEUB. Doctor en Derecho por la UniCEUB. Fernanda Busanello Ferreira y Luciano Ferreira Dornelas �38 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx Investigación empírica de rutas internacionales de trata de personas desde Brasil. PP. 19-38 �39 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Incidencia de la denuncia calumniosa en mención al principio de responsabilidad penal en Latinoamérica Incidence of the slanderous complaint in reference to the principle of criminal responsibility in Latin America Miguel Shuña Saavedra* Rafael Fernando Aldave Herrera** Rosa María Reyes Nicasio*** Resumen La denuncia calumniosa se conforma a través o mediante la persona indica u ordena a la otra la participación de un delito como tal, empero la denuncia no se puede ajustar a la realidad toda vez por ser falso, es decir, en los hechos o atribuciones recaídos contra el denunciado; cabe precisar que el delito de denuncia calumniosa, denuncia o acusaciones falsas se encuentra tipificado en cada normatividad de Latinoamérica. Cómo citar Shuña Saavedra, M., Aldave Herrera, R. F., & Reyes Nicasio, R. M. Incidencia de la denuncia calumniosa en mención al principio de responsabilidad penal en Latinoamérica. Constructos Criminológicos, 3(5). https://doi.org/10.29105/cc3.5-49 Recibido: 25-10-2022 Aceptado: 17-11-2022 Palabras clave: Denuncia calumniosa, principio de responsabilidad penal, derecho penal. Abstract The slanderous complaint is made through or through the person indicates or orders the other participation in a crime as such, howeverthe complaint cannot be adjusted to reality every time for being false, that is, in fact or attributions relapsed against the denounced; It should be noted that the crime of denouncing slanderous, denunciation or false accusations is typified in each regulation of Latin America. Keywords: complaint; principle of criminal responsibility; criminal law. I. INTRODUCCIÓN *https://orcid.org/0000-0002-6953-3783 Universidad Cesar Vallejo **https://orcid.org/0000-0002-3046-1516 Universidad Cesar Vallejo ***https://orcid.org/0000-0001-9822-1247 Universidad De la Salle Bajío A. C El procedimiento para la institución jurídica acata a la utilidad personal de cualquier que, observando la realidad e impacto realiza el análisis correspondiente con el fin de valorar la utilidad dentro de la sociedad, es decir, en la que �40 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS se va aplicar; en observancia además de que si la normatividad cumple con la finalidad dentro del estado mediante los hechos concretos y la consecuencia jurídica dentro del mismo, todo ello siendo debidamente estructurado, todo lo descrito debe ser interpretado de manera correcto y concreto por parte del legislador (Oré, A. 2019). En el país de España, el delito de denuncia calumniosa no garantiza o mejor dicho no resguarda en contra lo que sería el honor y reputación por parte del denunciado es como sí lo realiza el delito de calumnia propiamente dicho que valga recalcar el delito de denuncia calumniosa y delito de calumnia son totalmente distintos; entonces volviendo al país español, lo que se busca es salvaguardar y a su vez sancionar fundamentalmente el daño y perjuicio que sufre la administración de justicia porque es en ello lo que versa la denuncia calumniosa. Si se ocasiono la denuncia o querella mediante el dolo por aquella persona que propiamente se posicionó dentro del factor de víctima directa del delito falso, ello podrá ser resarcido no solo con la figura de la indemnización, es decir, mediante la vía civil, sino también, mediante la vía penal esto a través del delito de denuncia o acusación calumniosa todo lo referido siendo debidamente estipulado en el Código Penal a partir de la translación original de 1875 (Magaldi, J. 1987). Por su parte, en el país chileno, como se conoce mediante la acusación o denuncia calumniosa que hubiera sido ejecutado meramente calumniosa por a través de resolución definitiva esto será castigado con la pena de menor grado y con una multa de dieciséis a veinte unidades constructoscriminologicos.uanl.mx tributarias que deberá pagar de manera mensual el imputado, existe otros fundamentos en relación a la denuncia calumniosa en el país mencionado pero se debe recalcar que diferentes legislaciones configuran el tipo de penal acorde a lo que establece el legislador; lo mencionado líneas más arriba se encuentra estipulado en el apartado 211 del Código Penal de Chile (Cisternas, L. 2021). Para precisar, además, el citado autor indica que durante la investigación realizada se observó que solo en el país chileno se necesita, para que el delito sea configurado como tal la falsedad de la denuncia tenga la declaración judicialmente en contra de la persona, por lo que desde el punto de vista la normatividad chilena ejecuta en aplicación a los principios procesales- desarrollando de manera muy minucioso cada configuración del delito. Por ello, lo mencionado se encuentra esgrimido con la dignidad del ser humano, siendo esto como la manifestación que versa en la opinión de los que te rodean mediante las cualidades y afectaciones que es propio de la persona; el buen nombre que hayamos logrado conseguir durante la etapa de vida de manera positiva puede verse totalmente afectado a razón de las opiniones negativas de los demás, conllevando a un desequilibrio total en las relaciones cotidianas (Eleonora, L. 2020). Por otra parte, en el Perú, la denuncia calumniosa se conforma a través o mediante la persona indica u ordena a la otra la participación de un delito como tal, empero, la denuncia no se puede ajustar a la realidad toda vez por ser falso, es decir, en los hechos o atribuciones recaídos Incidencia de la denuncia calumniosa en mención al principio de responsabilidad penal en Latinoamérica. PP. 39-52 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 41 contra el denunciado el delito de denuncia pues en ocasiones el imputado se exime de calumniosa se encuentra estipulado en nuestro todo ello por la malicia del propio juzgador, ante ello se pude observar las lagunas o vacíos Código Penal artículo 402°. existentes en nuestra normatividad. Por lo acotado, resulta esencial realizar la investigación acerca de la denuncia calumniosa Por lo expuesto, nos planteamos las siguientes a propósito del principio de responsabilidad interrogantes ¿de qué manera la incidencia penal en Latinoamérica ya que con ello se puede de la denuncia calumniosa es interpretada a observar y analizar cuál es la magnitud del daño partir del Principio de Responsabilidad Penal causado, es decir, el individuo quien realizo la en Latinoamérica? ¿Cuál es la repercusión denuncia calumniosa cuanta responsabilidad o efecto de la denuncia calumniosa en penal obtendría dentro del mismo a través de las Latinoamérica? ¿Se aplica el principio de diferentes regulaciones que existe en cada país; responsabilidad penal en la normatividad de imputándole la culpabilidad de la realización Latinoamérica? del hecho determinado. En ese sentido, el presente artículo ejecuta Señalando, que la responsabilidad penal es la como objetivo fundamental en analizar de obligación jurídica por la cual se imputa a la qué manera la incidencia de la denuncia persona por la consecuencia de haber realizado la calumniosa es interpretada a partir del principio participación/comisión de un hecho totalmente de responsabilidad penal en Latinoamérica. antijuridico siendo configurando además como delito en las legislaciones de Latinoamérica; II. INCIDENCIA DE LA DENUNCIA la figura de la responsabilidad se encuentra CALUMNIOSA EN MENCIÓN AL dividida en dos partes: responsabilidad penal PRINCIPIO DE RESPONSABILIDAD PENAL – común y responsabilidad penal especial ambos LATINOAMÉRICA. conceptos atenúan las diferenciaciones que caracteriza y con ello el legislador pueda 2.1 Denuncia calumniosa realizar una correcta valoración (Sánchez, J. La figura de la denuncia calumniosa implica que 2019). todo ser humano tiene la facultad de promover Es por ello que el presente artículo tiene como el acto que inicia la persecución penal ante propósito, componer estrategias para un mejor este ilícito y otro del que tome conocimiento o desarrollo doctrinario y legal en función a la pueda ser víctima, este acto puede realizarse en normatividad latinoamericana, ello debido la dependencia policial de la jurisdicción o de al análisis que tiene como resultado la forma directa ante el representante del ministerio responsabilidad penal que tiene el ser humano público, quienes tienen la obligación imperativa al realizar el delito como es el caso de la de tomar dicha denuncia y realizar el trámite que calumnia deshonrando, y que la reputación del corresponde a su naturaleza (Geijo, R. 2018). agraviado se encuentre totalmente afectado; Miguel Shuña Saavedra, Rafael Fernando Aldave Herrera y Rosa María Reyes Nicasio �42 constructoscriminologicos.uanl.mx CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Empero, se puede señalar de la existencia en que se realiza el trámite de denuncias falsas o carentes de verdad material en los hechos con la intención de menoscabar la integridad en múltiples ámbitos de la vida imputado, cuando se logren identificar estos supuestos, se entiende que nos encontramos ante una denuncia calumniosa o acusaciones falsas. Denominada también en otras partes de Latinoamérica como maliciosa o falsa, se califica y configura cuando el agraviado o quien da a conocer la noticia criminis, sindica a otro de ser el responsable de Países Latinoamericanos y Europeos Francia Italia Portugal Chile Perú los hechos o haber coadyuvado a la realización de estos, pero necesariamente debe entenderse que lo alegado no guarda relación con la realidad por la sindicación o los supuesto actos desplegados (Valdez, M. 2010). Para añadir que, los países de Italia, Francia, Alemania y Portugal, sancionan la imputación dolosa de aquellos acontecimientos delictivos que son totalmente falsos. A continuación, se presenta la caracterización de las acusaciones falsas de los países en mención: Conceptualización Para configurar el delito, que la falsedad de la denuncia haya sido declarada judicialmente; contempla la responsabilidad penal de personas jurídicas por denuncias falsas, exceptuando al Estado. La pena varía o se aplica una agravante dependiendo de si el falsamente acusado fue o no condenado. Los mismo sucede con la legislación de Portugal, pues la pena varía o se aplica una agravante dependiendo de si el falsamente acusado fue o no condenado. La falsedad de la denuncia haya sido declarada judicialmente, por lo que desde este punto de vista la legislación es más exigente para dar por configurado el delito que las demás legislaciones analizadas Contempla una agravante cuando la acusación sea cometida por miembros de la Policía Nacional u otro funcionario o servidor público encargado de la prevención del delito y que puedan servir de sustento para un proceso penal por tráfico ilícito de drogas. Fuente: elaboración propia En ese sentido, el delito estudiado, busca proteger la administración de justicia desde un ámbito eficaz y veraz, ello motivado con el de que el órgano jurisdiccional competente por medio de sus representantes e impartidores de justicia realicen sus funciones en base a un hecho creado por malicia (Quintana, D. 2017). Por lo que en el primer extracto del párrafo que regula el delito, estipula tres formas de realizar el hecho ilícito: Incidencia de la denuncia calumniosa en mención al principio de responsabilidad penal en Latinoamérica. PP. 39-52 �43 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 • Quien denuncie a la autoridad competente un hecho ilícito punible, con pleno conocimiento que no ha sido cometido por la persona que sindica cuando en realidad dicha atribución le corresponde a otro en calidad de imputado. • El que en apariencia brinda elementos de convicción con característica de falsedad en su fondo y, los promueva como pruebas de la comisión del hecho acusado • Quien denuncie la comisión de un delito no cometido por quien sindica al momento de la interposición vulneración es entendiendo o interpretado a través de los intereses jurídicos que se encuentran “atropellados”, ante esto resulta importante mejorar la interpretación acerca de este delito. Es por ello que la figura en mención es importante para la legislación no solo en el Estado peruano sino también en los diversos estados que regula y sobre todo salvaguarda los derechos fundamentales del ser humano. 2.2 Elementos típicos del ilícito penal de denuncia calumniosa o acusaciones falsas En relación a los elementos típicos del ilícito Desde otro punto, en palabras de (Valderrama, penal de la denuncia calumniosa, se puede J. 2021) la denuncia de tipo calumniosa atenta encontrar en tres enfoques fundamentales que contra la administración de justicia de manera se detallan a continuación: eficaz, siendo que el objeto directriz de la tutela jurisdiccional efectiva de la administración se 1. Modalidad de efectuar la denuncia manifiesta por medio de la verdad material de calumniosa ante la autoridad competente. la conexión de los elementos probatorios y los hechos imputados pero que han logrado ser Este enfoque se encuentra centrado en tres probados, siendo ello la motivación de que el aspectos centrales por la cual la persona pueda actor estatal administrador de justicia sea blindado realizar con ello, la denuncia ante el juzgador ante un acto ficticio como la postulación de una competente. denuncia sin bases y solo alegaciones. Denuncia Asimismo, el citado autor indica que, aunque Se da cuando se adjudica la realización de un guarda relación directa con el honor del hecho reprochable por la sociedad y se sindica imputado, la afectación en mención debe ser o acusan de manera falsa al ser humano que no parametrada como un interés jurídico dañado, guarda correlación con los hechos, ello cuando como consecuencia accesoria de la pretensión la imputación que hace el agraviado o quien da principal de la acción penal, ello en atención que a conocer el hecho delictivo brinde los datos el bien jurídico protegido es la administración relevantes para ello, ubicación en el tiempo y de justicia como administración pública que es espacio, indicios del hecho y necesariamente efectiva para todos los ciudadanos de la nación. identificación de las partes que resulten necesarios para instauran el ejercicio penal En ese sentido, la denuncia calumniosa guarda (Godoy, M. 2017). relación del honor del denunciado, dicha Miguel Shuña Saavedra, Rafael Fernando Aldave Herrera y Rosa María Reyes Nicasio �44 constructoscriminologicos.uanl.mx CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Asimismo, debemos realizar una pequeña diferenciación respecto al concepto jurídico – legal de la denuncia y demanda; la diferencia es que la denuncia solo se establece en el procedimiento penal, en tanto que las demandas corresponden a los procedimientos civiles, laborales y administrativos. Sin embargo, sería incorrecto afirmar que todo ilícito amerita una denuncia penal, puesto que lo investigado mediante acción penal pública se denuncia, mientras que lo que debe investigarse por impulso de una acción penal privada se querella (Macera, D. 2021). Por tanto, denunciar es un derecho de toda persona, pero es un deber solamente para algunas, del que se encuentran excluidas los que guardan secreto de confianza o vínculo familiar con el autor. En ese sentido, se realiza un gráfico respecto a las diferencias de las figuras fundamentadas en párrafos precedentes: Fuente: elaboración propia Falsamente Respecto a ello, hace referencia a la actividad de asignar en cualquiera de estos tres siguientes aspectos: a) un hecho delictivo cuyo acontecimiento en realidad no ocurrió; b) un hecho delictivo que aconteció de diferente forma a lo relatado y asignado en la denuncia y c) un hecho delictivo en donde el denunciado no ha accionado en la misma forma en la que fue denunciado (Méndez, G. 2012). Incidencia de la denuncia calumniosa en mención al principio de responsabilidad penal en Latinoamérica. PP. 39-52 �45 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Ante autoridad El suceso falsamente denunciado debe presentarse y ser de conocimiento de la autoridad facultada para llevar dicho proceso de inicio a posible fin. El ministerio Público es aquel órgano jurisdiccional encargado de recepcionar dichas denuncias; sin embargo, en algunos lugares, por la lejanía de mencionado órgano, la denuncia se realiza ante cualquier comisaría del sector (Rojas, R. 2017). Indicios. Termino que apunta a cualquier tipo de dato, objeto u hecho desarrollado cierto y real que posee relación con el «thema probandum» que quiere decir objeto de prueba y que es de mucha importancia para el juzgador ya que le sirve como semillero de conocimiento y esclarecimiento en su labor de elaborar los acontecimientos que lo conducen a la identificación de la figura delictiva (Azabache, C. 2018). 2. Métodos de elaboración de prueba indiciaria. 3. Método de auto inculparse falsamente. Respecto a ello, se manifiesta de la siguiente Simular o adulterar. Este método se presenta manera: cuando se hace uso de documentos con contenido que no expresa lo realmente ocurrido Responsabilizarse falsamente un delito (no verdadero), es utilizado para crear una falsa En este sector se habla de incriminación; es convicción en el juez. Existen modalidades de decir, que el sujeto activo del hecho delictivo este método, como, por ejemplo; las pericias se carga de la realización de un delito por de parte totalmente tergiversadas, testimonios cualquier tipo de razón, la más común es, la falsos, redactar documentos con contenido falso protección de otro. o inclusive “sembrando” medios probatorios orienten a fundamentar una errónea imputación Ante la autoridad En este punto se necesita que el sujeto activo se hacia determinado sujeto (Parra, J. 2015). apersone frente a las autoridades facultadas y Pruebas. El presente término, debería competentes; argumentando que es el supuesto comprenderse como aquel conducto de partícipe o autor de un hecho penado, que averiguación encaminado a experimentar gracias a supuesto accionar dio nacimiento a acontecimientos objeto de una investigación su realización, paralización o desviación de penal, ya sea para dar inicio o en el transcurso actividades materia de investigación como de las diligencias. Por tanto, se previene que el resultado de lo confesado. legislador no poseyendo bases de conocimiento sobre la terminología del derecho procesal Doctrina – jurisprudencial en el Perú penal ha hecho uso de pruebas, que lograría Al respecto, la legislación peruana menciona comprenderse como el medio de prueba en la Casación No. 1867-2018, Arequipa/ ofrecido y aceptado para ser objeto de actuación Perú; expresa que para la configuración de la de la denuncia calumniosa no es suficiente en la etapa de juicio oral (Parra, J. 2015). con el indulto del proceso, sino es cumplir con Miguel Shuña Saavedra, Rafael Fernando Aldave Herrera y Rosa María Reyes Nicasio �46 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx la finalidad de observar dentro del mismo la imputación de la responsabilidad del sujeto activo del hecho delictivo (sujeto pasivo de la objetiva y subjetiva: relación procesal), no solo en el interior del Denuncia Calumniosa: Obligaciones en aspecto objetivo (elementos constitutivos de origen/ Asunto: De acuerdo a lo mencionado delito y otros presupuestos de la acción y el bien en la casación, y tal como se precisa jurídico) sino, además, en el aspecto subjetivo anteriormente, la denuncia calumniosa (dolo y culpa) en el injusto penal (Cahuaza, R. tiene que verse a través de dos aspectos 2016). fundamentales como lo es desde el punto objetivo y subjetivo es con ello realizar en Conforme a lo señalado el autor (Hurtado, análisis correspondiente; los hechos que son M. 2005) en su manual de Derecho Penal materia de investigación siempre guardaran Parte General, precisa que el principio de relación con el sujeto, pero se debe responsabilidad penal prescrito en el Título profundizar si en realidad es parte del mismo Preliminar del Código Penal guarda relación y respaldo en un Derecho Penal del Acto, en la o quizá sea el sujeto de vista. actualidad existe conflictos con algunos órganos En el artículo VII del Título Preliminar de o instituciones del Derecho Penal del Autor nuestro Código Penal del año 1991, aborda el como repetición y normalidad, figuras jurídicas tema del principio de responsabilidad penal; erróneamente incorporadas a nuestra base que en base a la doctrina se lo identifica como legal penal por medio de la Ley No. 28726, por un principio del hecho propio, de la acción o cuanto era un peso negativo del Código penal de la conducta o de la contradicción del ánimo; de 1924 y que el Código Penal de 1991 había además, es importante señalar que es uno de expulsado de su cuerpo legal en un principio a los principios que respaldan los postulados de finalizar los últimos modificaciones realizado. un derecho penal garantista y su correlación Por ello se dice que la sanción debe ser mayor con los caracteres configurados del Derecho por el hecho que está siendo procesado aquel Penal (coactivo fragmentario, subsidiario y sujeto de los hechos cometidos. público) junto con el principio de la legalidad, principio de lesividad y el principio de 2.3 Quienes están obligados a denunciar proporcionalidad de la pena. Además, el principio de responsabilidad penal dispone La denuncia como deber legal al que se la proscripción de la responsabilidad objetiva refiere el legislador en las normatividades (responsabilidad por el resultado), respecto a la Latinoamericanas, está referido a que ciertas existencia de una exigencia indisoluble de la personas tienen prohibido omitir poner en responsabilidad subjetiva como uno más de los conocimiento de la autoridad la realización de un hecho delictivo en razón a su función. postulados del Derecho Penal del Acto. En otras palabras, la denuncia se convierte en Convirtiendo el presupuesto sine qua non, un deber funcional, ya sea porque se trata de materializado en la presencia del delito la un ejercicio de sus atribuciones “personal que Incidencia de la denuncia calumniosa en mención al principio de responsabilidad penal en Latinoamérica. PP. 39-52 �47 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 opera las cámaras de seguridad” o como parte del desempeño de su cargo “director de colegio que toma conocimiento un caso de tocamientos de docente a alumno” (Soria, W. 2018). 2.4 Quienes no están obligados a denunciar Procesal Penal indica que el (la) cónyuge ni los familiares del presunto autor del delito dentro de su cuarto grado de consanguinidad o segundo de afinidad están obligados a denunciarlo. Por tanto, se tiene al cómputo de los grados de parentesco según el cuadro presente. De acuerdo a la legislación peruana, el numeral 1 del apartado 327 del Código Fuente: elaboración propia Por otro parte, la legislación chile establece en su Código Procesal Penal la denuncia obligatoria, para aquellos individuos que se encuentran obligados a realizar la denuncia; distinto a las especificaciones que realiza la normatividad española, pues estarán obligados a denunciar quien sea cónyuge del delincuente no separado legalmente o de hecho o la persona que conviva con él en análoga relación de afectividad; asimismo, quienes sean ascendientes y descendientes del delincuente y sus parientes colaterales hasta el segundo grado inclusive. 2.5 Principio de Responsabilidad Penal Subjetiva La aplicación del Derecho Penal del Acto, concretizado en el principio de responsabilidad Miguel Shuña Saavedra, Rafael Fernando Aldave Herrera y Rosa María Reyes Nicasio �48 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS penal subjetiva posee la exigencia de estudiar el dolo y la culpa, en una correlación gradual en el sentido de poder otorgar al elemento del dolo mayor importancia y volumen del injusto y culpabilidad que a la imprudencia referente a una misma lesión, todo esto porque se debe a las diversas naturalezas, por cuanto el dolo es la determinación de realizar un acontecimiento pese a conocer todas particularidades fácticas que transforman una actividad en un actividad típica, y la imprudencia como una responsabilidad objetiva de cuidado es cuando se posee desconocimiento del hecho típico a materializar, ya sea por error sobre la presencia por una sobrevalorización del sujeto activo del delito, por cuando es imposible brindar un tratamiento igualitario al que conoce de forma plena el peligro que origina que al que desconoce el riesgo típicamente relevante (Cuello, R. 1950). constructoscriminologicos.uanl.mx que se encuentra a lo más cerca, respecto a la distribución y ocupación, al compromiso moral. Conteniendo como propósito sustancial la de servir como sostén de las normas que prescriben o prohíben moldes de conducta, al accionar como consecuencia del Ordenamiento ante una actividad desaprobada por éste misma, la responsabilidad penal significa la elaboración de un juicio de valor negativo sobre la conducta concreta del sujeto, en otras palabras, un reprensión, por lo tanto, dejando a lado las críticas realizadas por el determinismo, la responsabilidad penal debe fundamentarse sobre la culpabilidad, dado que, para poder realizar una imputación de la responsabilidad por un acto a un sujeto, se debe tomar a mencionado sujeto un agente moral, lo que quiere decir admitir su capacidad de libre decisión (Velásquez, W. 1993). 2.7 Sistemática de la responsabilidad penal Es así que el proceso penal, es apreciado como la única herramienta legal para crear y establecer responsabilidad penal de un sujeto por medio de una resolución judicial, por tanto, no debe desarrollarse en una situación distinta, por el contrario de forma legal y ordenada, esto es, que debe desarrollarse dentro de un gran marco legal, cumpliendo las reglas impuestas y exigidas por el Estado, del mismo modo respetando los Derechos Humanos y las garantías y principios que conforman parte del catálogo de derechos fundamentales (Burga, P. 2021). Para el maestro (Moya, V. 2015) en su redacción titulado “Sistemática de la Responsabilidad Penal” menciona que la responsabilidad penal está interiormente envuelta con el llamado de la autoridad o dominio correccional de los Estados y, en nuestra actualidad, debería comprenderse a partir de tal Entidad. Si nos profundizamos en los hombres que estudiaron la teoría del Derecho, específicamente el Derecho Penal, en un primer momento; podemos encontrar al gran filósofo Hegel. Este filósofo de origen alemán identificó la gravedad de compromiso/responsabilidad de 2.6 Responsabilidad penal o sancionadora la penal que se le debería atribuir al sujeto, Este elemento o enfoque penal, está considerado pero de cierto modo todo esto debe guardar como la expresión de lo responsabilidad penal relación puesto que como bien se mencionó Incidencia de la denuncia calumniosa en mención al principio de responsabilidad penal en Latinoamérica. PP. 39-52 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 49 anteriormente, el delito de denuncia calumniosa • Tipo Común: El ilícito penal se realiza por cualquier persona y puede ser cualquiera está basado en la suposición que realiza el que se regule en el ordenamiento penal sujeto contra una persona. vigente; delito de robo, abuso sexual o homicidio. Asimismo el mencionado autor indica que, es importante realizar la diferenciación de los • Tipo Especial: El hecho delictivo se comete por un sujeto que desempeñe funciones mecanismos que faculta al estado democrático públicas aprovechándose de su condición para poder parametrar, los derechos principales de tal; delito de peculado, malversación y elementales de la sociedad, siendo los de fondos de la administración pública o más importante o de mayor incidencia en el concusión. desenvolvimiento de la sociedad, la libertad pero desde el enfoque del desarrollo de alguna actividad de ejercicio licito, el poder Asimismo, dentro del mismo apartado, se desplazarse mediante el uso de su libre albedrio desarrolla la imputabilidad, culpabilidad y y según convenga, del mismo modo ciertas responsabilidad penal, en reiteradas ocasiones, legislaciones hasta contemplan el poder limitar la Corte Superior de Justicia, al haberse reconocido la dignidad humana en el Cuerpo la vida del sujeto. Normativo Penal, en su Artículo 1° donde se Para ello la institución jurídica que regula la regula y mencionada a la responsabilidad penal responsabilidad dispones de varias vías para de tipo objetiva donde advierte que el derecho el hecho; siendo que como primer escalón o penal se funda en el acto ilícito y no en quien etapa; se debe señalar al responsable del acto realice la acción punible, a rasgos simples lesivo, puesto que dicha pretensión debe ser indica que quien contravenga la norma será dirigida ante una persona con capacidad de sancionado; siendo que en el Artículo 29° de la responsabilidad jurídica, deberá coadyuvar a norma adscrita, se estipula que aquel imputado la causa activa y constante, siendo que deberá deberá seguir el proceso penal bajo la norma realizar actos de impulso procesal desde su que regula su acto ilícito. pretensión principal desde la interposición de su causa y así el progreso de la acción misma Se ha precisado la importancia de la regulación constitucional inmersa en el proceso penal y la (Rodriguez, G. 2009). forma de culpabilidad, siendo que; para que se pueda materializar la acción punible, el hecho debe fundarse en acciones materiales y no en 2.8 Tipos de Responsabilidad Penal hechos internos sin externa miento, siendo Desde el aporte fundamental de (Fernández, J. que los elementos internos del imputado no 2006) se aceptan dos tipos de responsabilidad constituyen delito punible, para tales efectos el de índole penal que vaya en consideración del derecho como medio de represión del acto, solo puede actuar en sujetos que hayan desplegado delito cometido. acciones reprochables, en esa línea no puede Miguel Shuña Saavedra, Rafael Fernando Aldave Herrera y Rosa María Reyes Nicasio �50 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx penal ante este ilícito y otro del que tome conocimiento o pueda ser víctima, este acto puede realizarse en la dependencia policial de la jurisdicción o de forma directa ante Netamente, la acción penal ser punible el representante del ministerio público, cuando se haya materializado por actos que quienes tienen la obligación imperativa de constituyan delito en su calidad de consumado tomar dicha denuncia y realizar el trámite o tentativa, más no por el discernimiento para la que corresponde a su naturaleza. elaboración de los hechos. Sentencia C-239 de 1997. MP Carlos Gaviria Díaz, Consideración • La denuncia calumniosa guarda relación del honor del denunciado, dicha vulneración B-I-a. Ver también, entre otras, la sentencia es entendiendo o interpretado a través de C-425 de 1997. los intereses jurídicos que se encuentran “atropellados”, ante esto resulta importante Por otra parte, en relación al maestro (Cabo, J. mejorar la interpretación acerca de este 2012) cuando se habla de responsabilidad penal, delito. Es por ello que la figura en mención en el ámbito médico, se hace referencia al estudio es importante para la legislación no solo en de unas figuras delictivas que están relacionadas Latinoamérica sino también en los diversos con las profesiones sanitarias; en tal sentido, se estados europeos que regula y sobre todo puede hacer referencia a las siguientes: salvaguarda los derechos fundamentales del • Homicidio. ser humano. • Cooperación e inducción al suicidio. • El principio de responsabilidad penal • Aborto. subjetiva posee la exigencia de estudiar el • Lesiones. dolo y la culpa, en una correlación gradual • Manipulación genética en el sentido de poder otorgar al elemento • Detenciones ilegales. del dolo mayor importancia y volumen del • Omisión de socorro y denegación de injusto y culpabilidad que a la imprudencia auxilio. referente a una misma lesión, todo esto • Descubrimiento y revelación de secretos. porque se debe a las diversas naturalezas, • Suposición de parto. por cuanto el dolo es la determinación • Falsedades. de realizar un acontecimiento pese a • Intrusismo. conocer todas particularidades fácticas • Liberación de energía nuclear o de que transforman una actividad en típica y elementos radiactivos. la imprudencia como una responsabilidad • La imprudencia médica. objetiva de cuidado. III. CONCLUSIONES TRABAJOS CITADOS • La figura de la denuncia calumniosa implica que todo ser humano tiene la facultad de Azabache, C. (2018). Prueba por indicios. IDEH PUCP, https:// promover el acto que inicia la persecución idehpucp.pucp.edu.pe/images/documentos/justicia_ castigar a personas sentimentalistas o que de carácter extraño. Incidencia de la denuncia calumniosa en mención al principio de responsabilidad penal en Latinoamérica. PP. 39-52 �51 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 ddhh/talleres/prueba_por_indicios-cesar_azabache- y septiembre2011.pdf. es/biblioteca_juridica/anuarios_derecho/abrir_pdf. Burga, P. (2021). Código Procesal Penal comentado Tomo III. Gaceta Jurídica, 41. y las faltas. Gestión sanitaria, https://www.gestion-sanitaria. com/12-responsabilidad-ambito-penal-delitos-faltas.html. Cahuaza, R. (2016). Proscripción de la responsabilidad UCP, falsa. Revista Boes, https://www.boe. php?id=ANU-P-1987-10003700072. Méndez, G. (2012). La falsedad en el Derecho Penal. 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Estudiante de Derecho de VIII ciclo en la Universidad Cesar Vallejo, experiencia en línea de investigación en Derecho Penal, Derecho Civil y Derechos Humanos, experiencia en investigaciones cualitativas mixtas, destacado en informe académico “La prueba trasladada y la vulneración a la defensa eficaz en los delitos de colusión agravada en el Perú; 2020”, autor del libro digital “Rutas de otra educación posible: voces pedagógicas desde nuestra América”, autor de artículo científico “la teoría del positivismo metodológico en la aplicación del compliance penal”, miembro del Centro de Estudios Filosóficos e Interdisciplinarios del Colegio de Abogados de la Libertad. Rafael Fernando Aldave Herrera Afiliación: Universidad Cesar Vallejo. Abogado en ejercicio profesional, Magíster en Gestión y Políticas Públicas, estudios concluidos en Doctorado de Derecho, Diplomado de Derecho Humanos – PUCP. Docente universitario en Universidad Cesar Vallejo. Expositor y ponente nacional e internacional en investigación con enfoques cualitativos. Rosa María Reyes Nicasio Afiliación: Universidad De la Salle Bajío A. C. Licenciada en Derecho por la Universidad del Bajío, A.C., Maestría en Derecho Constitucional y Administrativo por la Universidad De la Salle Bajío A. C., Maestría en D. Civil por la Universidad De la Salle Bajío A. C., Maestría en Amparo por la Universidad Iberoamericana de León, Doctora en Derecho con Orientación Incidencia de la denuncia calumniosa en mención al principio de responsabilidad penal en Latinoamérica. PP. 39-52 �53 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Seguridad y salud pública en México: su interacción tratándose de la violencia hacia la mujer Safety and public health in Mexico: their interaction when it comes to violence against women Idalia Patricia Espinosa Leal* Resumen En el presente artículo se exponen las diferentes etapas que ha recorrido la seguridad en México, en pro de su mejora, debido a que el Estado tiene la obligación de garantizar la paz social. De tal manera que, mediante la Reforma Constitucional del 2008 denominada: “De seguridad y justicia”, se contempló procurar el bienestar común y la solidaridad. Adicionalmente, con la reforma Constitucional de 2011, se instituyó el Sistema de Seguridad y Justicia con una visión garantista, debido a la proyección del respeto de los Derechos Humanos de los intervinientes en el conflicto criminal. Cómo citar Espinosa Leal, I. P. Seguridad y salud pública en México: su interacción tratándose de la violencia hacia la mujer . Constructos Criminológicos, 3(5). Recuperado a partir de https:// constructoscriminologicos.uanl.mx/index.php/cc/ article/view/43 *https://orcid.org/0000-0003-0003-3294 Hankuk University of Foreign Studies. Seúl. Corea. Recibido: 01-12-2022 Aceptado: 08-05-2023 Posteriormente, en el Plan Nacional de Paz y Seguridad 2018-2024, se plantean seis ejes que pretenden brindar mayor seguridad y justicia a la nación, a saber: 1. Estrategias anticorrupción, 2. Combate al delito con la Guardia Nacional, 3. Fortalecimiento de las Policías municipales y estatales, 4. Fortalecimiento del Sistema de Justicia Cívica, 5. Garantizar empleo, salud y bienestar, y 6. Pleno respeto y promoción a los Derechos Humanos. De la misma manera, se analiza el tema de la violencia contra la mujer (en aumento), como un problema de Salud Pública, por el impacto de las acciones constitutivas de dicho delito, toda vez que, no basta la atención clínica a las víctimas, más aun, interesa saber el impacto del daño causado en ellas no solo en su ámbito personal (privado), sino también en la vida en sociedad, por constituirse la mujer un pilar de la familia y de la sociedad; además de que, dicho delito puede propiciar un ambiente de inseguridad, no obstante, se cuente con los mejores operadores de seguridad pública. �54 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx caused to them not only in their personal (private) sphere, but also in life in society, since women are a pillar of the family and of society; in addition to that, said crime can lead to an environment of insecurity, however, the best public security operators are available. So, it Palabras clave: Guardia Nacional, justicia is in this space where citizen participation in penal, reforma constitucional, salud pública, cooperation with the State can provide better proposals for solutions to security and public seguridad pública. health in Mexico. Abstract: In this article, the different stages that security Keywords: Constitutional reform, criminal has gone through in Mexico are exposed, in justice, National Guard, public health, public favor of its improvement, because the State has security. the obligation to guarantee social peace. In such a way that, through the Constitutional Reform of 2008 called: “Of security and justice”, it was I. INTRODUCCIÓN contemplated to seek the common welfare and solidarity. Additionally, with the Constitutional En México, fue necesario realizar un cambio reform of 2011, the Security and Justice System en la forma de resolver los conflictos sociales, was instituted with a guarantee vision, due to debido al desfase en los ámbitos de seguridad the projection of respect for the Human Rights y de justicia, porque imperaba la incredulidad of those involved in the criminal conflict. social (Barona, 2011), generada por modelos Subsequently, in the National Plan for Peace and que no respondían adecuadamente a las Security 2018-2024, six axes are proposed that expectativas, ni necesidades de los individuos aim to provide greater security and justice to the (Zher, 2010; 2013). nation, namely: 1. Anti-corruption strategies, 2. Fighting crime with the National Guard, 3. En el año 2008, se llevó a cabo una reforma a Strengthening of municipal and state police, la Constitución, que transformó radicalmente la 4. Strengthening of the Civic Justice System, 5. regulación de la seguridad y la justicia. Y si bien, Guaranteeing employment, health and well- en algunos Estados de la República mexicana, being, and 6. Full respect and promotion of ya se ofertaban incipientes experiencias respecto de la transición que debería darse en Human Rights. In the same way, the issue of violence against el país (Prado, 2014). Precisamente, fue en el women (increasing) is analyzed, as a Public año 2008 que, a nivel federal se replantean: Health problem, due to the impact of the fines, instituciones, procedimientos e incluso, actions constituting said crime, since clinical se introdujeron instrumentos de operatividad de care for victims is not enough. Furthermore, it los modelos de seguridad y justicia tendentes is interesting to know the impact of the damage a paliar los efectos nocivos en ese momento Entonces, es en este espacio donde la participación ciudadana en coadyuvancia con el Estado podrá aportar mejores propuestas de solución a la seguridad y a la salud pública en México. Seguridad y salud pública en México: su interacción tratándose de la violencia hacia la mujer. PP. 53-64 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 55 (Rosell, 2016) y mejorar la situación imperante estatal (Cámara de Diputados, 2008, p. 1). Dos hasta el día de hoy, pero con grandes retos hasta son los principios o virtudes, que desde la óptica de la Teoría General del Estado Constitucional el año 2024. y en criterio de Rawls (1979): “La justicia es la Ahora bien, en el caso mexicano, existe un primera virtud de las instituciones sociales” (p. alarmante aumento en la comisión de delitos 19), que se potencia con la reforma: La seguridad de violencia en contra de la mujer que permea y la justicia (Habermas, 2001, pp. 124 y ss.). no solo en el tema de seguridad, también en el Seguridad sin justicia es posible, imposible tema de la salud pública. Por tanto, debemos resulta imaginar justicia sin seguridad. Ambos conocer estas nuevas realidades que deben de interactúan como instrumentos con los cuales el Estado mexicano procura proporcionar a atenderse por el Estado mexicano. cada uno lo suyo (Núñez, 2006a, pp. 96-97), armonizando seguridad y libertad. 2. EL DIRECCIONAMIENTO CONSTITUCIONAL EN SEGURIDAD Además, no podemos olvidarnos de otros La reforma constitucional federal del año principios que vienen a completar dicha 2008, denominada: “Del Sistema Mexicano pretensión Estatal, aludimos al bienestar común de Seguridad y Justicia”, respondió a la y la solidaridad (Aguilera y Espino, 2006, humanización, es decir, que mediante la pp.1-29); lo que permite que el ciudadano se introducción de institutos que garantizan configure como destino de las instituciones la continuidad del pensamiento humanista, jurídico-políticas del Estado Mexicano (Núñez, ilustrado (García, 1997) y a la democratización 2006a, p. 95). institucional; con esta reforma el estado mexicano se integra al proceso de Con la reforma constitucional, en lo relativo transformación donde se reafirma el ingreso a la a la justicia (Ruiz,1999), “pareciera” que, en vida cultural democrática tolerante, ideológica primera instancia, el Estado mexicano se aleja y políticamente plural, (García, 2006, p. 89). de aquella justicia retributiva (Neuman, 2005, Todo ello como resultado del “evidente” fracaso p. 8) y pretendiera impulsar una justicia que, del sistema penal nacional (Moreno, 2006), no obstante su terminología (Wilde y Gaibrois, situación corroborada hasta ese momento con 1994, p. 1), distinta (Pásara, 2004), alternativa datos estadísticos; así, por ejemplo, menos (Sarre, Manrique, y Morey, 2008; Maier, 2008) de cinco delitos de cada cien denunciados, y/o restaurativa (Kemelmajer, 2004; Espinosa, 2017; Zaragoza y Espinosa, 2018), privilegia recibían sentencia en México. el diálogo, y su esencia la encontramos en Ahora bien, resulta más preocupante el hecho el derecho anglosajón con la denominada que, actualmente, existe una gran desconfianza alternative dispute resolution; misma que por parte de la ciudadanía con respecto a las demanda estar impregnada de humanismo autoridades, ello debido a la intromisión de los (García, 1997, p. 399), legalidad (Bacigalupo, grupos delincuenciales en el aparato de justicia 1986, p. 21) y racionalidad (Habermas, 1987, Idalia Patricia Espinosa Leal �56 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS pp. 161 y ss.; Vázquez, 2007, p. 46) entre las partes intervinientes. Y, por cuanto aconteció al rubro de la seguridad, la reforma constitucional destacó, el fortalecimiento del Sistema de Seguridad Nacional, asumido como otra prioridad para el Estado; dicha necesidad surgió como consecuencia de las demandas ciudadanas frente al incremento de la delincuencia común como la delincuencia organizada, en el país (Cámara de Diputados, 2008, p. 5). Precisamente, ante la ausencia de una eficaz política preventiva de lato sensu, es decir, de políticas públicas estatales que se ocuparan de manera integral en las necesidades de los diversos sectores sociales (González-Aréchiga, 2006) y ante el fracaso de la prevención general que da contenido a alguna finalidad de la pena, y ante el poco efecto disuasivo que tiene la reacción estatal a través de la creación de tipos penales o bien, del aumento de la penalidad, sería una buena opción instrumentar mecanismos efectivos para privilegiar la protección de los bienes jurídicos relevantes (Espinosa y Zaragoza, 2016, p. 71-88), para fortalecer las vías que hacen frente a la delincuencia común, a la delincuencia organizada y a la consecuente inseguridad. Precisamente, con la reforma constitucional del 2008, se retomó lo señalado lustros atrás, donde se indicaba, por ejemplo, en la Ley que establece las Normas Mínimas sobre Readaptación Social de sentenciados, donde se preveía en los artículos 4 y 5 lo siguiente: Art. 4: “Para el adecuado funcionamiento del sistema penitenciario, en la designación del personal directivo, administrativo, técnico y de custodia de las instituciones de internamiento se constructoscriminologicos.uanl.mx considerará la vocación, aptitudes, preparación académica y antecedentes personales de los candidatos”. Art. 5: “Los miembros del personal penitenciario quedan sujetos a la obligación de seguir, antes de la asunción de su cargo y durante el desempeño de éste, los cursos de formación y de actualización que se establezcan, así como de aprobar los exámenes de selección y permanencia que se implanten. Para ello, en los convenios se determinará la participación que en este punto habrá de tener el servicio de selección y formación de personal, dependiente de la Secretaría de Seguridad Pública”; partiendo del ejemplo, se indicaba profesionalizar a los diversos cuerpos de seguridad en sus tres niveles (Barba 2016, p. 47-59), de cara a una certificación, y depurar las instituciones de seguridad, teniendo como eje rector de las funciones la “coordinación policial”, para ello se establecieron bases de datos que serían compartidos entre los tres niveles de gobierno que incluyeran todo tipo de datos relativos con la actividad criminal y su prevención. Así, pues, con la reforma, coordinar las acciones de los diversos cuerpos e instituciones policiales, se constitucionaliza y, se establece la vacatio legis para la instrumentalización del Sistema Nacional de Seguridad Publica (Cámara de Diputados. 2008, p. 5.), todo con el único objetivo de salvaguardar a la sociedad mexicana. 3. LOS DERECHOS HUMANOS CONSTITUCIONALIZADOS Con el transcurso de los años, se llevó a cabo la reforma constitucional federal del año 2011, relativa a: Los Derechos Humanos Seguridad y salud pública en México: su interacción tratándose de la violencia hacia la mujer. PP. 53-64 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 y sus Garantías, con la cual, entendemos que se consolidó un sistema de seguridad y justicia, “garantista” (González, 2014, p. 369) que, inicialmente, empodera el respeto a los derechos humanos de las partes conflictuadas, reflejado en el cumplimiento de los principios de legalidad, presunción de inocencia y debido proceso. Para ello, se establecieron directrices de resolución de estos problemas, consagrados en la Carta Magna mexicana (artículos 14, 16, 17, 18, 19, 20 y 21). 57 conflictos penales, instrumentados en el Código Nacional de Procedimientos penales, en la Ley Nacional de Mecanismos de Solución de Controversias y en la Ley Nacional de Ejecución Penal; quedando la posibilidad de acudir, en atención al principio de ultima ratio penal, al juicio oral penal, para delitos de medio y alto impacto social (Silva, 2001, p. 166), ahí donde el ius puniendi estatal oscila entre la retribución, prueba de ello son los CEFERESOS, (De Tavira, 1995) y la restauración, con fundamento en el artículo 18 constitucional. Lo importante aquí, es establecer que asistimos a un nuevo paradigma de solución de conflictos sociales, donde el Estado, las autoridades y, las partes, responsablemente (Domingo, 2008, p. 2), se inmiscuyen en la solución (Baratta, 2004, p. 325); con ello, el incipiente modelo de justicia se distancia de aquel modelo inoperante, que motivó su cambio (Cámara De Diputados, 2008, p. 5). Respecto de la Seguridad Pública, la aludida reforma impactó en el irrestricto respeto a los derechos humanos de las personas; esto es, conciliar la complicada interlocución entre la seguridad y las libertades ciudadanas; el irrestricto respeto a los bienes jurídicos relevantes de protección de los ciudadanos a través de una actuación respetuosa, por parte de los operadores de la seguridad pública, Cabe poner de relieve el hecho que, por cuanto centrada en el principio de legalidad. Así que, atiende al sistema de justicia en México, en la interacción derechos humanos y función ese momento histórico y, que hoy se encuentra policial puede centrarse en el principio de vigente en todo el país, a criterio nuestro, es profesionalismo de los elementos policiacos. un modelo que oscila entre la retribución y la restauración; es decir, que, si bien es cierto que, Lo mencionado demandaría una coordinación la Carta Magna mexicana privilegia que los de poderes del Estado, así como de los conflictos penales sean resueltos vía la justicia tres niveles de gobierno, lo que impactaría alternativa, cuyo fundamento se localiza en el paulatinamente, en la percepción ciudadana; artículo 17, párrafo cuarto; donde esta justicia siendo importante en este tema el papel que alternativa tiene como objetivo: reparar el desarrolla el Sistema Nacional de Seguridad daño causado, empoderar a las víctimas, Pública, ya que, es quien sienta las bases de otorgándoles una voz, alentar a los infractores coordinación y distribución de competencias, a asumir la responsabilidad de su delito y en materia de seguridad pública, entre la tomar medidas para cambiar (Colins, 2015, Federación, los Estados y Municipios, bajo la p. 5) y con posterioridad, por vía secundaria, directriz del Consejo Nacional de Seguridad se introdujeron otras formas de solucionar los Pública. Idalia Patricia Espinosa Leal �58 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS 4. LA VISIÓN DE LA CUARTA T Iniciado el andamiaje de un nuevo modelo de seguridad y justicia en México desde el año 2008, y posteriormente con la llegada del nuevo gobierno en el año 2018, se presentaba como una hoja de ruta gubernamental, una estrategia de trabajo orientada a fin de recuperar la Paz. constructoscriminologicos.uanl.mx que articula las instituciones a la sociedad, se degrada la calidad de vida y se pone en peligro la existencia misma del Estado” (López, 2018). Ante lo mencionado, surge la necesidad de formular nuevos paradigmas de seguridad nacional, interior y pública que permitan sustentar estrategias de recuperación de la paz, restablecimiento de la seguridad El presente Plan de gobierno encontraba su pública, prevención del delito, procuración e génesis, en la visión ilustrada del Pacto Social, impartición de justicia, restablecimiento del donde el ciudadano espera una protección Estado de derecho y reinserción de infractores. individual por parte de las autoridades del En definitiva, grandes retos. Estado. Así, la seguridad, es supeditada a dos ejes torales: Erradicar la corrupción y El actual gobierno, sostiene que con intención reactivar la procuración de justicia; y el tema de hacer realidad estos propósitos y cumplir de la seguridad: Seguridad pública, seguridad con la justa exigencia social de vivir en un nacional y paz; que dan contenido a una nueva país pacífico, seguro, sujeto al imperio de visión de las instituciones de seguridad y de la legalidad y arbitrado por la justicia, ha elaborado el Plan Nacional de Paz y Seguridad justicia. 2018-2024 en el que se enuncia un paradigma En lo ateniente a la seguridad, se prevé que: “La de seguridad pública radicalmente distinto al seguridad de la gente es un factor esencial del que ha sido aplicado en los sexenios anteriores bienestar y la razón primordial de la existencia (Secretaría de Gobernación, 2019b). En la Carta del poder público: el pacto básico entre éste y Magna mexicana, en el artículo 21, señala la población consiste en que la segunda delega que: “La seguridad pública es una función del su seguridad en autoridades constituidas, las Estado a cargo de la Federación, las entidades cuales adquieren el compromiso de garantizar federativas y los Municipios, cuyos fines son la vida, la integridad física y el patrimonio de los salvaguardar la vida, las libertades, la integridad individuos. Para ello están dotadas de facultades y el patrimonio de las personas, así como e instrumentos como leyes y reglamentos, contribuir a la generación y preservación del organismos de procuración e impartición de orden público y la paz social, de conformidad justicia y el uso exclusivo de la fuerza pública. con lo previsto en la Constitución y en las leyes Cuando las instituciones son incapaces de en la materia. La seguridad pública comprende utilizar adecuadamente tales potestades y la prevención, investigación y persecución herramientas y fallan en su responsabilidad de de los delitos, así como la sanción de las preservar la vida, la integridad y la propiedad infracciones administrativas, en los términos de las personas y las poblaciones, entra en crisis de la ley, en las respectivas competencias que su primera razón de ser, se debilita el acuerdo la Constitución señala. La actuación de las Seguridad y salud pública en México: su interacción tratándose de la violencia hacia la mujer. PP. 53-64 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 instituciones de seguridad pública se regirá por los principios de legalidad, objetividad, eficiencia, profesionalismo, honradez y respeto a los derechos humanos reconocidos en la Constitución”. 5. GUARDIA NACIONAL Con la llegada del nuevo gobierno a la Presidencia de la República, (2018-2024), se crea la Guardia Nacional. Y como todo proyecto de reciente creación, tuvo que pasar por una serie de procesos que incumbieron a los actores de la vida nacional, política, económica, social y académica (Olvera, 2019). Para la consecución del Proyecto, fue determínate contar con una Estrategia Nacional de Seguridad Pública del Gobierno de la República (Secretaría de Gobernación, 2019b), la que daba noticia de la creación de una institución con funciones de seguridad pública integrada por elementos de fuerzas armadas: La Guardia Nacional. En el número ocho de la Estrategia, se lee como sigue: “Ahora tenemos la gran oportunidad de retomar las fortalezas de las instituciones militares como su disciplina, formación, servicio de carrera, espíritu de cuerpo, para fortalecer la Guardia Nacional. Así mismo, podremos aprovechar los recursos humanos, materiales e infraestructura que pueden aportar las fuerzas armadas en favor de la seguridad del país, siempre conforme las condiciones, requisitos y restricciones que el constituyente permanente ha señalado en el contexto de la reforma constitucional. Este esfuerzo debe ir encaminado bajo una doctrina policial de carácter civil, y es el camino que debemos seguir con la finalidad de que la 59 Guardia Nacional sea un símbolo de confianza entre los ciudadanos de nuestra gran nación”. En este sentido, el día 23 de mayo del año 2019, se expide la Ley de la Guardia Nacional, dando lugar al nacimiento de una institución, y a su reglamento, el día 29 del mes de junio del mismo año. A nuestro análisis, entendemos que estos nuevos paradigmas de actuación de los agentes garantes de la seguridad pública del país (aludiendo a la Guardia Nacional), vienen a revolucionar la visión castrense para ampliarse a roles policiales. Y, en este contexto, se diseña una nueva institución que inicia su andadura dando respuesta a la exigencia social (López, 2018, p. 17), donde se privilegia la expansión de las atribuciones de las fuerzas militares penetrando en áreas de la sociedad; sin que ello implique abandonar sus misiones constitucionales hasta este momento. Con la creación de la Guardia Nacional, se pretende potencia la protección de la paz pública, la preservación de la vida, la libertad y los bienes de las personas. En este sentido, el artículo 4 de la mencionada Ley establece: “La Guardia Nacional es una institución de seguridad pública, de carácter civil, disciplinada y profesional, adscrita como órgano administrativo desconcentrado de la Secretaría”. Y, en su artículo 5, se indica: “El objeto de la Guardia Nacional es realizar la función de seguridad pública a cargo de la Federación y, en su caso, conforme a los convenios que para tal efecto se celebren, colaborar temporalmente en las tareas de seguridad pública que corresponden a las entidades federativas o municipios”. Idalia Patricia Espinosa Leal �60 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx y en especial la alimentación, el vestido, la vivienda, la asistencia médica y los servicios sociales necesarios; tiene asimismo derecho a Aludir al derecho humano a la salud es tema los seguros en caso de desempleo, enfermedad, que encuentra sus bases en la dignidad del invalidez, viudez, vejez u otros casos de individuo. Precisamente, en la actualidad, pérdida de sus medios de subsistencia por en el caso nacional, se cuenta con un marco circunstancias independientes de su voluntad”. normativo que garantiza este derecho, tal y como se contempla en la Carta Magna en el artículo 4, De igual manera, en La Declaración Americana párrafo cuarto, donde se prevé: “Toda Persona de los Derechos y Deberes del Hombre, tiene derecho a la protección de la salud. La (aprobada en Bogotá, en abril de 1948), se Ley definirá las bases y modalidades para el establece el Derecho a la preservación de acceso a los servicios de salud y establecerá la la salud y al bienestar, en su artículo XI, que concurrencia de la Federación y las entidades señala: “Toda persona tiene derecho a que su federativas en materia de salubridad general, salud sea preservada por medidas sanitarias conforme a lo que dispone la fracción XVI y sociales, relativas a la alimentación, el del artículo 73 de esta Constitución. La Ley vestido, la vivienda y la asistencia médica, definirá un sistema de salud para el bienestar, correspondientes al nivel que permitan los con el fin de garantizar la extensión progresiva, recursos públicos y los de la comunidad”. cuantitativa y cualitativa de los servicios de salud para la atención integral y gratuita de las También, en La Convención Americana Sobre personas que no cuenten con seguridad social”. Derechos Humanos, “Pacto de San José de Costa Rica”. Suscrita en la Conferencia Ahora bien, llegar a este avance de positivación Especializada Interamericana sobre Derechos de la asistencia sanitaria ha sido esfuerzo y Humanos, San José, Costa Rica (7 al 22 de sacrificio de muchos, ya que tengamos en noviembre de 1969 y adoptada en San José, cuenta que, en el decurso de la historia, la Costa Rica el 22 de noviembre de 1969), se asistencia sanitaria se ha caracterizado por ser destaca, en la Parte I (Deberes de los Estados una de las materias más deficientes en todos los y Derechos Protegidos, en el artículo 1. países del mundo (García Valdés, 1982. p.111). 1: “Los Estados Partes en esta Convención se comprometen a respetar los derechos y En el marco internacional, inicialmente diremos libertades reconocidos en ella y a garantizar que, en La Declaración Universal de Derechos su libre y pleno ejercicio a toda persona que Humanos, aprobada por la Asamblea General esté sujeta a su jurisdicción, sin discriminación de las Naciones Unidas el 10 de diciembre alguna por motivos de raza, color, sexo, de 1948 en París, en el artículo 25. 1. Se idioma, religión, opiniones políticas o de contempla que: “Toda persona tiene derecho cualquier otra índole, origen nacional o a un nivel de vida adecuado que le asegure, social, posición económica, nacimiento o así como a su familia, la salud y el bienestar, cualquier otra condición social. 2. Para los 6. EL DERECHO HUMANO A LA SALUD PÚBLICA EN MÉXICO Seguridad y salud pública en México: su interacción tratándose de la violencia hacia la mujer. PP. 53-64 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 efectos de esta Convención, persona es todo ser humano”. Asimismo, en el artículo 2 se contempla el deber de adoptar disposiciones de Derecho Interno: “Si el ejercicio de los derechos y libertades mencionados en el artículo 1 no estuviere ya garantizado por disposiciones legislativas o de otro carácter, los Estados Partes se comprometen a adoptar, con arreglo a sus procedimientos constitucionales y a las disposiciones de esta Convención, las medidas legislativas o de otro carácter que fueren necesarias para hacer efectivos tales derechos y libertades”. No hay duda que el reconocimiento del derecho humano es un gran avance en la realidad mexicana; sin embargo, el mismo no se puede acceder sin la garantía que el ciudadano tenga por parte del Estado, aquí la importancia de los instrumentos internacionales que obligan a las autoridades a cumplir con el aludido derecho a la salud, garantizando la asistencia sanitaria con todo lo que esto implique. Esto es, lo único que falta es que el Estado los materialice desde un enfoque garantista”. (Gómez Tapia, 2006, p. 340). 7. LA VIOLENCIA HACIA LAS MUJERES: UN PROBLEMA DE SALUD PÚBLICA EN MÉXICO Hemos plasmado la evolución de las instituciones garantes de la seguridad pública en México; ahora, nos ocuparemos de un nuevo escenario que se presenta como problema central a la salud pública mexicana. Como la violencia de género se presenta tanto en el ámbito privado como público, y en 61 todos los aspectos donde esté involucrado el sexo femenino, esto provoca un desequilibrio social; consecuentemente, asistimos a un tema de salud pública (Inegi, 2021, pp. 37-38). Así tenemos que las mujeres que sucumben ante la violencia, experimentan una sensación de profunda injusticia, incomprensión, soledad, baja autoestima, entre otros males. Por otra parte, el maltrato de ésta en el ámbito familiar también conlleva pérdidas económicas para el país, debido a que las mujeres no pueden contribuir plenamente con su labor activa y creativa, si se encuentran bajo presiones, estrés, agobio, etc., por las heridas físicas y psicológicas del daño padecido. Si la mujer que fue víctima de violencia, decide entablar juicio de denuncia vive procesos de inestabilidad emocional y económica, además de amenazas de los familiares del agresor. Por cada hecho de violencia familiar, son tres personas en promedio las que deben recibir atención como consecuencia del acto violento: el agredido, el agresor y el espectador. Los síntomas que se presentan en una mujer que sufre la violencia son: depresión, ansiedad, insomnio, poco bienestar psicológico y deseo de suicidio. Los maltratos físicos siempre comienzan con los psíquicos, un maltratador psíquico reincidente se convierte en un maltratador físico. Para reconocer la violencia o maltrato psíquico solamente se requiere la afirmación de los siguientes puntos: Insultos, amenazas de muertes, amenazas en la guarda y custodia de los hijos, humillaciones, depresión, chantaje económico, chantaje emocional, Idalia Patricia Espinosa Leal �62 constructoscriminologicos.uanl.mx CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS abandono de las relaciones con familiares y 8. CONCLUSIÓN amigos. Tanto la reforma constitucional mexicana del año Este tipo de delito debe ser tratado 2008 como la del 2011, indudablemente han preventivamente. Como se advierte, el daño fortalecido el Sistema de Justicia mexicano. Sin causado a una mujer violentada no solo es tema embargo, los grandes cambios que representan de salud pública; también transita a convertir todo un reto son seis ejes que conforman el en un asunto de seguridad nacional, de Estado. Plan Nacional de Paz y Seguridad 2018-2024, porque comprenden no solo la creación e Salud y seguridad son dos de las exigencias que implementación de nuevas instituciones que en México deben ser atendidas. Asignaturas que funcionen con eficacia. Asimismo, atender la se encuentran supeditadas al reconocimiento preocupante alza de la comisión delictiva de y protección de derechos humanos. Nos violencia contra la mujer, se traduce en un enfrentamos a nuevos paradigmas que fenómeno que no solo impacta a la seguridad estatal, más aún, salud pública. En definitiva, demandan nuevas estrategias de respuesta. salud y seguridad son acciones que deben ser Como propuesta a lo mencionado supra, garantizadas ante la exigencia de los derechos habrá que atender a lo previsto en la Ley del humanos en México, tengamos presente que Observatorio de Violencia Social y de Género el Principio Pro Persona se erige como piedra para el Estado de Nuevo León, en la que se angular del nuevo paradigma de actuación del identifican tres tipos de prevenciones; en este Estado Mexicano. sentido, en el artículo 5 se indica: TRABAJOS CITADOS a) Prevención primaria: son acciones de educación, orientación, información Aguilera, R. E., Espino, D. R. (2006). Fundamento, naturaleza y y difusión encaminadas a evitar que se garantías jurídicas de los derechos sociales ante la crisis del presente el problema. Estado social. Revista Telemática de Filosofía del Derecho, (10), 1-29. b) Prevención secundaria: acciones encaminadas a limitar el daño, detección temprana, diagnóstico oportuno y manejo adecuado. Bacigalupo, E. (1986). La función del concepto de norma en la dogmática penal. Revista de la Facultad de Derecho de la Universidad Complutense, (11), 61-74. Baratta, A. (2004). Criminología y sistema penal (compilación in memoriam). Buenos Aires, Argentina: Editorial B de F. c) Prevención terciaria: acciones encaminadas a evitar que el problema afecte a otras personas, así como el manejo de las consecuencias e incluye la rehabilitación. Barba, R. (2016). La función de la policía especializada (¿científica?) a la luz del sistema penal acusatorio. En M. Núñez (Ed.), Derechos Humanos, seguridad pública y constitución, (pp. 47-60). México: Instituto Nacional de Ciencias Penales. Barona, S. (2011). Mediación penal. 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Profesora Asistente en la Universidad de Hankuk de Estudios Extranjeros, Campus Seúl, Corea del Sur. Correo: espinosayoo@hufs.ac.kr https://dof.gob.mx/nota_detalle. php?codigo=5555126&fecha=26/03/2019 Secretaría de Gobernación. (2019b). Decreto por el que se aprueba la Estrategia Nacional de Seguridad Pública del Gobierno de la Republica. Recuperado de https://www.dof.gob.mx/nota_ detalle.php?codigo=5560463&fecha=16/05/2019 Secretaria de Seguridad y Protección Ciudadana. (2021). Modelo Nacional de Policía y Justicia Cívica, Secretariado Ejecutivo del Sistema Nacional de Seguridad Pública. Recuperado de https://www.dof.gob.mx/2021/SSPC/SEGURIDADyPC_260121. pdf Silva, J. M. (2011). La expansión del derecho penal. Aspectos de la política criminal en las sociedades posindustriales (2ª edición). Madrid, España: Civitas. Vázquez, E. (2007). El poder del imaginario y lo simbólico en la determinación de las ideas de justicia, autoridad y soberanía. 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La problematización que orienta se analiza el encarcelamiento en la sociedad occidental esta reflexión es: ¿A quién le interesa el fracaso de la junto al surgimiento del capitalismo. Por último, se prisión, y el no resocializar en lo que se refiere a la presenta una alternativa para la posible solución del resocialización? ¿Es posible se pensar en una sociedad problema. sin prisiones? La hipótesis sería: El fracaso de la resocialización está cumpliendo con la finalidad de Palabras clave: Brasil, Prisión; Delincuencia; Violencia. producir delincuentes para manutención del sistema. Las bases teóricas para las reflexiones que aquí se presentan Abstract fueron Foucault y Goffman. Las ideas son así organizadas: The article aims to discuss the functioning of the prison En un primer momento se busca entender el panorama and its relationship with violence and society through the production of crime. Bibliographic research and Cómo citar Pereira Leal, R., & Macêdo, M. ¿Delincuencia útil en Brasil, a quién le interesa? . Constructos Criminológicos, 3(5). Recuperado a partir de https:// constructoscriminologicos.uanl.mx/index.php/cc/ article/view/47 *https://orcid.org/0000-0002-1279-8254 Brasil documentary analysis were used as methodology. The problematization that guides this reflection is: Who is interested in the failure of the prison, and not resocializing in what refers to resocialization? Is it possible to think of a society without prisons? The hypothesis would be: The failure of resocialization is fulfilling the purpose of producing delinquents for the maintenance of the system. The theoretical bases for the reflections presented here were Foucault and Goffman. The ideas are organized �66 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS as follows: At first, we seek to understand the current constructoscriminologicos.uanl.mx y productores de violencia. panorama of prisons in Brazil based on data from the Ese tema es de gran relevancia y actualidad en in order to understand the ranking that Brazil occupies el mundo entero y también en Brasil, ya que trae in the prison population. In a second moment with the grandes inquietudes a la sociedad como un todo theoretical support in Discipline and Punish by Michel y en especial a los Operadores del Derecho. Por Foucault, imprisonment in Western society is analyzed eso la motivación para el presente artículo que together with the rise of capitalism. Finally, an alternative tiene el objetivo de discutir la relación entre la prisión, delincuencia, violencia y seguridad. is presented for the possible solution to the problem. Y, también reflexionar sobre cuál es el camino a ser trillado, para solucionar la cuestión de Key words: Brazil; Prison; Delinquency; Violence. la violencia y de la criminalidad en nuestra sociedad, teniendo en cuenta que en los 200 INTRODUCCIÓN años pasados de la historia del encarcelamiento El dilema de la producción de la delincuencia nada cambió. reside en la paradoja demostrada por Foucault, de que nuestra sociedad lucha contra la La problemática que orienta esta reflexión violencia, imponiendo un sistema carcelario es justamente indagar ¿a quién le interesa el que precisamente produce la delincuencia fracaso de la prisión, y el no resocializar en generadora de esa violencia. La violencia que lo que se refiere a la resocialización? Y si es se observa en la sociedad se potencializa con la posible pensar en una sociedad sin prisiones? prisión, cuando ella produce a los delincuentes ¿Y cuál podría ser la alternativa? profesionales, que son útiles para la manutención Buscando soluciones para esta problemática se de ese ciclo. Ya que, la delincuencia no es el trabaja con la hipótesis de que la prisión sea una efecto negativo del fracaso de la prisión, y sí, el industria de la delincuencia, que, por su vez es resultado positivo de las técnicas aplicadas no productora de violencia la cual hace con que la sociedad reclame cada vez más de la seguridad ambiente de encarcelamiento. por la pena privativa de libertad con el intuito A través de los análisis de Foucault, la prisión de alejar a “los delincuentes” del convivio surge en el siglo XIX como un instrumento social. Y el fracaso de la resocialización cumple que la burguesía encontró para lidiar con con el fin de producir delincuentes para la el problema de la criminalidad. Así, la manutención del sistema. Una posible solución prisión surgió para atender a los intereses para este dilema sería el uso de las nuevas de seguridad de la burguesía capitalista tecnologías. encarcelando a todos aquellos que fueran considerados criminosos. La edición de leyes El camino metodológico aquí trillado fue penales en Brasil es el ejemplo real del ciclo la investigación bibliográfica y el análisis desarrollado por Foucault: leyes punitivas de documental de fuentes disponibles en el encarcelamiento en fábricas de reincidentes Ministerio de Justicia y del Consejo Nacional National Council of Justice and the Ministry of Justice ¿Delincuencia útil en Brasil, a quién le interesa?. PP. 65-78 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 67 de Justicia de Brasil, y las bases teóricas para las en Brasil, el país se encuentra en la 3º posición reflexiones aquí presentadas fueron Foucault y con 711.463 mil. Pero considerando que el Goffman. país tenía 373.991 mil, mandatos de prisión en abierto según el Banco Nacional de Mandatos Las ideas se organizan así: En el primer momento de Prisión del CNJ, sumados a los 711.463 mil, se busca entender el panorama actual de las totalizaría más de 1.085.454 de condenados. prisiones en Brasil a partir de los datos del Brasil está en camino de permanecer entre los Consejo Nacional de Justicia y del Ministerio tres mayores países con población carcelaria, de Justicia para comprender cuál es el ranking incluso, por el porcentual de jóvenes con edad que Brasil ocupa en población carcelaria. En entre 18 y 29 años. (BRASIL. Consejo Nacional un segundo momento con el apoyo teórico en de Justicia. Disponible en http://www.cnj.jus. Vigilar y Castigar de Michel Foucault, se analiza br/images/imprensa/diagnostico_de_pessoas_ el encarcelamiento en la sociedad occidental presas_correcao.pdf Consultado el día 26 de junto con el surgimiento del capitalismo. Por julio de 2017.) último, se discute una alternativa para una posible solución del problema. En los últimos 14 años, la población del sistema penitenciario brasileño sufrió un 1. PANORAMA ACTUAL DE LAS PRISIONES aumento de 167,32%, muy arriba del crecimiento poblacional. Según informaciones EN BRASIL del Departamento Penitenciario Nacional del En el libro Vigilar y Castigar, Michel Foucault Ministerio de Justicia, publicado en el INFOPEN demostró mucho más que la creación y la en diciembre de 2014, este aumento refleja más historia del nacimiento de la prisión como la política criminal hegemónica de los agentes institución privilegiada para la imposición de públicos que el cambio en las tendencias de las penas en la era moderna. Mostró también, ocurrencias criminales en el país. El aumento que en una perspectiva del sistema punitivo progresivo de la población carcelaria a lo largo neoliberal, la prisión continúa siendo la forma de los años, nos muestra como son graves los más práctica de lidiar con la criminalidad y la problemas sociales y políticos que rodean el tema del encarcelamiento. Estos problemas violencia. envuelven desde la falta de inversiones en El Consejo Nacional de Justicia – CNJ -, a través políticas públicas como de infraestructura del Departamento de Monitoreo y Fiscalización adecuada. (BRASIL. Ministerio de Justicia. del Sistema Carcelario y del Sistema de Disponible en: http://www.justica.gov.br/seusEjecución de Medidas Socioeducativas – DMF direitos/politica-penal/documentos/infopen_ -, presentó en junio de 2014, el ranking de dez14.pdf. Consultado el día 31 de julio de los 10 países con mayor población carcelaria. 2017). Brasil tenía 563.526 mil presidiarios, figurando en el 4º lugar mundial. Computadas las A partir del siglo XIX, el encarcelamiento personas que están bajo arresto domiciliario se destaca en la sociedad como práctica de Rogério Pereira Leal y Maurides Macêdo �68 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS castigo y Foucault es un autor que analizó con maestría la historia de la prisión en la obra mencionada. Partiendo del análisis de Foucault, y observando la realidad brasileña, algunas indagaciones surgen: ¿Cómo es posible mejorar el perfil penitenciario de Brasil? ¿Cuáles mecanismos podrían ser utilizados para volver las penitenciarías más humanas y resocializar a los presidiarios? ¿Cómo evitar que las prisiones sean fábricas de delincuentes? La prisión tiene la misión de resocializar al presidiario? 2. HISTORIA DE LA PRISIÓN PARA MICHEL FOUCAULT Para Foucault la prisión representa la forma más perversa de las relaciones de poder. Someter a alguien a prisión y privarlo de su libertad es la forma más cruel de condicionar a los individuos de las más variadas y minuciosas maneras a que se vuelvan delincuentes. De acuerdo con el autor, la prisión: se constituyó fuera del aparato judicial, cuando se elaboraron, por todo el cuerpo social, los procesos para repartir a los individuos, fijarlos y distribuirlos espacialmente, clasificarlos, sacar de ellos el máximo de tiempo y el máximo de fuerzas, entrenar a sus cuerpos, codificar su comportamiento continuo, mantenerlos con una visibilidad limitada, formar a su alrededor un aparato completo de observación, registro y anotaciones constituir sobre ellos un saber que se acumula y se centraliza. (FOUCAULT, 2014, p. 223). En su libro Vigilar y Castigar se verifica que hasta el siglo XVIII el medio principal de castigar se ¿Delincuencia útil en Brasil, a quién le interesa?. PP. 65-78 constructoscriminologicos.uanl.mx constituía en el suplicio. El criminal sufría en el cuerpo los dolores por el crimen cometido, no contra la sociedad, pero contra el soberano. Cada crimen era visto como una ofensa personal al soberano. Con la idea de evitar que eso se repitiese, el criminal tenía que sufrir en público el suplicio. Este ritual tenía por objetivo conservar e intensificar el poder del soberano. De acuerdo con Foucault, en la segunda mitad del siglo XVIII, se altera el modo de castigo a partir de la eliminación del suplicio, o sea, de esta: confrontación física entre el soberano y el condenado; este conflicto frontal entre la venganza del príncipe y la cólera contenida del pueblo, por intermedio del condenado y del verdugo. El suplicio se volvió rápidamente intolerable. Generando contrariedad, desde la perspectiva del pueblo, donde ese suplicio revela la tiranía, el exceso, la sed de venganza y el “cruel placer de castigar”. (Ibídem, p.73). En el contexto de las reformas a lo largo del siglo XVII, por el fin del suplicio como forma de castigo, surgen tesis como las que sustentan la reeducación o resocialización de los criminales a buenos ciudadanos nuevamente. Los reformistas proponen como primera manera de castigo al criminal el conjunto constituido por la deportación, por el aislamiento y por el ostracismo, después sigue el aislamiento del individuo en el interior del cuerpo social por medio de la humillación pública y del desprecio, sigue la condena a los trabajos forzados. Finalmente, con el intuito de evitar que el crimen sea nuevamente cometido por el condenado o por otros, el individuo puede �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 69 llegar a ser castigado por la ley del Talión. En Para Foucault, la prisión representa también este régimen de penas la prisión siquiera se el lugar de un suplemento de poder que él denomina de penitenciario. Si el poder judicial menciona. priva legalmente al individuo de su libertad, el A finales del siglo XVIII y principios del siglo penitenciario lo controla y lo transforma de modo XIX, en el momento de la Restauración en ejemplar, como en ninguna otra institución. En Francia y de la Santa Alianza en Europa, la los análisis del autor, el aparato penitenciario prisión se impone como principal mecanismo recibe de las manos de la justicia un condenado, de castigo sobre las otras formas de castigar. Su sin embargo, pasando por las tecnologías de éxito no dependió de su utilidad social, en el la prisión, este condenado es transformado en sentido de que ella protege a la sociedad contra delincuente. Pues la prisión no actúa sobre la los malhechores o de que actúa favorablemente infracción, pero sí sobre el cuerpo y la conducta en la reintegración social de los individuos. del condenado. El delincuente se distingue del Del punto de vista jurídico legal, la prisión infractor por el hecho de no ser tanto su acto es designada como detención, privación de como su vida lo que más lo caracteriza. la libertad, medio de reparación a un daño El éxito de la prisión que se espera, es causado a la sociedad. presentado por Foucault (2014) en siete De acuerdo con Foucault la prisión tiene doble máximas que, aparentemente, contribuyeron fundamento lo que la hace aparecer como forma para el funcionamiento de la buena condición más inmediata y civilizada de todas las penas: penitenciaria. Son ellos: principio de la jurídico económica por un lado, y técnico corrección (función esencial para transformación disciplinaria por otro. La crítica presentada por del comportamiento del individuo); principio el pensador francés reside en la afirmación de de la clasificación (los detenidos deben ser aislados y clasificados conforme la gravedad que la prisión no existe para corregir, sino que, del hecho, su grupo etario); principio de la prisión no fue primero una privación de la modulación de las penas (aplicación libertad la que se habría dado en seguida individual de las penas, con posibilidades de una función técnica de corrección; ella fue progresión y regresión); principio del trabajo desde el principio una “detención legal” como obligación y como derecho (el trabajo encargada de un suplemento correctivo, o penal debe funcionar como instrumento para incluso una empresa de modificación de transformación y resocialización del detenido); los individuos que a privación de libertad principio de la educación penitenciaria (instruir permite hacer funcionar en el sistema legal. de forma general y profesional al detenido); En suma, el encarcelamiento penal, desde el principio del control técnico de la detención inicio del siglo XIX, recubrió al mismo tiempo (personal especializado para buena formación la privación de libertad y la transformación del detenido); principio de las instituciones anexas (asistencia al detenido y al egresado de técnica de los individuos. (Ibídem, p. 225). la readaptación social). Rogério Pereira Leal y Maurides Macêdo �70 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Es este conjunto de principios que forma al sistema penitenciario. En este punto de vista, la prisión es apenas una institución formada de muros, personal, reglas y violencia. A partir de este enfoque, el fracaso de la prisión puede ser comprendido como esclarece Foucault: “el sistema carcelario junta en una misma figura discursos y arquitectos, reglamentos coercitivos y proposiciones científicas, efectos sociales reales y utopías invencibles”, concluyendo aún sobre cómo se componen de modo complexo “programas para corregir la delincuencia y los mecanismos que solidifican la delincuencia” (Ibídem, p. 266). Pensar que la prisión fracasa en reducir los índices de violencia y criminalidad debe ser visto desde otra plataforma. La prisión consiguió hacer muy bien al delincuente, tipo especializado, de forma política y económicamente rentable de ilegalidad. El éxito es tal que, después de dos siglos de “fracaso”, la prisión continúa existiendo, perpetuando los mismos procesos productores de delincuencia. 3. ¿CUÁL ES EL INTERÉS PARA EL FRACASO DE LA PRISIÓN? La crítica hecha a la institución prisión de que ella no recupera a los condenados se remonta al siglo XIX. Observaciones como la de que es necesaria inversión financiera (construcción de nuevos presidios, reforma de los antiguos, concursos para agentes penitenciarios y especialistas, compra de equipos de seguridad, tecnología y etc.), de que as facciones criminales asumieron el liderazgo de los presidios, del aumento de la violencia y de la criminalidad reafirman esto. Cuando las mayorías de los ¿Delincuencia útil en Brasil, a quién le interesa?. PP. 65-78 constructoscriminologicos.uanl.mx presidiarios regresan a la prisión después de estar libres, pues no consiguen trabajo lícito en razón del “etiquetado” por malos antecedentes, porque sufrieron daños en su “carrera moral”. La mayoría sale de la penitenciaría, pero, cargan consigo un estigma, una condición de desacreditados”, tienen “un atributo que los hace diferentes de los otros, un atributo despectivo”, que hace con que la sociedad deje de “considerarlos criaturas comunes y completas, disminuyéndolas a personas putrefactas e indeseables” (GOFFMAN, 1988, P. 12) Como mostró Goffman, al analizar las penitenciarías como ‘instituciones totales’, son locales donde los individuos sufren rebajamientos, degradaciones, humillaciones y profanaciones al yo” GOFFMAN, 2001 p.25). La primera mutilación del yo que el individuo recibe es entre él mismo y el mundo externo. Sufre una deformación personal que se inicia en el proceso de entrada al presidio, cuando tienen que sacarse fotografías, sacarse las impresiones digitales, pesarse, desnudarse, cortarse el cabello, enumerar bienes personales, atribuir números, recibir instrucciones (GOFFMAN, 2001 p. 25). De este modo, estos individuos al entrar ya están encuadrados, arreglados y “codificados en un objeto que puede ser colocado en la máquina administrativa de los establecimientos” (Idem, p.26). Pierden el conjunto de identidad e imagen usual de ellos mismos y así sufren una “deformación personal”, y pueden sufrir también “desfiguraciones personales”, pues son ambientes que no garantizan la integridad física, la privacidad, así como el horario de la ducha, comida colectiva, y varias otras “exposiciones �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 contaminadoras”, llevan las indignidades y mortificaciones cotidianas (GOFFMAN, 2001, p.37). Con toda esta carga cuando el individuo sale del presidio es visto como alguien que tiene un “comportamiento desviado” y no consigue tener un intercambio social saludable. Faltando el “feedback” saludable del intercambio social cotidiano con los otros, la persona que se auto aísla posiblemente se vuelve desconfiada, deprimida, hostil, ansiosa y confusa (GOFFMAN, 1988, p.14). 71 sentido del abuso del poder. Arbitrario de la administración. [...] La prisión hace posible, o mejor, favorece la organización de un medio de delincuentes, [...] “cuarteles del crimen”. [...] Las condiciones dadas a los presidiarios puestos en libertad los condenan fatalmente a la reincidencia: [...] La quiebra de la prohibición, la imposibilidad de encontrar trabajo, la vagancia son los factores más frecuentes de reincidencia. [...] Finalmente, la prisión fabrica indirectamente delincuentes, al hacer caer en la miseria a la familia del condenado. (Ibídem, p. 259-263). Aunque, la institución prisión ha resistido Delante de estas realidades, ¿por qué mantener tanto tiempo, si el principio de la detención penal nunca fue seriamente cuestionado, es las prisiones? sin duda porque ese sistema carcelario se Esta situación se corrobora en la obra Vigilar enraíza en profundidad y ejerce funciones y Castigar, donde Foucault presenta una serie precisas dentro de nuestra sociedad. Esta es de críticas a la creación y manutención de la para Foucault, la sospecha más pertinente sobre el funcionamiento de la prisión. Se nota que penitenciarías, desde el siglo XIX, desde su implantación, hay en su realidad y sus efectos visibles, fue un fracaso constitutivo del nuevo aparato del denunciada como el gran fracaso de la justicia sistema de penalización, la prisión. Foucault penal. [...] Las prisiones no disminuyen la propone los siguientes cuestionamientos: tasa de criminalidad: es posible aumentarla, Sin embargo tal vez deberíamos invertir el multiplicarla o transformarla, [...] El arresto problema y preguntarnos para qué sirve provoca la reincidencia; después de salir el fracaso de la prisión; cuál es la utilidad de la prisión, tendrá más oportunidades de estos diversos fenómenos que la crítica, que antes para volver a ella, [...] La prisión, continuamente, denuncia: manutención de consecuentemente, en vez de devolverle la delincuencia, inducción en reincidencia, la libertad a los individuos corregidos, transformación del infractor ocasional en esparce en la población a delincuentes delincuencia. Quizás deberíamos buscar lo peligrosos: [...] La prisión no puede dejar que se esconde bajo el aparente cinismo de de fabricar delincuentes. [...] La prisión la institución penal que, después de haber fabrica también delincuentes imponiendo hecho a los condenados pagar su pena, a los detenidos limitaciones violentas; [...] continúa siguiéndolos por medio de toda todo el funcionamiento se desarrolla con el Rogério Pereira Leal y Maurides Macêdo �72 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS una serie de marcaciones (vigilancia que era de derecho antiguamente lo es de hecho hoy; pasaportes de los desterrados de antes, y ahora hoja corrida) y que persigue así como “delincuente” ¿a aquel que pagó su deuda como infractor? ¿No podemos ver ahí más que una contradicción, una consecuencia? (Ibídem, p. 267). Y a seguir se hace la siguiente constatación: Deberíamos entonces suponer que en la prisión y de manera general, sin duda, los castigos, no se destinan a suprimir las infracciones; pero antes a distinguirlas, a distribuirlas, a utilizarlas; que tienen como objetivo, no tanto volver dóciles a los que están listos para transgredir a las leyes, pero que tienden a organizar la transgresión de las leyes en una táctica general de dependencia. La penalidad sería entonces una manera de administrar las ilegalidades, de alcanzar los límites de tolerancia, de dar terreno a algunos, de hacer presión sobre otros, de excluir una parte, de volver útil otra, de neutralizar a estos, de sacar provecho de aquellos. (Ibídem, p. 267). constructoscriminologicos.uanl.mx como solución jurídica para prácticamente cualquier tipo de delito. De esta forma, el encarcelamiento es el instrumento más adecuado para producir la delincuencia. El índice de reincidencia es alto, o sea, los mismos criminales regresan frecuentemente a las mismas celdas carcelarias. En las prácticas que componen el sistema carcelario se fabrica la delincuencia para debilitar a las luchas políticas y sociales y potencializar el lucro “ilegal” de las clases dirigentes de nuestras sociedades democráticas y burguesas. Esta hipótesis explicaría porque el fracaso de la prisión en la resocialización de los condenados deja de ser un efecto indeseable, ya que la reincidencia y la consecuente circularidad de la delincuencia pasan a ser los resultados claramente esperados. Para Foucault sería hipocresía o ingenuidad creer que, la ley es hecha para todo el mundo en nombre de todo el mundo; que es más prudente reconocer que ella está hecha para algunos y se aplica a otros; que en principio ella obliga a todos los ciudadanos, pero se dirige principalmente a las clases más numerosas y menos esclarecidas; que, al contrario de lo que sucede con las leyes políticas o civiles, su aplicación no se refiere a todos de la misma forma; que en los tribunales no es la sociedad entera que juzga a uno de sus miembros, pero una categoría social encargada del orden sanciona otra condenada al desorden. (Ibídem, p. 270) De este enfoque, se nota que por atrás del fracaso de la prisión, hay una forma de control social, de organización de los delitos e infracciones. La producción y la gestión de criminales corresponderían a la función de la prisión dentro de nuestra sociedad. La violencia en vez de ser combatida por el Estado es promovida por él a través de la valorización de las prisiones como modelos punitivos. La En este punto de vista foucaultiano, la ley y circularidad de la delincuencia es producida y la justicia son instrumentos importantes de alimentada por la práctica del aprisionamiento dominación de una clase sobre otra, no apenas ¿Delincuencia útil en Brasil, a quién le interesa?. PP. 65-78 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 73 en el sistema carcelario. De acuerdo con sociedad. Es inviable, pensar en el Estado sin la Foucault (2014), la prisión ejerce la función vigilancia de la policía, aunque, de crear delincuentes en la sociedad, ella se debería hablar de un conjunto cuyos genera la ilegalidad concentrada, controlada tres términos (policía-prisión-delincuencia) y desarmada, así ella se vuelve útil al sistema. se apoyan unos sobre los otros y forman La utilización de la delincuencia como un circuito que nunca es interrumpido. La medio separable y manejable está hecho en vigilancia policiaca suministra a la prisión las márgenes de la legalidad. Por ejemplo, el a los infractores que esta transforma en tráfico de drogas, el tráfico de armas, el tráfico delincuentes, objetivo y auxiliares de los de personas, el crimen de cuello blanco, robo controles policiacos que regularmente de cargas, lavado de dinero, hackers, juegos mandan a algunos de ellos de vuelta a la de azar y otros, muestran su utilidad y el prisión. No hay una justicia penal destinada funcionamiento de una delincuencia útil. Por a castigar todas las prácticas ilegales y que, ejemplo, Brasil tiene más de 1700 tipos de para eso, utilizara a la policía como auxiliar, penas, y la prohibición legal crea alrededor de y la prisión como instrumento punitivo, estos crímenes un campo de prácticas ilegales, pudiendo dejar en el rastro de su acción el así, surge un instrumento para administrar residuo inasimilable de la “delincuencia”. y explotar ilegalidades que interesan sean (Ibídem, p. 270). mantenidas. Queda muy claro cuando Foucault potencializa el arresto como fábrica: La producción de la delincuencia es hecha El circuito de la delincuencia no sería el de forma institucionalizada donde la prisión subproducto de una prisión que, al castigar, se constituye responsable por la problemática no consiguiera corregir; sería el efecto directo de la producción de la reincidencia. Por de una penalidad que, para administrar las consiguiente, por el aumento de la violencia y prácticas ilegales, las pondría a algunas de la criminalidad, por el uso excesivo de los de ellas en un mecanismo de “castigo- medios de represión, por lo tanto, el fracaso de reproducción” de que el encarcelamiento la prisión interesa a la manutención del orden sería una de las piezas principales. ¿Pero por en nuestra sociedad a través del miedo y de la qué y cómo habría sido la prisión llamada constante sensación de inseguridad. Además, se para funcionar en la fabricación de una buscó pensar en una alternativa para la prisión delincuencia que sería su deber combatir?” como modelo de castigo más comúnmente aplicado a nuestro ordenamiento jurídico. (Ibídem, p. 272) De esta forma, la función positiva de la prisión dentro de nuestra sociedad es fabricar delincuencia. En este sistema, la policía es la herramienta esencial. Ella es el ojo del Estado que está constantemente abierto, vigilando a la 4. TECNOLOGÍA ÚTIL PARA MINIMIZAR EL USO DE LA PRISIÓN Las innovaciones tecnológicas en todos los saberes de la ciencia pueden constituirse como Rogério Pereira Leal y Maurides Macêdo �74 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx el liberalismo inauguró el igualitarismo, las libertades formales y la libertad de mercado, su subsuelo, sin embargo, fueron las disciplinas con su sistema de recompensa y castigo. Igualmente, se destaca que el sujeto de derechos, pensado a partir de una proyección de superestructura, El principio es conocido: en la periferia una y como condición infraestructural el individuo construcción en anillo; en el centro, una fabricado en la y por la tecnología de la torre: esta está dotada de largas ventanas que disciplina en las prácticas sociales. De este se abren sobre la fachada interna del anillo; modo, las nuevas libertades formales y jurídicas la construcción periférica está dividida en son indisociables de adiestramiento y de control celdas, cada una atravesando toda la espesura de los individuos. de la construcción; ellas tienen dos ventanas, una vuelta para el interior, correspondiendo En este intento, se consustancia que la a las ventanas de la torre; otra, que da al tecnología de seguridad representa un exterior, permite que la luz atraviese la importante instrumento de estímulo para celda de lado a lado. Basta entonces poner rever la situación de las penitenciarías en un vigilante en la torre central, y en cada Brasil. Muchos ciudadanos son arrestados de celda trancar a un loco, a un enfermo, a un forma arbitraria, por cuenta de los paradigmas condenado, a un operario o a un estudiante. establecidos por la sociedad que entienden que Por el efecto de la contraluz, se puede notar la “justicia” solamente se vuelve concretizada de la torre, recortándose exactamente sobre cuando culmina en el encarcelamiento. De la claridad, las pequeñas siluetas cautivas este modo, somos obligados a convivir con en las celdas de la periferia. Tantas jaulas, estas paradojas que vanaglorian la política de tantos pequeños teatros, en que cada actor la privación de la libertad, frente a la dificultad está solitario, perfectamente individualizado de quebrarlas o resolverlas. y constantemente visible. (...) El Panóptico es una máquina de disociar el par ver-ser visto: En síntesis, se nota un contrasentido, pues en el anillo periférico, se es totalmente visto, la sociedad ansía por más prisiones y sus sin nunca ver; en la torre central, se ve todo, enclaustramientos, pero la eficacia en la aplicación de cualesquiera inversiones sin nunca ser visto. (Ibídem, p. 194-195). públicas direccionadas a los establecimientos es prácticamente nula, El Panóptico de Bentham citado por Foucault penitenciarios fue una novedad en los años 1830-1840 (p. bajo el argumento de que condenados no 242), como la piedra de la inteligencia de la merecen regalías. Por consiguiente, el ciclo disciplina. En la ocasión no era más necesario de estos establecimientos como productores usar la fuerza o la violencia gracias a la eficacia de delincuentes se perpetúa y su violencia de la vigilancia de la nueva teoría penitenciaria. permanece avergonzando cada vez más a En Vigilar y Castigar, Foucault indica que nuestra sociedad. la novedad capaz de cambiar la institución - prisión. En el Estado moderno con el surgimiento del arresto legal, vino la invención del Panóptico de J. Bentham su ejemplo mayor. Foucault lo describe así: ¿Delincuencia útil en Brasil, a quién le interesa?. PP. 65-78 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Pues bien, en una visión más conveniente, se hace considerable afirmar que los mecanismos tecnológicos (monitoreo electrónico y vigilancia controlada) representan una política pública que no implicará en nuevos y exorbitantes costes financieros para la Justicia Penal. Además de proveer el análisis de la legalidad de la prisión, este instrumento ha proporcionado apuntar diagnósticos, y en contrapartida, amenizado el hacinamiento de las penitenciarías, velando por la incolumidad física del individuo arrestado y por la efectividad de la prestación de sus garantías procesuales. Teniendo en vista el constatado hecho de que las políticas públicas concernientes al área de seguridad centrada en el encarcelamiento no vienen funcionando ya hace más de dos siglos. Alimentando a una cultura que castiga por parte de la sociedad brasileña en general sin ninguna eficacia en la disminución o constricción de la violencia y de la criminalidad. 75 Se deben proponer debates acerca del modelo tradicional de monopolio estatal y abastecerlo de las deficiencias del sistema de justicia penal. Llevando en consideración que el arresto de forma aislada, no viene dando resultados hace décadas el problema de la criminalidad en el país, la tecnología debe ser un procedimiento que tiene que ser adoptado como una política institucional, protagonizando un cambio de paradigmas para el sistema penitenciario frente al sistema penitenciario, ya que el encarcelamiento se viene mostrando una alternativa fallada. Pero, no la tecnología que lleve al Park Penal White Bear de la serie británica Black Mirror de Charlie Brooker. En Brasil, aún el arresto provisional ha sido usado como verdadera anticipación de la pena o con el objetivo diverso del que la legitimaría bajo la óptica de la cautela. Medidas puntuales visando alteraciones legislativas que busquen la restauración de algunas medidas criminales Por ejemplo, el Estado de Goiás cuenta con una vienen avanzando a lo largo da historia, sin población carcelaria de 20.145 condenados, embargo, de forma muy lenta, con pequeños y según datos constantes suministrados por el aislados pasos. GOIASPEN (Gestión Penitenciaria). El valor está actualizado hasta la fecha de 19/05/2017, Se nota la necesidad de establecerse mecanismos siendo que en este número no están incluidos que penalicen menos, buscándose así, exaltar los presidiarios que se encuentran con tobilleras la necesidad de creación de leyes que vengan a electrónicas. Siendo así, se hace notable que los proponer un modelo consensual de resolución medios estatales presenten una solución de los de controversias. Una perspectiva menos conflictos que no se han mostrado hábiles para punitiva en el sentido del encarcelamiento, más alcanzar solos con las finalidades de pacificación equilibrado y más humanizado, dejando de lado social. Reflejos de que son visualizados de la forma primitiva y oficial, que solamente tiene forma transparente y de modo constante dentro por objetivo el aprisionamiento y la inflación del sistema de justicia criminal. (GOIASPEN – legislativa. El autor destaca esta situación: Gestión Penitenciaria – Población Carcelaria del La delincuencia, ilegalidad dominada, es Estado de Goiás. SEAP/SSP. Datos actualizados un agente para la ilegalidad de los grupos el 19 de mayo de 2017). Rogério Pereira Leal y Maurides Macêdo �76 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS dominantes. La implantación de las redes de prostitución en el siglo XIX se caracterizan a respecto: los controles de policía y de salud sobre las prostitutas, su pasada regular por la prisión, la organización en gran escala de los lupanares, la jerarquía cuidadosa que era mantenida en el medio de la prostitución su encuadramiento por delincuentes-indicadores, todo eso permitía canalizar y recuperar, a través de una serie de intermediarios, los enormes lucros sobre un placer sexual que una moralización cotidiana cada vez más insistente votaba a una semiclandestinidad y era naturalmente dispendiosa; en la computación del precio y del placer, en la constitución de lucro de la sexualidad reprimida y en la recuperación de ese lucro, el medio delincuente era cómplice de un puritanismo interesado: un agente fiscal ilícito sobre prácticas ilegales. Los tráficos de armas, los del alcohol en los países de ley seca, o más recientemente los de droga, mostrarían de la misma manera este funcionamiento de la “delincuencia útil”; la existencia de una prohibición legal crea alrededor de ella un campo de prácticas ilegales, sobre la cual se llega a ejercer el control y sacarle un lucro ilícito por medio de elementos ilegales, pero los tornados manejables por su organización en delincuencia. Esta es un instrumento para administrar y explotar las ilegalidades. (FOUCAULT, 2014, p. 274). constructoscriminologicos.uanl.mx otra alternativa no sea viable. Al apreciar la cuestión, el magistrado – responsable por la manutención de la prisión - pasa a tener una función social y no solamente jurisdiccional, analizando minuciosamente el contexto de cada prisión, el tipo de delito cometido es el histórico de la persona detenida, para después, decretar cualquier medida restrictiva de libertad. Debiendo hacer, por lo tanto, un análisis más real y menos técnico de ley, con el propósito de inserir en el sistema penitenciario solamente a aquel individuo que de hecho tenga un perfil y rutina criminal como medio de vida considerando que en vista al resultado será la delincuencia obligatoriamente administrada y explotada en las diversas redes de ilegalidades existentes. 5. CONCLUSIONES Por medio de este artículo se mostró que la prisión no es apenas correctiva. Su función es más compleja dentro da nuestra sociedad, pues, tiene por objetivo la producción de individuos sumisos. Esta socialización de los cuerpos tiene como finalidad, crear un individuo útil y al mismo tiempo manteniendo su dependencia. Como castigo, la prisión es la invención del siglo XIX. Por lo tanto, hubo las sociedades sin prisiones y hay otras formas de castigo además de la prisión. En la historia del encarcelamiento hecha por Foucault, los pasos que conectan la prisión a la violencia pasan por la producción de la delincuencia, exactamente por el individuo haber penetrado esta institución cárcel. Se registra por escrito, por lo tanto, que el ordenamiento jurídico del Estado debe ser justo, razón por la cual, la tecnología de seguridad Se cree que la solución para los diversos debe priorizar el encarcelamiento solamente problemas que atraviesan el sistema de castigo cuando este se haga de extrema necesidad y de las sociedades, en la forma de prisión, no pasa ¿Delincuencia útil en Brasil, a quién le interesa?. PP. 65-78 �77 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 por la reforma del sistema penitenciario, pero, por las posibilidades de pensar otras formas de castigo de la violencia o de la criminalidad. No podemos admitir que la prisión continúe fabricando delincuentes y produciendo la violencia, generando una eterna cobranza por parte de la sociedad por seguridad, vigilancia policiaca y más prisión. Así recomienza el ciclo que Foucault apuntó como el fracaso de la prisión. TRABAJOS CITADOS BRASIL. Conselho Nacional de Justiça. Disponível em: http:// www.cnj.jus.br/images/imprensa/diagnostico_de_pessoas_ presas_correcao.pdf Acesso dia 26 de julho de 2017. BRASIL. Conselho Nacional em: de Justiça. Disponível http://www.cnj.jus.br/files/conteudo/ arquivo/2017/04/23902dd211995b2bcba8d4c3864c82e2. pdf. Acesso dia 26 de julho de 2017. BRASIL. Ministério da Justiça. Disponível em: http://www. justica.gov.br/seus-direitos/politica-penal. Acesso dia 31 de julho de 2017. BRASIL. Ministério da Justiça. Disponível em: http://www. justica.gov.br/seus-direitos/politica-penal/documentos/ ___ Rogério Pereira Leal Afiliación: Brasil Doctor en Derecho, por UNESA-Estácio de Sá (2022); máster en Direito, Relações Internacionais e Desenvolvimento por la Universidad Católica de Goiás ( 2012); Especialista en Derecho Penal y Procesal Penal por la Universidad Católica de Goiás (2002)); Especialista en Derecho Penal y Procesal Penal en la PUC-GO (1998); Especialista em Docência Universitária por la Universidad Católica de Goiás (2004); Abogada e Profesor em la Universidad Católica de Goiás e em la Uni-Anhanguera. Profesor y Coordinador del Curso de Derecho del Centro Universitario de Goiás?UNIGOIÁS. Miembro del Consejo Penitenciario de la Dirección General de Administración Penitenciaria de la Secretaría de Seguridad Pública del Estado de Goiás (20212022). Ex Presidente de la Comisión de Derecho Penal del Colegio de Abogados de Brasil ? Sección Goiás (2016-2021). Profesor de Cursos de Posgrado y Carreras Jurídicas. infopen_dez14.pdf. Acesso dia 31 de julho de 2017. FOUCAULT, Michel. Vigiar e Punir: Nascimento da prisão. Tradução de Raquel Ramalhete. 42 ed. Petrópolis. Rio de Janeiro. Vozes, 2014. GOFFMAN, Erving. Estigma: notas sobre a manipulação da identidade deteriorada. Tradução de Márcia Bandeira de 4a. ed. Rio de Janeiro: LCT, 1988. GOFFMAN, Erving. Manicômios, Prisões e Conventos. Tradução de Dante Moreira. Leite. 7ª edição. São Paulo: Editora Perspectiva, 2001. GOIASPEN – Gestão Penitenciária – População Carcerária do Estado de Goiás. SEAP/SSP. Dados atualizados em 19 de maio de 2017. Maurides Macêdo Afiliación: Brasil Es Post Doctorada por la Universidad de Texas (CAPES), Doctora en Historia por la Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, Máster en Historia por la Universidade Federal de Goiás, Especialista en Derecho Procesal Penal por la Universidade Federal de Goiás, Especialista en Política Social por la PUC-GO y cuenta con graduación en Derecho y graduación en Historia por la Universidade Católica de Goiás. Fue profesora titular en la PUC-GO y actualmente es profesora titular jubilada en la Universidade Federal de Goiás y Abogada. Es Rogério Pereira Leal y Maurides Macêdo �78 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS profesora del Programa de Post graduación en Derechos Humanos de la Universidade Federal de Goiás. Fue coordinadora de investigación de la PUC-GO y fue Miembro del Comité de Investigación del CNPq, Coordinadora de la Carrera de Derecho de la PUC-GO, Orientó varias tesinas de maestría y tesis de doctorado y publicó varios libros, capítulos de libros y artículos. ¿Delincuencia útil en Brasil, a quién le interesa?. PP. 65-78 constructoscriminologicos.uanl.mx �79 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Personas Desaparecidas, No Localizadas y No identificadas en Reynosa, Tamaulipas, Durante el periodo del 2021 al 2023 Missing people, not located and unidentified in Reynosa Tamaulipas, during the period of 2021-2023 Myrna Janette Carmona Mata* Cynthia Marisol Vargas Orozco* Karla Villarreal Sotelo** Resumen: La Comisión Nacional de Búsqueda de México reportó hasta el mes de noviembre del 2022 que existen 107 mil 192 personas desaparecidas y no localizadas a nivel nacional desde que comenzó el registro en el año de 1964. Hasta este momento, Jalisco es el estado con mayor número de desaparecidos teniendo una cifra de 15 mil 027 personas, el segundo es el estado de Tamaulipas con 12 mil 405 personas desaparecidas y no localizadas, el Estado de México ocupa el tercer lugar con 11 mil 748 personas. Hablar de Desaparición es hablar de dolor, angustia, Cómo citar Carmona Mata, M. J., Vargas Orozco , C. M., & Villarreal Sotelo , K. Personas Desaparecidas, No Localizadas y No identificadas en Reynosa, Tamaulipas, Durante el periodo del 2021 al 2023. Constructos Criminológicos, 3(5). Recuperado a partir de https://constructoscriminologicos.uanl.mx/index. php/cc/article/view/52 *Universidad Autónoma de Tamaulipas ** https://orcid.org/0000-0002-8668-3257 Universidad Autónoma de Tamaulipas Recibido: 30-11-2022 Aceptado: 08-05-2023 temor, delito, crimen, violación de derechos humanos, ausencia, pérdida, inseguridad e injusticia. Es una familia incompleta, un hogar donde la búsqueda del ausente se ha vuelto eterna para quienes continúan esperando su regreso. En Tamaulipas, además de registrar una de las tasas más elevadas de homicidios en el país, también tiene el segundo lugar nacional de personas desaparecidas. Según en la última actualización en Reynosa, Tamaulipas desaparecen diariamente entre 3 a 6 personas diarias, y esto son cifras con base en los reportes que se hacen mediante la Agencia de Personas No Localizadas, de la Fiscalía general de justicia. Revisado lo anterior se observa la relevancia del tema, en cuanto a conocer las cifras de Personas sin vida que se encuentran en calidad de No Identificadas en el Servicio Médico Forense y las Fosas Ministeriales que se encuentran en Ciudad Reynosa, Tamaulipas. Ya que sigue existiendo el desconocimiento sobre los procedimientos que se deben llevar a cabo al momento de acudir ante las autoridades y reportar la desaparición de un familiar, y a �80 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx of the topic is observed, in terms of knowing the figures of Lifeless Persons who are found as Unidentified in the Forensic Medical Service and the Ministerial Graves that are found in City Reynosa, Tamaulipas. Since there is still a lack of knowledge about the procedures that must be carried out when going to the authorities and reporting the disappearance of a family member, and in turn there is a way to process Palabras Clave: Persona desaparecida, Persona the identification processes of the bodies found no localizada, Identificación, localización, Not identified in the Forensic Medical Services, and if it were to be the unfortunate fact that Servicio médico forense. the relatives have the legal, psychological and social orientation to carry out the official Abstract The National Search Commission of Mexico procedures for the subsequent delivery of the reported until November 2022 that there are body of their relative. 107 thousand 192 missing and unaccounted for persons nationwide since the registry began Keywords: Missing person, Person not located, in 1964. Until now, Jalisco is the state with Identification, location, Forensic medical the highest number of missing persons, with a service. figure of 15 thousand 027 people, the second is the state of Tamaulipas with 12 thousand I. INTRODUCCIÓN 405 missing and not located people, the State of Mexico occupies the third place with 11 Nuestro país se encuentra desde ya hace unos thousand 748 people. To speak of Disappearance años, en un ambiente de violencia generalizada is to speak of pain, anguish, fear, delict, crime, por el incremento del poder del crimen violation of human rights, absence, loss, organizado, lo cual ha causado que se registre insecurity and injustice. It is an incomplete un alto índice de asesinatos y desapariciones family, a home where the search for the absent diariamente. La sociedad ha sido víctima de lo one has become eternal for those who continue que el narcotráfico ha dado como resultado por to wait for her return. In Tamaulipas, in addition sus diferentes actividades delictivas, creando un to registering one of the highest homicide rates ambiente de temor dentro del país (Kahwagi, in the country, it also has the second national 2012). place for missing persons. According to the last update in Reynosa, Tamaulipas, between 3 and En México, uno de los problemas más graves 6 people disappear daily, and these are figures debido a la violencia en la que vivimos, es based on the reports made by the Agency for la desaparición de personas, misma que crea Non-Located Persons, of the Attorney General’s en la familia de la persona desaparecida un Office. Reviewing the foregoing, the relevance sentimiento de incertidumbre por todo el tiempo su vez exista la manera de dar trámite a los procesos de identificación de los cuerpos que se encuentran No identificados en los Servicios Médicos Forenses, y si llegara a ser el lamentable hecho que los familiares tengan la orientación jurídica, psicológica y social para realizar los trámites oficiales para la posterior entrega del cuerpo de su familiar. Personas Desaparecidas, No Localizadas y No identificadas en Reynosa, Tamaulipas, Durante el periodo del 2021 al 2023. PP. 79-92 �81 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 por el que ésta se encuentre en esa situación, así como una falta de certeza y credibilidad de parte de la ciudadanía hacia las autoridades en la materia. Es aquí cuando la criminología forma parte activa en la Búsqueda, Localización e Identificación de Personas desparecidas, No localizadas y No identificadas. El presente artículo tiene como objetivo: conocer las cifras de Personas sin vida que se encuentran en calidad de No Identificadas en el Servicio Médico Forense y las Fosas Ministeriales que se encuentran en Cd. Reynosa, Tamaulipas. Primeramente, hay que empezar a establecer lo que entendemos por Desaparición, y para esto existen diferentes tipologías: Persona Desaparecida Es aquélla cuyo paradero se desconoce y se presume, a partir de cualquier indicio, que su ausencia se relaciona con la comisión de un delito1 como el secuestro, la privación ilegal de la libertad, la desaparición forzada de personas, la desaparición cometida por particulares, la tortura, la trata de personas, la reasignación de identidad (por ejemplo, de bebés sustraídos), el homicidio, la explotación laboral o sexual, la sustracción de menores o la violencia sexual (CNB, Amparo Buscador, 2021). Persona No Localizada Es aquélla persona cuya ubicación es desconocida y que, de acuerdo con la información que se reporte a la autoridad, su ausencia no se relaciona —aún— con la probable comisión de algún delito2. Algunas de las posibles causas de la no localización de una persona, al menos durante las primeras 72 horas desde el último contacto con ella si no se tiene ningún indicio de que sea víctima de algún delito, son las siguientes: 1) la interrupción voluntaria o involuntaria de la comunicación; 2) la muerte por causas no relacionadas con un delito; 3) la desorientación, trastornos cognitivos (por ejemplo, por padecer alzhéimer); 4) trastornos disociativos (como esquizofrenia) o intoxicaciones; 5) imposibilidad material de comunicación (estar detenida en una estación migratoria sin hablar la lengua del país y sin acceso a un intérprete), y 6) desastres naturales (quedar inconsciente o en coma por algún accidente, un naufragio, un temblor, un huracán, etcétera)3. En el Protocolo Homologado para la Búsqueda de Personas Desparecidas y No Localizadas (PHB) se resalta que: […] si bien la LGD [Ley General en Materia de Desaparición Forzada de Personas, Desaparición Cometida por Particulares y del Sistema Nacional de Búsqueda de Personas] distingue entre persona desaparecida y no localizada, destacando como diferencia la presunción o no de la comisión de 2 Ibídem, Articulo 4, fracción XVI. 3 Cfr. Protocolo Homologado para la Búsqueda de Per- 1 Ley General en Materia de Desaparición Forzada de Per- sonas Desaparecidas y No Localizadas (PHB), Diario Oficial de sonas, Desaparición Cometida por Particulares y del Sistema la Federación, 6 de octubre de 2020, sección “Causas generales Nacional de Búsqueda de Personas (LGD), Diario Oficial de la de la imposibilidad de localizar personas” del Anexo 3 “Ma- Federación, última reforma al 19 de febrero de 2021, Artículo nual para la realización de entrevistas a familiares de personas 4, fracción XV. desaparecidas o no localizadas”. Myrna Janette Carmona Mata, Cynthia Marisol Vargas Orozco y Karla Villarreal Sotelo �82 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS un delito, las comisiones de búsqueda —tanto la nacional como las estatales— consideran que dicha distinción no responde a la crisis en materia de desaparición de personas en México, ni es la que mejor protege a la persona cuya integridad y/o vida podrían estar en peligro (CNB, Amparo Buscador, 2021). Desaparición Forzada La desaparición forzada de personas es una práctica llevada a cabo por agentes del Estado (o con la autorización, el apoyo o la aquiescencia de éstos) consistente en sustraer a una persona del ámbito protector del derecho mediante la detención, el secuestro, la sustracción o cualquier otra conducta que implique la privación de la libertad, seguida de la negación a reconocer dicha sustracción y a dar información acerca de la suerte o paradero de la víctima. Se trata de una violación múltiple, continua, autónoma, compleja, particularmente grave, que requiere ser comprendida y encarada de manera integral porque implica violaciones de varios bienes y derechos, como son, entre otros, la libertad, la vida, la seguridad, la dignidad humana, la personalidad jurídica y el derecho a no ser sometido a torturas ni a otras penas o tratos crueles, inhumanos o degradantes. La desaparición forzada es tanto una grave violación a los derechos humanos como un delito (CNB, Amparo Buscador, 2021). Aquí es importante destacar que el artículo 27 de la LGD establece que “comete el delito de desaparición forzada de personas, el servidor público o el particular que, con la autorización, el apoyo o la aquiescencia de un servidor público, prive de la libertad en cualquier forma a una persona, seguida de la abstención o negativa a reconocer dicha privación de la libertad o a constructoscriminologicos.uanl.mx proporcionar la información sobre la misma o su suerte, destino o paradero”4. Por su parte, el artículo 2 de la Convención Internacional para la Protección de Todas las Personas Contra las Desapariciones Forzadas (CIPTPCDF) establece que: […] se entenderá por “desaparición forzada” el arresto, la detención, el secuestro o cualquier otra forma de privación de libertad que sean obra de agentes del Estado o por personas o grupos de personas que actúan con la autorización, el apoyo o la aquiescencia del Estado, seguida de la negativa a reconocer dicha privación de libertad o del ocultamiento de la suerte o el paradero de la persona desaparecida, si sus prácticas criminales de privación de libertad y ocultamiento de las víctimas cuentan con la autorización, el apoyo o la aquiescencia del Estado. Las juezas y los jueces pueden y deben intervenir también en estos casos. Un ejemplo de esto son los centros de rehabilitación conocidos como “anexos”, cuando ahí se mantiene oculta a la persona desaparecida, pues estos espacios deben ser regulados por las autoridades sanitarias. También es desaparición forzada cuando autoridades de la fuerza pública, con conocimiento de lo que está ocurriendo, dejan pasar a particulares que trasladan a personas detenidas contra su voluntad (CNB, Amparo Buscador, 2021). 4 Ley General en Materia de Desaparición Forzada de Personas, Desaparición Cometida por Particulares y del Sistema Nacional de Búsqueda de Personas (LGD), Diario Oficial de la Federación, última reforma al 19 de febrero de 2021, Capítulo Tercero, Artículo 27. Personas Desaparecidas, No Localizadas y No identificadas en Reynosa, Tamaulipas, Durante el periodo del 2021 al 2023. PP. 79-92 �83 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 II.- LA DESAPARICIÓN FORZADA EN EL CONTEXTO HISTÓRICO La desaparición Forzada de personas es un fenómeno social que no sólo ocurre en la sociedad mexicana, también se desarrolla en otros países del mundo. El 12 de diciembre de 1941, un día después de que Adolfo Hitler declarará la Guerra contra los Estados Unidos, emitió el llamado decreto Nacht und Nebel, por medio del cual los enemigos más peligrosos del Reich Alemán fueron sentenciados a una noche Interminable. Nacht und Nebel, significa “noche y neblina”, una noche interminable un silencio interminable, trasmitiendo la imagen de un hombre que desaparece en la obscuridad, para nunca más ser vuelto a ver; el prisionero no tendría nombre, sus familias no sabrían su paradero o destino, si estaba vivo o muerto, cuando moría nunca sabrían donde había sido enterrado, por lo tanto, el prisionero era muerto en vida. Después de la derrota de los Nazis en la Segunda Guerra Mundial, se estableció el Tribunal de Nuremberg (ad doc) órgano específicamente creado para condenar a aquellos que habían cometido crímenes contra la humanidad (Nieto Moire, 2008). las masacres perpetradas por el régimen de Hernández Martínez, pero esta práctica ya como un método de represión estatal, empieza a configurarse en Guatemala entre los años 1963 y 1966. A lo largo de dos décadas, el método se extendió a El Salvador, Chile, Uruguay, Argentina, Brasil, Colombia, Perú, Honduras, Bolivia, Haití y México. Al respecto, Amnistía Internacional, La Federación Latinoamericana de Asociaciones de Familiares de DetenidosDesaparecidos (FEDEFAM) y otros organismos de derechos humanos sostuvieron que, en poco más de veinte años (1966-1986), noventa mil personas fueron víctimas de esta aberrante práctica en diferentes países de América Latina (Nieto Moire, 2008). 2.1 La Desaparición de Personas en México en la Época Actual Del decreto del 17 de noviembre del 2017, en donde el Estado Mexicano publica la Ley General en Materia de Desaparición Forzada de personas, desaparición cometida por particulares y del Sistema Nacional de Búsqueda, da la pauta para iniciar un camino hacia la respuesta de miles de familias a lo largo y ancho del país. Hacia el 11 de diciembre del 2006, cuando el Gobierno Federal encabezado La práctica de la desaparición forzada surgió por el entonces presidente de México Felipe en América Latina en la década de los años de Jesús Calderón Hinojosa, informaba sobre sesentas, y autores argentinos encuentran un operativo contra el crimen organizado en el antecedentes de las desapariciones forzadas en estado de Michoacán, dando inicio a la Guerra las prácticas de los nazis durante la segunda contra el narcotráfico (Tamaulipas, 2020). guerra mundial. Derivado de esta iniciativa, el gobierno brindo Existen algunos antecedentes de desaparición más apoyo a el uso de las fuerzas armadas de cadáveres en El Salvador en 1932, tras teniendo como resultado que, en marzo del Myrna Janette Carmona Mata, Cynthia Marisol Vargas Orozco y Karla Villarreal Sotelo �84 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx 2010 se contabilizara la detención de 121 mil, administración ha tenido la tasa más alta de 199 personas todos ellos vinculados con los homicidios (Diario Oficial, 2020). carteles principalmente del Golfo y los Zetas. México se llenó de violaciones a derechos Los grupos delincuenciales han tenido como humanos a la población civil no participante en parte de su estrategia, la generación de fuentes actividades ilícitas, y con ello se abrió el espacio de trabajo ilícito, el homicidio de miles de para que, el 6 de enero del 2020, se contabilicen personas y la desaparición de personas de más de 61 mil personas desaparecidas a lo largo forma reiterativa y en muchas ocasiones de y ancho del país. manera masiva, esto como parte de una práctica de terror a la población para actuar de manera Ante la falta de respuesta a la pregunta Donde impune en las comunidades tanto rurales como Están los miles de desaparecidos en México, en el año 2015, familias de todo el país se urbanas (Tamaulipas, 2020). encuentran junto con organizaciones de la Aunado a lo anterior, las instancias de seguridad sociedad civil en un espacio denominado publica ya tenían un permanente ingreso de la Movimiento por nuestros desaparecidos en llamada “nómina” en los carteles locales, por lo México (Desaparición, 2020). que, al tener la autorización del Estado Mexicano para actuar, secundaron activamente los delitos 2.2 Tamaulipas y las Desapariciones de Personas que sembraron una época sangrienta en México. La Fiscalía General de Justicia, sin consenso de Entre diciembre del 2006 y enero del 2012 las víctimas, el poder legislativo y el gobierno se estima que murieron alrededor de 60,000 del estado, emite el 23 de octubre del 2018 personas, mediante ejecuciones extrajudiciales, las modificaciones encaminadas al proceso enfrentamientos entre bandas rivales y civiles, de implementación de la ley, reformando, entre los que se encuentran periodistas, derogando y adicionando disposiciones defensores de derechos humanos y personas sin en el Código penal, la Ley Orgánica de la identidad que hoy se albergan en los servicios Fiscalía, entonces aun Procuraduría General médicos forenses y fosas comunes superando la de Justicia del estado de Tamaulipas, y en la Ley Orgánica de la Administración Pública. cantidad de 30,000 personas sin vida. Derivado de ello el 14 de diciembre el 2018 se Recapitulando la estadística al 2020 se estima emita una convocatoria para ocupar el cargo alrededor de más de 275 mil muertos en la de Comisionado de Búsqueda de personas en Guerra en México. A la llegada del régimen de Tamaulipas, tomando protesta en febrero del izquierda de Andrés Manuel López Obrador, 2019 el Lic. Jorge Ernesto Macías Espinoza, emitió la declaratoria del fin de Guerra contra siendo este, el único ejercicio que permitió la el narcotráfico, sin embargo, bajo una fallida Fiscalía de justicia y el Gobierno del Estado, estrategia de seguridad, encontramos que, se tuviera la participación de los familiares de durante el tiempo que lleva su mandato, su víctimas de personas desaparecidas. Personas Desaparecidas, No Localizadas y No identificadas en Reynosa, Tamaulipas, Durante el periodo del 2021 al 2023. PP. 79-92 �85 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 El 21 de enero del 2019, la Junta de Coordinación política del Congreso del estado, emite la convocatoria para la conformación del Consejo Honorífico Ciudadano de la Comisión de Búsqueda en Tamaulipas, siendo hasta el 24 de abril del 2019, se llevara a cabo la toma de protesta de los primeros 9 ciudadanos, que conformarían dicho consejo, siendo un evento donde también se reunieron grupos colectivos (Tamaulipas, 2020). 2.3 Criminalística Forense en la Búsqueda de Personas Desaparecidas y Localización de Restos Óseos Hans Gustav Adolf Gross (1847 -1915) Juez Instructor nacido en Graz, Austria. Es considerado el padre de la Criminalística. Hans Gross definió a la Criminalística como el “Arte de la instrucción judicial fundada en el estudio del hombre criminal y los métodos científicos de descubrir y apreciar las pruebas” (Sosa, 2003). La Criminalística es una disciplina que aplica fundamentalmente conocimientos, métodos y técnicas de investigación de las ciencias naturales para el estudio del material sensible significativo relacionado con un hecho presuntamente delictivo, con el fin de determinar —en auxilio de los órganos encargados de procurar y administrar justicia— su existencia, o bien reconstruirlo, o señalar y precisar la intervención de uno o varios sujetos en el propio hecho. (Sosa, 2003). en diversas materias para recabar información que pueda servir para la investigación en curso, siendo así que solicita la participación de peritos en materia de Criminalística con la finalidad obtener elementos de vital importancia para la investigación. En este entendido se solicita a las dependencias gubernamentales como son las Fiscalías Generales en su Coordinación General de Servicios Periciales, que se designa él, la o los expertos en materia de Criminalistas, estos se encargarán de dar cumplimiento a lo solicitado por los órganos solicitantes, apegados a los Protocolos de actuación vigentes, aplicando los métodos y técnicas, para realizar su labor (Rodriguez Rosete, 2020). Metodología: Se realiza un estudio de tipo mixto, documental y transversal, obteniendo los datos por medio del Servicio Médico Forense de ciudad Reynosa, Tamaulipas, así como de la Agencia del ministerio público especializada en personas no localizadas. Durante el proceso de recolección de datos se acudió a entrevistar al personal encargado del Servicio Médico Forense y de la Agencia del Ministerio Publico, en donde mediante un oficio de petición se recibió contestación a dicha petición para obtener las cifras que en este estudio de investigación se mencionan. Cabe hacer mención que las actividades que realizan los peritos profesionistas de la Fiscalía General de Justicia se conocen ya que existe La Criminalística es una ciencia que auxilia a los el protocolo para tratamiento e identificación Órganos Impartidores de Justicia, por tal motivo forense de la Fiscalía General de la Republica el Agente del Ministerio Público o los Agentes de (FGR, 2015). la Policía, solicitan la intervención de expertos Myrna Janette Carmona Mata, Cynthia Marisol Vargas Orozco y Karla Villarreal Sotelo �86 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Actividades realizadas por el perito Observación del lugar de intervención: Esta se inicia cuando el personal llega al área donde se realizarán las labores de búsqueda, puede ser por medio de los sentidos como la vista del perito interviniente o apoyado de tecnologías para cuantificar el espacio que se va a trabajar (drones), con la finalidad de percibir las características del lugar y sus detalles. Preservación del lugar de intervención: Una vez establecida la zona en la que se va a trabajar, el perito realiza un acordonamiento primario que servirá para delimitar la zona a la cual el acceso será restringido, el acordonamiento secundario, mismo que no precisa realizarse con cinta de acordonamiento ya que se puede delimitar con el mismo terreno, y un tercer acordonamiento donde sea el puesto de mando y poder tener de forma accesible el material necesario y mantenerlo de forma segura sin contaminar el lugar y el material sensible y significativo, así como proteger a las personas que no intervengan directamente con el área. Documentación escrita del lugar: Dicha actividad nos proporcionara un panorama amplio y especifico del sitio donde se estará realizando la intervención, nos proporcionara de forma detallada y ordenada las características del terreno, condiciones climáticas, así como lo que se encuentre en la zona de interés, misma documentación deberá ser concordante con las fotografías que se tomen del lugar, pues así se ilustrara con mayor claridad el proceso de investigación. Es importante resaltar que dicha información será plasmada en un documento (dictamen o informe), mismo que le proporcionará un panorama del lugar la persona constructoscriminologicos.uanl.mx que lo lea y que no haya estado presente en dicho espacio físico, puede ir acompañado por una imagen satelital que brinde mayores características visuales del área, así mismo se georreferenciará con coordenadas geográficas, mismas que nos permitirán precisar la ubicación de dicho espacio físico. Búsqueda y localización de indicios: Esta es la actividad más relevante que realizara el perito en materia de Criminalística, dado que al realizar la búsqueda de restos óseos humanos por parte de los peritos en materia de Antropología, el perito en materia de Criminalística enfocara sus sentidos a la búsqueda y localización de indicios relacionados al evento investigado, siendo así que la localización y recuperación de restos humanos será realizada por peritos en Antropología/Arqueología y los demás indicios por parte de los Criminalistas, sin embargo, dicho evento se realizara de forma colegiada, ya que al realizar la localización de algún indicio que no sea biológico en la fosa analizada, el perito en Antropología le señalara al criminalista la ubicación de este, por tal motivo el perito en materia de Criminalística realizara el procesamiento de este elemento. En este sentido será importante buscar y localizar indicios que estén relacionados con el hecho ya sea en el mismo espacio donde se encontraron restos óseos humanos o a sus alrededores, apegados a los protocolos de actuación vigentes. Procesamiento de indicios en el lugar: Se realizará el procesamiento de los indicios como lo marca el acuerdo A/009/2015 realizando la observación, identificación, documentación, recolección, empaque y/o embalaje, sellado, etiquetado, de igual manera se realizará su Personas Desaparecidas, No Localizadas y No identificadas en Reynosa, Tamaulipas, Durante el periodo del 2021 al 2023. PP. 79-92 �87 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 RCC (Registro de Cadena de Custodia) donde se garantizará la mismidad de dicho elemento; en este tipo de eventos pudiéramos encontrar prendas, elementos balísticos, objetos personales, entre otros. Interpretación de indicios: La interpretación de indicios juega un papel sumamente importante en cualquier tipo de investigación, ya que nos permitirán establecer, las acciones que pudieron realizarse en el lugar, relacionar en tiempo y forma vehículos, personas y objetos, mismos que nos podrán brindar información allegada a lo que ocurrió en el lugar motivo de interés, los indicios pueden ser variantes, entre estos se pueden encontrar proyectiles disparados por arma de fuego mismos que son indicativos que ahí pudieron ser accionadas, la cantidad de armas de fuego que pudieron ser usadas y que calibre, huellas de vehículos, que nos permitan establecer el acceso y la salida de los vehículos, esto también nos puede dar el panorama de las características del vehículo que pudo ser utilizado; las prendas o pertenencias, nos ayudaran en la identificación del cuerpo apoyado siempre del perfil que Genética emita, estos indicios estarán íntimamente relacionado con el siguiente punto. Cabe mencionar que para poder realizar la interpretación del lugar es importante obtener de este espacio físico información o elementos que nos den certeza al momento de posicionar en tiempo y forma a los intervinientes en los hechos que están siendo investigados. Mecánica de Hechos: Esta se podrá llevar acabo siempre y cuando se cuente con todos los elementos técnicos, objetivos y orientativos que nos pueda precisar y establecer en tiempo y forma a los posibles intervinientes, misma información que nos dirá paso a paso como fue que ocurrieron dichos acontecimientos, cabe mencionar que no siempre se cuenta con estos elementos, por tal motivo es muy complicado poder realizar una mecánica de hechos. Dictamen o informe: Como último punto hablaremos del documento que emitirá el experto y que se realizará con la información obtenida de la investigación que se llevó a cabo en el lugar, los materiales sensibles y significativos que en este se hayan encontrado, mismo que brindara elementos objetivos que coadyuven con la investigación en curso, o en su caso si no se obtuvo ninguno de estos elementos informara las actividades realizadas. Éste documento será el resultado de la intervención realizada por el Interpretación del lugar de intervención: En esta Criminalista y aportará información importante parte es importante que el perito en materia de para esclarecer los hechos investigados. Criminalística, aplique sus conocimientos técnicos (Rodriguez Rosete, 2020). y empíricos, que ayuden a precisar si este es el lugar de los hechos, hallazgo o enlace o en su Resultados de la Investigación caso la combinación de alguno de los anteriores, En México, uno de los problemas más graves gracias a su entendimiento podrá dar características debido a la violencia en la que vivimos, es la específicas de acuerdo a la apreciación del lugar, desaparición de personas, misma que crea en la su relación con el hecho que se investiga y si familia de la persona desaparecida un sentimiento fuese posible realizaría la mecánica de hechos. de incertidumbre por todo el tiempo por el que Myrna Janette Carmona Mata, Cynthia Marisol Vargas Orozco y Karla Villarreal Sotelo �88 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx Así mismo, otro objeto de estudio de la Criminología es el delito, el cual se considera a toda conducta contraria a la justicia y a la utilidad social, realizada en oposición a las Nuestro país se encuentra desde ya hace unos años, preinscripciones señaladas por la ley penal en un ambiente de violencia generalizada por y sujeta a una sanción corporal, pecuniaria, el incremento del poder del crimen organizado, patrimonial o una variedad de estas. lo cual ha causado que se registre un alto índice de asesinatos y desapariciones diariamente. La Revisado lo anterior se observa la relevancia sociedad ha sido víctima de lo que el narcotráfico del tema, en cuanto al desconocimiento sobre ha dado como resultado por sus diferentes los procedimientos que se deben llevar a cabo actividades delictivas, creando un ambiente de al momento de acudir ante las autoridades y reportar la desaparición de un familiar, y a temor dentro del país (Kahwagi, 2012). su vez exista la manera de dar trámite a los Se considera a la Criminología como una procesos de identificación de los cuerpos que “Ciencia Sintética, causal explicativa, natural y se encuentran No identificados en los Servicios cultural de las conductas antisociales”. La anterior Médicos Forenses, y si llegara a ser el lamentable definición fue acuñada en México, inicialmente hecho que los familiares tengan la orientación por don Mariano Ruiz Funes (1952), y después jurídica, psicológica y social para realizar los completada y perfeccionada por el maestro trámites oficiales para la posterior entrega del Quiroz Cuaron. (Rodriguez Manzanera, 2015) . cuerpo de su familiar. ​ ésta se encuentre en esa situación, así como una falta de certeza y credibilidad de parte de la ciudadanía hacia las autoridades en la materia. La criminología tiene como principal objeto de estudio a la conducta antisocial, es decir, es la base de toda la estructura criminológica y de donde pueden partir objetos secundarios de estudio, como pueden ser el crimen, criminalidad y criminal. La conducta antisocial, es aquella que es cometida por un ser humano o grupo de seres humanos, contra otro u otros, dañándole física o psicológicamente, o, en pocas palabras, el daño real que se produce contra otros (también, existe la idea de que el daño contra el medio ambiente y los seres vivos pueda considerarse como tal, pero aún no se ha alcanzado un consenso entre los expertos). (Diaz Sandoval, 2017). Denuncias interpuestas por desaparición forzada 2021-2022 Como parte de la investigación del tema, se tiene la información en cuanto a las denuncias que existen en la Agencia Especializada en la investigación de los delitos de Desaparición Forzada de Personas, de esta ciudad de Reynosa, Tamaulipas, la cifra hasta el momento es de 700 denuncias durante el periodo del 2021 a la fecha (octubre 2022) todas estas denuncias cuentan con su respectiva muestra genética, la cual es tomada a los familiares denunciantes para su confronta con los cuerpos que se encuentran en calidad de No Identificados (Figura1). Personas Desaparecidas, No Localizadas y No identificadas en Reynosa, Tamaulipas, Durante el periodo del 2021 al 2023. PP. 79-92 �89 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Figura 1. Cantidad de Denuncias Interpuestas por los familiares de personas desaparecidas en Reynosa, Tamaulipas, durante el periodo del 2021 a octubre del 2022. Fuente: Elaborada por autor del artículo. Cuerpos clasificados como No Identificados en el Servicio Médico Forense de Reynosa, Tamaulipas En relación a la cifra de cuerpos que se encuentran en el Servicio Médico Forense y/o centros de resguardo para cadáveres, en calidad de No Identificados, se tiene una cifra de 167 cuerpos correspondientes al periodo del 2021 a la fecha (octubre 2022) como se muestra en la Figura 2. Figura 2. Cantidad de Cuerpos No Identificados bajo el resguardo del Servicio Médico Forense en Reynosa, Tamaulipas, durante el periodo del 2021 a octubre del 2022. Fuente: Elaborada por autor del artículo. Myrna Janette Carmona Mata, Cynthia Marisol Vargas Orozco y Karla Villarreal Sotelo �90 constructoscriminologicos.uanl.mx CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS La Comisión Nacional de Búsqueda de México y no localizadas a nivel nacional desde reportó hasta el mes de noviembre del 2022 que que comenzó el registro en el año de 1964 existen 107 mil 192 personas desaparecidas (Busqueda, Version Publica RNPDNO, 2018) Figura 3. La Entidad Federativa con color de mayor intensidad, indica un mayor número de registros de personas desaparecidas y no localizadas incorporados al RNPDNO (Registro Nacional de Personas Desaparecidas y No Localizadas). Fuente: Elaborada por la Comisión Nacional de Búsqueda CONCLUSIONES La desaparición de una persona es una tragedia que no solo involucra a la persona que desaparece, sino también a una madre, a un padre, los cuales son capaces de dejar su propia vida, para dedicarse a la búsqueda de su hijohija, también lo son familiares y amigos que, al igual, quedan sumergidos en una situación de incertidumbre. Ya que muchas veces nos encontramos con la nula atención e indiferencia, en cuanto a la información y atención que se brinda en las Fiscalías Generales de Justicia y de las Agencias del Ministerio público a la hora de presentar una denuncia por Desaparición de una persona, así mismo es importante destacar la falta de información que existe entre las familias. No solo se trata del desconocimiento de los trámites ante las autoridades, también se trata del miedo que experimentan muchas de las victimas indirectas de desaparición a la hora de denunciar. Es importante recalcar que hace falta realizar proyectos diseñados para las victimas indirectas de Desaparición, que se brinde el acompañamiento integral que incluya un acompañamiento jurídico, psicológico y social, Personas Desaparecidas, No Localizadas y No identificadas en Reynosa, Tamaulipas, Durante el periodo del 2021 al 2023. PP. 79-92 �91 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Promover una cultura de concientización y prevenir a la sociedad para que estén informadas sobre cómo debe actuar en caso de que un familiar desaparezca, que tengan el conocimiento a que instituciones debe acudir, los tramites que se necesitan realizar, entre otros procesos. Tenemos que ser conscientes de que nadie estamos exentos de vivir un fenómeno de esta índole y tener presente que la erradicación de esta problemática no es solo responsabilidad de las autoridades, sino de toda una sociedad. Gutierrez, J. c., & Valenzuela, Z. (2017). Guia Practica sobre la Aplicacion del Protocolo Homologado para la Busqueda de Personas Desaparecidas . Mexico : i(dh)eas . Kahwagi, J. (2012). QUE REFORMA LOS ARTÍCULOS 5O., 14, 20 Y 129 DE LA LEY GENERAL DEL SISTEMA NACIONAL DE SEGURIDAD PUBLICA . Mexico . Nieto Moire, J. L. (2008). La Desaparicion Forzada de Personas en Mexico . Nuevo Leon . ONU. (1992). Convención Internacional para la protección de todas las personas contra las desapariciones forzadas. Obtenido de https://www.ohchr.org/es/instruments- mechanisms/instruments/international-convention- TRABAJOS CITADOS protection-all-persons-enforced ONU, C. d. (2019). Principios Rectores para la Busqueda de A.C, C. d. (1997). Informe Sobre Desapariciones Forzadas . Comison Nacional de Derechos Humanos . A.C, R. d. (2018). Informe Psicosocial y Juridicio de las Personas Desaparecidas . Mexico : ONU-DH Mexico . Principios Rectores para la Búsqueda de Personas Desaparecidas de la Organización de las Naciones Unidas . (s.f.). 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Líder del Cuerpo Académico de Criminología UAT-62-Criminología Profesora investigadora del posgrado en criminología de la UAT, pertenece al sistema nacional de investigadores Nivel II, participa en redes de colaboración y proyectos de investigación nacionales como PRONACES. Actualmente directora de la Unidad Académica Multidisciplinaria Reynosa Aztlán. Personas Desaparecidas, No Localizadas y No identificadas en Reynosa, Tamaulipas, Durante el periodo del 2021 al 2023. PP. 79-92 �93 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 La Justicia Restaurativa y la competencia procesal por razón de la materia a la luz de la reparación civil Restorative Justice and procedural competence by reason of the matter in light of civil reparation Edwin Stevan Rojas Guillén* Genaro Bermejo Acosta** Recibido: 15-11-2022 Aceptado: 08-05-2023 Resumen En situaciones delictivas, la justicia restaurativa es aquel proceso resolutivo de un conflicto en la esfera penal, tiene como finalidad mejorar la relación víctima y victimario; así como, el colectivo que se ha visto afectado de forma indirecta por el suceso delictivo. Sin embargo, se distingue de la mediación, porque esta suele enfocarse en los resultados, que no se ajustan a los casos penales, desequilibrando su enfoque neutral. Asimismo, la autonomía de los órganos competentes, al tener que tomar conocimiento sobre los conflictos, pudiendo dilucidar su adecuada competencia por razón de la materia, de esa manera, poder establecer acuerdos reparatorios acorde a su criterio; teniendo en cuenta, su ámbito competencial para resolver el conflicto. Por ende, la determinación sobre el bien jurídico afectado, en relación con el resarcimiento patrimonial o no patrimonial, implica la indemnización de daños y perjuicios; así como, la reparación civil en la esfera penal sin excluir el derecho de interponer en la vía civil la indemnización, correspondiente a la víctima o herederos. Cómo citar Rojas Guillén, E. S., & Bermejo Acosta. , G. La Justicia Restaurativa y la competencia procesal por razón de la materia a la luz de la reparación civil. Constructos Criminológicos, 3(5). Recuperado a partir de https://constructoscriminologicos.uanl.mx/index. php/cc/article/view/51 Palabras clave: Derecho, procedimiento legal, derecho civil, responsabilidad civil, derecho penal, sanción penal, delincuencia, solución de conflictos, mediación. *https://orcid.org/0000-0002-7478-1933 Universidad Autónoma de Nuevo León **Universidad Autónoma de Nuevo León Abstract In criminal situations, restorative justice is that process for resolving a conflict in the criminal sphere, its purpose is to improve the relationship �94 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS between victim and victimizer; as well as the group that has been indirectly affected by the criminal event. However, it is distinguished from mediation, because it tends to focus on results, which do not fit criminal cases, unbalancing its neutral approach. Likewise, the autonomy of the competent bodies, having to take cognizance of the conflicts, being able to elucidate their adequate competence by reason of the matter, in this way, being able to establish reparation agreements according to their criteria; taking into account its scope of competence to resolve the conflict. Therefore, the determination of the affected legal right, in relation to the patrimonial or non-patrimonial compensation, implies the compensation of damages; as well as, civil compensation in the criminal sphere without excluding the right to file compensation in civil proceedings, corresponding to the victim or heirs. constructoscriminologicos.uanl.mx relevante para su competencia, al momento de tomar conocimiento sobre los conflictos que le compete en la esfera penal y civil, teniendo en cuenta, su proceso adecuado para poder determinar la competencia en relación con la materia. Además, el análisis sobre el enfoque de la reparación del daño por razón de la materia que, al existir una reparación civil en la esfera penal, ésta no desnaturaliza la competencia sobre la reparación del daño en la vía civil, pudiendo ser susceptible de indemnización la víctima. Por consiguiente, se busca proponer de forma académica, cómo la Justicia restaurativa y la competencia procesal por razón de la materia en la reparación civil, se puede exigir en distintas esferas procedimentales la reparación del daño. Key Words: Law, legal procedure, civil law, 2. JUSTICIA RESTAURATIVA Y SU civil liability, criminal law, criminal sanction, CONTRASTE CON LA MEDIACIÓN delinquency, conflict resolution, mediation. Desde una orientación internacional sobre la justicia restaurativa, según las Naciones Unidas 1. INTRODUCCIÓN (2006), el proceso restaurativo se comprende En la presente se desarrolla la justicia como: restaurativa y su contraste con la mediación, (…) todo proceso en que la víctima, con la finalidad de orientar al lector, creando el delincuente y, cuando proceda, un espacio de comprensión sobre la diferencia cualesquiera otras personas o miembros que existe en sus funciones; así como, su de la comunidad afectados por un delito competencia en la resolución de un conflicto y participen conjuntamente de forma activa la materia aplicable a la controversia. en la resolución de las cuestiones derivadas del delito, por lo general con la ayuda de un De igual forma, analizar la competencia facilitador (pág. 7). procesal por razón de la materia, donde se establece un conflicto de intereses que es La Justicia Restaurativa y la competencia procesal por razón de la materia a la luz de la reparación civil. PP. 93-106 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Sobre lo expuesto se comprende que, la justicia restaurativa busca mejorar las situaciones de conflicto, que pueden considerarse como una necesidad que busca resolver esa disparidad de manera colectiva, teniendo en cuenta que, su aplicación es únicamente en materia penal, con la finalidad de mejorar las relaciones entre la víctima y el victimario; así como, el colectivo que se ha visto afectado de manera indirecta. 95 (…) D) Inclusión de todas las personas involucradas en la controversia dentro del proceso de justicia restaurativa. La justicia restaurativa se podrá aplicar para la reparación del daño o perjuicio derivados de cualquier controversia, independientemente de su origen o materia, sin embargo, la justicia restaurativa, para los términos de esta ley, únicamente se podrá aplicar para solucionar controversias que se susciten en materia familiar, civil, escolar y comunitaria. Asimismo, Vega Dueñas, Lorena Cecilia y Olalde Altarejos, Alberto José (2018) exponen sobre la orientación que posee la justicia A modo de interpretación sobre dicha fracción, se establece de manera explícita la función de alternativa: la justicia restaurativa, debido al origen que El primero es el encuentro entre las partes y vendría a ser el delito cometido; asimismo, la su comunidad, el segundo es la reparación materia sobre el órgano competente que versará del daño ocasionado a la víctima, el tercero la resolución del conflicto; por tanto, depende es la reintegración a la sociedad, tanto de la de la controversia para determinar si la justicia víctima como del infractor, y el cuarto es la restaurativa es aplicable y tiene competencia, participación de las partes en la resolución para resolver en materia penal la controversia. del conflicto (pág. 22). Por otra parte, Julian Carlos Ríos Martín y Sobre la descripción expuesta se comprende Alberto José Olalde Altarejos (2011) exponen que, posee las características dentro del enfoque sobre la necesidad en la Justicia restaurativa, penal, con la diferencia que se evita iniciar un sobre lo siguiente: proceso penal convencional; por ende, este Se valora la necesidad de la intervención tipo de mecanismo alternativo corresponde de las instituciones penales, pero insiste exclusivamente a la materia penal; teniendo en procurar la corresponsabilidad de la en cuenta, el enfoque doctrinario sobre la sociedad y de todo el tejido social en la reparación del daño ocasionado a la víctima, prevención y evitación del delito, así como asimismo, la orientación del victimario con la en el tratamiento y la inserción social de los reinserción a la sociedad, en relación con el infractores (pág. 12). tipo de delito y su repercusión social. Asimismo, se establecen los principios de la justicia restaurativa en la LMASC Estado de Nuevo León (2020) en su Artículo 24, en especial la fracción D, que prescribe lo siguiente: Sobre lo expuesto se comprende que, es necesario la intervención de las instituciones penales para llevar a cabo la aplicación de la justicia restaurativa, entiéndase que, posee Edwin Stevan Rojas Guillén y Genaro Bermejo Acosta �96 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS un enfoque público por razón de la materia sobre delitos comunes, distinguiéndose de la mediación que carece de categoría pública. Sin embargo, en la mediación se contrasta con la justicia restaurativa según, Holaday, L. (2002) diciendo que: Es una negociación cooperativa, en la medida que promueve una solución en la que las partes implicadas ganan u obtienen un beneficio, y no sólo una de ellas. Por eso se la considera una vía no adversarial, porque evita la postura antagónica de ganadorperdedor. Por este motivo, también es un proceso ideal para el tipo de conflicto en el que las partes enfrentadas deban o deseen continuar la relación (pág. 193). constructoscriminologicos.uanl.mx La mediación como estrategia de resolución de conflictos la podemos situar entre el compromiso y la colaboración. La finalidad consiste en pasar de estilos más individualistas a modos más evolucionados de resolución de conflictos, como son los de colaboración y compromiso (pág. 41). Sobre lo expuesto se comprende que, la mediación suele centrarse en los resultados que no se ajustan para los casos penales, generando un desequilibrio desde un aspecto neutral. Entonces, lo expuesto en párrafos anteriores, sobre los acuerdos desde un aspecto realista y viable, para la justicia restaurativa es de suma importancia, porque su enfoque se ajusta más en la relación, así como en el proceso en sí mismo, que el resultado. Por ende, su origen y Sobre lo expuesto se comprende que, la la materia son los que definen su competencia mediación se adjudica un equilibrio moral para distinguir ambos métodos. entre las partes intervinientes, a diferencia de la justicia restaurativa donde las partes son 3. COMPETENCIA PROCESAL POR RAZÓN los agentes morales, asimismo, poseen cierta DE LA MATERIA responsabilidad en un aspecto moral que necesariamente se tiene que compartir; por Es significativo, frente a un conflicto según ende, existe un desequilibrio moral que debe Francesco Carnelutti (1994), tener en cuenta lo siguiente: “La materia es el contenido o el tema ser reconocido de forma explícita. sobre el cual va a versar el proceso, pues el litigio Asimismo, se debe tener en cuenta que la es precisamente el objeto del proceso” (pág. 16). justicia restaurativa, ofrece un espacio para el victimario que ha causado el daño, teniendo Partiendo de dicha premisa, se comprende que reconocer sus actos; por ello, este proceso que, es necesario establecer en un conflicto está diseñado para que el individuo tenga de intereses el contenido por su materia, que asumir su responsabilidad sobre los considerando su sometimiento de forma hechos delictivos; sin embargo, su enfoque es competente al proceso adecuado; teniendo en netamente penal sobre los hechos aplicables cuenta, el tipo de afectación sobre los bienes, que no son de competencia para la mediación. en este caso para determinar la competencia de la justicia restaurativa. Por ende, Rozenblum, S. (1998) expone que: La Justicia Restaurativa y la competencia procesal por razón de la materia a la luz de la reparación civil. PP. 93-106 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 97 Asimismo, la Ley Nacional MASC Materia Penal 19, refiere lo siguiente: “Los juzgados de Federal (2021) en su artículo 2, sobre el ámbito Distrito tienen la competencia material que detalladamente les atribuye la Ley Orgánica del de competencia refiere lo siguiente: Poder Judicial de la Federación”. Esta Ley será aplicable para los hechos delictivos que sean competencia de los Sobre lo expuesto se comprende que, los MASC órdenes federal y local en el marco de relativos a la mediación, arbitraje y conciliación, los principios y derechos previstos en la están sujetos a la competencia por la materia Constitución Política de los Estados Unidos que resuelven frente a un conflicto; por ende, Mexicanos y los tratados internacionales para hacer ejecutables sus resoluciones, están de los que el Estado mexicano sea parte. limitados a la competencia de la vía penal, al La competencia de las Instituciones igual que, las resoluciones emitidas en la justicia especializadas en mecanismos alternativos restaurativa están limitadas a la competencia de de solución de controversias en materia la vía civil. penal dependientes de las Procuradurías o Fiscalías y de los Poderes Judiciales de la No obstante, Sáenz Martín, Jorge (2015) expone Federación o de las entidades federativas, sobre la competencia por razón de la materia, según corresponda, se determinará de que: conformidad con lo dispuesto por la Las reglas de competencia se orientan a legislación procedimental penal y demás determinar cuál será el tribunal competente disposiciones jurídicas aplicables. para conocer de un asunto determinado, pudiendo reconocerse aquellas de carácter La presente ley es explícita y se comprende general, aplicables a toda clase de materia que, los MASC en materia penal tienen y tipo de tribunales de radicación; del grado competencia única y exclusiva, a través de o jerarquía; de extensión; de prevención las instituciones especializadas en la materia, o inexcusabilidad y de ejecución y las estableciendo su enfoque estatal lejos de la especiales, que dicen relación con la actividad privada como suelen ser los otros competencia de los tribunales que integran tipos de MASC; por tanto, está sujeta a una el Poder Judicial (pág. 531). legislación procedimental en el ámbito penal, aplicando los criterios y disposiciones jurídicas Sobre lo expuesto se comprende que, se que le competen por razón de la materia. distingue la relación sobre la competencia desde En un aspecto procedimental, se determina la un aspecto general, con la particularidad sobre competencia en el CPCNL (1973) en su artículo el conocimiento de un asunto en específico, 99, donde refiere lo siguiente: “La competencia teniendo en cuenta el objeto a conocer de de los tribunales se determinará por la materia, manera determinada sobre los hechos de su la cuantía, el grado y el territorio”. De la misma competencia. manera, en el CFPC (1943) en su artículo Edwin Stevan Rojas Guillén y Genaro Bermejo Acosta �98 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Además, Chiovenda, Guisseppe (2001) explica que: Un juez debe conocer un determinado proceso debido a la naturaleza del mismo; atribución que la realiza la legislación por considerar que un determinado juez es más idóneo que otro para conocer el pleito (pág. 331). constructoscriminologicos.uanl.mx la jurisdicción; por ende, la competencia es la capacidad que se posee para poder tomar conocimiento del conflicto por razón de la materia. Luego de haber explicado sobre la competencia y su relación con la materia, según el CPPNL (2011) en su artículo 4 sobre justicia alternativa Sobre lo expuesto se comprende que, la y justicia restaurativa contempla lo siguiente: naturaleza del procedimiento debe estar acorde Como alternativa al proceso, el Ministerio con la legislación para conocer un determinado Público y el Poder Judicial del Estado y la conflicto; por ende, los MASC tienen como defensa, en sus respectivos ámbitos y en fuente procedimental para establecer el los términos de este Código, promoverán cumplimiento de sus acuerdos, valerse de la la justicia alternativa, entendiendo por competencia en relación con la materia, sobre esta como todo mecanismo en el que la un determinado proceso para ejecutar sus víctima u ofendido y el imputado participan resoluciones. conjuntamente de forma activa en la resolución del conflicto legal. Asimismo, es interesante como Couture, Asimismo, se promoverá la justicia Eduardo (1989) explica la competencia, de la restaurativa, entendiendo por ésta a los siguiente manera: mecanismos que procuren un resultado restaurativo encaminado a atender las (…) es una medida de jurisdicción. Todos los necesidades y responsabilidades individuales jueces o juezas tienen jurisdicción; pero no y colectivas de las partes y a lograr la todos tienen competencia para conocer en reintegración de la víctima y de quien un determinado asunto. Un administrador de cometió el delito a la sociedad en busca de justicia o administradora de justicia (…) La la reparación, la restitución y el servicio a la competencia es el fragmento de jurisdicción comunidad. atribuido al administrador de justicia o administradora de justicia. La relación entre la jurisdicción y la competencia, es la Sobre lo estipulado en el artículo mencionado relación que existe entre el todo y la parte. se comprende que, existe una intervención de La jurisdicción es el todo; la competencia las instituciones del Estado como es el Ministerio es la parte: un fragmento de la jurisdicción Público y el Poder Judicial del Estado, cuando versa un conflicto comprendido en la justicia (pág. 29). restaurativa, crean una distinción sobre la Sobre lo expuesto se comprende que, por competencia y establecen que órgano puede intermedio de la competencia, se establecen intervenir en este tipo de mecanismo. los límites dentro de los cuales se puede ejercer La Justicia Restaurativa y la competencia procesal por razón de la materia a la luz de la reparación civil. PP. 93-106 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 99 Las partes tienen el derecho de sujetar Asimismo, en el segundo párrafo la justicia sus diferencias al arbitraje en todas sus restaurativa conserva el enfoque sobre la modalidades, considerándose entre éstas el reparación y restitución; así como, el servicio a arbitraje de estricto derecho, en conciencia la comunidad, al igual que en el proceso común o técnico. Asimismo (SIC) (sic) podrán en materia penal, estableciendo los mismos utilizar otros mecanismos alternativos para lineamientos que persigue, con la diferencia la solución de controversias tales como la que no interviene un juez sino las partes, en mediación y la conciliación. calidad de victimario y víctima, al igual que la comunidad; teniendo en cuenta que, posee los mismos elementos intervinientes que emergen Sobre lo expuesto se comprende que, por razón de la materia no se contempla la justicia cuando se comete un delito. restaurativa en el Código de Procedimientos Por tanto, en el CPPNL (2011) en su artículo Civiles de Nuevo León, porque no es el órgano 225, cuando hace referencia a la justicia competente para tomar conocimiento de un método que tiene relevancia penal. Vale decir, alternativa, prescribe lo siguiente: que se delimita en relación con el arbitraje, la La Procuraduría General de Justicia y el mediación y conciliación, pero no contempla Poder Judicial del Estado, dentro del ámbito los acuerdos de reparación civil de justicia de sus respectivas competencias, a través restaurativa; teniendo en cuenta que, dicho de sus órganos competentes, promoverán método no es una mediación, ni conciliación, y aplicarán los mecanismos de justicia por tanto, existe un vacío posterior al acuerdo alternativa de mediación, conciliación y reparatorio. Entonces, este tipo de acuerdo procesos restaurativos, los cuales permitirán llevado a cabo en la justicia restaurativa se a la víctima u ofendido y al imputado, logra contemplar para el proceso penal, y no participar en forma activa y conjuntamente en materia de proceso civil. para resolver sus controversias a través de los 4. REPARACIÓN DEL DAÑO POR RAZÓN acuerdos reparatorios. DE LA MATERIA Sobre lo expuesto se comprende que, se hace referencia a los órganos competentes, donde se Ahora bien, sobre la reparación civil Sandoval indica la independencia por razón de la materia, Garrido, (2013) afirma lo siguiente: al momento de tomar conocimiento sobre (…) la afectación de la persona en todas sus los conflictos que le competen estableciendo dimensiones (material, corporal, social y acuerdos reparatorios; teniendo en cuenta, la sentimental), y sin que exista un fundamento esfera competencial donde se resuelve el conflicto. jurídico para ello, impone devolver al afectado a la misma situación en que se No obstante, conviene precisar en el CPCNL encontraba previo al suceso, tratando (1973) en su Artículo 958, contempla lo de “borrar la sombra de lo acontecido” siguiente: Edwin Stevan Rojas Guillén y Genaro Bermejo Acosta �100 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx Sobre lo expuesto se comprende que, por la determinación de la indemnización integral, no se pierde la competencia; por tanto, el órgano al que está sujeta la reparación de los daños, lo ejecuta en el ámbito de su conocimiento Sobre lo expuesto se comprende que, la por razón de la materia, relacionada con el reparación civil tiene como finalidad devolver conflicto al momento de establecer los daños a la parte afectada un equivalente por los daños de manera proporcional. que se le ha causado, procurando recomponer la situación previa a los hechos, subsanando de En ese sentido, el AMPARO DIRECTO forma dineraria acorde a las dimensiones de la EN REVISIÓN 4404/2017 (2017) sobre la responsabilidad civil extracontractual, lo detalla afectación. de la siguiente manera: Habría que decir también, según Champo (…) se caracteriza porque el acto ilícito que Sánchez, Nimrod Mihael y Serrano Sánchez, la genera es constitutivo de delito. En tal Lidia Inés (2019) exponen que: “ninguna sentido, para para determinar si es procedente indemnización es ilimitada, pues todas tienen la reparación, tienen que acreditarse los o marcan un límite, ya sea por el análisis de mismos elementos de la responsabilidad, no los mismos presupuestos de la responsabilidad obstante, el código que la regule, a saber: a) civil, o por la forma de resarcirse” (pág. 32). el hecho ilícito, b) el daño y c) el nexo causal entre el hecho y el daño (…) (pág. 32). En dicho contexto, se debe comprender que, la La reparación del daño en materia penal reparación no es reparación ilimitada, sino que, satisface tanto una función social, en su a través de la reparación, se busca humanizar la carácter de pena o sanción pública, como indemnización y proteger de la injusticia a los una función privada, en la medida en que ofendidos. también contribuye a resarcir los intereses de la persona afectada por la acción delictiva Por otra parte, en el AMPARO EN REVISIÓN (pág. 45). 312/2020 (2020) Así se determinó que una justa indemnización o indemnización integral: Sobre lo expuesto se comprende que, cuando (…) implica volver las cosas al estado se hace referencia sobre la reparación del en que se encontraban, es decir, el daño, esta es consecuente a una sanción restablecimiento de la situación anterior y pública o una pena, de tal manera que posee de no ser esto posible, establecer el pago una función social; por ende, no se elimina de una indemnización como compensación la razón primordial sobre la reparación del por los daños ocasionados al surgir el deber daño, que tiene por finalidad resarcir sobre las afectaciones ocasionadas por el delito en los de reparar (pág. 14). bienes jurídicos de la víctima. (reparación in natura) o de compensar a la víctima mediante el equivalente pecuniario tomando en cuenta todos los efectos de daño sufridos (pág. 36). La Justicia Restaurativa y la competencia procesal por razón de la materia a la luz de la reparación civil. PP. 93-106 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 101 Sin embargo, Fernández Sessarego, relaciona Sobre lo expuesto se comprende que, la directamente el daño con el sujeto, afirmando responsabilidad civil tiene un espacio en la competencia penal, relacionada con la lo siguiente: conducta tipificada que direcciona el ámbito (…) el daño es un “todo unitario”, por lo que de su aplicación, frente a cualquier daño que entonces, la reparación o indemnización surge frente a una conducta delictiva. en definitiva es una porque el daño de la víctima también lo es; como la persona es un Entonces, respecto a la Ley Nacional MASC todo y no se puede separar completamente Materia Penal Federal (2021) en su artículo 29, su físico de su mente, ni de sus bienes, etc. sobre el alcance de la reparación, prescribe lo (…) El daño doloso, obliga al resarcimiento y siguiente: acarrea una sanción penal; el culposo suele III. Un plan de restitución que pueda ser llevar consigo tan sólo indemnización; y el económico o en especie, reparando o fortuito exime en la generalidad de los casos reemplazando algún bien, la realización u dentro de la complejidad de esta materia; omisión de una determinada conducta, la citado en (Frúgoli, 2004, pág. 3;4). prestación de servicios a la comunidad o de cualquier otra forma lícita solicitada por Sobre lo expuesto se comprende que, la única la víctima u ofendido y acordadas entre los manera de poder reponer el daño consiste en llevar Intervinientes en el curso de la sesión. a cabo un resarcimiento económico, tomando en cuenta aquellas lesiones de forma material o moral; entiéndase como un daño jurídico, Sobre lo expuesto se comprende que, al igual que puede provenir del dolo, la culpa o de un que en un proceso judicial en materia penal caso fortuito, según el grado de malevolencia, o civil, existe la figura de la reparación de los negligencia o casualidad entre el individuo en daños, independientemente de la competencia se establecen formas para establecer de calidad de autor y los efectos que cause. manera económica, la restitución de los daños causados en este caso por un acto delictivo; por Según, Escriche, Joaquín (1876) afirma que: consiguiente, la reparación se lleva a cabo de El derecho penal toma este concepto del forma competente en materia penal. derecho civil con ciertas particularidades; en materia de daños, la responsabilidad Sin embargo, sobre la reparación civil en penal y civil tienen gran diferencia. La materia penal el Tribunal Superior de España responsabilidad penal tiene como fuente (2009) ha sostenido la siguiente postura: la realización de conductas tipificadas, en (…) al considerar que aun cuando la cambio la responsabilidad civil puede surgir reparación del daño se encuentra regulada de cualquier daño causado, inclusive de la en el Código Penal no pierde su naturaleza realización de una conducta delictiva. (pág. civil. En efecto, desde la resolución dictada 528 y 529). Edwin Stevan Rojas Guillén y Genaro Bermejo Acosta �102 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS en la sentencia 349/2009, la Sala Penal de dicho Tribunal ha sostenido que “la acción civil ex delicto no pierde su naturaleza civil por el hecho de ejercitarse en proceso penal” constructoscriminologicos.uanl.mx de indemnización, pero sí esta imposibilita que se emita dicha decisión, tendrá que ser inhibitoria, teniendo que limitarse a su deber para administrar justicia. Por consiguiente, la víctima constituida como tal en la vía penal, puede peticionar en la vía civil el resarcimiento de los daños y perjuicios. En dicho sentido, el Tribunal ha llegado a confirmar la existencia de una doctrina general, conforme al régimen de la reparación de los daños derivados del delito, debe atender a los Por el contrario, Peña Cabrera (2007) afirma lo principios del derecho civil, siempre que no siguiente: exista un especial precepto de naturaleza penal “la responsabilidad penal provoca una reacción que limite o modifique su régimen. puramente estatal (la pena), su presupuesto de punibilidad, esto es, la lesión o la puesta Consecuentemente, al igual que el Tribunal en peligro de bienes jurídicos, significa la Superior de España en la CASACIÓN N°4638-06afectación de ese mismo bien, del cual la LIMA (2017) se pronuncia de la siguiente manera: víctima es titular; por lo tanto, únicamente a ella le corresponde recibir la indemnización SÉTIMO: (…) ha establecido con claridad que por los daños causados” (pág. 51). el agraviado constituido en parte civil en la vía penal puede demandar el resarcimiento de los daños y perjuicios en la vía civil, pues Sobre lo expuesto cabe indicar que, el autor mientras que en el proceso penal se busca tiene una perspectiva sobre el bien jurídico la sanción al infractor de la ley penal ante la como una base para determinar el derecho a comisión de un hecho que la sociedad y la una indemnización; por tanto, dicha afectación ley consideran repudiable y reprimible, en el mencionada se sustenta de manera patrimonial o proceso civil la responsabilidad responde a no patrimonial sobre el interés jurídico tutelado. una lógica distinta, pues se busca determinar Por consiguiente, le corresponde su derecho a la quién debe asumir el daño ocasionado indemnización a la víctima o herederos. producto de determinada situación jurídica, siendo que el cobro de la reparación civil Así que, Silvio Rainieri (1968) expresa lo determinada en la vía penal no excluye el siguiente: (…) la reparación civil tiene una cobro de los daños y perjuicios en la vía civil naturaleza penal (…) y está conexa a una pretensión pública punitiva (la pena). Se (…) (pág. 40). comprende que posee un carácter mixto, por Sobre lo expuesto se comprende que, al tanto, tiene incidencia penal pero su fuente es existir una reparación civil en la vía penal, no civil (pág. 21). desnaturaliza la competencia en la vía civil, que para tales efectos se tenga que establecer si Sobre lo expuesto se comprende que, la lo propuesto frente al agraviado es susceptible reparación civil en el ámbito penal no excluye el La Justicia Restaurativa y la competencia procesal por razón de la materia a la luz de la reparación civil. PP. 93-106 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 103 del conflicto donde ambos métodos se desenvuelven, con la finalidad de resolver intereses con causales desiguales; asimismo, es diferente su competencia comprendida por razón de la materia. Ambos establecen acuerdos en un aspecto realista y viable, donde la justicia restaurativa es importante en materia penal, porque se ajusta más en la relación entre las partes; así como, su enfoque en el proceso No obstante, según Vicente Emilio Gaviria mismo, más que en el resultado; sin embargo, Londoño (2005), sobre la responsabilidad penal la mediación se enfoca en los resultados, porque sus prácticas no se adaptan para casos afirma que: en materia penal; no obstante, su origen y la (…) por ser personalísima, implica que materia son quienes definen su competencia solo puede hacerse efectiva en cabeza para diferenciar ambos métodos. del penalmente responsable, al paso que la civil, en la medida en que persigue Luego de realizar el análisis correspondiente la indemnización de perjuicios, puede en el Código de Procedimientos Civiles de pretenderse del que causó el daño o de sus Nuevo León, específicamente en el artículo 958, donde no se contempla a la justicia herederos o sucesores (pág.33). restaurativa, esto conlleva a una reflexión, Sobre lo expuesto se comprende que, existe la sobre la competencia que tienen los MASC posibilidad de llevar a cabo la indemnización en el ámbito donde se desenvuelven para ser por los daños y perjuicios, producto del acto aplicadas. Además, la justicia restaurativa es delictivo que no sea dependiente de la conducta de relevancia penal; por ello, se encuentra punible, pero el daño causado pueda ser excluido con relación al arbitraje, mediación indemnizable. De modo que, si la reparación y conciliación; por consiguiente, los acuerdos de los daños se llevó a cabo en la vía penal reparatorios no son competentes para el valiéndose de la justicia restaurativa, el resultado proceso civil, teniendo relevancia únicamente no exime al victimario de su responsabilidad en el proceso penal. civil, por los daños causados a los familiares de la víctima, pudiendo plantearse en la vía civil la El enfoque que tienen los MASC en materia penal, poseen una competencia única reparación de los daños y perjuicios. y exclusiva, a través de sus instituciones especializadas en la materia; por tanto, no son 5. CONCLUSIONES competentes en las instituciones que regula el Se demuestra el enfoque sobre la justicia procedimiento civil; asimismo, sus criterios y restaurativa y su contraste con la mediación; disposiciones jurídicas se encuentran sujetas teniendo en cuenta que, los contextos a la legislación procedimental por razón de la derecho hacia la víctima, que pueda pretender el pago de una indemnización en la vía civil; por tanto, no implica tener que solicitar la compensación por los daños. La reparación civil en la vía penal, desde un aspecto de la justicia restaurativa sobre los daños y perjuicios, no es un justificante para impedir que se reconozcan los daños causados en otra vía procedimental. Edwin Stevan Rojas Guillén y Genaro Bermejo Acosta �104 constructoscriminologicos.uanl.mx CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS materia; sin embargo, puede regular dentro de su categoría la reparación civil que emana de un hecho perteneciente al proceso penal; por ende, la justicia restaurativa está limitada a su competencia penal, haciendo prevalecer el incumplimiento de los acuerdos relacionados en la materia que regula. Carnelutti, F. (1994). Sistema de derecho procesal civil. Buenos Aires: UTEHA. CASACIÓN N° 4638-06-LIMA, 4638-06 (SALA CIVIL TRANSITORIA DE LA CORTE SUPREMA DE JUSTICIA DE LA REPÚBLICA. 18 de julio de 2017). Champo Sánchez, N. M., & Serrano Sánchez, L. I. (2019). REPARACIÓN DEL DAÑO, JUSTICIA RESTAURATIVA Y GÉNERO. Texas, Austin, Estados Unidos: UNACH | En consecuencia, la justicia restaurativa desde un enfoque dogmático posee un régimen reparatorio que es competente para la vía penal; por tanto, la reparación de los daños, son derivados del delito que debe atender; por consiguiente, no desnaturaliza la competencia en la vía civil; asimismo, no se limita su competencia por razón de la materia, pudiendo peticionar la víctima una indemnización factible en la vía civil por daños y perjuicios, apartada de la competencia penal. Sin embargo, cabe destacar el análisis realizado en el CPCNL en su artículo 958, brindando una posibilidad de poder acudir a la vía civil y hacer efectiva nuestra demanda por una afectación extrapatrimonial, pudiendo ser extensiva la reparación civil por daños y perjuicios tanto para la víctima como a sus familiares. INSTITUTO DE INVESTIGACIONES JURÍDICAS. 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La justicia restaurativa como paradigma orientador de paz: los encuentros restaurativos. Revista cuatrimestral de las Facultades de Derecho y Ciencias Económicas y Edwin Stevan Rojas Guillén y Genaro Bermejo Acosta �106 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx La Justicia Restaurativa y la competencia procesal por razón de la materia a la luz de la reparación civil. PP. 93-106 �107 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 El Estudio de los incidentes de hechos de tránsito en Reynosa Tamaulipas durante el año 2021 - 2022 Study of incidents of traffic events in Reynosa Tamaulipas during the year 2021 - 2022 José Andres Méndez Ñeco* Resumen El presente estudio de los incidentes de hechos de tránsito en la ciudad de Reynosa, Tamaulipas, busca conocer las zonas de colisión en hechos de tránsito, así como las diversas definiciones que existen en los hechos de tránsito terrestre, conocer los diferentes tipos de colisión que existen y los más frecuentes a suscitarse en la ciudad de Reynosa, Tamaulipas. Al mismo tiempo conocer el marco jurídico en los que se clasifican los hechos de tránsito terrestre y la aplicación de estos. También saber los índices de mortalidad debido a los incidentes Cómo citar Méndez Ñeco, J. A. El Estudio de los incidentes de hechos de tránsito en Reynosa Tamaulipas durante el año 2021 - 2022. Constructos Criminológicos, 3(5). https://doi.org/10.29105/cc3.5-53 *Universidad Autonoma De Tamaulipas Recibido: 02-10-2022 Aceptado: 13-12-2022 de tránsito, las edades de los conductores que están involucrados a este tipo de eventos. Además, conocer las edades de las personas que mayormente se ven involucrados en estos tipos de hechos, conocer cuántos partes de hechos de tránsito se realizan por año en el departamento de peritajes de la dirección de tránsito y vialidad de la secretaria de seguridad pública, tránsito y vialidad municipal. En este sentido se realizado una investigación cuantitativa que permito analizar las cifras de hechos de tránsito suscitados en frontera de Reynosa, durante el año 2021 y su diferencia en cifras con las obtenidas con las estadísticas del año 2022, donde claramente se mostró que durante este último año se tuvo un incremento del 49 hecho de tránsito señalando que se aumentó la cifra en comparación con el 2021. Palabras clave: Hechos de tránsito, colisiones terrestres, estadística, conductores. Abstract: Traffic facts, land collisions, statistics, drivers. �108 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS The present study of the incidents of traffic events in the city of Reynosa, Tamaulipas, seeks to know the collision zones in traffic events, as well as the various definitions that exist in land traffic events, to know the different types of collision that exist and the most frequent to arise in the city of Reynosa, Tamaulipas. At the same time to know the legal framework in which the facts of land transit are classified and the application of these. Also know the mortality rates due to traffic incidents, the ages of the drivers who are involved in this type of event. In addition, to know the ages of the people who are mostly involved in these types of events, to know how many reports of traffic events are carried out per year in the department of expertise of the traffic and road management of the secretary of public safety, traffic, and municipal roads. In this sense, a quantitative investigation was carried out that allowed the analysis of the figures of transit events that occurred at the Reynosa border, during the year 2021 and their difference in figures with those obtained with the statistics of the year 2022, where it was clearly shown that during the latter year there was an increase of 49 traffic incidents, indicating that the number increased compared to 2021. Key Words: Traffics events, Ground collisions, Statistics, Driver. 1. INTRODUCCIÓN Los grupos armados de autodefensas o milicias como muchos lo llaman; tratan de proteger a los habitantes en sus propias zonas o países. ¿Por qué proteger las poblaciones? La problemática relacionada con los hechos de tránsito alcanza niveles constructoscriminologicos.uanl.mx dramáticos, no solo para las familias afectadas que pierden un ser querido, sino también para aquellos, niños, adolescentes y adultos que sobreviven a un accidente de tránsito, pero quedan con secuelas graves y/o permanentes que les impiden de disfrutar de una vida plena en el futuro. (LUCRECIA VILLALOBOS - PARRA, 2008). Por otra parte, los hechos de tránsito desde hace varios años, y es debido a esto que es considerado como un problema serio de salud pública el cual deja como resultados como lesiones graves, temporales y permanentes o la muerte de personas de distintas edades. (MUÑOZ, ACCIDENTES DE TRÁNSITO TERRESTRE , 2013). Según datos de la asociación mexicana de instituciones de seguros (AMIS), 8 de cada 100 vehículos tienen un accidente al año en México y el Estado de México son las entidades donde existen mayormente estos tipos de hechos, derivado de alta densidad de los vehículos. (ASOCIACION MEXICANA DE INSTITUCIONES DE SEGUROS , 2019). En la actualidad las legislaciones han incluido en sus códigos penales, las sanciones a los responsables de las lesiones, muerte y perjuicios ocasionados por hechos de tránsito. Los casos judiciales incrementaron en gran medida, buscando establecer culpabilidades, para poder sancionar al responsable e indemnizar a la víctima o sus familiares, en caso de haber fallecido en un hecho de tránsito terrestre; las versiones de las víctimas, imputados y testigos eran la única evidencia, que por ser subjetiva no daba un aporte conciso al caso, pues ante este panorama, la reconstrucción El Estudio de los incidentes de hechos de tránsito en Reynosa Tamaulipas durante el año 2021 - 2022. PP. 107-126 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 109 analítica se presentó como una alternativa en el esclarecimiento de la investigación de hechos de tránsito (MALKA IRINA CABELLOS MARTINEZ, 2016). Centroamérica, determinó que los hechos de tránsito terrestre dan origen a dos tipos de responsabilidades, incluidas en el: “Régimen de responsabilidad civil y penal por daños materiales y personales, ocasionados por Es por esto por lo que el estudio de la hechos de tránsito terrestre”. (UNIDAS, incidencia de hechos de tránsito terrestre 2022). en esta ciudad fronteriza cobra relevancia, ya que, si bien se sabe que los hechos de Antecedentes Nacionales, de acuerdo tránsito no van a desaparecer, pero es muy con un estudio realizado en la ciudad de válido minimizar la ocurrencia de estos México para conocer la frecuencia de hechos y sobre todo aminorar los daños y incidencias en hechos de tránsito terrestres lesiones que por los hechos de tránsito se durante el año de 1974, se determinó que vean ocasionados. Todo puede lograrse con el domingo fue el día en que se presentó una buena educación vial y responsabilidad el mayor número de incidentes de tránsito e implementando una estrategia en las con una frecuencia del 17.16 % de los vialidades de la ciudad de Reynosa, hechos. Así también determinando que Tamaulipas. el día con menor frecuencia de hechos de tránsito terrestres fue el jueves con un Como antecedente internacional un 13.06%. Cabe mencionar que la mayor estudio sobre hechos de accidentes mortales frecuencia de muertes provocadas por los de 1967 que 14 de 124 hechos de tránsito hechos de tránsito terrestre se presenta fatales están relacionados con el suicidio, así durante la segunda mitad del año en el mes como intento de compensación, revancha o de noviembre con un 9.11% y durante el liberación de impulsos. mes de junio la menos frecuencia con un 7.34%. (NAVARRO, 1974). En el año 2005, la ONU aprobó la Resolución N.º 60/2005, para que todos Relacionando los hechos de tránsito con los países definan el tercer domingo del el factor humano, tienen una asociación mes de noviembre como “el Día Mundial frecuente con el consumo del alcohol. Estos en Memoria de las Víctimas del Tránsito”, hechos han despertado gran interés a la con la finalidad de movilizar a la sociedad epidemiología, como lo ha mencionado el en la lucha por un tránsito más seguro. Doctor Campos Hüttich: “Ha sido el método Esta es una fecha de acción y de reflexión epidemiológico el que ha permitido conocer sobre la actitud que cada ciudadano debe las características generales y particulares asumir al hacer uso de la vía pública. Una del accidente de tránsito, en el que se ven investigación realizada en la universidad involucrados cono factor principal millones Francisco Gavidia de San Salvador, de autos en México”. capital de la República del Salvador en José Andres Méndez Ñeco �110 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Por otra parte, un estudio realizado durante el año 1996 reveló que hubo en el transcurso de los 12 meses un total de 13,111 choques entre vehículos, notando que fue en el mes de marzo cuando se tuvo un incremento considerable con una cifra de 1,646 y en el mes de diciembre se notó una disminución con solo 385 hechos de tránsito. (MUÑOZ, ACCIDENTE DE TRÁNSITO TERRESTRE, 2013). En este sentido, también se pudo revisar qué, en el estado de Nuevo León durante el año 2013, se encontró que dos terceras partes de las muertes registradas durante el periodo de febrero a julio, fueron causadas por hechos de tránsito. (ARREOLA-RISSA C, 2003). constructoscriminologicos.uanl.mx y del tiempo de trabajo o estudio que los familiares de los lesionados deben distraer para atenderlos, las colisiones debidas al tránsito cuestan a la mayoría de los países el 3% de su PIB (ORGANIZACION MUNDIAL DE LA SALUD, 2022). OBJETIVO GENERAL Conocer las zonas de colisión hechos de tránsito en la ciudad de Reynosa, Tamaulipas durante el 2021-2022. Objetivos Específicos Determinar los hechos de tránsito terrestre que se han suscitado en la ciudad de Reynosa, Tamaulipas durante el 2021– 2022. Conocer los tipos de prevención aplicadas con anterioridad y analizar el resultado obtenido durante 2021-2022. Generar propuesta o política pública, para atenuar los puntos frecuentes de colisión en hechos de tránsito terrestre en la ciudad de Reynosa, Tamaulipas. En México, en 2019 fallecieron 14 mil 673 personas por lesiones a causa de siniestros viales. Con ello, se calcula una tasa de 11.6 muertes por cada 100 mil habitantes, lo que representa una disminución del 6.5% en comparación con el 2028 (SECRETARIA DE 1. CONCEPTO DE HECHOS DE TRÁNSITO SALUD, 2022). El nacimiento de la industria automotriz, Cada año se pierden aproximadamente en México, juega un papel fundamental para 1,3 millones de vidas a consecuencia de estas el desarrollo, ya que marca radicalmente lesiones. Entre 20 y 50 millones de personas el rumbo del desarrollo industrial con este sufren traumatismos no mortales, y muchos fenómeno, que se hace notar con fuerte de ellos provocan una discapacidad. Las impacto en el año de 1925 con la instalación lesiones causadas por el tránsito ocasionan de líneas de ensamble de la marca Ford. pérdidas económicas considerables para Sin embargo, es en 1935 donde surge la las personas, sus familias y los países en su conjunto; esas pérdidas son en consecuencia marca que revolucionaria por completo el de los costos del tratamiento y de la pérdida inicio de fabricación masiva de vehículos de productividad de las personas que mueren a motor, quien es denominado: General o quedan discapacitadas por sus lesiones, Motors, que años más tarde de posicionaría El Estudio de los incidentes de hechos de tránsito en Reynosa Tamaulipas durante el año 2021 - 2022. PP. 107-126 �111 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 en primer lugar en fabricación. Aunque, por otra parte, tan solo tres años después iniciaría sus operaciones también en realizar vehículos a motor, operaciones Automex, quien se convertiría en la marca Chrysler, en 1998. (MIRANDA, 2007). Esto provocó que otras empresas automotrices también se enfocaran en comercializar sus ventas en México, tales como Volkswagen en el año de 1964, la marca Ford expande su producción en el mismo año, siendo la marca Chrysler quien se expande en el año de 1964 con una planta de motores y en el año de 1968 con su planta de ensamblaje. Por otra parte, dejando en claro lo ya comentado al respecto de la aparición de los vehículos a motor en México, se puede analizar el concepto de Hecho de tránsito y por qué no llamarlo accidente, lo cual se explica a continuación. a referirse a este como un hecho en pasado. (ROBLEDO-NAVARRO, 2025). En este sentido, Manuel Ossorio, describe al hecho de tránsito como un acto que sufre una persona por el hecho de un tercero en el momento en que un sujeto transita por alguna de las vías públicas, que generalmente es a causa de la intensidad, la complejidad, y la velocidad que provoca el tránsito de vehículos. Así como su manifestación son los choques de automotores y el atropello de los peatones. Conforme al paso del tiempo se ha ido modificando el concepto para esclarecer la culpabilidad de un hecho, como lo es la presunción de culpa del causante del daño, es esta en la parte en que se debe demostrar que el presunto responsable comprobará que no tuvo relación directa con el hecho, si no que fue descuido por parte de la víctima o de un tercero. 2.TIPOS DE HECHOS DE TRÁNSITO De acuerdo con lo estipulado ya por la Real Academia Española principalmente hace referencia a la cualidad o estado que aparece en algo sin que ésta forme parte de su esencia; es decir, un “accidente” al considerarse como tal, no genera algún tipo de responsabilidad y por consiguiente no se emite la reparación del daño para la parte afectada. Mientras que, por otro lado, la palabra “hecho” es referente a la cosa o el acto que sucede, la acción de que se trata. Al ser ocurrido, se considera suceso, lo cual lo convierte en un hecho histórico que obliga SALIDA DE CAMINO Y VOLCADURA: Esto corresponde al hecho en el cual un vehículo en circulación abandona la vía de rodamiento, esto puede suceder por circunstancias debidas o ajenas al conductor, presentándose en otras opciones como fallas mecánicas las cuales pueden ser de carácter previsible o imprevisible, o también por falla de mantenimiento correctivo o preventivo. Es en este caso donde existe mayor daño en carrocería del vehículo, por el proceso que conlleva la volcadura. José Andres Méndez Ñeco �112 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx PROYECCIÓN: Se le conoce al hecho FRONTAL: Es el caso donde se encuentran en que un vehículo en circulación llega a implicados dos vehículos que tienen tener un impacto contra un objeto fijo, en contacto violento de frente. cualquier caso, ya sea que el conductor haya planeado las circunstancias o sean ALCANCE: se da en el caso de que uno ajenas a él. de los dos vehículos colisiona por la parte posterior del otro, ya sea en movimiento o ATROPELLOS: Es conocido por el por proyección con el que está estacionado. proceso en que un vehículo en circulación A este hecho se le conoce también como tiene una colisión con un ser humano. En colisión posterior. esta parte, interviene el perito especializado para determinar la edad, condiciones físicas, LATERAL: se le conoce al hecho en que estado psicofísico, el cual permita conocer uno de ellos o los dos vehículos presentaran el tiempo que desplazamiento del peatón, daños en alguno de sus costados, lo cual en el caso del conductor se consideran los no implica que deban aparecer de forma tiempos de percepción, reacción y tiempo perpendicular. mecánico de frenado. ANGULAR: También conocido como INCENDIO: También conocido por colisión perpendicular. Es conocido descompostura o falla mecánica, se entiende cuando uno de ellos colisiona su parte que estos acontecimientos de incendio frontal con alguno de los costados del otro, suceden a raíz de un problema de chatarra, generalmente en se observa ese hecho en cuando el vehículo ha sido detenido en un crucero regular. un lugar prohibido, debe ser retirado a la brevedad que las circunstancias lo permitan. CHOQUES: se le conoce al suceso violento De lo contrario esto puede dar origen a en el que dos objetos pueden derivar daños lo que se conoce como una colisión por para ambas partes, en el caso de los hechos de incendio, dañando de esta manera vehículos tránsito, hace referencia al encuentro violento que pudieran estar estacionados alrededor. de dos vehículos, en el cual pueden verse incluidos lesiones o muertes de personas. 3. COLISIONES (JOEL NAVAS PEREZ, 2009). Existen diferentes tipos de colisiones vehiculares, es decir, varían por la forma y zonas en que realizan contacto o tienen incidencia que ocasionan los daños en cualquier parte de la periferia en las carrocerías, para ello existen los siguientes conceptos: 4. PANORAMA JURÍDICO EN LOS HECHOS DE TRÁNSITO Por otro lado, haciendo mención estrictamente en los artículos que se relacionan directamente con los hechos de tránsito, en el código penal federal y estatal El Estudio de los incidentes de hechos de tránsito en Reynosa Tamaulipas durante el año 2021 - 2022. PP. 107-126 �113 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 se estipula lo siguiente: De esta manera, en el Código Penal Federal de México hace mención en él artículo 62 párrafo II, lo siguiente: Tamaulipas menciona en los siguientes artículos la pena impuesta al incumplimiento de 27 cualquier falta que ponga en peligro la vida y la integridad de las personas, siempre y cuando éstas no se encuentren violentando Artículo 62.- Cuando por culpa y por ninguna norma, tales como conducir bajo motivo del tránsito de vehículos se causen los influjos de alcoholes. lesiones, cualquiera que sea su naturaleza, sólo se procederá a petición del ofendido o de su legítimo representante, siempre que el conductor no se hubiese encontrado en estado de ebriedad o bajo el influjo de estupefacientes, psicotrópicos o de cualquiera otra sustancia que produzca efectos similares y no se haya dejado abandonada a la víctima. (CODIGO PENAL FEDERAL , 2022). Por otro lado, el Estado de Tamaulipas tiene una ley que regula el tránsito en todos los municipios que lo conforman, en la cual, se menciona las obligaciones a las que deben apegarse los dueños de los vehículos a motor que circulen en la entidad federativa, entre los cuales se especifica lo siguiente: Art. 18 BIS: Todo vehículo automotor que circule por las vías públicas en el Estado y sus municipios, deberá contar con póliza de seguro vigente para responder de los daños a terceros, en su persona o bienes, que con motivo del uso del vehículo automotor pudiera producirse a usuarios, peatones, conductores o terceros, en su persona o patrimonio. Dicha póliza de seguro deberá portearse en el vehículo por el poseedor de este. 5. ASPECTOS PREVENTIVOS DE LOS HECHOS DE TRÁNSITO En diversos países se han presentado notorias disminuciones en mortalidad a causa de los hechos de tránsito con medidas que son tan sencillas como el uso obligatorio del cinturón de seguridad, la prohibición de menores en asientos delanteros de los vehículos, uso de casco en motociclistas, reducir la velocidad en todas las vialidades terrestres, el uso de luces en los vehículos aun cuando sea de día o en ciertas condiciones climatológicas así como también evitar el consumo de alcohol en conductores automovilísticos, es necesario saber que no se requiere de un estudio científico para conocer que cualquiera de las medidas mencionadas con anterioridad requieren de un cambio conductual en toda la sociedad. (PUENTES, 2005). Debido al gran impacto que han tenido los hechos de tránsito terrestre, se obtuvo como respuesta durante el año 2011 el acuerdo por el que se dio a conocer la Estrategia Nacional de Seguridad Vial, haciendo del conocimiento público la suma de México al Decenio de Acción por la Seguridad Vial Además, en el reglamento de tránsito y proclamado por la Asamblea General de vialidad que compete a la ciudad de Reynosa, la Organización de las Naciones Unidas José Andres Méndez Ñeco �114 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS decretando oficialmente el Decenio de Acción para la Seguridad Vial 2011 – 2020, teniendo como fin estabilizar y reducir significativamente las cifras previstas de víctimas mortales en accidentes de tránsito en todo el mundo. Por otro lado, en México, existe el Secretariado Técnico del Consejo Nacional para la Prevención de Accidentes quien es el departamento administrativo de la Secretaria de Salud para llevar a cabo la política nacional para la prevención de lesiones ocasionadas por accidentes, así como también realizar las diligencias correspondientes con el sector público, privado y social que estén relacionados con el tema de accidentes, además de organizar la operación de los Consejos Estatales para la Prevención de Accidentes de las 32 entidades federativas. (STNAPRA, 2022). Es muy conocido que en los hechos de tránsito terrestre existen distintas lesiones, entre las cuales, algunas pudieran llegar a ser de gravedad, sin embargo, un estudio realizado demuestra que se han disminuido gradualmente estas afectaciones gracias al uso oportuno del cinturón de seguridad. Esto se ve reflejado en los resultados, que demuestran que se han reducido entre 40 y 50% las muertes por lesiones, y en cuanto a las lesiones graves, se ha notado una disminución del 40 y 55%, además se han llevado a cabo pruebas de cinturones especiales para niños menores de 14 años, ancianos, recién nacidos e inclusive personas con requerimientos especiales. (MATHA HIJAR MEDINA, 1996). constructoscriminologicos.uanl.mx METODOLOGIA Método de investigación cuantitativo, tipo de diseño de la investigación: No experimental, transversal, explicativo y descriptivo. Nivel de estudio del objeto: Descriptivo experimental. Variable de la investigación, variable independiente: hechos de tránsito, variable dependiente: zonas de colisión, población de estudio: los hechos de tránsito terrestre en Reynosa, Tamaulipas. Muestra 4,473 hechos de tránsito, criterio de inclusión: tipos de hechos y lugares suscitados en la ciudad de Reynosa, Tamaulipas durante el 20212022, espacio Reynosa, Tamaulipas. Tiempo: 2021-2022. Metodología: para cumplir con la investigación que el presente trabajo requiere se plantea un estudio cuantitativo con base a la información que permita analizar el departamento de la dirección de tránsito y vialidad de la ciudad de Reynosa, Tamaulipas. El cual permitió que se realizara las estadísticas mensuales que obtienen del departamento de peritajes al momento de tomar parte de un hecho de tránsito terrestre en el que interviene personal capacitado, para determinar la responsabilidad de los hechos en cada situación según corresponda. Y de esta manera se logrará recabar la información necesaria que permita cumplir con los objetivos en esta investigación con el fin de obtener principalmente las zonas de colisión más frecuentes que se encuentran en Reynosa y a su vez se logre identificar los tipos de accidentes de tránsito terrestre que son más comunes en esta ciudad fronteriza, de esta manera se lograra cumplir con cada uno de los objetivos planteados ante esta investigación. El Estudio de los incidentes de hechos de tránsito en Reynosa Tamaulipas durante el año 2021 - 2022. PP. 107-126 �115 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 RESULTADOS Pudiera pensarse que uno de los factores principales para que se presenten este tipos de hechos de tránsito se centraría en relación a la cantidad de vehículos que existen en ésta ciudad fronteriza, pero consultando los resultados tabulados de la encuesta intercensal de población y TIPO DE HECHO ALCANCE LATERAL VOLCADURAS PROYECCION ATROPELLOS REVERSA ANGULAR SALIDA CAMINO CHOQUES FRONTAL INCENDIO Total vivienda realizada por el INEGI, la cantidad de habitantes en la ciudad de Reynosa es de 704 767, superando a la ciudad de Matamoros, más sin embargo esta última ciudad supera en accidentes a Reynosa, teniendo una diferencia en hechos de tránsito de 51, lo cual demuestra que la afluencia poblacional no es un factor importante (INEGI, 2021) Fa 166 176 80 237 39 26 207 49 244 10 14 1248 Fr 0.13 0.14 0.06 0.19 0.03 0.02 0.17 0.04 0.20 0.01 0.01 1.00 % 13 14 6 19 3 2 17 4 20 1 1 100 Tabla 1.- Muestra las cantidades de colisiones durante el primer semestre del año 2021. Figura 1. Resultados obtenidos del departamento de peritajes de la dirección de tránsito y vialidad de la ciudad de Reynosa, Tamaulipas José Andres Méndez Ñeco �116 constructoscriminologicos.uanl.mx CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Por otra parte, se observa que durante el primer semestre del año 2021 se encuentra un alto índice de hechos de tránsito por el tipo de colisión de choque, predominando con 244 hechos entre los 11 tipos de colisiones que describen los elementos de peritajes, seguidos por los hechos de proyección con una cifra de 237 y en tercera posición con 207 los hechos ocurridos por colisión angular. SITUACIÓN DE LOS CONDUCTORES EN LOS INCIDENTES DE TRÁNSITO Figura 2. Resultados obtenidos del departamento de peritajes de la dirección de tránsito y vialidad de la ciudad de Reynosa, Tamaulipas. Así mismo, se observó un mayor índice de incidencia en conductores del sexo masculino teniendo 677 por encima del sexo femenino quien se encuentra con una cifra de 245 y siendo la fuga de conductor el que predomine con 315 dando como resultado desconocido el sexo de los conductores en esa situación. ÍNDICE DE PERSONAS AFECTAS POR LOS INCIDENTES DE TRÁNSITO Figura 3. Resultados obtenidos del departamento de peritajes de la dirección de tránsito y vialidad de la ciudad de Reynosa, Tamaulipas. El Estudio de los incidentes de hechos de tránsito en Reynosa Tamaulipas durante el año 2021 - 2022. PP. 107-126 �117 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Por otro lado, los saldos en los hechos de tránsito terrestre son considerados de suma importancia, ya que en este sentido es donde se conoce el daño ocasionado a la salud de los individuos que participaron directamente en el hecho, observando de esta manera que en 1062 casos de los hechos vehiculares que se suscitaron en la ciudad no hubo lesionados de gravedad, 159 se vieron afectados y en 27 de los casos hubo defunciones a causa de estos. RELACIÓN DE LAS AUTORIDADES EN LOS INCIDENTES DE TRÁNSITO Figura 4. Resultado obtenido del departamento de peritajes de la dirección de tránsito y vialidad de la ciudad de Reynosa, Tamaulipas. De esta manera, los peritos especializados en la materia deben realizar el parte correspondiente a los hechos de tránsito y determinar la responsabilidad que debe cumplir cada conductor. En esta parte se observa que solo 346 de los partes realizados fueron consignados ante el departamento de tránsito y vialidad, enviándose las unidades al denominado corralón para que se cumpla cierto plazo en el que el conductor debe realizar el pago de la multa por los daños ocasionados y responder ante las autoridades, así como también pagar los servicios de transporte de la unidad vehicular y también el periodo que utilizó las instalaciones de resguardo por parte de la grúa. Por otra parte, con 906 se encuentran los conductores que al realizar el peritaje aceptaron la responsabilidad de los hechos y se responsabilizaron de cumplir cada uno con cierta proporción de reparación del daño. José Andres Méndez Ñeco �118 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx EDADES DE LOS CONDUCTORES INVOLUCRADOS EN LOS INCIDENTES DE TRÁNSITO TERRESTRE Figura 5. Resultado obtenido del departamento de peritajes de la dirección de tránsito y vialidad de la ciudad de Reynosa, Tamaulipas. Por otra parte, en las edades de los conductores 21 a 30 años con una cifra de 271, y en tercera podemos observar una cifra mayor en la fuga de posición con una cifra de 266 se encuentran conductor con 288, seguidos de las personas de ubicados los conductores de 31 a 40 años. LUGAR DE LOS INCIDENTES DE TRÁNSITO SUSCITADOS EN REYNOSA, TAMAULIPAS Figura 6. Resultados obtenidos del departamento de peritajes de la dirección de tránsito y vialidad de la ciudad de Reynosa, Tamaulipas. El Estudio de los incidentes de hechos de tránsito en Reynosa Tamaulipas durante el año 2021 - 2022. PP. 107-126 �119 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 De esta manera, también se puede observar en el segundo semestre del 2022, donde predomina la carretera Reynosa-Rio Bravo en la Colonia la Escondida y también el Blvd Hidalgo esquina con Práxedis balboa como las vías más conflictivas, para que se lleven a cabo este tipo de hechos de tránsito, cambiando de esta manera la zona de colisión más frecuente en comparación con el primer semestre del año. RESULTADO DEL SEGUNDO SEMESTRE DEL AÑO 2022 TIPOS DE HECHOS DE TRÁNSITO TERRESTRE TIPO DE HECHO ALCANCE LATERAL VOLCADURAS PROYECCION ATROPELLOS REVERSA ANGULAR SALIDA CAMINO CHOQUES FRONTAL INCENDIO Total Fa 158 145 64 238 39 17 179 43 207 14 10 1114 Fr 0.14 0.13 0.06 0.21 0.04 0.02 0.16 0.04 0.19 0.01 0.01 1.00 % 14 13 6 21 4 2 16 4 19 1 1 100 Tabla 2. Muestra las cantidades de colisiones durante el segundo semestre del año 2022. Figura 7. Resultados obtenidos del departamento de peritajes de la dirección de tránsito y vialidad de la ciudad de Reynosa, Tamaulipas. José Andres Méndez Ñeco �120 constructoscriminologicos.uanl.mx CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Así mismo en el segundo semestre del 2022, el cual comprende los meses de julio a diciembre, muestra que prevalece por diferencia de 31 en primera posición los hechos de tránsito por colisión con el tipo de proyección, seguido con 207 por el tipo de choque y en tercera posición se encuentran ubicados tres tipos distintos los cuales son por colisión de alcance con 158, angular con179 y lateral con 145 hechos. SITUACIÓN DE LOS CONDUCTORES EN LOS HECHOS DE TRÁNSITO TERRESTRE Figura 8. Obtenida del departamento de peritajes de la dirección de tránsito y vialidad de la ciudad de Reynosa, Tamaulipas. También, en esta gráfica se observa que solo 11 del 2021 fueron menores de edad, colocándose de los conductores que tuvieron participación en primera posición el sexo masculino en los hechos de tránsito del segundo semestre representado con 578. ÍNDICE DE PERSONAS EN LOS INCIDENTES DE TRÁNSITO TERRESTRE Figura 9. Resultado obtenido del departamento de peritajes de la dirección de tránsito y vialidad de la ciudad de Reynosa, Tamaulipas. El Estudio de los incidentes de hechos de tránsito en Reynosa Tamaulipas durante el año 2021 - 2022. PP. 107-126 �121 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 En este sentido, se puede observar en esta lesionados, seguido con 33 defunciones, siendo gráfica que el saldo de personas lesionadas que en 899 de los casos no hubo ningún tipo en los casos de hechos de tránsito es de 182 de lesión. PARTICIPACIÓN DE LAS AUTORIDADES EN LOS PARTES DE HECHOS DE TRÁNSITO Figura 10. Obtenida del departamento de peritajes de la dirección de tránsito y vialidad de la ciudad de Reynosa, Tamaulipas. Por otra parte, en los partes de hechos de tránsito se logra notar una mayor cantidad en los autos consignados, y tan solo 628 en los vehículos que firmaron el acta convenio. CLASIFICACIÓN DE LOS VEHÍCULOS INVOLUCRADOS EN LOS INCIDENTES DE TRÁNSITO TERRESTRE Figura 11. Obtenida del departamento de peritajes de la dirección de tránsito y vialidad de la ciudad de Reynosa, Tamaulipas. José Andres Méndez Ñeco �122 constructoscriminologicos.uanl.mx CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Así también, en base a los hechos de tránsito suscitados en la ciudad de Reynosa, Tamaulipas, se ha logrado obtener un listado con los 9 tipos clasificados de vehículos a motor, los cuales son los que se ven mayormente involucrados en un evento de este tipo, en primera posición se ubican los vehículos sedán con 475, seguidos de los vehículos cerrados con 308 y en tercera posición los pick up con una cifra de 169. EDADES DE LOS CONDUCTORES INVOLUCRADOS DE LOS INCIDENTES DE TRÁNSITO TERRESTRE Figura 12. Resultados obtenidos del departamento de peritajes de la dirección de tránsito y vialidad de la ciudad de Reynosa, Tamaulipas. Cabe mencionar que en este segundo semestre personas de 21 a 30 años con un total de 276, del 2022 se observa mayor predominación en y en tercera posición los de 31 a 40 años con la fuga de conductores con una cifra de 330 258. ubicado en la primera posición, seguido de las El Estudio de los incidentes de hechos de tránsito en Reynosa Tamaulipas durante el año 2021 - 2022. PP. 107-126 �123 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 LUGARES DE LOS INCIDENTES DE TRÁNSITO SUSCITADOS EN REYNOSA, TAMAULIPAS Figura 13. Resultados obtenidos del departamento de peritajes de la dirección de tránsito y vialidad de la ciudad de Reynosa, Tamaulipas. Por último, en esta gráfica de lugares de los hechos de tránsito que muestran los resultados obtenidos durante el segundo semestre del año 2022, señalan al Blvd. Hidalgo esquina con Praxedis Balvoa como la vía con intersección en la que se presentan la mayor cantidad de hechos de tránsito con una cifra de 8 hechos, de esta manera, se observa que en cada semestre se tiene una vía diferente en la que se presentan este tipo de eventos. CONCLUSIONES En base al estudio obtenido en esta investigación se observa que: 1.- El reglamento de tránsito y vialidad que está estipulado, para la ciudad de Reynosa, Tamaulipas. No cumple con las especificaciones necesarias, para comprender la diferencia entre cada tipo de incidente de tránsito terrestre y las José Andres Méndez Ñeco �124 constructoscriminologicos.uanl.mx CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS distintas colisiones vehiculares en las que se acceso a esta información haciendo un buen pueden ver afectados las y los conductores de uso de la tecnología y ayudando a la mejora de la seguridad vial. esta ciudad. 2.- Por otra parte, es conocido que los sistemas TRABAJOS CITADOS encargados del control y prevención de la seguridad vial que existen actualmente no ARREOLA-RISSA C, H. E. (2003). ANALISIS DE LA son los únicos responsables de los hechos de MORTALIDAD POR ACCIDENTES VIALES EN LA tránsito ocurridos en estos años, sino también CIUDAD DE MONTERREY. QUE HEMOS APRENDIDO Y el factor humano juega un papel fundamental ESTRATEGIAS A IMPLEMENTAR . TRAUMA LA URGENCIA para que se lleve a cabo dicho evento, el cual MEDICA. se ha identificado como el principal causante. ASOCIACION MEXICANA DE INSTITUCIONES DE SEGUROS . (2019). ASOCIACION MEXICANA DE INSTITUCIONES DE 3.- También se muestra que se deben tomar estrategias eficaces para minimizar la colisión vehicular en los puntos marcados como frecuentes dentro de esta investigación, ya sea mediante la implementación de algún señalamiento, cierre de retornos o reubicación, así como también la colocación de semáforos en esas vías. SEGUROS. Obtenido de https://sitio.amis.com.mx/comites/ accidentes-y-enfermedades/ CODIGO PENAL FEDERAL . (2022). CAMARA DE DIPUTADOS DEL HONORABLE CONGRESO DE LA UNION. Obtenido de https://www.diputados.gob.mx/LeyesBiblio/pdf/CPF.pdf FERNANDEZ, F. I. (2020). HECHOS DE TRÁNSITO TERRESTRE: UN ESTUDIO COMPARATIVO DE LOS SINIESTROS VIALES EN LAS CIUDADES DE LEON Y AGUASCALIENTES. REPOSORIO INSTITUCIONAL DE LA UNIVERSIDAD DE 4.- Así mismo, es necesario continuar con el estudio de los hechos de tránsito terrestre, para que de esta manera se logre ampliar la investigación y considerar otras variables de suma importancia, como lo es la atención a las víctimas directas e indirectas que se ven involucradas en estos eventos. GUANAJUATO, 9. INEGI. (2021). CENSO DE POBLACION Y VIVIENDA. Obtenido de ResultCenso2020_Tam.docx - Inegi JOEL NAVAS PEREZ, M. O. (2009). INVESTIGACION CRIMINALISTICA EN HECHOS DE TRÁNSITO TERRESTRE . INSTITUTO NACIONAL DE CIENCIAS PENALES. LUCRECIA VILLALOBOS - PARRA, R. H. (2008). ACCIDENTES DE TRÁNSITO. ACTA PEDIATRICA COSTARRICENSE. Por último, es necesario realizar una directa comunicación entre los distintos departamentos de tránsito y vialidad a nivel Local, Estatal y Federal para que se apliquen las mismas estrategias en todo el país ayudando de esta manera a llevar un control en general que permita concentrar toda la información en un mismo sitio, el cual puede ser web, para que de esta manera cada vez más personas tengan MALKA IRINA CABELLOS MARTINEZ, E. E. (2016). APLICACION DE LA HERRAMIENTA SOLIDWORDS PARA LA RECONSTRUCCION ANALITICA DE UN ACCIDENTE DE TRÁNSITO TIPO:COLISION FRONTAL VEHICULO -PEATON. REVISTA INGENIO. MATHA HIJAR MEDINA, M. E. (1996). CINTURON DE SEGURIDAD Y GRAVEDAD DE LESIONES EN ACCIDENTES DE TRAFICO EN CARRETERAS. SALUD PUBLICA DE MEXICO. El Estudio de los incidentes de hechos de tránsito en Reynosa Tamaulipas durante el año 2021 - 2022. PP. 107-126 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 MIRANDA, A. V. (2007). LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ EN MEXICO. ANTECEDENTES, SITUACION ACTUAL Y PERSPECTIVAS. SCIELO. MUÑOZ, J. E. (2013). ACCIDENTE DE TRÁNSITO TERRESTRE. MEDICINA LEGAL DE COSTA RICA. MUÑOZ, J. E. (2013). ACCIDENTES DE TRÁNSITO TERRESTRE. 125 — José Andres Méndez Ñeco Afiliación: Maestría en Criminología y Ciencias Forenses en la unidad académica multidisciplinaria Reynosa Aztlán, Universidad Autónoma de Tamaulipas. MEDICINA LEGAL DE COSTA RICA. NAVARRO, R. J. (1974). MUERTES EN HECHOS DE TRÁNSITO. SALUD PUBLICA DE MEXICO. ORGANIZACION MUNDIAL DE LA SALUD. (27 de 11 de 2022). TRAUMATISMOS CAUSADOS POR EL TRÁNSITO. Obtenido de https://www.who.int/es/news-room/fact- sheets/detail/road-traffic-injuries PUENTES, E. (2005). ACCIDENTES DE TRAFICO: LETALES Y EN AUMENTO. SALUD PUBLICA DE MEXICO. ROBLEDO-NAVARRO, J. (2025). LOS HECHOS DE TRÁNSITO, ALGUNOS ASPECTOS TECNICOS-JURIDICOS. ESTUDIOS FORENSES. SECRETARIA DE SALUD. (27 de 11 de 2022). STCONAPRA. Obtenido de https://www.gob.mx/salud/documentos/ informe-sobre-la-situacion-de-la-seguridad-vialmexico-2020 STNAPRA. (2022). SECRETARIADO TECNICO DEL CONSEJO NACIONAL PARA LA PREVENCION DE ACCIDENTES. Obtenido de SECRETARIA DE SALUD: https://www.gob. mx/salud/acciones-y-programas/secretariado-tecnicodel-consejo-nacional-para-la-prevencion-de-accidentes102486?state=published#:~:text=Secretariado%20 T%C3%A9cnico%20del%20Consejo%20Nacional%20 para%20la%20Prevenci%C3%B3n,de%20Salud%20 %7C%2 UNIDAS, N. (2022). https://www.un.org/es/observances/roadtraffic-victims-day. José Andres Méndez Ñeco �126 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx El Estudio de los incidentes de hechos de tránsito en Reynosa Tamaulipas durante el año 2021 - 2022. PP. 107-126 �127 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Posesión de animales exóticos como mascotas en México, una aproximación criminológica verde desde los reportes hemerográficos durante 2008-2018* Possession of exotic animals as pets in Mexico, a green criminological approach from hemerographic reports during 2008-2018 José Luis Carpio Domínguez** Resumen La posesión de animales exóticos es un fenómeno en incremento y una de las principales causas de tráfico legal e ilegal de fauna, por lo que es necesaria una aproximación criminológica del fenómeno para analizar los contextos sociales, económicos y políticos del fenómeno. Este articulo explora los casos de posesión de animales exóticos en México, a Cómo citar Carpio Domínguez, J. L. Posesión de animales exóticos como mascotas en México: una aproximación criminológica verde desde los reportes hemerográficos durante 2008-2018. Constructos Criminológicos, 3(5). https://doi.org/10.29105/cc3.556 * El presente artículo se derivó de la exploración del planteamiento del problema de la tesis doctoral nombrada “Redes sociales y actuación del estado en la posesión de animales exóticos: estudio en tres grupos de actores sociales en Tamaulipas, México” desarrollada en el IINSO-UANL. ** https://orcid.org/0000-0001-8458-5189 Autonomous University of Tamaulipas Recibido: 25-02-2023 Aceptado: 11-05-2023 través de la consulta en medios hemerográficos y su relación con fenómenos sociopolíticos en el país durante el periodo 2008-2018. Encontramos que la posesión de animales exóticos tiene implicaciones sociales, de seguridad, políticas y económicas, y a través de los años ha ido incrementando, incluso frente los esfuerzos de las autoridades por atenderla y regularla, además se encuentra relacionado con otras formas de criminalidad en el país, por lo tanto, sigue siendo un tema pendiente en la investigación criminológica sobre tráfico ilegal de vida silvestre en México. Palabras clave: posesión de animales, delitos ambientales, animales exóticos, criminología verde. Abstract The possession of exotic animals is a growing phenomenon and one of the main causes of legal and illegal wildlife trafficking, so a criminological approach to the phenomenon is necessary to analyse the social, economic �128 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS and political contexts of the phenomenon. This article explores the cases of possession of exotic animals in Mexico, through the consultation of hemerographic reports, to analyse their relationship with socio-political phenomena in the country during the period 2008-2018. We found that the possession of exotic animals has social, security, political and economic implications, and over the years has been increasing, despite government efforts to regulate it and is also related to other forms of criminality in the country, therefore, it remains a pending issue in criminological research on illegal wildlife trafficking in Mexico. Key Words: possession of animals, environmental crimes, exotic animals, green criminology. I. INTRODUCCIÓN Ante los problemas recientes a los que se enfrenta México, los temas de seguridad pública han cobrado mayor relevancia en las agendas gubernamentales, sin embargo, las cuestiones ambientales han tenido una menor consideración, por lo que ocupan un lugar marginal en el ámbito de las preocupaciones de los tomadores de decisiones en el país. Generalmente el discurso sobre temas ambientales es utilizado en la actualidad de manera irracional de tal manera que se ha creado una ilusión de que este tema ya ocupa un lugar justo en la agenda pública (Cárdenas y Becerra, 2004). constructoscriminologicos.uanl.mx megadiversos del mundo (Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad [CONABIO] 2018) por lo que es de especial relevancia la atención de conductas antisociales que atenten contra el medio ambiente en el país. La Procuraduría Federal de Protección al Ambiente (PROFEPA) es la institución gubernamental encargada de la observancia y del cumplimiento de la normatividad ambiental con la finalidad de contribuir en el desarrollo sostenible (PROFEPA, 2020). La posesión de animales exóticos (PAE) es un fenómeno que no se ha investigado a profundidad en México y puede entenderse como “una práctica social dentro de la dinámica del tráfico de vida silvestre que consiste en retener en cautiverio a un animal que por acciones humanas y con fines de domesticación se encuentra fuera de su distribución natural para ser tenido como mascota o animal de compañía” (Carpio-Domínguez et al. 2021a: 4). La PAE ha sido una actividad recurrente a través de los años y un desafío para los procesos y técnicas de cuantificación y cualificación de este fenómeno a nivel nacional e internacional por lo que se desconocen los aspectos sociales, políticos y económicos que rodean este fenómeno. La PAE representa un reto de consideraciones amplias puesto que esta actividad se ha desarrollado desde hace mucho tiempo, sin que se hayan analizado otras variables cualitativas que rodean el fenómeno. La factibilidad de medir el fenómeno depende de variables Sin embargo, la riqueza natural de México lo como la heterogeneidad de actores y grupos ubica en el cuarto lugar a nivel mundial en sociales, condiciones sociodemográficas, biodiversidad y como uno de los doce países ecológicas y culturales, por lo que las Posesión de animales exóticos como mascotas en México, una aproximación criminológica verde desde los reportes hemerográficos durante 2008-2018 PP. 127-154 �Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 129 En el periodo 2008-2018 la PROFEPA aseguró 3471 ejemplares de animales exóticos no endémicos o sin distribución natural en México, de los cuales, el 14.7% (n=513) se realizó en entornos sociales como domicilios particulares (n=284, 54%), ranchos privados o fincas (n=205, 40%) y aseguramientos de animales en libertad (n=24, 4.7%), esto significa que, en más de la mitad de los casos, los animales exóticos eran mantenidos como mascotas. Por otra parte, el 5.6% (n=197) de los aseguramientos se realizaron en mercados, tianguis y puntos de venta en la calle (PROFEPA, 2019; Carpio-Domínguez et al. 2021a), esta variable cobra relevancia ya que, el mercado ilegal de vida silvestre representa una de las La PAE está relacionada al tráfico de vida principales fuentes de acceso de animales silvestre y con ello van implícitos factores como silvestres para la población (Humane Society el aprovechamiento legal e ilegal (Sosa, 2011; International, 2020; World Wildlife Found Arroyo-Quiroz y Wyatt, 2019), la introducción [WWF] 2020). Ante la falta de estudios sobre de especies invasoras (Álvarez et al., 2008), la la PAE desde una perspectiva criminológica, el disminución de las poblaciones en vida libre presente artículo busca generar un marco de (CONABIO, 2018) y la formación de grupos estudio que permita aproximarse a los factores criminales (Carpio-Domínguez et al. 2018a; sociales, económicos, políticos y ambientales UNODC, 2020; Carpio-Domínguez et al. relacionados a la PAE en el país. 2022). Actualmente el tráfico de animales es un fenómeno que se manifiesta a escala global 2. MATERIALES Y MÉTODOS y a pesar de los intentos gubernamentales por regularlo, sigue manifestándose de manera legal 2.1.1. Características de estudio e ilegal (UNODC, 2020) lo que facilita la PAE, En el presente estudio exploratorio utilizamos un valiéndose de cualquier vía para conseguirlos enfoque de investigación cuantitativo de corte (Sosa, 2011; Wyatt, 2013; Montero, 2014; descriptivo con el objetivo de analizar la frecuencia UNODC, 2020; Carpio-Domínguez et al., de casos de posesión de animales exóticos en 2018ª, 2018b; Castro-Salazar y Carpio- México a través de los reportes hemerográficos Domínguez, 2022) y fortaleciendo las redes durante el periodo 2008-2018. De manera de captura, acopio, transporte y posesión de que permita plantear el estudio de la posesión los ejemplares de fauna incluso entre países de animales exóticos como un fenómeno de interés y relevancia en el contexto legal, político, (UNODC, 2020). económico y ambiental en México. instituciones gubernamentales, contabilizan los casos reportados por la ciudadanía o a través de denuncias y operativos de vigilancia, sin embrago, se desconoce la “cifra negra”, la cual, hace referencia a los casos que no son conocidos por las autoridades y por lo tanto no son atendidos ni contabilizados en las estadísticas oficiales (Sozzo, 2003), sin embrago se observa en los últimos años se ha observado un creciente número de casos reportados en notas periodísticas, de personas lesionadas y fallecidas por animales en cautiverio para su uso como mascotas o animales de compañía tanto de manera legal como ilegal. José Luis Carpio Domínguez �130 constructoscriminologicos.uanl.mx CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Utilizamos los reportes hemerográficos para analizar la posesión de animales exóticos, ya que estas fuentes de información permiten comprender la realidad construida a través de los medios de comunicación (Fishman, 1980; Bagdikian, 1986; Wolf, 2004; McCombs, 2006) ya que los medios de comunicación tienen el rol específico de ser “intermediarios simbólicos colectivos” (Wolf, 2004: 256) generando los marcos cognitivos que intervienen en la percepción de las personas sobre su entorno y la realidad en la que viven. 2.1.2. Recolección de datos 2.1.2.1. Primera etapa En la primera etapa de este estudio, consultamos los portales digitales de 77 periódicos: 12 nacionales, 31 estatales y 44 locales con el objetivo de identificar notas hemerográficas relativas a casos reportados de posesión de animales exóticos a nivel nacional en el periodo 2008-2018. Se construyeron 11 categorías de análisis previas al inicio del estudio y que facilitaron la consulta de los datos de interés dentro de cada nota, a su vez durante el estudio se crearon subcategorías dentro de cada categoría que permitió sintetizar los datos para el análisis (Tabla 1). Tabla 1.- Variables y subvariables analizadas en la metodología aplicada al estudio de la PAE en México. Categorías Subcategorías Grupo de animales Mamíferos, Aves, Reptiles, Anfibios, Insectos/ Artrópodos, Peces * Estado 32 estados de México Año de Publicación Periodo 2008-2018 (Segmentación por año) Lugar de Posesión Ranchos y fincas, casas particulares, comercio ilegal, liberados, prisión, unidades de manejo ambiental y espectáculos de entretenimiento. Tipo de Posesión Animales Vivos, Productos o Derivados, Ambos. Personas Detenidas Si, No. Causas de reacción institucional Denuncia pública, operativos del gobierno, daños a la propiedad o lesiones, animales liberados. Posesión de animales exóticos como mascotas en México, una aproximación criminológica verde desde los reportes hemerográficos durante 2008-2018 PP. 127-154 �131 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Concurso de Delitos (Pluralidad de delitos) Delincuencia organizada, caza ilegal, fraude, tráfico ilegal de vida silvestre, robo, homicidio, maltrato animal, secuestro, trata de personas y delitos contra la biodiversidad. Legalidad de la Posesión Legal, Ilegal. Actores sociales Grupos Criminales, Servidores Públicos, Población Civil. *El estudio no identifica a los animales por taxonomía, pero permite ubicarlos en los grupos a los que pertenecen. Los motores de búsqueda que guiaron la búsqueda de los datos fueron: animales exóticos, mascotas exóticas, animales exóticos ilegales, granjas con animales exóticos, casas con mascotas exóticas, mascotas exóticas de grupos criminales, servidores públicos con mascotas exóticas, posesión de animales exóticos. de PAE muestran un incremento sostenido en el periodo de estudio destacándose un descenso en el periodo 2009-2011, sin embargo, a partir del año 2012 el ascenso es continuo, ya que el año 2018 supera en reportes al total anual de los años anteriores (Figura 1). 2.1.2.1. Segunda etapa Procesamos los datos de las categorías y subcategorías en el programa IBM Statistical Package for the Social Sciences (v.25) para analizar la información por estadísticas descriptivas de 123 notas periodísticas a nivel nacional, con esta cifra se logró la saturación de la muestra, ya que se identificó la misma información en otros periódicos, sobre todo en los casos cuando el periódico es de distribución nacional ya que la información se replica en periódicos locales y estatales. A pesar de las actuaciones de las instituciones, el fenómeno ha ido incrementando tal como lo muestra la Figura 1, lo que puede estar relacionado al fortalecimiento y adaptación de las redes de tráfico de vida silvestre frente a las estrategias de regulación del Estado (UNODC, 2020; Carpio-Domínguez et al., 2022) o bien al aumento de las comunicaciones a través de redes sociales (Facebook y Twitter) las cuales, permiten documentar los fenómenos sociales con mayor frecuencia y en tiempo real como los casos de denuncias ciudadanas sobre avistamientos de animales exóticos en espacios públicos o animales que se han liberado del cautiverio y se encuentran en las calles. 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 3.1.1. Estadísticas de reportes hemerográficos de casos de PAE Los reportes hemerográficos sobre casos José Luis Carpio Domínguez �132 constructoscriminologicos.uanl.mx CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Figura 1. Frecuencia de casos de PAE en reportes hemerográficos de México en el periodo enero 2008-2018. Fuente: elaboración propia. El notable incremento durante 2018 permite evidenciar dos aspectos relevantes: 1) la PAE es un fenómeno en incremento que puede estar relacionado a las condiciones de accesibilidad de compra, venta o intercambio de animales a través de nuevas redes de tráfico y el incremento e implementación de nuevas redes de comunicación entre los vendedores y compradores (tráfico ilegal de vida silvestre) (Carpio et al., 2018b), lo cual, determina en gran medida la invisibilidad de estas transacciones o intercambios y permanecen fuera del registro de las instituciones; y 2) con el incremento de los medios de comunicación a través de las redes sociales, los eventos de avistamiento de animales exóticos son registrados directamente por la población, por lo que los medios de comunicación tienen acceso a la información en tiempo real, hecho que puede influir en el número de casos reportados. Respecto a la representación de los estados de la república mexicana en los reportes hemerográficos de PAE en el periodo 20082018, en todos los estados de México se encontraron reportes, sin embargo, los estados de Jalisco (n=14, 11.4%), Ciudad de México (n=11, 8.9%), Tamaulipas (n=8, 6.5%) y Yucatán (n=8, 6.5%) fueron los estados que tuvieron un mayor número de reportes con relación al resto de las entidades federativas (Figura 2). Posesión de animales exóticos como mascotas en México, una aproximación criminológica verde desde los reportes hemerográficos durante 2008-2018 PP. 127-154 �133 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Figura 2. Distribución geográfica de las frecuencias de reportes hemerográficos de casos de PAE en México por entidad federativa en el periodo 2008-2018. Fuente: elaboración propia. Las frecuencias altas de reportes de PAE en estos estados pueden estar relacionados a las condiciones de seguridad y a las características socioeconómicas de cada estado. Los estados como Jalisco, Tamaulipas, Michoacán, Guanajuato, Veracruz, Sinaloa y Chihuahua se han caracterizado por altos índices de inseguridad ocasionada por grupos criminales y las constantes pugnas entre las fuerzas de seguridad pública del Estado Mexicano (Maldonado, 2011; Moloesnik y Suárez de Garay, 2012; Hernández, 2014; Chabat, 2015; Rosen y Zepeda, 2015) por lo que los casos documentados de PAE en estos estados fueron en 20 de los 29 casos reportados de PAE por grupos criminales (Figura 3). José Luis Carpio Domínguez �134 constructoscriminologicos.uanl.mx CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Figura 3. Legalidad de la PAE en los estados de México en reportes hemerográficos durante 2008-2018. Fuente: elaboración propia. Los datos obtenidos muestran que el 82.9% (n=102) de los reportes los ejemplares de fauna no contaban con documentos de acreditación de procedencia legal en la mayoría de los estados, lo que sugiere la presencia de redes de tráfico de vida silvestre o bien de reproducción de especies en cautiverio en la ilegalidad o sin alguna regulación (ver Figura 3), siendo Jalisco (n=14) el estado con la frecuencia más alta de reportes hemerográficos de PAE ilegal, mientras que Baja California Norte y Sur son los estados con la mayor frecuencia de casos de PAE legal (n=6). de actores sociales: personas civiles1, grupos criminales y servidores públicos; la mayoría de los reportes los representan las personas civiles con 71.5% (n=88) en el periodo de estudio, los grupos criminales tuvieron 23.6% (n=29) del total de reportes hemerográficos, mientras que los servidores públicos representaron el 4.9% (n=6) (Figura 4). Se destaca que la frecuencia más alta corresponde a personas civiles, lo cual, indica la alta capacidad de la población para acceder a ejemplares de fauna exótica. 3.1.2. Actores sociales involucrados en la PAE En el estudio identificamos que la PAE es una actividad presente en diferentes grupos 1 Se utiliza el término “personas civiles” en el presente es- tudio, para definir aquellos ciudadanos que no pertenecen a grupos criminales y que no son servidores públicos, esta diferenciación es únicamente para categorizar la diversidad de actores sociales presentes en los casos de PAE. Posesión de animales exóticos como mascotas en México, una aproximación criminológica verde desde los reportes hemerográficos durante 2008-2018 PP. 127-154 �135 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Figura 4. Grupos de actores sociales identificados en casos de PAE en reportes hemerográficos en México en el periodo 2008-2018. Fuente: elaboración propia. Los casos de PAE reportados en los medios de comunicación generalmente se destacan cuando van acompañados de amarillismo. Los casos reportados por decomisos a grupos criminales y servidores públicos corruptos siempre ocupan un lugar preponderante dentro de las notas periodísticas. Los reportes de decomisos de armas, drogas o animales exóticos a grupos criminales, así como la confiscación de cuentas bancarias, propiedades (inmuebles) y animales exóticos a servidores públicos pueden ser una estrategia mediática, estos decomisos como parte de las acciones de las instituciones del Estado figuran como parte de estrategias exitosas de las administraciones en el cargo público. 3.1.2.1. Grupos Criminales Los grupos criminales y sus actividades ilegales tuvieron auge y visibilización a partir del sexenio calderonista (2006-2012), por esta razón los estudios académicos, legislaciones y medios de comunicación se encargaron de comprender, regular/sancionar e informar sobre las diversas actividades de estos grupos. Es necesario mencionar que los grupos criminales o grupos delictivos fueron definidos internacionalmente desde 2004 como “delincuencia organizada” en la Convención de las Naciones Unidas contra la Delincuencia Organizada Transnacional y sus Protocolos por parte de la UNODC definiéndolos como un grupo estructurado de tres o más personas que exista durante cierto tiempo y que actúe concertadamente con el propósito de cometer uno o más delitos graves José Luis Carpio Domínguez �136 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS o delitos tipificados con arreglo a la presente Convención con la intención de obtener, directa o indirectamente, un beneficio económico, político u otro beneficio de orden material (UNODC, 2004: 5) El término “delincuencia organizada” se les adjudicó también en México a estos grupos al cumplirse el tipo penal: Cuando tres o más personas se organicen de hecho para realizar, en forma permanente o reiterada, conductas que por sí o unidas a otras, tienen como fin o resultado cometer alguno o algunos de los delitos siguientes, serán sancionadas por ese solo hecho, como miembros de la delincuencia organizada: el terrorismo, acopio y tráfico de armas, tráfico de personas, tráfico de órganos, corrupción de personas menores, delitos en materia de trata de personas, secuestro, contrabando, delitos cometidos en materia de hidrocarburos y aquellos contra el ambiente (Artículo 2 de la Ley Federal contra la Delincuencia Organizada, 2021). constructoscriminologicos.uanl.mx Buscaglia, 2012; Olinger, 2013; Cumplido, 2015; Carpio-Domínguez, et al., 2021b); sin embargo, la principal línea de investigación que se ha desarrollado sobre la delincuencia organizada con relación a la PAE es a través del tráfico de vida silvestre como parte de las actividades ilegales de estos grupos, ya que no únicamente realizan actividades de narcotráfico, tráfico de armas, órganos y personas, sino también están incursionando en el tráfico de vida silvestre (WWF, 2012; Alvarado-Martínez, 2012; UNODC, 2020); además, el tráfico ilegal de vida silvestre es un gran crimen organizado internacional, el cuarto comercio ilegal más grande del mundo (WWF, 2015; UNODC, 2020). Se identificaron 11 grupos criminales en el periodo de estudio, representando el 25.2% del total de los reportes a nivel nacional, se destacan por su alta frecuencia de casos de PAE el Cártel de Sinaloa (n=5, 14.7%), grupos criminales independientes (n=5, 14.7%) y el Cártel del Golfo (n=4, 11.8%) como los principales grupos criminales con casos de PAE. La mayor frecuencia de casos dentro de este grupo social fue de grupos criminales “no Sin embargo, dentro del universo de estudios especificados” (n=8, 23.5%), sin embargo, e investigaciones sobre crimen organizado o los reportes hemerográficos reportaron el delincuencia organizada en el país, faltaron aseguramiento de armas y/o drogas, aspectos documentar “otras” actividades de estos grupos que son característicos de los grupos criminales como la PAE y que con frecuencia aparecía en (Tabla 5). los medios de comunicación sin cobrar mayor relevancia. La diversificación de las actividades de los grupos criminales ha sido documentada por varios estudios con enfoques multidisciplinarios (Ovalle, 2010, Williams, 2010; Rivera, 2011; Posesión de animales exóticos como mascotas en México, una aproximación criminológica verde desde los reportes hemerográficos durante 2008-2018 PP. 127-154 �137 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Tabla 5.- Grupos criminales implicados en la posesión de animales exóticos en México, de acuerdo con reportes hemerográficos analizados del periodo 2008-2018 Grupos Criminales Frecuencia Porcentaje (n=) (%) 8 23.5 5 14.7 5 14.7 4 11.8 No Especificado* Cartel de Sinaloa Grupos Criminales Independientes** Cartel del Golfo Cartel de los Zetas Cartel de La Línea Cartel de Jalisco Nueva Generación Cartel de los Beltrán Leyva Cartel de los Arellano Félix Cartel de Los Rojos Total 3 8.8 3 8.8 2 5.9 2 5.9 1 2.9 1 2.9 34 100.0 *En esta subvariable se contaron aquellos reportes hemerográficos donde no se mencionó el nombre del grupo criminal, pero se encontraron animales exóticos y armas o drogas. **Como grupos particulares se tomaron en cuenta células delictivas derivadas de la fragmentación de grupos criminales mayores de los cuales, se desconoce el nombre. Como parte de las consecuencias de la lucha contra el crimen organizado durante el sexenio calderonista y la fragmentación de los grandes grupos criminales, surgieron pequeñas células delictivas con un menor número de integrantes (Rosen y Zepeda, 2015; Carpio-Domínguez, 2021b) y que como consecuencia diversificaron sus actividades ilegales (Buscaglia, 2012), tal es el caso de grupos criminales como Los Rojos surgidos en la posguerra contra el narcotráfico, los cuales se caracterizan por traficar con combustible robado, secuestros y extorsiones en la región centro del país. Sin embargo, la presencia de casos de reportes de PAE en estos grupos es evidente, por lo que las viejas y las nuevas formas de delinquir de los grupos criminales en México, tienen en común la PAE. 3.1.2.2. Personas Civiles Es importante destacar que, aunque fue con los grupos criminales con los que se planteó la PAE como un fenómeno de interés para el presente estudio, esta es una actividad porcentualmente representativa del grupo de personas civiles; ya José Luis Carpio Domínguez �138 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS constructoscriminologicos.uanl.mx desventaja para las acciones de las dependencias para regularla, puesto que la cuantificación del total real de personas que tiene animales exóticos implicaría apostar a la concientización para lograr la corresponsabilidad social hacia el medio ambiente y el compromiso hacia las instituciones, para el registro de los animales exóticos que son tenidos como mascotas, tal como lo establece la “autorización de animales exóticos como mascotas o animales de compañía SEMARNAT-08-056” (SEMARNAT, 2019). Sin embargo, esta política pública presenta algunas limitantes respecto al proceso de registro de los ejemplares de fauna, ya que para realizar el registro ante la SEMARNAT se debe contar con el documento que acredite Además, se identificó en este grupo social la procedencia legal del ejemplar, ya sea por la posesión de felinos como tigres, leones y aprovechamiento sustentable o por comercio jaguares, lo cual, era representativo de los grupos legal a través de los documentos de CITES criminales, y que ha tenido auge en los últimos (2019), lo que implica que únicamente se años también entre las personas civiles. Sin realizarían registros de ejemplares legales, embargo, como se mencionó anteriormente más dejando sin cuantificar aquellos obtenidos en de la mitad de los casos reportados de PAE son el mercado ilegal o por extracción ilegal. ilegales lo que deja preguntas abiertas acerca de ¿de dónde y cómo obtiene la población civil jaguares y tigres? y ¿cómo pasan a la 3.1.3. Servidores Públicos sombra de la regulación de las instituciones? Sin En cuanto al grupo social de servidores públicos, embargo, en la PAE se identifican otros factores se identificó que el 4.9% (n=6) del total de interrelacionados, como el desconocimiento reportes hemerográficos está conformado por de las condiciones del número de poblaciones presidentes municipales (n=3, 50%), oficiales animales en vida libre, la carga cultural, de gobierno (n=2, 33.3%) y diputados y tradiciones arraigadas en la sociedad y la moda senadores (n=1, 16.7%) (Figura 5). Los datos adquirida de poseer animales exóticos como muestran una coincidencia en una variable de mascotas o animales de compañía (Richard, los grupos criminales: los ranchos y fincas. Los 2000; Drews, 2001; Abarca-Morales, 2005; reportes en este grupo muestran una tendencia en aumento de servidores públicos por los Carpio-Domínguez et al., 2018b). zoológicos privados en sus ranchos o fincas La PAE es una actividad con una frecuencia (n=4, 66.6%). mayor en la población civil, esto representa una que la categoría de personas civiles representa el 71.5% de los reportes hemerográficos en el periodo de estudio, en donde además el 61.3% de los casos de PAE son ilegales. Si bien, el análisis de este grupo muestra que los casos reportados tienen como característica que los ejemplares de animales, como mascotas o animales de compañía o en taxidermia, tienden a ser ejemplares que están al alcance de población, es decir, tienen distribución natural en la región o el país, por lo que son extraídos (Wyatt, 2014; Sollund, 2015; Goyes y Sollund, 2018) y sometidos a procesos de domesticación (Richard, 2000); o bien, son sacrificados para trabajos de taxidermia ilegal. Posesión de animales exóticos como mascotas en México, una aproximación criminológica verde desde los reportes hemerográficos durante 2008-2018 PP. 127-154 �139 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Figura 5. Frecuencias de casos de PAE por parte de funcionarios públicos en México en reportes hemerográficos durante 2008-2018 Fuente: elaboración propia. La PAE en los servidores públicos es un fenómeno que recientemente se está documentando. En este estudio identificamos que el estado de Veracruz (n=3, 50%) fue el principal estado en el que servidores públicos tenían animales en cautiverio, identificamos un caso por cada variable (n=1, 16.6%) (presidente municipal, diputados y senadores y oficiales de gobierno). Mientras que en el estado de Baja California (n=1, 16%) se identificó un caso de un presidente municipal (n=1, 16.6%), en Nuevo León un caso por un oficial de gobierno (n=1, 16.6%) y en el estado de Puebla un caso de PAE por parte de un presidente municipal (Figura 6). Figura 6. Casos de posesión de animales exóticos por servidores públicos en México en reportes hemerográficos durante 2008-2018. Fuente: elaboración propia. José Luis Carpio Domínguez �140 constructoscriminologicos.uanl.mx CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Estos casos cobran especial relevancia debido a que pueden estar relacionados a casos de impunidad y corrupción por parte de los servidores públicos, lo que permite que la administración de la ley y la regulación de la PAE sea débil o laxa, tal como lo han reportado otros estudios sobre la aplicación de la legislación ambiental (Ayling, 2017; Lynch, 2018; Nurse, 2020; Castro-Salazar, CarpioDomínguez y Arroyo-Quiroz, 2022). 3.1.4. Animales exóticos identificados en el estudio En el estudio se identificaron 390 ejemplares de animales exóticos dentro de la contabilización de las notas periodísticas, en un total de 50 grupos taxonómicos de animales divididos en 6 grupos de fauna (Tabla 3). Tabla 3. Grupos y número de animales reportados en notas periodísticas en el periodo 2008-2018 sobre PAE en México. Variación taxonómica Porcentaje Frecuencias Porcentaje (n=) (%) de animales (%) 30 60 204 52.3 Aves 11 22 94 24.1 Reptiles 5 10 82 21.0 Anfibios 1 2 4 1.0 Insectos y artrópodos 2 4 5 1.2 Peces 1 2 1 0.2 Total 50 100 390 100 Grupos de fauna Mamíferos Se identificó en los reportes hemerográficos que el principal grupo de fauna que es tenido como mascotas son los mamíferos (n=204, 52.3%), seguido por las aves (n=94, 24.1%), los reptiles (n=82, 21.0%) y en menor medida los anfibios (n=4, 1.0%), los insectos y artrópodos (n=5, 1.3%) y peces (n=1, 0.3%) (Figura 7). Esto anterior es importante, debido a que diversos estudios e informes (Arroyo-Quiroz y Wyatt, 2018; Carpio-Domínguez et al., 2018a, 2018b; UNODC, 2020) han reportado que los mamíferos y los reptiles son los principales grupos en el tráfico ilegal de vida silvestre Posesión de animales exóticos como mascotas en México, una aproximación criminológica verde desde los reportes hemerográficos durante 2008-2018 PP. 127-154 �141 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Figura 7. Frecuencia de animales exóticos por grupo de fauna reportados en notas periodísticas en el periodo 2008-2018 sobre PAE en México. Fuente: elaboración propia. Con relación a los animales identificados en el estudio, la prevalencia de tigres en los casos de PAE revisados en el periodo de estudio representa el 11.8% de los casos, siendo porcentualmente el mayor, seguido por los leones con 7.7%, dato que coincide con los registros de la PROFEPA (2015), estos datos otorgados por la dependencia también coinciden en cuanto a las serpientes (ofidios) ocupando el tercer lugar en los reportes de PAE en el presente estudio con 6.4% (n=25), cifra que iguala la posesión de loros (n=25, 6.4%) (Figura 8). Figura 8. Animales con una frecuencia >10 ejemplares en reportes hemerográficos de PAE en México durante 2008-2018 Fuente: elaboración propia. José Luis Carpio Domínguez �142 CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Identificamos que los animales con mayor frecuencia (>10) mencionados en los reportes hemerográficos son: tigres (n=46, 11.8%) leones (n=30, 7.7%), serpientes (n=25, 6.4%), loros (n=25, 6.4%), primates (n=21, 5.4%), cocodrilos (n=21, 5.4%), tortugas (n=17, 4.4%), jaguares (n=16, 4.1%), iguanas (n=16, 4.1%), guacamayas (n=16, 4.1%) y venados (n=12, 3.1%). Sin embargo, encontramos reportes hemerográficos de PAE en ejemplares que, aunque no son representativos estadísticamente, destacan por ser animales que no tienen distribución natural en el país, lo que evidencia actividades reproducción en cautiverio o bien, de traslado internacional legal e ilegal, estas especies corresponden a tigres, leones, hipopótamos, lémures, ónices, emúes y primates africanos. Junto a los felinos grandes, los jaguares se encuentran en el octavo lugar en los reportes de casos de PAE en este estudio, con 4.1%, lo que determina la urgencia por regular el manejo y la prevención de la posesión de esta especie, si bien porque la NOM-059-SEMARNAT-2010 establece que los jaguares se encuentran en peligro de extinción (P) y la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (IUCN) (2019) considera a esta especie en la Lista Roja de Especies Amenazadas (2019b) como casi amenazada (NT), por lo que el compromiso para la protección de esta especie tiene implicaciones sociales, culturales, económicas y ambientales para México (Ceballos et al., 2007). constructoscriminologicos.uanl.mx siendo las aves uno de los grupos más vulnerables y víctimas del tráfico ilegal (Commission for Environmental Cooperation [CEC], 2005; Álvarez-Chavarría, 2016), de las 22 especies descritas en México de especies de la familia Psittacidae, 6 son endémicas y 20 se encuentran en alguna categoría de riesgo de acuerdo a la NOM-059-SEMARNAT-2010: 6 se encuentran en peligro de extinción (P), 10 en la categoría de amenazadas (A) y 4 bajo protección especial (Pr), cifras que reportan que el 90% de esta familia se encuentra en riesgo a nivel nacional y sus principales amenazas son la pérdida del hábitat y la captura ilegal (Ley General de Vida Silvestre [LGVS], 2008). La discusión sobre las condiciones de amenaza a las especies enlistadas en el presente estudio puede ser más amplio desde la perspectiva ambiental, pero retomaremos el objetivo de analizar los otros factores implicados en la PAE. En cuanto a los tipos de PAE los datos arrojan que el 92.7% (n=114) de los casos de PAE fueron de ejemplares vivos, se identificó que en los casos de reportes hemerográficos incluían “productos” de animales exóticos como pieles, cornamenta, etc., representado en la subvariable de “taxidermia y derivados” el 2.4% (n=3) de los casos y 4.9% (n=6) para los casos en que en una misma nota hemerográfica se identificaron animales vivos y taxidermia y productos (Figura 9). Las aves representan el segundo grupo más abundante de casos de PAE en los reportes hemerográficos en el periodo de estudio, Posesión de animales exóticos como mascotas en México, una aproximación criminológica verde desde los reportes hemerográficos durante 2008-2018 PP. 127-154 �143 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Figura 9. Tipos de PAE identificados en el periodo 2008-2018 en reportes hemerográficos en México. Fuente: elaboración propia. Con relación a la taxidermia, en 2011 y 2012 se aprobaron dos amparos (489/2011 y 464/2012) en el Tribunal Colegiado en Materias Penal y Administrativa del Décimo Tercer Circuito (Semanario Judicial de la Federación y su Gaceta, 2012: 1829) en la que se modificó la Ley para considerar a la taxidermia ilegal de especies como delito. Esto anterior, muestra que este tipo de acciones jurídicas evidencian la urgencia de la clarificación de los términos legales y de las repercusiones sociales, políticas y ambientales que están implicadas en la formulación y reformas a las leyes en materia de PAE y tráfico ilegal de vida silvestre. derecho humano a un medio ambiente sano y en consecuencia garantizar el derecho de la naturaleza a desarrollarse de manera libre y natural; así como de las especies de fauna a gozar el derecho a una vida digna. De igual manera, debe ser fortalecida la conciencia social de la protección de la naturaleza y sus componentes procurando la calidad de vida de la población y la de las especies de flora y fauna de las regiones y del país (CONAFOR, 2012). Se identificaron 8 lugares en los cuales, los tres grupos de actores sociales tenían animales exóticos en cautiverio (Figura 10) destacando que fue en los domicilios, ranchos y fincas En consecuencia, la protección legal de las donde coincidieron los tres grupos sociales, el especies de fauna involucradas en la PAE debe grupo personas civiles al ser el porcentualmente estar fortalecida por una voluntad política mayor en reportes de PAE estuvo presente en 7 en México con el interés de salvaguardar de los 8 lugares con excepción de la subvariable la integridad de las especies endémicas y prisión. no endémicas, que permita garantizar el José Luis Carpio Domínguez �144 constructoscriminologicos.uanl.mx CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Figura 10. Lugares donde se localizaron los animales en los casos de PAE en los reportes hemerográficos en el periodo 2008-2018. Fuente: elaboración propia. Las subvariables casas privadas y ranchos o fincas son representativas en los tres grupos de actores sociales, lo cual, determina que la PAE se efectúa en entornos privados, en donde la acción de las dependencias públicas es limitada. Estos lugares detectados en el estudio permiten, a su vez, conocer cómo se evidencia empíricamente el fenómeno en la realidad social, económica, política y de seguridad. La discusión sigue abierta acerca de si los animales exóticos son mascotas o no (Richard, 2000, Staats et al., 2008; Walsh, 2009) o bien, si son animales potencialmente peligrosos; sin embargo, se evidencia que la interrelación de las personas con los animales exóticos ha trascendido la postura tradicional del uso de animales domésticos como mascotas o para el trabajo del campo, al incluir a animales exóticos como mascotas o animales de compañía (Álvarez et al., 2008; Álvarez-Chavarría, 2016; Richard, 2000). 3.1.5. Concurso delictivo en la PAE en México Un aspecto importante es la interrelación de la PAE con actividades delictuosas, en el estudio se identificaron 10 diferentes delitos en los cuales, la posesión de animales exóticos estaba presente. Si bien, en el 30.1% de los casos no se identificaron otros delitos, el restante 69.9% estuvo representado por: 6 delitos del fuero federal (tráfico ilegal de vida silvestre, crimen organizado, caza ilegal, delitos contra la Posesión de animales exóticos como mascotas en México, una aproximación criminológica verde desde los reportes hemerográficos durante 2008-2018 PP. 127-154 �145 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 biodiversidad, trata de personas y secuestro) y 4 del fuero común (maltrato animal, homicidio, fraude y robo) (Table 4). Tabla 4.- Otros delitos identificados en los reportes de PAE en México durante el periodo 2008-2018 Concurso de delitos No Tráfico Ilegal de Vida Silvestre Crimen Organizado Caza ilegal Delitos contra la Biodiversidad Maltrato Animal Homicidio Fraude Robo Tráfico de humanos Secuestro Frecuencia Porcentaje (n=) (%) - 37 30.1 Federal 34 27.6 Federal 29 23.6 Federal 6 4.9 Federal 6 4.9 Común 6 4.9 Común 1 0.8 Común 1 0.8 Común 1 0.8 Federal 1 0.8 Federal 1 0.8 123 100.0 Fuero Total *La caza ilegal es una conducta tipificada dentro de Delitos contra la Biodiversidad en el Artículo 420 fracción III y 420 Bis, fracción III del Código Penal Federal de México (2021), pero se muestra separado con la finalidad de visibilizar la heterogeneidad de estas conductas criminales. El principal delito identificado relacionado con la PAE es el tráfico de especies (n=34, 27.6%), esta variable fue cuantificada a través de reportes de casos de venta de animales exóticos en la calle, mercados y tiendas de mascotas sin registros o sin permisos oficiales para la venta de fauna. Por otra parte, el delito de delincuencia organizada (n=29, 23.6%) fue el segundo delito con la mayor frecuencia de casos en el periodo de estudio, caracterizado por la presencia de armas y drogas en ranchos y fincas de grupos criminales los cuales, funcionaban como zoológicos privados. José Luis Carpio Domínguez �146 constructoscriminologicos.uanl.mx CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS (n=103) de los casos no se derivaron en arrestos o privación de la libertad, respecto al 16.2% (n=20) en los que sí se realizaron arrestos. Este fenómeno está relacionado a que la aplicación de la ley se encuentra parcializada entre lo penal y lo administrativo (European Network of Prosecutors for the Environment [ENPE], 2018; Castro-Salazar, Carpio-Domínguez y ArroyoQuiroz, 2021, 2022) ya que la aplicación de la ley en temas ambientales es tratada de manera deficiente e inconsistente por los sistemas de justicia contemporáneos (Nurse, 2020) por lo que se sabe muy poco sobre cómo los Estados Además, se destaca que, de los 123 casos responden a los delitos ambientales (Tsioumani analizados, identificamos que el 81.3% y Morgera, 2010; Lynch, 2018) (Figura 11). Se puede observar en la Tabla 4 que los delitos de homicidio, fraude, robo, tráfico de personas y secuestro, tiene el porcentaje de reportes más bajo (n=1, 0.8%), sin embargo, este dato permite identificar la participación de estos delitos en concurrencia con la PAE y aunque porcentualmente apenas son representativos, algunos de ellos se encuentran en la categoría de delitos de alto impacto social en México junto a otros delitos como el homicidio, secuestro, robo y trata de personas (Observatorio Nacional Ciudadano, 2021). Figura 11. Distribución de personas arrestadas por otros delitos en los que se identificó PAE en México durante 2008-2018. Fuente: elaboración propia. Posesión de animales exóticos como mascotas en México, una aproximación criminológica verde desde los reportes hemerográficos durante 2008-2018 PP. 129-154 �147 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 Como se observa en la Figura 10, los principales delitos por lo que se realizaron los arrestos fueron por delincuencia organizada (n=10, 50%) y tráfico de vida silvestre (n=7, 35%) ambos del fuero federal, mientras que con una menor frecuencia (n=1, 5%): la trata de personas (federal), caza ilegal (federal) y maltrato animal (estatal). Destacamos que la presencia de PAE se presenta en casos de delitos de alto impacto (crimen organizado, homicidio, trata de personas, robo y secuestro) lo que permite vincular esta actividad en problemáticas de presentes en las agendas de seguridad pública en el país. y la mayoría de las veces los animales no se consideran una víctima, por lo que estas conductas antisociales se consideran de baja prioridad (Moreto, Brunson y Braga, 2015; Ayling, 2017). Participación social en la prevención de la PAE En 2018 se efectuaron 667 (12.9%) denuncias ciudadanas o denuncias públicas ante la PROFEPA con relación a daños u omisiones hacia la fauna en México, mismo porcentaje que el año 2017 y superior al 11% del año 2008 (PROFEPA, 2018), lo cual, puede parecer un aumento relativamente menor, pero coincide con lo identificado en el presente estudio, ya Sin embargo, las detenciones de personas que la variable denuncia pública relacionada principalmente se realizan fundamentadas en a la participación ciudadana en la detección el delito de mayor relevancia o impacto social, de casos de PAE tuvo 29.2% del total de difícilmente se aplica ley penal por delitos de reportes hemerográficos analizados, siendo la carácter ambiental, principalmente porque las segunda causa de movilidad y reacción de las penas son menores, las penas son administrativas instituciones a nivel nacional (Figura 12). Figura 12. Causas de movilización de las instituciones en casos de PAE en reportes hemerográficos en México en el periodo 2008-2018. Fuente: elaboración propia. José Luis Carpio Domínguez �148 constructoscriminologicos.uanl.mx CONSTRUCTOS CRIMINOLÓGICOS Sin embargo, los operativos siguen encabezando la principal causa de movilidad de las instituciones en los casos de reportes hemerográficos de PAE con 43.9%, se destaca que las variables daños a propietarios o terceros y animales libres se derivan de las denuncias públicas, pero se contabilizaron aparte en el estudio, debido a que representan aspectos importantes dentro de la dinámica de la PAE al identificarse casos de ataques de animales en cautiverio en lugares cercanos al resto de la población, por lo que el 7% de los reportes hemerográficos se derivaron por daños físicos y muerte de propietarios y otras personas debido a la liberación de los ejemplares (Figura 13). Figura 13. Movilización de instituciones por año en el periodo 2008-2018 en reportes hemerográficos de PAE en México. Fuente: elaboración propia. En la variable de animales libres, se analizaron casos de ejemplares de animales ubicados fuera del cautiverio por dos factores: liberación accidental y liberación intencional. La primera, se encuentra relacionada a la variable de daños materiales y lesiones (n=8, 6.5%) al identificarse casos de liberación accidental de ejemplares como grandes felinos y osos y que fueron reportados por la población derivado de su avistamiento y/o agresión a la población. Por otra parte, la liberación intencional, tiene una implicación doble identificada en el estudio, la liberación intencional de ejemplares Posesión de animales exóticos como mascotas en México, una aproximación criminológica verde desde los reportes hemerográficos durante 2008-2018 PP. 127-154 �149 Vol. 03, Núm. 05, Diciembre 2023 que ya no pudieron se mantenidos en cautiverio por sus poseedores con el objetivo de procurar su desarrollo en vida libre, lo cual tiene implicaciones nocivas en los ecosistemas si el ejemplar no pertenece al lugar permitiendo adaptaciones ecosistémicas poniendo en riesgo a la flora y fauna local, los ecosistemas y la salud humana (Álvarez et al., 2008; Gbogbo & Daniels, 2019; Enríquez & Chang-Reissing, 2020; Carpio-Domínguez, et al., 2021a). Por otra parte, se identificaron 4 falsas noticias (fake news) sobre liberaciones de grandes felinos (leones y tigres) en zonas de conflicto armado entre grupos criminales y las instituciones de seguridad (Tamaulipas, Jalisco y Sinaloa); estas noticias falsas de liberaciones ponen en alerta a la población y a las instituciones y crean un pánico colectivo sobre la seguridad de las personas limitando la capacidad de las dependencias de seguridad pública para responder en enfrentamientos armados. Este tipo de situaciones vinculan la PAE en los temas de seguridad pública por lo que la relevancia de una regulación de la PAE es urgente y necesaria, de manera que permita garantizar la protección de todas las especies de fauna y la seguridad pública en el país. 4. CONCLUSIONES El presente estudio plantea el estudio de la posesión de animales exóticos como un fenómeno social de interés en las formas en las que se relacionan los humanos con los animales no humanos, así como de las acciones del Estado Mexicano para reconocer y hacer frente a las conductas delictivas y criminales en contra de la naturaleza. Además, las relaciones del poder del humano con la naturaleza han derivado que nuevas especies no domesticadas sean tenidas como mascotas en México por personas civiles, miembros de grupos criminales y servidores públicos. Se evidencia que la aplicación laxa de la legislación ambiental y la falta de interés por los temas ambientales favorecen la presencia de delitos no sólo de aquellos de carácter ambiental, sino de la confluencia de estos delitos con otras formas de criminalidad. Se evidencia la necesidad de estudios criminológicos verdes en México sobre la posesión de animales exóticos y sus posibles implicaciones en otras formas de criminalidad y con afectaciones ambientales, sociales y para la salud humana. Las investigaciones futuras sobre PAE pueden facilitar los estudios sobre tráfico ilegal de vida silvestre para conocer cómo se estructuran las redes de tráfico, los actores sociales, sus dinámicas e interrelaciones y permitan la formulación de políticas públicas de la posesión de animales exóticos a través de la aplicación de la ley y la participación y corresponsabilidad social. 5. TRABAJOS CITADOS Abarca-Morales, H. (2005). Fauna silvestre en condiciones de cautividad doméstica en Costa Rica: problemática y soluciones. Revista Biocenosis, 19(2): 31-37. https://revistas. uned.ac.cr/index.php/biocenosis/article/view/1324/1399 Alvarado-Martínez, I. (2012). 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Con ello, la revista se focaliza en diversas temáticas que se circunscriben en el moderno concepto de la disciplina; en este sentido: sobre criminología, prevención, política criminal, criminalística, derecho penal y derecho de ejecución Penal, elaborados con rigor, procedentes de cualquier parte del mundo y sin limitación en cuanto a la orientación teórica o ideológica. La periodicidad de la revista es semestral, con la peculiaridad que cada número se convoca en el mes de enero y se cierra en el mes de junio; se apertura en el mes julio y se cierra en el mes de diciembre. El idioma principal es el español, si bien podrán publicarse asimismo contribuciones en portugués, francés, inglés o italiano, siempre que vayan acompañadas de la correspondiente traducción al español, la cual deberá ser aportada por los propios autores. Cabe destacar que se alude a colaboraciones inéditas. La recepción de artículos para su posible publicación en RCC se abre en dos períodos a lo largo del año: entre el 1 del mes de enero y el 15 de abril y entre el 1 del mes de junio y el 15 del mes de octubre. � 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 Constructos Criminológicos Description An account of the resource Constructos Criminológicos es una revista en línea de publicidad semestral que inicia en el 2021, arbitrada bajo estrictos lineamientos metodológicos que promueven la publicación de resultados de investigaciones de calidad académica y científica sobre el ámbito de la ciencia criminológica que contribuya a resolver las necesidades de seguridad que requiere nuestro país. 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 Constructos Criminológicos Año de publicación El año cuando se publico 2023 Volumen Volumen de la revista 3 Número Número de la revista 5 Mes de publicación Mes cuando se publicó Julio-Diciembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Semestral 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 Constructos Criminológicos, 2023, Vol. 3, No 5, Julio-Diciembre Creator An entity primarily responsible for making the resource Zaragoza Huerta, José, Director Editorial Subject The topic of the resource Antropología Criminología Derecho Sociología Description An account of the resource Constructos Criminológicos es una revista en línea de periodicidad semestral que inicia en el 2021, arbitrada bajo estrictos lineamientos metodológicos que promueven la publicación de resultados de investigaciones de calidad académica y científica sobre el ámbito de la ciencia criminológica que contribuya a resolver las necesidades de seguridad que requiere nuestro país. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Derecho y Criminología, Coordinación de Publicaciones Científicas Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Hernández Castillo, Gil David, Coordinador Editorial Hee Moon, Jo, Comité Editorial Internacional Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/07/2023 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2021095 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource https://constructoscriminologicos.uanl.mx/index.php/cc Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., México Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores. Delincuencia Desapariciones de personas Posesión de animales exóticos Responsabilidad penal Trata de personas https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/20874/Ingenierias_2019_Ano_22_No_85_Octubre-Diciembre.pdf fa07a71828e443ac232e9a703cb1e5b4 PDF Text Text ��Contenido 85 Octubre-Diciembre de 2019, Año XXII, No. 85 3 Editorial: Valorando la práctica de la planificación María Isabel Dimas Rangel 6 Reactores modulares pequeños una opción para México Gonzalo Mendoza Guerrero, Xochitl López Rodríguez 19 Uso del ácido fítico para la inmovilización de actínidos María Guadalupe Almazán Torres, Eduardo Ordoñez Regil, Guillermo Tovar Valdín, José Guadalupe Cruz González 33 Modelo promedio volumétrico de temperaturas para un reactor nuclear de sales fundidas Zaira I. Jiménez-Balbuena, Gilberto Espinosa-Paredes, Alejandría D. Pérez-Valseca, Alejandro Vázquez-Rodríguez 46 Desarrollo de un algoritmo de cálculo simbólico para la resolución de las ecuaciones de decaimiento y transmutación de Bateman Carlos Antonio Cruz López, Juan Luis Francois Lacouture 63 Transferencia simultánea de calor y cantidad de movimiento en el núcleo rápido enfriado con sodio Luis Ángel Larios-Ramírez, Alejandría D. Pérez-Valseca, Alejandro Vázquez-Rodríguez, Gilberto Espinosa-Paredes 78 Generación y quemado de actínidos menores en flujo rápido de neutrones José Ramón Ramírez Sánchez, Javier Palacios Hernández, Gustavo Alonso Vargas, Eduardo Martínez Caballero 84 Colaboradores 87 Información para colaboradores 88 Código de ética Suplemento en línea “Aplicaciones pacificas de la Ingeniería Nuclear en beneficio de México” Editores: Max Salvador Hernández, Roberto Carlos Lopez Solis Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Año XXII, No. 85 1 �DIRECTORIO Ingenierías, Año XXII N° 85, octubrediciembre 2019. 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, Nuevo León, México, C.P. 64000. Fecha de terminación de impresión: 15 de octubre de 2019. 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. 66455. 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 2019 revistaingenierias@uanl.mx UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN Mtro. Rogelio G. Garza Rivera Rector Dr. Santos Guzmán López Secretario General Mtra. Emilia Edith Vásquez Farías Secretario Académico Dr. Celso José Garza Acuña Secretario de Extensión y Cultura Lic. Antonio Ramos Revillas Director de Editorial Universitaria FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA Dr. Jaime A. Castillo Elizondo Director Dr. Juan Antonio Aguilar Garib Editor responsable M.C. Cyntia Ocañas Galván Dr. Jesús G. Puente Córdova Redacción Gregoria Torres Garay Tipografía y formación M.A. José Luis Martínez Mendoza Diseño Ing. Cosme D. Cavazos Martínez Webmaster René de la Fuente Franco Impresor Arantxa Rodríguez Morales, Daniela Alejandra Gutiérrez Dimas, Javier Ruiz Veliz, José Gerardo Garza Guerra, Leonardo Treviño Arrambide, Mariana Olivares Ramos, Auxiliares 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, CIDESI / 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 / 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 Ángel González González, FIME-UANL / Dr. Carlos Alberto Guerrero Salazar, FIME-UANL / Dra. Oxana Vasilievna Karissova, FCFM-UANL / Dr. Francisco Eugenio López Guerrero, FIME-UANL / Dr. Martín Edgar Reyes Melo, FIME-UANL / Dr. Roger Z. Ríos Mercado, FIME-UANL / Dr. Juan Ángel Rodríguez Liñán, FIME-UANL. 2 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Año XXII, No. 85 �Editorial: Valorando la práctica de la planificación María Isabel Dimas Rangel Universidad Autónoma de Nuevo León Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica maria.dimasrn@uanl.edu.mx “Si lo hubiera planeado ¡no habría salido tan bien!” es una de las muchas expresiones, de carácter más bien simplista, que se ha integrado al discurso cotidiano de quienes consideran que planificar es una carga adicional a las actividades que se requieren para lograr un objetivo, sin percibir que con la carencia de esta acción, no hay manera de medir el esfuerzo, la responsabilidad de los actores ni de los recursos que se pudieran requerir ni expectativas para valorar y calificar los resultados. La planificación ayuda a construir, mediante la definición de objetivos, el escenario ideal en el que se establecen de manera estructurada, etapas, metas y acciones, como para poder anticipar la necesidad de recursos, el tiempo de ejecución y las posibles vicisitudes que se deberán enfrentar para lograr el propósito de aquello que se planifica. Tal estructura evita la repetición de acciones innecesarias, así como la alteración de su jerarquía por razones imperativas. No se trata de una actividad de proyección esporádica sino de una acción en sí, que se requiere antes de iniciar el camino hacia un propósito, en el que se establecen las necesidades y expectativas de modo realista. Trabajar de manera intempestiva a causa de la ausencia de un plan, ocasiona que se realicen funciones de manera improvisada, sin tener idea de la eficacia con la que los actores las ejecutan, su nivel de responsabilidad o si las acciones son esenciales o redundantes. La falta de este análisis lleva a suponer que un ejercicio de planificación que podría evitar situaciones adversas pueda ser sustituido por soluciones planteadas con base en propuestas creativas que surgen en el momento y que se aceptan, porque no hay más opción, y que en caso de éxito se presumen como la famosa característica del mexicano respecto a su capacidad para improvisar y formular ideas que logran salvar, de forma en apariencia heroica, una situación que pudo no haberse presentado si hubiera existido un plan. El alivio del momento brinda la sensación de satisfacción que es natural para quienes logran superar una crisis y queda oculta la posibilidad y medida de éxito que habrían tenido otras soluciones si se hubiera anticipado la situación, así mismo la carencia de análisis dificulta determinar el origen de la falla, ya sea por una amenaza externa, o por incompetencia o irresponsabilidad interna. Así que al final no hay manera de comprobar la validez de las afirmaciones en torno a que la capacidad para improvisar excede al beneficio que un plan, aun general, habría proporcionado. El análisis posterior es el que da cuenta de estos factores y de los recursos invertidos, y suele ser a partir de aquí que se comienza a valorar la planificación. En la mayoría de los contextos organizacionales se propone como necesario visualizar proyectos porque se considera favorable dedicar tiempo Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Año XXII, No. 85 3 �Valorando la práctica de la planificación / María Isabel Dimas Rangel al planteamiento de las aspiraciones, su factibilidad y la trazabilidad de las acciones a realizar. Sin embargo, aunque la propuesta pudiera generar resultados positivos, no en todas partes se identifican los beneficios que brinda, dada la interferencia de la suposición de que esta actividad no es necesaria cuando se trate de trabajo rutinario en el que se supone que cada quién sabe lo que tiene que hacer. Esta suposición aunada a resultados que por la falta de referencia se consideran buenos, oculta las necesidades de capacitación y profesionalización para lograr un impacto genuinamente positivo en la operatividad cotidiana. La planificación va más allá de ser una actividad administrativa, es una práctica de trabajo, que permite tener claridad en lo que se desea lograr, coadyuva en la disposición de las operaciones y es una responsabilidad primordial de la alta dirección. El diseño de un plan obliga al conocimiento del entorno de desarrollo y es importante que quién dirige tenga los elementos que le concede la percepción del escenario completo, a fin de sensibilizarse de las posibilidades de su espacio de acción, ya que le permite conocer el detalle fino de la actividad rutinaria y con base en estas funciones, tener los elementos para definir la misión del área, pues la claridad de lo que se tiene que hacer es fundamental para alcanzar las metas. Esto incluye distinguir la relevancia de la conducta en el trajín cotidiano, por lo que se destacan los valores de los empleados así como sus atributos organizacionales que serán favorables en el logro de la visión planteada. Tener claridad en el marco axiológico, establece una base que orienta los esfuerzos, ya que alcanzar ese escenario ideal, requiere establecer directrices puntuales, que con un efecto cascada desprendan programas, objetivos, estrategias, que en conjunto fortalecen la organización para el logro al que se aspira. Se requiere además, la definición de políticas que asistan en la toma de decisiones asertivas y transparentes en beneficio de lo que se desea obtener, si éstas se diseñan con base en el conocimiento del contexto y la experiencia del directivo, pueden ser un instrumento de utilidad que facilite la toma de decisiones en situaciones semejantes. El diagnóstico es una parte básica de un plan, no se puede partir de escenarios imaginarios y esperar resultados tangibles, También es necesario estar consciente de las amenazas al éxito del plan, distinguiéndolas de las situaciones internas de las que se tiene control. Se deben identificar diversos factores influyentes y disponibilidad de recursos, a fin de advertir las limitaciones para su implementación. Construir el plan es en sí un proyecto que requiere que quien lo dirija tenga conocimiento del objetivo, de las formas en que se alcanza, así como de sus inconvenientes, ya que este actor es quien establece la pauta de lo que se desea lograr. El responsable de formular el plan debe ser un experto en la materia, no por su asistencia a talleres de planificación o cursos de liderazgo, sino por su grado de involucramiento en otros retos de magnitud semejante al que se pretende enfrentar. Se aprovecha la enseñanza de lo que ya se ha hecho y considera formas de mantener en memoria las acciones y los resultados, ya que de no hacerlo así, no se podrán repetir las experiencias de éxito. Si se toma en cuenta que al final la mejor manera de calificar el éxito de un plan será mediante sus resultados, entonces la selección de los responsables de las acciones, su supervisión y retroalimentación también es parte de él. Quien 4 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Año XXII, No. 85 �Valorando la práctica de la planificación / María Isabel Dimas Rangel dirija el plan también tendrá que asegurarse de que éste se siga, estimulando a los actores para que se conviertan en colaboradores que también estarán interesados en los buenos resultados y que realizarán a plenitud las tareas que les correspondan. También tendrá a la mano los mecanismos para hacer las correcciones necesarias al plan, lo cual incluye modificar la manera de interactuar con los colaboradores si fuera necesario. Se muestra entonces la importancia de la cultura como práctica de la planificación, la cual es perfectible durante su ejecución, pues el plan se puede modificar según la retroalimentación con la que se cuente. El seguimiento a los planes sensibiliza en relación a su trascendencia y el impacto que tiene en las organizaciones, ya que esta supervisión hace que éstas transformen continuamente sus acciones para mejorar y hacerlo parte de su evolución natural. Se debe destacar la trascendencia de la planificación, ya que en esencia su propósito va más allá de contar con un documento que evidencia la realización de esta actividad y que sí se realiza de forma estructurada y con fundamento, se vuelve injustificable suponer que se pueden obtener mejores resultados cuando las cosas no se planifican. Habrá quienes aun así opinarán lo contrario, pero en general lo hacen pasando por alto aspectos accidentales, sobremarchas, uso ineficiente de los recursos, jactándose de que todo resulta bien cuando la gente está dispuesta, o forzada, a hacer cosas que no esperaban hacer, como suplir a otros que ante la falta de plan, no estén conscientes de tener alguna responsabilidad. La planificación no es algo nuevo, cuando la gente se entusiasma o se atemoriza ante ciertos escenarios, incluso cuando afirma que las cosas no se hacen solas, está mostrando su capacidad para hacer predicciones. Como caso extremo, aun quienes se niegan a planificar lo están haciendo en alguna forma, sólo que ese es el plan. No se espera que la planificación adecuada solucione por sí misma las diversas problemáticas de las organizaciones, pero sí que sea una función administrativa significativa cuya práctica se lleve a cabo con método, más que por adivinanza o por sentimientos, para que las organizaciones concreten sus logros a través del trabajo integral y consciente, en el que la aportación positiva de cada actor es fundamental, según su experiencia, responsabilidad, autoridad y compromiso, no solo en el diseño del plan, sino en la ejecución inteligente del mismo. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Año XXII, No. 85 5 �Reactores modulares pequeños una opción para México Gonzalo Mendoza Guerrero Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, Ocoyoacac, México gonzalo.mendoza@inin.gob.mx Xochitl López Rodríguez Comisión Federal de Electricidad, Central Laguna Verde, Veracruz, México. xochitl.lopez@cfe.gob.mx RESUMEN El objetivo fundamental de este trabajo es poner a consideración las nuevas tecnologías, así como sus ventajas y desventajas de los diseños de reactores modulares pequeños sobre los reactores grandes y promover la inclusión de algún tipo de reactor modular pequeño que permitiría en parte satisfacer las necesidades futuras de energía eléctrica. PALABRAS CLAVE Reactor modular, plantas nucleares, energía, electricidad. ABSTRACT The main objective of this work is to consider the new technologies, as well as their advantages and disadvantages of small modular reactor designs over large reactors and to promote the inclusion of some type of small modular reactor that would allow in part to meet future needs electric power. KEYWORDS Modular reactor, nuclear plants, energy, electricity. INTRODUCCIÓN En el mundo la tendencia con las plantas nucleares que concluyeron la licencia de operación está llevando a cabo los requerimientos reglamentarios que deben cumplirse con el fin de obtener una renovación de licencia, inclusive, ya se tiene la normativa aplicable y regulación para una segunda solicitud de renovación de licencia, que permite operar las plantas nucleares hasta 80 años. Por otro lado, la inversión en energía cayó por tercer año consecutivo en 2017, según la Agencia Internacional de Energía y la inversión en energía nuclear se redujo en casi un 45% el año antepasado a 17 mil millones de dólares. El gasto en reactores nuevos alcanzó el nivel más bajo en cinco años, y la inversión en mejoras de unidades existentes aumentó. Consideramos que para México sería una buena opción empezar a evaluar y estudiar las potencialidades de los diseños de reactores modulares pequeños para poder reiniciar un programa nuclear que contribuirá al cumplimiento de los 6 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Reactores modulares pequeños una opción para México / Gonzalo Mendoza Guerrero, et al. compromisos nacionales hacia el combate al cambio climático, así como en la generación de electricidad. Aun cuando la Reforma Energética del 2013 no enfatiza el uso de la energía nuclear, si la define como “energía limpia” y por ello, es uno de los energéticos llamados a integrar la oferta de energías limpias que permitan cumplir los compromisos contraídos por el país en relación con la lucha contra el cambio climático. Entre las distintas fuentes de energía primaria disponibles hoy, la energía nuclear representa una de las opciones que permite generar energía en condiciones ambientalmente satisfactorias. La energía nuclear tiene una emisión muy baja de gases de efecto invernadero. Además, en un aspecto más amplio de evaluación de costos externos asociados a daños ambientales y a la salud, la energía nuclear se coloca dentro de las mejores alternativas de generación eléctrica. El primer paso para poder llegar a implementar los diseños de reactores modulares pequeños es estudiando sus potencialidades y características de diseño, así como los desafíos que enfrenta su licenciamiento. Observar sus ventajas y desventajas y revisar la situación internacional y determinar su viabilidad para el país. Existe un gran interés en unidades pequeñas y más simples para generar electricidad a partir de la energía nuclear y para el calor del proceso. Este interés en los reactores de energía nuclear pequeños y medianos está impulsado tanto por el deseo de reducir el impacto de los costos de capital como por proporcionar energía lejos de los grandes sistemas de red. Las tecnologías involucradas son numerosas y muy diversas. PANORAMA GENERAL DE LOS DISEÑOS, APLICACIONES Y DESARROLLO DE REACTORES MODULARES PEQUEÑOS En esta sección se proporciona una descripción breve de los Reactores Modulares Pequeños (en inglés SMR), destacando sus características distintivas en comparación con las grandes centrales nucleares tradicionales, los reactores no modulares de menos de 700 MW(e). Las características de diseño y aplicaciones específicas de los SMR se describen junto con un rango de estimaciones para la viabilidad económica de su implementación. Características de Diseño Los reactores modulares pequeños tienen varias características de diseño que los diferencian de otras fuentes de generación de energía. En contraste con las grandes instalaciones de generación que utilizan combustibles fósiles o nucleares que normalmente tienen una producción de electricidad superior a 700 MW (e), los SMR generan una potencia menor a 300 MW(e). Si bien a nivel mundial existen varios diseños de reactores operando que caen dentro del rango de tamaño de los SMR pero que no tienen características semejantes a los SMR. Dependiendo del diseño específico del reactor, los SMR se caracterizan no solo por su tamaño, sino también por sus características que incluyen diseño integrado, modularidad de fabricación e instalación, seguridad pasiva y sistemas de remoción de calor, contención subterránea y requisitos de combustible reducidos. Existen varias características de diseño que hacen que los SMR sean sustancialmente diferentes de los diseños de plantas de energía nuclear en operación. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 7 �Reactores modulares pequeños una opción para México / Gonzalo Mendoza Guerrero, et al. Una de las características clave es la modularidad tanto en la fabricación como en el despliegue. Para los SMR, debido a una potencia térmica sustancialmente menor, los componentes del sistema primario se pueden integrar dentro o en la proximidad con la vasija del reactor, por lo tanto, formando un módulo de reactor que elimina la necesidad de tuberías de grandes longitudes para el refrigerante. Además de las ventajas asociadas con su pequeño tamaño y naturaleza modular, los SMR tienen importantes características de diseño relacionadas con la seguridad pasiva, la eliminación pasiva de calor, la simplicidad de diseño y la no proliferación. Las funciones de seguridad pasiva permiten que los SMR se apaguen automáticamente, mientras se mantienen enfriados sin alimentación externa o intervención del operador, por un período de tiempo mucho más prolongado que los diseños de reactor refrigerado por agua convencionales en operación. La eliminación pasiva de calor permite que el reactor permanezca enfriado permitiendo que el enfriamiento tenga lugar a través de la gravedad, la convección y la evaporación, y sin el uso de bombas activas para hacer circular el fluido de enfriamiento. La simplicidad del diseño se realiza a través de una reducción grande en los componentes en comparación con las grandes instalaciones de energía, y mediante la integración de los sistemas primarios en una vasija simple del reactor. Viabilidad Económica y Despliegue Los diseños simplificados de SMR dan como resultado una reducción en el número de componentes y una reducción proporcional en los costos. La modularidad de los SMR que permite la fabricación centralizada de los componentes principales de la unidad de potencia tiene varias ventajas, incluida la estandarización de los componentes y el diseño, lo que genera importantes economías de producción en masa. Las economías de escala de la modularización provendrán no solo de la fabricación en masa de módulos de componentes, sino también de los aumentos de ganancias de productividad y eficiencia a medida que la producción de módulos sucesivos continúa a lo largo del tiempo. Las economías obtenidas a través de la fabricación y el aprendizaje en masa darán como resultado que los SMR sean económicamente competitivos con las instalaciones nucleares convencionales, compensando la pérdida de la “economía de escala” de las instalaciones nucleares más grandes. Además de estas economías de escala, los SMR requieren tiempos de construcción más cortos en comparación con las grandes instalaciones de generación, lo que se traduce en una reducción de los costos de financiamiento a largo plazo y los riesgos de calendarización. Los costos operativos para la energía nuclear, incluidos los SMR, tienen una sensibilidad mucho menor a la volatilidad del costo del combustible que el carbón o el gas natural. Estos factores, junto con la recarga del reactor más eficiente y bajos costos de mantenimiento, pueden resultar en costos de electricidad muy competitivos y nivelados. Aplicaciones de los SMRs Las características de diseño de los SMR permiten una flexibilidad de implementación y una variedad de aplicaciones que no se encuentran en grandes 8 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Reactores modulares pequeños una opción para México / Gonzalo Mendoza Guerrero, et al. plantas de energía nuclear. Estas incluyen la incorporación de SMR en una variedad de tipos y tamaños de redes, opciones para la integración con energías renovables, aplicaciones no eléctricas y características de seguridad. En términos de integración de la red, el tamaño y la modularidad de los SMR les permite formar parte de redes eléctricas más pequeñas que sirven a una población más dispersa en comparación con las centrales nucleares o las instalaciones de generación de combustibles fósiles. Además, los módulos SMR pueden integrarse secuencialmente para proporcionar incrementos progresivos en la producción de energía. Otra característica importante de los SMR es su uso potencial en aplicaciones no eléctricas. Si bien las grandes plantas nucleares y de combustibles fósiles se usan casi exclusivamente para producir electricidad, algunos SMR innovadores que operan a temperaturas más altas (por ejemplo, reactores de alta temperatura enfriados por gas) tienen potenciales aplicaciones adicionales. Las aplicaciones de cogeneración para las que los SMR son particularmente adecuadas son: 1) la provisión de calor de proceso para aplicaciones industriales; 2) calefacción urbana; y 3) desalinización térmica. Además de su tamaño y modularidad, las características de diseño y seguridad de los SMR los hacen accesibles a mercados que no serían adecuados para grandes plantas nucleares o de combustibles fósiles. El emplazamiento en lugares que no sean cerca de grandes cuerpos de agua es posible, ya que el agua necesaria para enfriar un SMR se reduce significativamente. Además, los sistemas de seguridad pasiva de algunos diseños permiten que los SMR operen sin fuentes de energía o agua externas y sin acción humana durante períodos prolongados, lo que les permite operar en lugares donde los sistemas de soporte no están bien desarrollados. De manera similar, al construir por debajo del nivel del suelo, los requisitos de seguridad de SMR pueden ser menores que para plantas de energía nuclear más grandes.1 COMPARACIÓN CON OTRAS ENERGÍAS LIMPIAS La energía nuclear y la energía renovable son los principales competidores de la electricidad baja en carbono en muchos países. A medida que las tecnologías de energía renovable han crecido en volumen e inversión, se vuelven mucho más baratas. En respuesta a la crisis climática, pocos países tienen los recursos económicos para expandir sustancialmente la inversión en energía nuclear y renovable. Esto se demuestra en 2016 por el gobierno del Reino Unido, que está ofreciendo enormes subsidios a largo plazo a la energía nuclear, mientras que reduce severamente los subsidios existentes a corto plazo a la energía renovable. Enseguida se presenta un análisis de tendencias respecto a la Energía Nuclear frente a energía renovable. A pesar de su producción variable, que en general se puede pronosticar al menos con la misma precisión que la demanda de electricidad, la energía eólica y solar fotovoltaica se está volviendo significativa. La electricidad real producida por energía solar fotovoltaica, eólica y nuclear presenta niveles cambiantes de producción desde 1997, durante este período, ha habido 616 TWh adicionales por año de energía eólica producida en 2013 en comparación con 1997, 124 TWh de energía solar fotovoltaica superando a la nuclear con solo 114 TWh. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 9 �Reactores modulares pequeños una opción para México / Gonzalo Mendoza Guerrero, et al. La fecha de referencia es 1997, ya que esta era la fecha de la firma del Protocolo de Kyoto. Teniendo en cuenta el bajo nivel de desarrollo nuclear en los últimos 15 años, es sorprendente que agencias como la Agencia Internacional de Energía (AIE) sigan asumiendo en sus escenarios de descarbonización que habrá un aumento significativo en el despliegue de la energía nuclear. Si bien, por un lado, reconocen el bajo nivel de inversión nuclear desde 2000, que la AIE calcula que es de US $ 8 mil millones por año, aún asumen que durante 2014-2035 la inversión anual promediaría US $ 78 mil millones. Esto parece muy divergente del sentimiento y las elecciones actuales del mercado, por lo que parece poco probable que se acelere la descarbonización del sector de la energía si no es simplemente imposible de lograr al confiar en el despliegue rápido de la energía nuclear. La participación de la energía nuclear en la generación total de electricidad mundial disminuyó por décimo año consecutivo, a casi el 11% en 2015. Sin embargo, esto todavía corresponde a casi un tercio de la producción de electricidad baja en carbono del mundo. La rápida expansión impulsada por las políticas de la energía eólica, solar y la biomasa en la generación de electricidad continuó, pero los combustibles fósiles, especialmente el carbón, siguen siendo el principal combustible para el suministro de energía. Aunque las nuevas energías renovables (que incluyen energía eólica, solar y geotérmica, pero no hidroeléctrica) han superado a la energía nuclear en capacidad instalada total, su participación en la generación de electricidad real es menos de un tercio de la producida por la energía nuclear debido a su intermitencia.2 Para México, teniendo como marco de referencia que la tendencia mundial a invertir en programas relacionados con la energía va a la baja y, además, considerando que en la Reforma Energética del 2013 la energía nuclear se define como “energía limpia”, el uso de esta permitirá cumplir los compromisos contraídos en relación con la lucha contra el cambio climático. Es conveniente que el sector de generación de energía que ha estado impulsando la inversión en energía solar fotovoltaica y eólica, no prescinda de los beneficios y ventajas de la energía nuclear a través de los reactores pequeños modulares, ya que, se pueden construir unidades pequeñas independientes para sitios remotos, éstas se consideran una inversión más manejable. Una comparación con las energías limpias como la eólica y la solar estima que, el área ocupada por un parque eólico de 225 MWe es 4000 veces el área de un SMR de 225 MWe, y el área ocupada por una granja de energía solar fotovoltaica de 225 MWe es del orden de 160 veces la ocupada por un SMR de 225 MWe. POTENCIALIDADES Y DISEÑOS DE LOS SMRs El primer paso para poder llegar a implementar los diseños de reactores modulares pequeños es estudiando sus potencialidades y características de diseño, así como los desafíos que enfrenta su licenciamiento. Observar sus ventajas y desventajas y revisar la situación internacional y determinar su viabilidad para el país. Existe un gran interés en unidades pequeñas y más simples para generar electricidad a partir de la energía nuclear y para el calor de proceso. Este interés 10 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Reactores modulares pequeños una opción para México / Gonzalo Mendoza Guerrero, et al. en los reactores de energía nuclear pequeños y medianos está impulsado tanto por el deseo de reducir el impacto de los costos de capital como por proporcionar energía lejos de los grandes sistemas de red. Las tecnologías involucradas son numerosas y muy diversas. Ventajas y Desventajas de los SMRs La Agencia Internacional de Energía Atómica (AIEA) define “reactor pequeño” como inferior a 300 MWe, y hasta aproximadamente 700 MWe como “reactor mediano”. Juntos ahora la AIEA los denomina reactores pequeños y medianos (SMR). El enorme potencial de los SMR se basa en una serie de factores como: •Su pequeño tamaño y modularidad, los SMR casi podrían construirse completamente en un entorno de fábrica controlado e instalarse módulo por módulo, mejorando el nivel de calidad y eficiencia de la construcción. •Su pequeño tamaño y características de seguridad pasiva los prestan para países con redes eléctricas más pequeñas y con menos experiencia en la energía nuclear. •El tamaño, la eficiencia de la construcción y los sistemas de seguridad pasiva (que requieren menos redundancia) pueden conducir a un financiamiento más fácil en comparación con el de las plantas más grandes. •Además, lograr “economías de producción en serie” para un diseño de SMR específico reducirá aún más los costos. Las características de un SMR incluyen: •Potencia pequeña y arquitectura compacta y usualmente (al menos para sistemas de suministro de vapor nuclear y sistemas de seguridad asociados) empleo de conceptos pasivos. Por lo tanto, existe una menor dependencia de los sistemas activos de seguridad y bombas adicionales, así como de la energía de Corriente Alterna para la mitigación de accidentes. •La arquitectura compacta permite modularidad de fabricación (en la fábrica), lo que también puede facilitar la implementación de estándares de calidad más altos. •La potencia más baja conduce a la reducción del término fuente, así como un menor inventario radiactivo en un reactor (reactores más pequeños). •Potencial para la ubicación por debajo del nivel del suelo (subterránea o subacuática) de la unidad del reactor que proporciona más protección contra riesgos naturales (por ejemplo, sísmicos o tsunamis según la ubicación) o provocados por el hombre (por ejemplo, impacto de aeronaves). •El diseño modular y el tamaño pequeño se presta para tener múltiples unidades en el mismo sitio. •Menor requerimiento de acceso al agua de enfriamiento, por lo tanto, adecuado para regiones remotas y para aplicaciones específicas como la minería o la desalinización. •Capacidad para remover el módulo del reactor o el desmantelamiento en sitio al final de la vida útil. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 11 �Reactores modulares pequeños una opción para México / Gonzalo Mendoza Guerrero, et al. El licenciamiento es un desafío para los SMR, los costos de certificación del diseño, licencia de construcción y operación no son necesariamente menores que para reactores grandes, lo que supone una gran carga para los desarrolladores y los proponentes.3 Experiencia Nacional en SMRs México a través del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares ha participado y adquirido experiencia en este concepto de reactores a través de convenios de colaboración con la compañía Westinghouse. El alcance de la participación fue en tareas relativas a los cálculos del Análisis Probabilístico de Riesgos para eventos internos en el diseño del reactor IRIS (en inglés, International Reactor Innovative & Secure). IRIS de Westinghouse (International Reactor Innovative & Secure) es un diseño de reactor que se desarrolló durante más de dos décadas. Se propuso una capacidad de 1000 MWt, 335 MWe, aunque podría escalarse a 100 MWe. IRIS es un reactor de agua a presión modular con sistema integral de refrigerante primario y circulación por convección. El combustible es similar a los LWR (Reactor de Agua Ligera) actuales y (al menos para la versión de 335 MWe) los ensambles de combustible serían idénticos a los de AP1000. El enriquecimiento es del 5% con veneno quemable e intervalo de recarga de hasta cuatro años (o más con un mayor enriquecimiento y combustible MOX). La certificación de diseño de los EE. UU, se encontraba en la etapa previa a la solicitud, pero ahora figura como “inactiva”, y el concepto ha evolucionado en el SMR de Westinghouse. 4 Actualidad en Otros Países de los SMRs Soporte de los Estados Unidos para los SMRs En abril de 2018, el DOE seleccionó 13 proyectos para recibir $ 60 millones USD de financiamiento de I + D de costo compartido para tecnologías nucleares avanzadas, incluidos los primeros reconocimientos en el marco de la Iniciativa de Oportunidades Industriales de los Estados Unidos para el Desarrollo Avanzado de la Tecnología Nuclear. Soporte del Reino Unido para los SMRs En diciembre de 2017, el Departamento de Negocios, Energía y Estrategia Industrial (BEIS), el departamento sucesor de DECC (Department of Energy & Climate Change), anunció que el concurso de SMR había sido cerrado. En cambio, se lanzó un nuevo concurso de reactor modular avanzado de dos fases, diseñado para incorporar una gama más amplia de tipos de reactores. El financiamiento total para el concurso es de hasta £ 44 millones, y se recibieron 20 ofertas para el plazo inicial del 7 de febrero de 2018. Otros países Países como China han desarrollado la tecnología para reactores modulares pequeños, el proyecto más avanzado se encuentra en China, donde Chinergy está comenzando a construir el HTR-PM (Reactor de Alta Temperatura) de 210 12 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Reactores modulares pequeños una opción para México / Gonzalo Mendoza Guerrero, et al. MWe, que consta de dos reactores gemelos enfriados por gas a alta temperatura, que se basan en la experiencia de varios reactores innovadores de los años 1960 a 1980. Urenco (es una compañía de combustible nuclear que opera varias plantas de enriquecimiento de uranio en Alemania, los Países Bajos, los Estados Unidos y el Reino Unido) ha pedido el desarrollo europeo de reactores intrínsecamente seguros, muy pequeños de 4 MWe, basados en conceptos de HTR moderados con grafito. Está buscando apoyo del gobierno para un prototipo de “batería U” que funcionaría durante 5-10 años antes de requerir recarga de combustible o servicio. Ya operan en Siberia cuatro unidades pequeñas en la planta de cogeneración Bilibino. Estas cuatro unidades de 62 MWt (térmicos), son un diseño inusual de agua hirviendo moderada con grafito con canales de agua / vapor a través del moderador. Producen vapor para calefacción urbana y 11 MWe (red) de electricidad cada uno, lejos de cualquier red. Son los reactores de potencia comercial más pequeños del mundo y han tenido un buen desempeño desde 1976, más baratos que las alternativas de combustibles fósiles en el clima severo de esta región ártica, pero se retirarán para el 2023. También en la categoría de reactores pequeños están los reactores de agua pesada presurizados de 220 MWe (PHWR) basados en tecnología canadiense, y los PWR chinos de 300-325 MWe como los construidos en Qinshan Phase I y en Chashma en Pakistán, y ahora llamados CNP-300 (China Nuclear Power Unit). La Corporación de Energía Nuclear de la India (NPCIL, Nuclear Power Corporation of India Limited ) se está centrando ahora en las versiones de 540 MWe y 700 MWe de su PHWR, y está ofreciendo versiones de 220 y 540 MWe a nivel internacional. Estos pequeños diseños establecidos son relevantes para situaciones que requieren unidades pequeñas a medianas, aunque no son tecnología de punta. Otra línea importante de desarrollo es en reactores rápidos muy pequeños de menos de 50 MWe. Algunos están concebidos para áreas alejadas de las redes de transmisión y con pequeñas cargas; otros están diseñados para operar en grupos en competencia con unidades grandes. Las tablas I y II muestran una lista de reactores pequeños en operación y reactores pequeños en construcción, respectivamente.3 PROPUESTA DE ACTIVIDADES PARA INCURSIONAR EN LOS SMRs En los últimos años, ha habido un renacimiento de las actividades de investigación y desarrollo sobre los combustibles del Reactor Rápido Refrigerado por Metal Líquido (LMFR) y las opciones del ciclo del combustible. Tabla I. Reactores pequeños en operación. Nombre Capacidad Tipo Desarrollador CNP-300 300 MWe PWR SNERDI/CNNC, Pakistan & China PHWR-220 220 MWe PHWR NPCIL, India EGP-6 11 MWe LWGR at Bilibino, Siberia (cogen, soon to retire) Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 13 �Reactores modulares pequeños una opción para México / Gonzalo Mendoza Guerrero, et al. Tabla II. Diseño de reactores pequeños bajo construcción. Nombre Capacidad Tipo Desarrollador KLT-40S 35 MWe Integral PWR OKBM, Russia RITM-200 50 MWe Integral PWR OKBM, Russia CAREM-25 27 MWe Integral PWR CNEA & INVAP, Argentina HTR-PM 2x250 MWt HTR INET, CNEC Huaneng, China ACPR50S 60 MWe PWR CGN, China & Se tiene contemplado estudiar los orígenes y la naturaleza del daño por radiación a los materiales estructurales utilizados en los reactores rápidos, la selección y la composición química de los materiales de encamisado y envolvente utilizados para los LMFR. En las siguientes subsecciones se indican algunos tópicos o temas que se tiene contemplado abordar, y al mismo tiempo llevar a cabo el proceso de formación de cuadros de trabajo y así incursionar o incorporarse en los desarrollos de diseños de reactores modulares pequeños. Estimar el estado actual y las perspectivas futuras de los materiales estructurales para los ensambles de combustible del LMFR en general, y los materiales de encamisado y envolvente de combustible, en particular se centra en la necesidad de desarrollar aceros que sean fácilmente compatibles con los refrigerantes líquidos metálicos. Entre otros temas enfocados a la seguridad están los relacionados con las técnicas y metodologías del Análisis Probabilístico de la Seguridad. Evaluación Probabilística de Riesgo Un área clave de la estrategia de Evaluación Probabilística de Riesgo (PRA) del Reactor Modular Pequeño Avanzado es el desarrollo de metodologías y herramientas que se usarán para predecir la seguridad, la protección, el rendimiento y la viabilidad de despliegue de los sistemas del SMR a partir del Proceso de diseño a través de la fase de operación. El objetivo de la actividad del PRA de los SMR será desarrollar métodos y herramientas cuantitativos y el marco de análisis asociado para evaluar una variedad de riesgos. Estos riesgos se centrarán en los diseños de SMR y las estrategias operativas, ya que se relacionan con la base técnica detrás de la caracterización de la seguridad. El desarrollo y la implementación de métodos de evaluación de seguridad centrados en SMR pueden requerir nuevos métodos analíticos o la adaptación de los métodos tradicionales al diseño avanzado y las características de operación de los SMR. El desarrollo de modelos de seguridad específicos de SMR para la determinación de margen proporcionará un caso de seguridad que describe los posibles accidentes, las opciones de diseño (incluidos los controles postulados) y respalda las actividades de concesión de licencias al proporcionar una base técnica sobre seguridad. En los diseños de SMR, como en los diseños de reactores más grandes, la estrategia de defensa en profundidad se utiliza para proteger al público y al medio 14 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Reactores modulares pequeños una opción para México / Gonzalo Mendoza Guerrero, et al. ambiente de las liberaciones accidentales de radiación. Ciertas características comunes de los reactores más pequeños se prestan a características de seguridad pasivas e inherentes, tales como tamaños de núcleo relativamente más pequeños que permiten diseños de sistemas de refrigerante integrales y relaciones de superficie / volumen mayor del reactor o densidades de potencia del núcleo más bajas que facilitan la eliminación pasiva del calor de decaimiento. Usando los beneficios de tales características, el objetivo principal es eliminar o prevenir, a través del diseño, la mayor cantidad posible de iniciadores de accidentes y las consecuencias de los accidentes. Los iniciadores de accidentes plausibles restantes y las consecuencias se abordan mediante combinaciones apropiadas de sistemas de seguridad activos y pasivos. El resultado esperado es una mayor simplicidad de la planta con altos niveles de seguridad que, a su vez, pueden permitir reducir los requisitos de emergencia fuera del sitio.5 Daños por Radiación en Materiales Estructurales del Núcleo en Reactores Rápidos de Metal Líquido A partir de que los SMR están en desarrollo para todas las líneas principales de reactores como son los Reactores de Agua Ligera (LWR), Reactores de Agua Pesada (HWR), Reactores Enfriados por Gas (GCR) y los Reactores Refrigerados por Metal Líquido (LMCR), en esta última línea hay dos reactores de cría. Se está considerando llevar a cabo investigaciones sobre la tecnología de reactores rápidos, en actividades tales como el estudio de daño por radiación sobre los materiales estructurales del núcleo debido a intensos ambientes de neutrones, además de estudios sobre compatibilidad de los aceros con los refrigerantes de metal líquido. Daño por radiación debido a intensos ambientes de neutrones En diversos entornos de reactores hay campos intensos de fotones, partículas cargadas y neutrones, cada uno de los cuales posee una amplia gama de energías. Todos estos tipos de radiación pueden causar cambios en los materiales estructurales. En general, sin embargo, se experimenta un balance diferente de las contribuciones de daños no solo para cada material sino también para cada tipo de reactor y para cada tipo de ubicación como núcleo, manto, reflector, vasija de contención, etc. También se estudian otros aspectos que afectan al desempeño del combustible, así como los criterios de diseño para tubos de encamisado y envolvente En los reactores basados en la fisión nuclear, los neutrones existen en un rango de energía que abarca alrededor de 10 órdenes de magnitud, pero la contribución relativa de cualquier rango de energía dado varía principalmente con el tipo de refrigerante principalmente y el tipo de combustible de manera secundaria. Los neutrones crean dos tipos de daño, uno de los cuales predomina en las energías inferiores (transmutación) y el otro en las energías superiores (desplazamiento atómico). Para las aleaciones estructurales ubicadas en las regiones del núcleo y cercanas al núcleo de los reactores rápidos, el daño predominante se produce como resultado de las colisiones de los neutrones de alta energía con los átomos en el metal, lo que crea más del 95% del daño por desplazamiento. En comparación con los reactores enfriados por agua, la transmutación es solo una contribución Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 15 �Reactores modulares pequeños una opción para México / Gonzalo Mendoza Guerrero, et al. de segundo orden al proceso de daño en aleaciones austeníticas y especialmente ferríticas irradiadas en reactores rápidos. Los campos de partículas cargadas y fotones no aumentan significativamente el desplazamiento atómico en los reactores rápidos, sino que contribuyen principalmente al calentamiento interno del componente, que generalmente se manifiesta como calentamiento gamma. Compatibilidad de los Aceros con los Refrigerantes de Metal Líquido Compatibilidad con sodio líquido Un gran número de reactores rápidos experimentales refrigerados por sodio ya fueron construidos, lo que permite afirmar que el uso del sodio como refrigerante es hoy una tecnología conocida y madura, haciendo que el riesgo de introducción de nuevas tecnologías tenga grandes oportunidades de éxito, el gran desafió hoy es probar la competitividad económica del mismo.6 La evaluación de los efectos ambientales del sodio en las propiedades de resistencia mecánica es esencial para asegurar la integridad estructural durante toda la vida útil diseñada en los reactores rápidos enfriados con sodio. El encamisado del combustible se ve particularmente afectado por el sodio, ya que el encamisado es extremadamente delgado y las temperaturas de funcionamiento son muy altas. Por lo tanto, es importante comprender la compatibilidad de los materiales con sodio a temperaturas elevadas. Es imperativo que el líquido refrigerante de sodio utilizado tenga un estricto control de la química, particularmente con respecto a los elementos responsables de la fragilidad del metal líquido (As, Sb, Bi) y también del carbono y el oxígeno, que son los principales responsables de la degradación de las propiedades mecánicas y la corrosión. Compatibilidad del plomo – bismuto líquido con aceros inoxidables Estudiar los mecanismos de erosión-corrosión por Pb-Bi, así como la corrosión en Pb-Bi eutéctico. La compatibilidad de los aceros con un flujo de plomo líquido-bismuto eutéctico (45Pb-55Bi) es una de las cuestiones clave para los reactores rápidos enfriados con Pb-Bi. Este problema es mucho más crítico que en los sistemas enfriados con sodio. Se puede concluir, resumiendo, que las tecnologías para el uso de plomo o de plomo bismuto eutéctico como refrigerante precisan ser sedimentadas, necesitando aún muchas pruebas de resistencia a la corrosión en alta temperatura; el mapeo de la corrosión en función de la temperatura, velocidad de desfogue y presencia de oxígeno, para materiales del reactor y del encamisado del combustible; pruebas de degradación de las propiedades mecánicas de los materiales estructurales [6]. Algunos defectos formados por la disolución de elementos de aleación en PbBi pueden mejorar el desprendimiento de un trozo de acero de la matriz de acero. Por lo tanto, la penetración de Pb-Bi puede causar erosión a gran escala. Estos estudios concluyen que los aceros con bajo contenido de Cr y el acero austenítico se erosionan más fácilmente bajo el bajo potencial de oxígeno presente en el flujo de Pb-Bi, por lo tanto, los aceros con alto contenido de Cr (sin Ni) deberían ser una opción preferida para resistir la corrosión en Pb-Bi. 7 16 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Reactores modulares pequeños una opción para México / Gonzalo Mendoza Guerrero, et al. CONCLUSIONES Y EXPECTATIVAS Las decisiones acerca de la viabilidad y factibilidad para considerar la opción de los reactores modulares pequeños deben ser tomadas por el Gobierno Federal a través de la Secretaría de Energía. El fortalecimiento de la actividad nuclear en México a través de la promoción de nuevas tecnologías energéticas contribuirá al cumplimiento de los compromisos nacionales hacia el combate al cambio climático. Promover la inclusión de cualquier tipo de reactor modular pequeño como parte del Plan de Expansión del Sistema Eléctrico Mexicano complementando así la participación de las energías renovables que permitiría en parte satisfacer las necesidades futuras de energía eléctrica, al mismo tiempo evitando la dependencia del uso del gas y energéticos fósiles. Dar continuidad a la adquisición de experiencia y entrenamiento en el campo de la energía nuclear en México a través del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares y otras instituciones, y en algunos aspectos replantearse como es el caso de los diferentes diseños de Reactores Avanzados, Avanzados/Pasivos y de Nueva Generación, con el objeto de reactivar y dar impulso a las actividades que conduzcan al desarrollo científico y tecnológico en estos temas. Considerando la experiencia adquirida a través de la operación de la Central Nucleoeléctrica de Laguna Verde y además de tomar en cuenta la colaboración que ha existido entre el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares y la Central, se propone se estudie la posibilidad de que ambas instituciones trabajen en un programa conjunto sobre las tecnologías de diseños de pequeños reactores modulares estudiando sus potencialidades y características de diseño, así como los desafíos que enfrenta su licenciamiento y determinar su posible viabilidad. Esperamos iniciar las tendencias de México en estas tecnologías estableciendo proyectos de investigación auspiciados por el Organismo Internacional de Energía Atómica entre otros, e incluir colaboración con otras instituciones mexicanas. REFERENCIAS 1. IAEA-tecdoc series. Deployment Indicators for small modular reactors. methodology, analysis of key factors and case studies. International Atomic Energy Agency Vienna. IAEA-TECDOC-1854. 2018. 2. Antony Froggatt, Mycle Schneider. Nuclear Power Versus Renewable EnergyA Trend Analysis. Point of view. Vol. 103. p. 487-490. (2015). 3. http://www.world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/nuclearpower reactors/small-nuclear-power-reactors.aspx. (2019). 4. G. Mendoza. J. Viais. A. Maioli. D. Finnicum. Modeling of Emergency Heat Removal System of the IRIS. Congreso Internacional Conjunto Cancún 2004 LAS/ANS-SNM-SMSR. XV Congreso Anual de la SNM y XXII Reunión Anual de la SMSR. Cancún, Q. R., México, 11-14 de Julio, 2004. 5. IAEA Nuclear Energy Series. Design Features to Achieve Defence in Depth in Small and Medium Sized Reactors. International Atomic Energy Agency Vienna, 2009. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 17 �Reactores modulares pequeños una opción para México / Gonzalo Mendoza Guerrero, et al. 6. G. Mendoza, J. Klapp. Contribución de los Reactores Rápidos de IV Generación al Desarrollo Sustentable. “Contribución de la Energía Nuclear al Desarrollo Sustentable de América Latina” 2007 XXV Reunión Anual de la SMSR y XVIII Congreso Anual de la SNM. Cancún, Quintana Roo, México, del 1 al 5 de Julio 2007. p. 520-537. 7. IAEA Nuclear Energy Series. Structural Materials for Liquid Metal Cooled Fast Reactor Fuel Assemblies Operational Behaviour. International Atomic Energy Agency Vienna, 2012. 18 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Uso del ácido fítico para la inmovilización de actínidos María Guadalupe Almazán Torres, Eduardo Ordoñez Regil, Guillermo Tovar Valdín, José Guadalupe Cruz González Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares eduardo.ordonez@inin.gob.mx RESUMEN La energía nuclear continúa siendo una alternativa viable para la generación de electricidad en México y en el mundo, debido a la nula emisión de gases de efecto invernadero. No obstante, el impacto radiológico asociado con la presencia de una instalación nuclear sigue siendo una preocupación latente. La descarga de efluentes radiactivos de las instalaciones nucleares se realiza siempre bajo control y tratamiento previo para eliminar la radiactividad excesiva. Ante una eventual fuga de elementos radiactivos, particularmente algunos actínidos, se debe contar además con métodos de descontaminación apropiados para evitar su concentración y dispersión en el ambiente. Este estudio plantea el uso del ácido fítico como reactivo específico para la inmovilización de actínidos como el uranio y el plutonio. El objetivo es obtener datos termodinámicos que permitan desarrollar un método, viable y de bajo costo, para la remediación de efluentes contaminados. Para ello se requiere entre otras cosas, conocer y entender las interacciones del ácido fítico con cationes, específicamente con algunos actínidos, bajo ciertas condiciones experimentales. PALABRAS CLAVE Ácido fítico, actínidos, uranio, contaminación. ABSTRACT Nuclear power continues to be a viable alternative for the generation of electricity in Mexico and in the world, due to the zero emission of greenhouse gases. However, the radiological impact associated with the presence of a nuclear facility remains a latent concern. The discharge of radioactive effluents from nuclear facilities is always carried out under control and prior treatment to eliminate excessive radioactivity. In the event of an eventual leak of radioactive elements, particularly some actinides, appropriate decontamination methods must also be available to avoid their concentration and dispersion in the environment. This study raises the use of phytic acid as a specific reagent for the immobilization of actinides such as uranium and plutonium. The objective is to obtain thermodynamic data that allows developing a viable and low-cost method for the remediation of contaminated effluents. This requires, among other things, knowing and understanding the interactions of phytic acid with cations, specifically with some actinides, under certain experimental conditions. KEYWORD Phytic acid, actinides, uranium, pollution. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 19 �Uso del ácido fítico para la inmovilización de actínidos / María Guadalupe Almazán Torres, et al. INTRODUCCIÓN Uno de los métodos que se han propuesto para limitar la movilización de los actínidos en agua y suelo, consiste en transformarlos de formas potencialmente móviles a formas termodinámicamente estables. Para lograr dicha transformación se agrega un reactivo específico para generar un precipitado que favorezca la formación de fases insolubles termodinámicamente estables.1 Recientes estudios han sugerido que el ácido fítico (IP6), un compuesto natural organofosforado, puede ser aplicado en forma soluble para la recuperación de sedimentos contaminados, cuando se somete a diversas reacciones que eventualmente dan lugar a la precipitación de metales.2 El ácido mio-inositolhexafóforico (IP6), conocido como ácido fítico, es un ácido orgánico que se encuentra presente en forma natural en cereales, nueces, legumbres y semillas. El ácido fítico en solución puede ser ionizado sucesivamente y quedar cargado negativamente en un amplia gama de pH, lo que le confiere una elevada capacidad para formar complejos con metales pesados, que bajo ciertas condiciones pueden precipitar.3 Debido a estas características, el ácido fítico ha sido considerado como un buen candidato para la inmovilización de elementos radiactivos en efluentes contaminados.4 El uranio ha estado presente en la corteza terrestre desde su origen, encontrándose distribuido de manera heterogénea, contribuyendo así a la dispersión de la radiactividad natural en los diferentes medios, solo que su concentración y distribución en el ambiente depende del medio en el que se encuentra.5 Bajo condiciones ambientales oxidantes el uranio se encuentra en su forma hexavalente como ión uranilo (UO22+). El europio, que se presenta por lo general en su estado trivalente, ha servido como modelo para entender el comportamiento de algunos actínidos trivalentes de alta actividad como el Curio, Americio y Plutonio.6 Las propiedades de complejación del ácido fítico frente actínidos y otros metales están estrechamente relacionadas con su comportamiento en solución a partir de sus propiedades ácido-base en diferentes medios acuosos.7 El estudio de sus propiedades ácido-base es por tanto fundamental para entender los procesos relacionados con éste ácido orgánico. Así pues, en el presente estudio se evalúan las propiedades ácido-base del ligando fitato en medio 0.1 M de NaClO 4, y se establecen las condiciones para la preparación de complejos fitato-uranio (VI) y fitato-europio (III) estables, que puedan ser fácilmente concentrados y recuperados. METODOLOGÍA Estudios de las propiedades ácido-base del ácido fítico y su interación con cationes Preparación de soluciones Para los diferentes experimentos se prepararon diferentes soluciones usando reactivos grado analítico y agua desionizada, hervida y con burbujeo de nitrógeno para la eliminación de carbonatos. Se preparó una solución 0.1 M de NaClO4 a partir de sales de perclorato de sodio, las cuales fueron disueltas en agua desionizada, hervida y en una 20 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Uso del ácido fítico para la inmovilización de actínidos / María Guadalupe Almazán Torres, et al. atmosfera de N2. Para los experimentos de titulación se preparó una solución 0.1 M de NaOH a partir de una solución concentrada. De esta solución se tomó una alícuota y se diluyó con agua desionizada, hervida y con burbujeo de nitrógeno para la eliminación de los carbonatos. Esta solución fue valorada por triplicado con ftalato ácido de potasio, el cual se secó previamente durante 2 horas a una temperatura de 70ºC. La solución de uranio fue preparada a partir de cristales de nitrato de uranilo hexahidratado, UO2(NO3)2∙6H2O (Uranylnitrat-6-hydrat, grado analítico Merk). En un vaso de precipitado se pesaron 1.25 g de los cristales y se disolvieron con 4 mL de ácido perclórico concentrado (12 M de HClO4) (Perchloric acid, 69-72 wt% J.T. Baker), la disolución se mantuvo en calentamiento durante una hora en la campana de extracción. Este procedimiento se repitió dos veces más hasta la evaporación total del nitrato. El concentrado fue aforado a 25 mL con agua desionizada, para obtener una solución 0.1 M de UO2(ClO4)2. Finalmente, la solución fue ajustada a pH 2 con ácido perclórico para evitar la hidrólisis del catión. La solución de europio (III) fue preparada a partir de cristales de nitrato de europio penta-hidratado, Eu(NO3)3.5H2O. El procedimiento para preparar esta solución fue el siguiente: los cristales fueron disueltos con un poco de agua desionizada y 1 mL de HClO4. Después se calentó hasta llegar a su evaporación y que solo quedara el concentrado, el cual es de aspecto aceitoso. Este procedimiento se repitió dos veces más. Finalmente el concentrado, se diluyó con agua desionizada hasta un volumen de 50 mL en un matraz aforado. Finalmente, para la preparación de las soluciones de trabajo se tomaron alícuotas de ácido fítico (mio-inositol hexaphosphoric acid, 40-50 wt% solución acuosa, BOC Sciences) y de la solución de europio (III), y se diluyeron en 30 ml de la solución 0.1 M de NaClO4. Estudio potenciométrico Para el estudio de las propiedades ácido-base del ácido fítico, así como su interacción con los cationes, el uranio (VI) y el europio (III), se realizaron diferentes titulaciones potenciométricas. Las curvas de titulación potenciométrica fueron realizadas en un titulador automático, Radiometer Titralab 90 adjunto a una autobureta ABU901. El equipo se programó considerando adiciones de NaOH de 1 o 2 µL hasta un volumen de 20 mL y un criterio de estabilidad 0.024 unidad de pH/min, mismo que se cumplió en un tiempo promedio de 15-20 minutos. Cabe mencionar que el potenciómetro fue calibrado a tres estándares (4, 7 y 10) obteniendo una sensibilidad promedio de 95.6 a 98%. a) Titulación potenciométrica del ácido fítico Se efectuaron titulaciones potenciométricas de soluciones de ácido fítico de concentraciones 0.001 M, 0.002 M y 0.005 M en medio 0.1 M de NaClO 4 (30 mL), con una solución 0.1 M de NaOH. Las titulaciones se efectuaron en una celda de doble camisa de 50 mL de capacidad, manteniendo la temperatura a 25±0.2°C mediante un baño termostático, agitación magnética suave y constante; Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 21 �Uso del ácido fítico para la inmovilización de actínidos / María Guadalupe Almazán Torres, et al. y bajo una atmosfera inerte de N2 para evitar la presencia de CO2. Para llevar la solución a un equilibrio de pH=2±0.2 se dejó agitar durante 15 min. b) Titulación potenciométrica del sistema fitato-uranio (VI) Para evaluar la interacción entre el ácido fítico y el uranio (VI), se realizaron tres titulaciones potenciométricas de soluciones de ácido fítico-uranio (VI) con concentraciones 2:1, 1:1 y 1:2, en medio 0.1 M de NaClO4. Las titulaciones potenciométricas se realizaron con 30 mL de esta solución empleando celdas de vidrio de doble camisa, usando un baño termostático para mantener el proceso a 25°C, con una agitación magnética suave y constante, y bajo una atmósfera inerte de N2 para evitar la presencia de CO2. Las soluciones fueron tituladas con una solución 0.1 M de NaOH, usando el titulador automático Radiometer Titralab 90 descrito anteriormente. c) Titulación del sistema potenciométrica fitato-europio (III) Las soluciones de trabajo fueron tituladas con la solución estándar 0.1 M de NaOH en un titulador automático TritabLab 90, usando un baño termostático para mantener el proceso a la temperatura de 25°C. Se realizaron varias titulaciones de soluciones de ácido fítico-europio (III) con concentraciones molares: 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 2:1, 3:1, 4:1 en medio 0.1 M de NaClO4 Preparación de complejos de ácido fítico con los cationes Los complejos fitato-uranio (VI) y fitato-europio (III) fueron preparados mezclando soluciones de ácido fítico y del catión (uranio o europio). En tubos de polipropileno (15 mL) se adicionó la solución de ácido fítico y se ajustó el pH (entre 4 y 10) usando una solución concentrada de NaOH. Los tubos se mantuvieron en agitación durante 24 horas. Posteriormente se adicionó en cada tubo la solución de uranio o de europio. Los tubos se mantuvieron en reposo y a temperatura de 25°C, inicialmente durante siete días. El control de pH se realizó durante todo el proceso, obteniéndose registros del valor de pH de las soluciones antes del contacto con el catión, al contacto con el catión y el pH al final del proceso. Asimismo se hicieron registros sobre la formación de precipitados en todos los sistemas. DISCUSIÓN Y RESULTADOS Estudio potenciométrico Ácido fítico Las curvas de titulación potenciométrica del ácido fítico a concentraciones 0.002 M y 0.005 M en medio 0.1 M de NaClO4 son comparadas en la figura 1. Ambas curvas revelan tres regiones protonadas, evidenciando la presencia de hidrógenos ionizables. En general para las dos curvas, la disociación ocurre en el intervalo de pH 2 a 6, pH 6 a 10 y pH 10 a 12, observándose en los puntos de inflexión. Los datos obtenidos a partir de las titulaciones potenciométricas fueron tratados con el programa computacional SUPERQUAD, con el fin de refinar las 22 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Uso del ácido fítico para la inmovilización de actínidos / María Guadalupe Almazán Torres, et al. Fig. 1. Titulación potenciométrica de soluciones (◊) 0.002 M y (▪) 0.005 M de ácido fítico en medio 0.1 M de NaClO4, titulado con 0.1 M de NaOH. constantes de protonación del ácido fítico. El ácido fítico presenta doce protones que pueden ser disociados sucesivamente como sigue: (1) (2) En la tabla I se presentan las constantes de protonación del ácido fítico a las diferentes concentraciones en medio 0.1 M de NaClO4 a 25°C. Se observa que los valores obtenidos a las diferentes concentraciones de ácido fítico son cercanos y siguen la misma tendencia (log β1>log β2>log β3>log β4>log β5>log β6). Li y colaboradores8 determinaron las constantes de protonación del ácido fítico usando la misma sal de fondo, pero a valores de fuerza iónica altos (0.15 M, 1 M y 3 M de NaClO4), observando una tendencia peculiar en el caso de las primeras 3 constantes: log β1>log β2<log β3. La misma tendencia fue observada en medio 5 M, 3 M, 1 M, 0.5 M y 0.1 M de NaCl.9 Una tendencia similar a la obtenida en este estudio (log β1>log β2>log β3) fue observada en medio 0.1 M, 0.5 M, 3.0 M de KCl, 0.1 M, 0.5 M, 1 M y 3 M de LiCl9, en medio 0.1 M de KCl (De Carli, 2006) y en medio 0.1 M, 0.5 M y 1.0 M de CsCl.10 Cabe mencionar que en la mayoría de los estudios que se han publicado, los autores reportan solamente las primeras 7 y en algunos casos 8 constantes de protonación para el ácido fítico. Esto podría ser explicado por la interacción del ácido fítico con el contraion de la sal de fondo a valores de pH bajos. Tabla I. Constantes de protonación del ácido fítico en 0.1 M de NaClO 4 a 25 ° C IP6 Log β1 Log β2 Log β3 Log β4 Log β5 Log β6 Log β7 0.002 M 10.728 9.061 6.887 6.545 5.078 5.078 3.368 0.005 M 11.776 9.878 7.182 7.122 4.265 4.265 - media 11.25±0.7 9.47±0.6 7.03±0.2 6.83±0.4 4.67±0.6 4.67±0.7 3.4±0.01 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 23 �Uso del ácido fítico para la inmovilización de actínidos / María Guadalupe Almazán Torres, et al. Sistema fitato-uranio (VI) La reacción del ácido fítico con el ion uranilo o uranio (VI) es inmediata, al ponerlos en contacto se observó la formación de un precipitado color amarillo. La figura 2 compara las curvas de titulación del ácido fítico en presencia del ion uranilo en diferentes concentraciones equimolares. Las curvas de titulación son similares a las observadas en la titulación del ácido fítico sin el catión, revelando tres regiones protonadas en las mismas regiones de pH. Este resultado indica que no todo el ácido fítico ha reaccionado con el ión uranilo. Fig. 2. Curva de titulación de 0.002 M de ácido fítico en (◊) ausencia y en (▪) presencia de uranio (VI) a temperatura de 25°C, fuerza iónica constante 0.1 de NaClO 4. La figura 3 compara las curvas de titulación potenciométrica del sistema fitato-uranio (VI) en concentraciones molares 1:1, 2:1 y 1:2. En esta figura se observa que cuando existe una mayor concentración del ligando fitato, la curva de titulación presenta los puntos de inflexión característicos de la disociación del ácido fítico. Este resultado demuestra que el ácido fítico en exceso interacciona débilmente con el uranio y no llega a precipitar, muy probablemente debido a la competencia entre las moléculas de ligando fitato, las cuales sólo llegan a solvatar al ión uranilo. Es por ello que el ácido fítico reacciona totalmente al ser titulado con el hidróxido de sodio. Al contrario, cuando hay un exceso de uranio (VI) los puntos de inflexión casi no se aprecian, lo que muestra claramente que todo o la mayor parte del ácido fítico reacciona con el ion uranilo y precipita. De acuerdo con el estudio potenciométrico, el ligando fitato y el ión uranilo reaccionan completamente, formando complejos sólidos, cuando se combinan en una relación molar 1:2 siendo la más adecuada para la recuperación de uranio de efluentes contaminados. 24 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Uso del ácido fítico para la inmovilización de actínidos / María Guadalupe Almazán Torres, et al. Fig. 3. Curvas de titulación potenciométrica del sistema fitato-uranio (Vl) en una relación: (▪) 1:1, (◊) 2:1 y (∆) 1:2 a una concentración mínima de 0.002 M en medio 0.1 M de NaClO4 a 25°C, titulada con 0.1 M de NaOH. Sistema fitato-europio (III) En la tabla II se resumen las concentraciones molares de ácido fítico y europio (III) usadas en los experimentos de titulación potenciométrica. En las figuras 4 a 9 se comparan las curvas de titulación del ácido fitico y del sistema fitato-europio para las diferentes relaciones molares usadas. En todos los casos se observó la formación de un precipitado blanco al contacto de la solución de ácido fítico con el catión. En los sistemas con exceso de ligando fitato (figuras 4 a 6), la curva de titulación es similar a la curva obtenida para el ácido fítico solo. Bajo estas condiciones la interacción del ácido fítico con el catión es mínima, lo que explica la escasa formación de precipitado. Tabla II. Concentraciones molares usadas en la titulación del sistema IP6-Eu (III). Concentración (M) IP6 Eu(III) Relación IP6:Eu(III) 0.004 0.001 4:1 Poca 0.003 0.001 3:1 Poca 0.002 0.001 2:1 Poca 0.001 0.001 1:1 Poca 0.001 0.002 1:2 Poca 0.001 0.003 1:3 Abundante 0.001 0.004 1:4 Abundante Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 Precipitación 25 �Uso del ácido fítico para la inmovilización de actínidos / María Guadalupe Almazán Torres, et al. En los sistemas con exceso de catión se observa un comportamiento distinto (figuras 7 a 9). La pendiente de la curva de titulación del sistema fitato-europio a una relación molar 1:2, esta menos inclinada que la observada en la curva del ácido fítico solo. Con el aumento de la concentración del catión (1:3, 1:4), la curva de titulación del sistema fitato-europio está por abajo de la curva de titulación del ácido fítico solo, lo que sugiere una alta interacción del ligando fitato con el ion europio. Cabe señalar que en estas condiciones se observó una mayor cantidad de precipitado. Fig. 4. Titulación potenciométrica de soluciones (□) 0.004 M-0.001M fitato-europio (III) y (□) 0.004 M de ácido fítico en medio 0.1 M de NaClO4, titulado con 0.1 M de NaOH. Fig. 5. Titulación potenciométrica de soluciones (□) 0.003 M-0.001M fitato-europio (III) y (□) 0.003 M de ácido fítico en medio 0.1 M de NaClO4, titulado con 0.1 M de NaOH. 26 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Uso del ácido fítico para la inmovilización de actínidos / María Guadalupe Almazán Torres, et al. Fig. 6. Titulación potenciométrica de soluciones (□) 0.002 M-0.001M fitato-europio (III) y (□) 0.002 M de ácido fítico en medio 0.1 M de NaClO4, titulado con 0.1 M de NaOH. Fig. 7. Titulación potenciométrica de soluciones (□) 0.001 M-0.002M fitato-europio(III) y (□) 0.001 M de ácido fítico en medio 0.1 M de NaClO4, titulado con 0.1 M de NaOH. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 27 �Uso del ácido fítico para la inmovilización de actínidos / María Guadalupe Almazán Torres, et al. Fig. 8. Titulación potenciométrica de soluciones (□) 0.001 M-0.003M fitato-europio (III) y (□) 0.001 M de ácido fítico en medio 0.1 M de NaClO4, titulado con 0.1 M de NaOH. Fig. 9. Titulación potenciométrica de soluciones (□) 0.001 M-0.004M fitato-europio (III) y (□) 0.001 M de ácido fítico en medio 0.1 M de NaClO4, titulado con 0.1 M de NaOH. 28 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Uso del ácido fítico para la inmovilización de actínidos / María Guadalupe Almazán Torres, et al. Preparación de complejos Complejos fitato-uranio (VI) Se sabe que el ácido fítico es altamente complejante del ion U(VI), lo que conduce a la formación de complejos fitato–uranio. De acuerdo con el estudio potenciométrico realizado previamente, el ácido fítico reacciona en un rango de pH comprendido entre 2 y 11. Por lo que, para estudiar la interacción del ácido fítico con U(VI), se realizaron experimentos a pH cercanos a los puntos de inflexión observados en las curva de titulación del ácido fítico. Las condiciones experimentales para la preparación de los complejos fitatouranio (VI) se resumen en la tabla III. En la mayoría de los tubos se observó la formación inmediata de un precipitado color amarillo al adicionar la solución de uranio. Para todos los valores de pH estudiados se observó la ausencia de precipitado en el sistema con exceso de ligando fitato (relación molar 2:1). Este resultado es totalmente congruente con lo observado en el estudio potenciométrico. Siendo el ácido fítico el reactivo limitante, se fue incrementando la concentración de uranio con el fin de estimar la cantidad máxima de uranio que precipitó con el ácido fítico. El porcentaje de uranio (VI) en el precipitado se determinó a partir de su cuantificación por la técnica de centelleo líquido usando la siguiente relación: (3) La concentración de uranio inicial, [U(VI)]inicial, se determinó en una solución estándar de uranio (VI) preparada en condiciones similares sin el ácido fítico. La concentración de uranio final, [U(VI)]final, se midió en el sobrenadante después de siete días de interacción. La incertidumbre asociada en la determinación del porcentaje de uranio en el precipitado fue de 5%, de acuerdo a los experimentos de reproducibilidad efectuados. Complejos fitato-europio (III) Considerando los resultados obtenidos en el estudio potenciométrico, se eligió preparar los complejos fitato-europio (III) usando una relación de concentración 1:3, y variando el pH entre 4 y 10. Las condiciones experimentales para la preparación de los complejos fitato-europio se resumen en la tabla IV. En todos los tubos se observó la formación inmediata de un precipitado color blanco, resultado de la interacción del ácido fítico con el europio (III). Después de siete días de interacción, el volumen del precipitado aumento considerablemente. El porcentaje de europio (III) en el precipitado se determinó a partir de su cuantificación por la técnica de fluorescencia usando la ecuación (3). La concentración de europio inicial, [Eu(III)]inicial, se determinó en una solución estándar de europio (III) preparada en condiciones similares, sin el ácido fítico. La concentración de europio final, [Eu(III)]final, se midió en el sobrenadante después de siete días de interacción. Para validar el método de cuantificación se trazó una recta de calibración obteniéndose un factor de correlación de 0.98. Después de siete días de interacción, el porcentaje de Eu (III) que precipitó con el ácido fítico fue en promedio del 91% para valores de pH de 4 a 8 (tabla II). A pH 10 el porcentaje fue del 82%. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 29 �Uso del ácido fítico para la inmovilización de actínidos / María Guadalupe Almazán Torres, et al. Tabla III. Condiciones para la preparación de complejos fitato-uranio (VI). pH (±0.3) 3.0 4.0 5.5 7.0 8.5 Relación IP6 :U(VI) % U(VI) en el precipitado Observaciones 2:1 <2 Ausencia de precipitado 1:1 28.2 Precipitado escaso 2:1 71.09 Precipitado abundante 2:1 <2 Ausencia de precipitado 1:1 31.1 Poco precipitado 1:2 87.8 Precipitado abundante 1:3 71.8 Precipitado abundante 1:4 64.0 Precipitado abundante 2:1 <2 Ausencia de precipitado 1:1 89.6 Precipitado abundante 1:2 94.7 Precipitado abundante 1:4 83.7 Precipitado abundante 1:8 64.2 Precipitado 2:1 0.0 Ausencia de precipitado 1:1 10 Poco precipitado 1:2 26.3 Poco precipitado 1:4 81.5 Precipitado abundante 2:1 0.0 Ausencia de precipitado 1:1 5.6 Escaso precipitado 1:2 38.5 Poco precipitado 1:5 28.9 Poco precipitado 1:10 7.2 Escaso precipitado La diferencia en el porcentaje puede ser debido a diferentes factores, como el error experimental, que se puede subsanar con nuevas réplicas. Otro factor podría ser la especiación del ion europio en solución, ya que a pH 10 la especie hidroxilada (EuOH)2+ es predominante. En esas condiciones los complejos formados pueden ser de diferente naturaleza y quizá menos estables. CONCLUSIONES La curva de titulación potenciométrica del ácido fítico en medio 0.1 M de NaClO4, a 25°C, presenta tres regiones protonadas en un intervalo de pH 2 a 12 encontrándose totalmente desprotonado a pH 13. Las primeras constantes de protonación del ácido fítico en medio 0.1 M de NaClO4 a 25°C, fueron determinadas con los datos potenciométricos, y refinadas con el programa SUPERQUAD. Estas constantes tienen una tendencia en orden decreciente (log β1>log β2>log β3>log β4>log β5>log β6), similar a las que se reporta en la bibliografía aunque en diferente medio y fuerza ionica. El estudio potenciométrico del sistema ácido fítico-uranio (VI) a diferentes concentraciones molares (2:1, 1:1 y 1:2) reveló que cuando hay un exceso de ácido fítico la curva de titulación potenciométrica es similar a la obtenida en ausencia de uranio (VI), además no se observa la formación de precipitado. 30 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Uso del ácido fítico para la inmovilización de actínidos / María Guadalupe Almazán Torres, et al. Tabla IV. Condiciones experimentales para la preparación de complejos fitato-europio (III). pH (±0.3) Relación IP6 :Eu(III) % Eu (III) en el precipitado Precipitación 4.0 1:3 92.2 Abundante precipitado 6.0 1:3 90.2 Abundante precipitado 8.0 1:3 92.1 Abundante precipitado 10.0 1:3 82.3 Poco abundante Por el contrario, cuando hay exceso de uranio (VI) los puntos de inflexión observados en la curva de titulación del ácido fítico son apenas perceptibles, debido a que gran parte del ácido fítico precipita con el uranio (VI) durante su titulación. La interacción del ácido fítico con el europio tuvo un comportamiento diferente. El estudio potenciométrico del sistema fitato-europio (III) se realizó a diferentes relaciones molares, observándose en todos los casos diferencias en las curvas de titulación. En los sistemas con exceso de ligando fitato, la interacción con el catión fue mínima, observándose escaso precipitado. Al contrario, los sistemas con exceso de ion europio existe una alta interacción y se observa la formación de una gran cantidad de precipitado. Se prepararon complejos fitatoeuropio (III) a pH 4, 6, 8 y 10 y concentración molar 1:3. En estas condiciones, excepto a pH 10, la interacción del ligando fitato con el ion europio fue alta, obteniéndose grandes cantidades de precipitado. Tomando en cuenta los resultados del estudio potenciométrico se sintetizaron complejos fitato-uranio [1:2] y fitato-europio [1:3] con buenos porcentajes de recuperación. El estudio aporta nuevos datos sobre la interacción del ácido fítico con cationes divalentes y trivalentes de interés nuclear, a partir de los cuales se establecen las bases para el desarrollo de métodos efectivos para la recuperación de efluentes contaminados. REFERENCIAS 1. Betts, K. (1997). Phytic acid immobilizes radionuclides. American Chemical Society , 31(6), 263. 2. 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Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, pp. 10431048. 7. Finck N., Drot R., Lagarde G., Mercier-Bion F., Catalette H. and Simoni E. “Temperature effects on the interaction mechanisms between U(VI) and Eu(III) and ZrP2O7: experiment and modeling”. Radiochim. Acta 96, (2008) 11-21. 8. Li, N., Wahlberg, O., Puigdomenech, I., & Öhman , L. (1989). Equilibria between phytate and protons in 3 M NaClO4 medium. Acta Chem. Scand, 331-339. 9. De Stefano, C., Milea, D., Pettignano, A., & Sammartano, S. (2003). Speciation of phytate ion in aqueous solution. Alkali metal complex formation in different ionic media. Anal Bioanal Chem, 1030-1040. 10.De Carli, L., Rosso, N. D., Schnitzler, E., & Carneiro, P. I. (2006). Estudo da Estabilitidade do complexo ácido fítico e o íon Ni(II). Cíênc. Tecnol. Aliment., 19-26. 32 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Modelo promedio volumétrico de temperaturas para un reactor nuclear de sales fundidas Zaira I. Jiménez-Balbuena, Gilberto Espinosa-Paredes, Alejandría D. Pérez-Valseca, Alejandro Vázquez-Rodríguez Área de Ingeniería en Recursos Energéticos, Universidad -autónoma Metropolitana-Iztapalapa zai_ijb579@hotmail.com RESUMEN En este trabajo, se utiliza el método de promedio volumétrico con la finalidad de plantear un modelo que describa el comportamiento de la temperatura en un reactor nuclear de sales fundidas de IV generación (MSR). Se plantea inicialmente un modelo de no equilibrio térmico de dos ecuaciones considerando dos fases dentro del reactor. Posteriormente, se reduce a uno de equilibrio térmico de una sola ecuación para fines prácticos. El objetivo de este trabajo es plantear un modelo matemático para entender y predecir el comportamiento de la temperatura dentro del núcleo de los MSRs. Con el modelo de una ecuación se obtuvo un perfil de temperatura dentro del núcleo del reactor, en la cual se observa que la temperatura máxima se presenta en el centro, debido a que se considera que las sales no se encuentran en movimiento. La temperatura máxima obtenida es tres grados más alta que la reportada en la literatura para el reactor de referencia, así mismo, la temperatura promedio de la sal se encuentra dos grados por encima de la temperatura de referencia. PALABRAS CLAVE Promedio volumétrico, sales fundidas, reactor, núcleo. ABSTRACT In this work, the volumetric average method is used in order to propose a model that describes the temperature behavior in a nuclear reactor of IV generation molten salts (MSR). Initially, a model of thermal equilibrium of two equations is considered considering two phases within the reactor. Subsequently, it is reduced to one of thermal equilibrium of a single equation for practical purposes. The objective of this work is to propose a mathematical model to understand and predict the behavior of temperature within the core of the MSRs. With the model of an equation a temperature profile was obtained inside the reactor core, in which it is observed that the maximum temperature is presented in the center, because it is considered that the salts are not in motion. The maximum temperature obtained is three degrees higher than that reported in the literature for the reference reactor, likewise, the average salt temperature is two degrees above the reference temperature. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 33 �Modelo promedio volumétrico de temperaturas para un reactornuclear de sales fundidas / Zaira I. Jiménez Balbuena, et al. KEYWORDS Volumetric average, molten salts, reactor, core. INTRODUCCIÓN Actualmente, alrededor del 15% de la energía eléctrica producida en el mundo se genera mediante energía nuclear, lo que reduce significativamente el impacto ambiental y ofrece una mayor diversidad de generación de electricidad que mejora la seguridad energética.1 Como consecuencia a estos beneficios, se busca comprender cada vez más el funcionamiento de todas aquellas tecnologías utilizadas en la generación de energía nuclear, para esto se han desarrollado modelos que describen y predicen el comportamiento. Una de las tecnologías innovadoras en el área de energía nuclear son los reactores nucleares de sales fundidas (MSR, por sus siglas en inglés). Esta tecnología se caracteriza por utilizar una mezcla de sales fundidas, en la cual, se disuelve el combustible también en forma de sal. Se pueden usar a muy baja presión debido a su alta temperatura de ebullición y a su baja presión de vapor,1 lo que los convierte en una gran opción debido a la baja tasa de generación de accidentes. Sin embargo, actualmente no se cuenta con gran información acerca del funcionamiento de esta tecnología, por lo que es importante estudiar el comportamiento de este tipo de reactores. Uno de los principales estudios de interés resulta ser la transferencia de calor, el cual es necesario para estudiar el perfil de temperaturas de los MSR. Por lo anterior, este trabajo tiene como finalidad plantear un modelo mediante el método de promedio volumétrico,2 con el cual sea posible conocer el comportamiento de la temperatura del reactor bajo ciertas consideraciones. El modelo que se presenta a continuación es un modelo de no equilibrio térmico y su reducción a una ecuación3 para estudiar el comportamiento de la temperatura del núcleo reactor. Debido a las diferentes propiedades de las mezclas de sales, se puede establecer un criterio válido y fundamentado para la elección éstas, basado en la eficiencia de las mismas para la transferencia de calor. NOMENCLATURA Fase β Tetrafluoruro de Uranio (UF4) Fase σ Mezcla de Fluoruro de Litio con Fluoruro de Berilio (LiF-BeF 2) Φ Fuente de calor en fase [β Q0 Calor liberado debido al cambio de fase [ kg/m3] Densidad de la fase [kg/m3] Calor específico [ kg. Temperatura de la Fase [ Conductividad térmica [W/m.K] A σ Área en la interface β-σ[m2] ε Porosidad [-] V Volumen Total [m3] 34 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Modelo promedio volumétrico de temperaturas para un reactornuclear de sales fundidas / Zaira I. Jiménez Balbuena, et al. nβσ Vector normal unitario en la interface β-σ,apuntando de fase β a fase σ (Tβ)β Promedio intrínseco de la temperatura Fase β [K] Tβ Desviaciones espaciales de la temperatura en la Fase β [K] (Tσ)σ Promedio intrínseco de la temperatura en la Fase σ [K] Tσ Desviaciones espaciales de la temperatura Fase σ [K] av Área por unidad de volumen [1/m] Coeficiente de transferencia de calor [W/m2.K] bββ Vector de Cerradura, campo que mapea en (Tβ)β en Tβ[m] bβσ Vector de Cerradura, campo que mapea (Tσ)σ en Tβ[m] Sβ Campo escalar que mapea (Tβ)β- (Tσ)σen (Tβ)[-] bσβ Vector de Cerradura, campo que mapea (Tβ)β en Tσ [m] bσσ Vector de Cerradura, campo que mapea (Tσ)σ en Tσ [m] Sσ Campo escalar que mapea Tβ)β- (Tσ)σ en (Tσ)[-] Tensor de conductividad térmica efectiva fase β[W/m.K] ββ Tensor de conductividad térmica efectiva fase σ[W/m.K] σσ Tensor de conductividad térmica de coeficiente cruzado [W/m.K] βσ Tensor de conductividad térmica de coeficiente cruzado [W/m.K] σβ Tensor de conductividad térmica efectiva [W/m.K] eff ( Capacidad de calor volumétrico efectivo de la mezcla [kJ/m 3.K] REACTOR NUCLEAR DE SALES FUNDIDAS Los reactores nucleares de sales fundidas son reactores de IV generación que utilizan una mezcla de sales como combustible. Estas sales, son químicamente estables e inertes y pueden disolver la mayoría de los materiales nucleares como el uranio y el torio. En este tipo de reactores, la sal combustible fluye alrededor del núcleo produciendo una reacción de fisión en cadena que permite la transferencia de calor. Hasta el momento existen varios modelos de este tipo de reactores los cuales pueden ser tanto de espectro rápido como de espectro térmico. Dentro de los reactores de espectro rápido se encuentra el reactor rápido de sales fundidas (MSFR, por sus siglas en inglés), el cual es utilizado como referencia en este trabajo. Para el análisis se toma como referencia el reactor presentado en el trabajo de Igor Pioro.4 El cual es un reactor de 3 GWth/1300 MWe, con un volumen total de sal de combustible de 18 m3, operado a una temperatura de entrada de 650 °C, una temperatura media de 700°C y una temperatura máxima de la sal de combustible de 750°C. En este sistema la sal combustible–refrigerante basada en flúor fluye hacia arriba desde la parte inferior del núcleo hasta la salida en la parte superior del cilindro. La sal líquida retorna a la entrada en un tiempo de entre 3 y 4 segundos distribuyendo el total de la sal combustible entre el núcleo y la parte externa del circuito de combustible equitativamente. Por debajo y por encima de los reflectores axiales centrales se puede encontrar, el núcleo, el cual está rodeado por una manta fértil como se muestra en la figura 1. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 35 �Modelo promedio volumétrico de temperaturas para un reactornuclear de sales fundidas / Zaira I. Jiménez Balbuena, et al. Fig. 1. Diagrama esquemático de un MSFR. 6 El núcleo del MSFR es un cilindro compacto de 2.25 m de alto y 2.25 m de diámetro, rodeado axialmente por reflectores de acero, y radialmente por una manta fértil, una capa de carburo de boro y un reflector, donde las reacciones nucleares ocurren dentro de la sal de flúor líquido que actúa como combustible y como refrigerante. Una vista esquemática del núcleo puede observarse en la figura 2. Fig. 2. Núcleo de un MSFR.4 METODOLOGÍA La metodología a seguir en este trabajo se basa en el promedio volumétrico, que comúnmente se aplica a medios porosos.2 En forma resumida, primero se realiza el planteamiento del sistema, se definen las simplificaciones y suposiciones, 36 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Modelo promedio volumétrico de temperaturas para un reactornuclear de sales fundidas / Zaira I. Jiménez Balbuena, et al. después se plantean las ecuaciones puntuales para cada fase. Específicamente los pasos principales de la metodología considerados en este trabajo son: 1. Descripción del sistema. 2. Suposiciones del sistema. 3. Método de Promedio Volumétrico: • Planteamiento de ecuaciones para cada fase • Condiciones de frontera • Promedio de ecuaciones puntuales • Obtención del Modelo no cerrado mediante la descomposición de Gray • Ecuación de las desviaciones (simplificada) • Propuesta de solución formal • Obtención del modelo cerrado Descripción del Sistema Para este trabajo se ha considerado un reactor nuclear de sales fundidas de IV generación, en el cual todas las sales fundidas representan el dominio y la fundición de las sales dentro del núcleo se ha tomado como volumen de promediado. En este reactor se tiene como combustible Tetrafluoruro de Uranio (UF4) y como mezcla de sales para disolver el combustible Fluoruro de Litio con Fluoruro βde Berilio (LiF-BeF2). Las cuales son consideradas como fases para fines prácticos en el promedio volumétrico. El análisis se realiza durante la fundición de las sales, es decir, la mezcla no se encuentra en movimiento. Las fases del sistema son: •Fase β Tetrafluoruro de Uranio (UF4) •Fase σ: Mezcla de Fluoruro de Litio con Fluoruro de Berilio (LiF-BeF2) Cabe mencionar que se cuenta con una fuente de calor para que se pueda llevar a cabo la fundición de las sales dentro del sistema y también con liberación de calor debido al cambio de fase que se da dentro del reactor, la cual para fines de este trabajo se considera constante. • Φ : Fuente de calor en fase β • Q0: Calor liberado debido al cambio de fase Suposiciones del Sistema Para el sistema estudiado las consideraciones a realizar han sido las siguientes: • Medio Poroso 1. Rígido 2. Homogéneo • Fuente de calor se localiza en la fase β • La fuente de calor se ha considerado constante para fines prácticos • Se desprecia convección ya que en el momento en el que se realiza el estudio las sales apenas comienzan a fundirse y aún no se encuentran en Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 37 �Modelo promedio volumétrico de temperaturas para un reactornuclear de sales fundidas / Zaira I. Jiménez Balbuena, et al. movimiento. • Se considera que las sales son un fluido incompresible, lo que implica que la densidad es constate. • Para el cambio de fase se considera un (-Q0) para la fase β y un (Q0) para la fase σ debido a que uno cede calor al otro, sin efectos de acumulación interfacial. Método de Promediado Volumétrico Para este caso el método de promedio volumétrico se aplicó para un modelo de no equilibrio térmico de dos ecuaciones, una para la fase β y otro para la fase σ. Posteriormente el modelo de dos ecuaciones se reduce un modelo de equilibrio térmico de una sola ecuación basado en ciertas consideraciones para fines prácticos de la solución numérica. Las ecuaciones puntuales consideradas para cada una de las fases parten de la ecuación microscópica para la transferencia de calor. Para ambos casos se ha despreciado la convección debido a que el análisis se lleva a cabo cuando las sales comienzan a fundirse, lo que implica que estas no se encuentran en movimiento. Ecuación puntual fase β (1) Ecuación puntual fase σ (2) donde es la temperatura, es la densidad, es la capacidad calorífica, Φβ es la fuente calor de origen nuclear, Q0 es el calor durante el cambio de fase. Para este sistema se han considerado dos condiciones de frontera: • No resistencia a la transferencia de calor • Continuidad de flux Lo que indica que la transferencia de calor se lleva a cabo sin resistencia en la interface β-σ y que la temperatura y el componente normal del flux de calor son continuos en esta misma. (3) (4) Aquí nβσ es el vector normal unitario en la interface β-σ, apuntando de la fase β a la fase σ. Las ecuaciones locales gobernantes en cada fase dadas por las Ecs. (1) y (2), son promediadas superficialmente (promedio de fase). Durante el proceso de promediar se intercambia el operador integral por el operador diferencial aplicando el teorema del promediado espacial, matemáticamente hablando, se basa en la Ley de divergencia de Gauss. Considerando un medio poroso rígido (es decir no existe transferencia de masa interfacial y la porosidad es constante), lo que da como resultado las siguientes ecuaciones promedio para cada fase. 38 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Modelo promedio volumétrico de temperaturas para un reactornuclear de sales fundidas / Zaira I. Jiménez Balbuena, et al. Ecuación promedio para fase β (5) Ecuación promedio para fase σ (6) Es importante apuntar y tomando como ejemplo la fase β, que el promedio fase o superficial Tβ se relaciona con el promedio intrínseco (Tβ)β a través de la siguiente relación: (7) MODELO DE CERRADURAS Se puede observar que las ecuaciones promediadas ecs. (5) y (6) incluyen temperaturas locales (Tβ y Tσ) en los términos de integrales. Entonces, se lleva a cabo la descomposición de Gray,1 en la cual se descompone la variable local en un término promedio intrínseco ( (Tβ)β) y en un término de desviaciones espaciales (Tβ) alrededor del promedio. Para la fase β como para la fase σ de la siguiente manera: (8) (9) También se considera la siguiente expresión de flujo interfacial obtenida por Quintard y Whitaker:3 (10) donde av es un coeficiente efectivo de la transferencia de calor. Entonces, al sustituir la descomposición de Gray Ecs. (8) y (9) y la de flujo interfacial de Quintard y Whitaker Ec. (10) en las Ecs. (5) y (6) estas pueden reescribirse como: Fase β (11) Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 39 �Modelo promedio volumétrico de temperaturas para un reactornuclear de sales fundidas / Zaira I. Jiménez Balbuena, et al. Fase σ (12) Es importante apuntar que debido a que el sistema es rígido. son nulos Ecuación de las desviaciones espaciales Las ecuaciones de las desviaciones espaciales para los términos que aparecen en las ecuaciones (11) y (12), se construyen restando las ecuaciones locales (1) y (2) de las ecuaciones promedio correspondientes: Fase β (13) Fase σ (14) Por otra parte, se pueden aplicar la descomposición espacial en las condiciones de frontera: (15) (16) Un análisis de las Ecs. (13)-(16) nos indican que los términos fuentes (términos que generan perturbaciones microscópicas dentro del sistema) son: • Tββ • Tσσ • Tββ-Tσσ Propuesta de solución formal Considerando las tres fuentes localizadas en la sección anterior se proponen dos soluciones formales, una para cada una de las desviaciones de la temperatura en cada fase. Donde las representan vectores como variables de cerradura y las s escalares, las cuales nos hacen posible cerrar el modelo, pues permiten contar con el mismo número de ecuaciones que de incógnitas. 40 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Modelo promedio volumétrico de temperaturas para un reactornuclear de sales fundidas / Zaira I. Jiménez Balbuena, et al. (17) (18) Las soluciones formales obtenidas se sustituyen tanto en las ecuaciones de las desviaciones para cada fase como en las condiciones a la frontera, con la finalidad de obtener los órdenes de magnitud de los tensores y los escalares propuestos en las soluciones formales, ya que, posteriormente esto permitirá simplificar el modelo cerrado obtenido. Modelo cerrado Para la obtención del modelo cerrado las soluciones formales (17) y (18) se sustituyen en los modelos no cerrados de cada fase respectivamente expresados en las ecuaciones (11) y (12), posteriormente se simplifican por medio de órdenes de magnitud, lo que resulta en un modelo de dos ecuaciones de no equilibrio térmico. (19) (20) Para fines prácticos se definen los siguientes tensores de conductividad térmica: (21) (22) (23) (24) Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 41 �Modelo promedio volumétrico de temperaturas para un reactornuclear de sales fundidas / Zaira I. Jiménez Balbuena, et al. MODELO DE DOS ECUACIONES DE NO EQUILIBRIO TÉRMICO Sustituyendo la definición de los tensores de conductividad térmica dados por las Ecs. (21-24), las ecuaciones promedio para cada fase son las siguientes: (25) (26) Estas dos ecuaciones constituyen el modelo de no equilibrio térmico. MODELO DE UNA ECUACIONES DE EQUILIBRIO TÉRMICO Sumando las ecuaciones de cada una de las fases dadas por las Ecs. (25) y (26) y considerando que obtenemos el modelo de una ecuación: (27) Considerando equilibrio térmico Tββ=Tσσ=T, finalmente obtenemos: (28) donde (29) (30) Haciendo la consideración del equilibrio térmico al sustituir las ecuaciones (21) y (22) la Ec. (30) puede reescribirse como: (31) SOLUCIÓN DEL MODELO En la sección anterior se presenta el desarrollo para obtención del modelo de una ecuación que permita obtener la temperatura en el MSFR. El modelo está dado por las Ecs. (28-39), y por las condiciones de frontera dadas por la Ec. (32), en donde se establecen que la temperatura en los bordes del reactor es igual a la temperatura de entrada de la sal al núcleo. En este caso se considera un geometría rectangular que simula el núcleo del reactor (figura. 2). en (32) Para fines de este trabajo, la Ec. (28) se resuelve en estado estacionario, considerando un término fuente constante. Las propiedades de cada fase se presentan en la tabla I. 42 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Modelo promedio volumétrico de temperaturas para un reactornuclear de sales fundidas / Zaira I. Jiménez Balbuena, et al. Tabla I. Propiedades desde las fases.1 Propiedad Fase β Fase σ 1.96 22.72 6.7X10-3 2.64X10-3 290.368 1563.144 1309 1121.15 0.225 0.775 El modelo se resuelve en Matlab, utilizando el PDE Toolbox, esta herramienta resuelve la ecuación utilizando diferencias finitas como método de solución. RESULTADOS En esta sección se presentan los resultados obtenidos, como se mencionó, la ecuación se resuelve en estado estacionario, obteniendo la temperatura de la mezcla a partir de los coeficientes efectivos de ambas fases. En la figura 3, se presenta la distribución de temperatura en el núcleo del reactor, considerando que la temperatura en la frontera del reactor es la temperatura a la que entra la sal al núcleo. Como se puede observar, la temperatura máxima se encuentra en el centro del núcleo, esta es de 1026.9 K, esta temperatura es promedio de las dos sales, no así promedio de todo el reactor. La temperatura de referencia es la temperatura máxima de la sal, reportada en diseño,4 la cual es de 1023.15 K (750°C), teniendo una diferencia de tres grados con la obtenida en este trabajo. Fig. 3. Distribución de temperatura dentro del núcleo del MSFR. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 43 �Modelo promedio volumétrico de temperaturas para un reactornuclear de sales fundidas / Zaira I. Jiménez Balbuena, et al. La temperatura promedio del núcleo es de 975.1 K, y la reportada en diseño es de 973.15K, teniendo una diferencia de dos grados. En la figura 4, se presentan los vectores de flux de calor, como se observa, parten del centro (zona más caliente) hacia lo extremos (zona menos caliente), como en este trabajo se consideró que la sal no está en movimiento, se nota una distribución uniforme de los vectores. Si se considerara que se encuentra en movimiento, la magnitud y dirección de algunos de estos se verían afectadas, así como la distribución de temperatura. Fig. 4. Vectores de flux de calor dentro del núcleo del MSFR. CONCLUSIONES Se derivaron las ecuaciones de temperatura para un reactor de sales fundidas (MSR) partiendo de las ecuaciones locales e instantáneas. El método de promedio volumétrico se aplicó sistemáticamente en la mezcla de sales. Se identificaron y se proponen soluciones matemáticas de las variables de cerradura para proponer un sistema cerrado de ecuaciones promedio. Partiendo del modelo de dos ecuaciones promedio que describe efectos de no equilibrio térmico, se obtuvo una ecuación en equilibrio térmico en términos de propiedades efectivas. El modelo de una ecuación permite conocer la temperatura promediada de las sales en el reactor, los resultados obtenidos muestran que la temperatura máxima obtenida es muy cercana a la temperatura reportada en la literatura, teniendo una diferencia de tres grados. De la misma manera, la temperatura promedio del núcleo tiene una diferencia de dos grados respecto a la de la literatura. Este modelo puede predecir el comportamiento del reactor bajo diversas condiciones, entre ellas el utilizar diferentes mezclas de sales, lo cual se propone como trabajo futuro, así como considerar las sales en movimiento, de forma que se obtenga un perfil de temperaturas más preciso en cada sección del núcleo. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen el financiamiento otorgado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) a través de una beca en la UAM. Además, 44 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Modelo promedio volumétrico de temperaturas para un reactornuclear de sales fundidas / Zaira I. Jiménez Balbuena, et al. los autores agradecen el apoyo económico recibido del proyecto estratégico No. 212602 del Fondo Sectorial de Sustentabilidad Energética, CONACyT-SENER. En forma especial la Ing. Zaira agradece al Dr. Francisco Valdés Parada por el curso de modelación matemática aplicada a la ingeniería en posgrado de energía y medio ambiente, en el cual se abordó el tema de promedio volumétrico. REFERENCIAS 1. Dolan, T., Molten Salt Reactors and Thorium Energy, Elsevier, Reino Unido (2017). 2. Whitaker, S., The method of volume averaging, Springer Science & Business Media, California, USA (2013). 3. Quintard, M., & Whitaker, S., “Transport in ordered and disordered porous media: volume-averaged equations, closure problems, and comparison with experiment”. Chemical Engineering Science, 48, pp. 2537-2564.(1993) 4. Pioro, I., Handbook of Generation IV Nuclear Reactors, Elsevier, Cambridge, Inglaterra (2016). 5. Brovchenko, M., Heuer, D., Merle-Lucotte, E., Allibert, M., Capellan, N., Ghetta, V., Laureau, A., 2012. “Preliminary safety calculations to improve the design of Molten Salt Fast Reactor”. In: Proc. Int. Conf. PHYSOR, Knoxville, Tennessee, USA, April 15–20, (2012). 6. Delpech, S., Merle-Lucotte, E., Heuer, D., Allibert, M., Ghetta, V., LeBrun, C., & Picard, G. (2009). Reactor physic and reprocessing scheme for innovative molten salt reactor system. Journal of fluorine chemistry, 130(1), pp. 11-17 (2009). Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 45 �Desarrollo de un algoritmo de cálculo simbólico para la resolución de las ecuaciones de decaimiento y transmutación de Bateman Carlos Antonio Cruz López, Juan Luis François Lacouture Universidad Nacional Autónoma de México cacl@ier.unam.mx RESUMEN El modelo matemático más adecuado para describir los cambios en la composición isotópica de un reactor nuclear, consiste en un plantear un conjunto de ecuaciones diferenciales lineales acopladas. En 1910 el matemático Harry Bateman propuso una solución para dicho sistema de ecuaciones, la cual se conocido como la solución de Bateman. En el presente trabajo, se ha desarrollado un algoritmo que puede construir las soluciones a cadenas cíclicas de una forma rápida a través del cálculo simbólico. Dicho algoritmo, utiliza un análisis combinatorio de las posibles posiciones que pueden ocupar elementos repetidos, y a través de un conjunto de funciones de variables del tipo “string”, construye las soluciones de una forma veloz y dinámica. Así mismo, el presente trabajo incluye un análisis del tiempo de cómputo que consume dicho algoritmo, y propone una forma de realizar una comparación con las soluciones existentes. PALABRAS CLAVE Algoritmo, cálculo simbólico, ecuación de Bateman, cálculo numérico. ABSTRACT The most appropriate mathematical model to describe the changes in the isotopic composition of a nuclear reactor is to propose a set of coupled linear differential equations. In 1910 the mathematician Harry Bateman proposed a solution for this system of equations, which is known as Bateman’s solution. In the present work, an algorithm has been developed that can build solutions to cyclic chains in a quick way through symbolic calculation. This algorithm, uses a combinatorial analysis of the possible positions that repeated elements can occupy, and through a set of functions of variables of type “string”, builds the solutions in a fast and dynamic way. Likewise, the present work includes an analysis of the computation time consumed by said algorithm, and proposes a way to make a comparison with the existing solutions. KEYWORDS Algorithm, symbolic calculation, Bateman´s equation, numerical calculation. 46 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Desarrollo de un algoritmo de cálculo simbólico / Carlos Antonio Cruz López, et al. INTRODUCCIÓN El combustible de un reactor nuclear experimenta cambios en su composición isotópica en el transcurso del tiempo. Dichos cambios se deben principalmente a tres procesos que se presentan en forma de transformaciones sucesivas: el fenómeno de fisión, el de captura y el de decaimiento radiactivo. Estas transformaciones dan lugar a nuevos isótopos, y a la reducción o desaparición de otros. Dado que las propiedades neutrónicas de un reactor dependen de forma considerable de la composición isotópica del combustible, es necesario cuantificar matemáticamente estos cambios. Si se utiliza el conjunto de funciones Xi (t),1≤i≤n para denotar la concentración del isótopo i como función del tiempo, es posible representar una sucesión de transformaciones sucesivas mediante la siguiente estructura: (1) Donde rk,k+1 representa la reacción mediante la cual el isótopo k se ha transformado en el isótopo k+1. Estructuras como la que se muestra en (1), donde los isótopos tienen a lo más un sucesor y a lo más un antecesor, reciben el nombre de cadenas lineales. A pesar de que en la práctica es más probable encontrar estructuras de transformaciones sucesivas más complejas, llamadas redes de decaimiento y transmutación, es posible reducir prácticamente cualquier estructura compleja a un conjunto de cadenas lineales a través del proceso de linearización y superposición.1 Por lo tanto, desarrollar soluciones para cadenas lineales como la descrita en (1) es fundamental para el análisis de problemas de quemado y activación en ingeniería nuclear. Gracias a los trabajos de Rutherford2 y Rubinson3, es posible modelar las transformaciones sucesivas en (1), a través del siguiente sistema de ecuaciones diferenciales acopladas: (2) Donde bi-1 ,i representa el coeficiente de ramificación efectivo, que es el porcentaje de las transformaciones que experimenta el isótopo i-1 y que dan lugar a la creación del isótopo i. Por otro lado, los coeficientes λieff son una generalización de la constante de decaimiento radiactiva, que incluye también la razón de pérdidas por captura y fisión. Si se consideran las siguientes condiciones iniciales: (3) Entonces, es posible resolver la ecuación (2) usando la solución que propuso en 1910 el matemático Harry Bateman, quien resolvió un sistema similar que solo consideraba decaimiento radiactivo.4 Dicha solución es la siguiente5: eff (4) La ecuación (4) es útil para resolver un gran número de problemas de quemado y activación. Sin embargo, no puede usarse cuando existen elementos o isótopos repetidos en una cadena lineal, es decir cuando hay dos isótopos iguales en (1), Ingenierías, Octubre-Diciembre2019, Vol. XXII, No. 85 47 �Desarrollo de un algoritmo de cálculo simbólico / Carlos Antonio Cruz López, et al. situación que por lo regular se presenta en estructuras conocidas como cadenas cíclicas. Como se puede observar, en dicho caso sucederá que la resta λjeff -λieff será igual a cero para algún par de i y j, y por lo tanto el término dentro de la productoria en (4) no estará definido. Dado que las cadenas cíclicas son comunes, sobre todo en estructuras originadas por la transmutación y decaimiento de isótopos pesados, este tópico es de vital importancia e interés para el desarrollo de códigos de quemado y activación. Para superar este problema se desarrollaron dos metodologías durante el siglo pasado. La primera de ellas consistió en introducir pequeñas modificaciones en las constantes de decaimiento efectivas, de tal forma que la resta que se mencionó antes nunca sea igual a cero. La segunda metodología, consistió en desarrollar soluciones más generales que consideraran la posibilidad de que uno o más elementos en una cadena lineal pudieran repetirse. El desarrollo de soluciones generales comenzó prácticamente desde 1927 6 y ha continuado a lo largo de los años, siendo la más popular la desarrollada por Cetnar en el 2006 7, y siendo la desarrollado por Dreher en el 2013 8 la que se ha publicado más recientemente. Sin embargo, como algunos autores han señalado9, el uso de las soluciones generales involucra un mayor tiempo de cómputo, debido a que prácticamente se construye una solución para cada cadena lineal con elementos repetidos. Además, que algunas soluciones generales no pueden implementarse de forma directa en un algoritmo debido a su complejidad, y por lo tanto tienen que ser aproximadas. En el presente trabajo se propone una metodología alternativa para resolver cadenas cíclicas, que consume una menor cantidad de tiempo de cómputo, y que no necesita ninguna aproximación. Esencialmente, esta metodología consiste en utilizar una formulación integral y por método de Laplace para construir la solución de cadenas cíclicas, acelerando dicho proceso mediante la implementación de un algoritmo de cálculo simbólico. Para dicha formulación, fue necesario llevar a cabo un análisis combinatorio que identificara todas las posibles configuraciones de cadenas con elementos repetidos que pueden presentarse, descartando aquellas que físicamente son imposibles. Luego, a través del cálculo simbólico, se construyen estas soluciones usando un algoritmo con variables del tipo “string”. Como se mencionó, a diferencia de la implementación computacional de otras soluciones generales, el cálculo simbólico (también conocido como álgebra computacional) puede reducir de forma considerable el tiempo de cómputo sin necesidad de aproximar numéricamente la solución de cadenas cíclicas. La estructura del presente trabajo es la siguiente: en la Sección 2, se describe de forma breve el desarrollo de soluciones generales, así como los principales métodos matemáticos que se han usado para obtenerlas. La Sección 3 contiene una breve descripción del cálculo simbólico, y en ella se analizan las principales partes del algoritmo desarrollado. La Sección 4 contiene la metodología para realizar comparaciones, y los resultados preliminares, y finalmente en la Sección 5 se presentan las conclusiones. 48 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Desarrollo de un algoritmo de cálculo simbólico / Carlos Antonio Cruz López, et al. SOLUCIONES GENERALES De esta sección en adelante, se entenderá por solución general cualquier solución del sistema descrito en (1) y (2), que tiene las condiciones iniciales dadas en (3), y que admite el caso donde existan elementos repetidos. Luego de una profunda revisión, se encontraron al menos 17 publicaciones relacionadas con el desarrollo de soluciones generales para la ecuación de Bateman, o que resuelven sistemas similares al descrito en (2). Dichas soluciones pertenecen a un amplio rango de disciplinas, que van desde la astrofísica, hasta la teoría de transporte, incluyendo a la ingeniería nuclear. Así mismo, la metodología usada para el desarrollo de dichas soluciones no siempre fue la misma. En la tabla I se listan de forma cronológica las publicaciones. Es posible clasificar este conjunto de soluciones en 4 tipos, de acuerdo con las herramientas matemáticas usadas para obtenerlas: solución por transformada de Laplace, solución por formulación integral, solución por expansión en serie de potencias y la solución por límites en incrementos. En el presente trabajo se seleccionaron dos soluciones para ser programadas en cálculo simbólico. La primera de ellas fue la solución basada en una formulación integral. Como se verá más adelante, esta metodología involucra esencialmente el cálculo de integrales. Después se consideró la solución obtenida por Transformada de Laplace, porque esta involucra el cálculo de múltiples derivadas. De esta forma se consideró adecuado comparar la implementación del cálculo simbólico, determinando qué era más rápido: calcular derivadas o calcular integrales. Para el resto de las soluciones, basta decir que la solución por expansión en series de potencia, usa justamente esta técnica en una parte de la solución de Bateman, para evaluar el caso en que existen constantes de decaimiento idénticas. La solución por límite en incrementos consiste en plantear la ecuación (4) con elementos repetidos, cuya constante efectiva de decaimiento es modificada con un incremento ∆, al que posteriormente se hace tender a cero. Tabla I. Listado de publicaciones relacionadas con soluciones generales. Año Autores Método Ref. Año Autores Método Ref. 1927 Meyer y Integral 6 1994 Vukadin Serie de potencias 18 Schweildler 1942 Rubinson Integral 3 1996 Pommé et al. Integral 19 1961 Clayton Laplace 11 1997 Mirzadeh y Walsh Integral 20 1973 Bell Límite 12 1999 Wilson Integral 10 1978 Newman Laplace 13 1999 Popovic’ Laplace 21 1980 Tasaka Integral 14 2006 Cetnar Límite 7 1981 Miles Integral 15 2008 Slodička y Balážová Límite 22 1989 Raykin y Shlyakhter Integral 16 2013 Dreher Límite 8 1993 Blaauw Laplace 17 Ingenierías, Octubre-Diciembre2019, Vol. XXII, No. 85 49 �Desarrollo de un algoritmo de cálculo simbólico / Carlos Antonio Cruz López, et al. Vale la pena mencionar que, por la forma en la que están expresadas estas soluciones, no resulta evidente comprobar que son equivalentes. Aún más, soluciones como la de Cetnar7 están escritas en forma de sumatorias anidadas, mientras que otras como las de Wilson10 o Dreher8 están expresadas en términos de derivadas múltiples. Solución por formulación integral La solución por formulación integral parte de la ecuación (2). Si se arreglan los términos y se multiplica dicha ecuación por el factor integrante eλiefft), se tiene que: (5) Lo cual se reduce a: (6) Como se puede observar, la ecuación por formulación integral es del tipo recursivo, en cuanto a que requiere conocer Xi-1 para poder obtener Xi. Con el fin de analizar el comportamiento de este método cuando existen elementos repetidos, es necesario desarrollar la ecuación (6) para varios términos, comenzando con i=2. Para ello se considerará que: (7) Algo que puede obtenerse sin dificultades de la ecuación (2) y las condiciones iniciales (3). Así, considerando i=2 en la ecuación (6), y sustituyendo (7), se tiene que: (8) En este primer caso, podemos observar que (8) contiene una diferencia de constantes de decaimiento efectivas, entre el isótopo 1 y el isótopo 2. Si se diera el caso que el isótopo 1 es igual al isótopo 2, es claro que esa resta sería igual a cero, y el resultado de la integral sería simplemente t. Repitiendo este proceso para el caso i=3, se obtiene: (9) Nuevamente aparece una diferencia de constantes de decaimiento efectivas, esta vez entre la que corresponde al isótopo 2 y la que corresponde al isótopo 3. Repitiendo este procedimiento para el caso i=n, y utilizando el Teorema de Fubini23, se tiene que: (10) Con I(n) igual a: (11) 50 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Desarrollo de un algoritmo de cálculo simbólico / Carlos Antonio Cruz López, et al. Una parte del presente trabajo consistió en desarrollar y analizar la ecuación (11), en la cual se observaron varias propiedades que resultan útiles para las cadenas cíclicas. En primer lugar, dicha ecuación permite reducir todos los casos en los que existan elementos repetidos que a su vez sean consecutivos. De esta forma, es posible simplificar la sumatoria de la exponencial en (11), y disminuir la dificultad de la integral. Por otro lado, mediante cambios de variable, es posible reordenar algunos términos que resulten similares, aun cuando no sean consecutivos. Sin embargo, debido a que las diferencias en (11) no están multiplicadas por la misma variable tk, con 1≤k≤n-1, esta tarea no es del todo sencilla. Sin embargo, es posible realizar dicho procedimiento a través de un análisis combinatorio sobre las distintas configuraciones en las que pueden presentarse los elementos repetidos en las cadenas cíclicas. Solución por transformada de Laplace Como se mencionó anteriormente, existen varias formulaciones de la solución general, algunas de las cuales resultan más fáciles de programar que otras. Por ello, como una primera aproximación se tomó la decisión de utilizar la solución general obtenida por la transformada de Laplace para el presente estudio. Sin embargo, en el futuro, es posible que esta investigación se extienda para realizar una comparación con todas las soluciones generales. El método de solución por Laplace fue utilizado por primera vez por Harry Bateman en 1910 De hecho, fue la primera vez que dicha técnica se utilizó para resolver ecuaciones diferenciales.24 Esencialmente, se deben utilizar las siguientes relaciones: (12) Luego, es necesario reescribir (2) de forma matricial, aplicar (5) y las condiciones iniciales dadas en (3): (13) Después de múltiples sustituciones, es posible obtener de (13) la siguiente expresión: Ingenierías, Octubre-Diciembre2019, Vol. XXII, No. 85 51 �Desarrollo de un algoritmo de cálculo simbólico / Carlos Antonio Cruz López, et al. (14) Luego, para resolver el sistema solo es necesario encontrar la transformada inversa de (14). En este punto es donde Harry Bateman supuso que todas las constantes de decaimiento efectivas eran distintas. Es decir, que el conjunto de λieff,1≤i≤n eran raíces simples del polinomio de variable s que está en el denominador de (14). En tal caso, es posible usar fracciones parciales y escribir: (15) De esta forma se tiene que la transformada inversa de (14) es igual a: (16) Considerando que L {1/(s+λi )}=e , es posible verificar que (16) es igual a (4). Sin embargo, para el caso general el paso (15) es más complejo, puesto que el polinomio no necesariamente tiene raíces simples, ya que, si hay elementos repetidos, algunos de los binomios estarán elevados a una potencia igual al número de veces en que se presenta dicha repetición. En este caso, se considerará que de los n isótopos que componen (1), hay un total de m distintos, donde claramente m≤n. Luego se considerará el conjunto de números k1,k2,…,km para denotar el número de veces que los isótopos aparecen repetidos. En este sentido el isótopo h, con 1≤h≤m, aparecerá kh veces repetido en (1). Es posible verificar sin dificultad que k1+k2+...+km=n. Con estas nuevas condiciones la ecuación (14) se transforma en: -1 eff -λ eff i t (17) Donde n-1,nb y n-1λ representan el coeficiente de ramificación y la constante de decaimiento del isótopo que se encuentra en la posición n en la sucesión dada en (1). La parte derecha de (17) también puede reescribirse usando fracciones parciales25: eff eff (18) Donde: (19) Con estas definiciones la transformada inversa de (17) se reduce a: (20) 52 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Desarrollo de un algoritmo de cálculo simbólico / Carlos Antonio Cruz López, et al. Finalmente, se considerará la siguiente igualdad: (21) Donde Γ representa a la función gamma. Usando (21), la solución general por el método de Laplace es igual a: (22) Análisis algorítmico de las soluciones A pesar de que no resulta evidente, las ecuaciones (10) y (22) son equivalentes. Gracias a la forma en cómo fueron obtenidas y por la manera en que fueron expresadas, cada una de ellas tiene ventajas y desventajas que es necesario analizar. Las ventajas de la ecuación (10), están relacionadas con el tipo de integral que se debe resolver en cada paso del proceso recursivo. Cuando dos constantes de decaimiento son iguales, entonces el proceso de integración se reduce a encontrar integrales de la forma tk e-λieff t),1≤i≤n,0≤k≤n. Estas integrales han sido estudiadas por años, y existen tablas con fórmulas que permiten calcularlas. Su principal desventaja, por otro lado, es que el proceso de comparación entre las constantes de decaimiento efectivas es lento, porque se hace por pares. Por su parte, la ecuación (22) realiza la comparación entre las constantes de decaimiento una sola vez y de manera rápida. Para llevar a cabo esta tarea, se determina cuántos elementos repetidos hay, y por lo tanto se calculan los números km, eliminando la necesidad de analizar por pares, como sucede en la ecuación (10). Sin embargo, la principal desventaja se relaciona con la determinación de los coeficientes cj,i, que involucran el cálculo de derivadas de orden superior de la función racional que está en la parte derecha de la ecuación (17). Esta dificultad en cuanto al cálculo de derivadas no solo se presenta en la solución por transformada de Laplace, sino también en la solución propuesta por Dreher y 8 por Slodička y Balážová.22 Si bien es posible aproximar dichas derivadas, como lo propone Dreher8, también resulta conveniente buscar alternativas para construir las funciones de forma exacta, puesto que, a diferencia de muchos otros problemas en ingeniería nuclear, en este caso contamos con soluciones analíticas exactas, como puede observarse en (10) y en (22). En este punto es donde interviene el cálculo simbólico, una herramienta computacional que permite construir funciones matemáticas que luego pueden ser incorporadas a un código, para su evaluación. A diferencia de los métodos numéricos, que aproximan valores de funciones, el cálculo simbólico permite aproximar funciones con otras funciones, o calcularlas de forma exacta. Esta herramienta computacional es sumamente útil cuando se utilizan fórmulas recursivas, como la dada en (10), porque permite la construcción de funciones a través de bucles. Ingenierías, Octubre-Diciembre2019, Vol. XXII, No. 85 53 �Desarrollo de un algoritmo de cálculo simbólico / Carlos Antonio Cruz López, et al. Esta construcción por bucles es igualmente útil cuando se calculan derivadas de orden superior, puesto que en esencia se trata de derivar una función, y luego definir esta “derivada” como una nueva función, y volver a derivarla, lo que esencialmente también es un bucle. Así, la comparación de la presente investigación se reduce a determinar qué es más rápido, a nivel de cálculo simbólico, calcular integrales o calcular derivadas. CÁLCULO SIMBÓLICO Es necesario distinguir entre dos tipos de cálculos: los basados en métodos numéricos, y los que se basan en métodos analíticos, o por manipulación de fórmulas. Existen diferencias esenciales entre estas dos metodologías. En primer lugar, para el cálculo simbólico es necesario conocer la solución exacta, y realizar ciertas manipulaciones mientras que en el cálculo numérico no. Así mismo, este último cálculo involucra un mayor número de evaluaciones, que en ocasiones se traducen a pasos recursivos, mientras que el simbólico suele necesitar de la sola evaluación de una fórmula analítica. Así mismo el cálculo numérico permite aproximar con un alto grado de precisión una operación o ecuación, a través de una serie de operaciones numéricas de tipo algebraico o funcional, sin necesidad de conocer la solución exacta del problema. Mientras que el cálculo simbólico, requiere esencialmente la manipulación de expresiones y el análisis de las relaciones entre ellas. Cuando el cálculo simbólico se incorpora a un programa de cómputo, es que se habla de computación algebraica26. Si bien el cálculo numérico es quien dominó desde el principio la computación científica, el cálculo simbólico también se fue desarrollando a través varios sistemas algebraico computacionales (denotados por las siglas CAS por su acrónimo en inglés Computer Algebra System), encontrándose entre los más destacables Mathematica (donde se incluye a Wolfram Alpha)27, Maple28, Maxima29 y SymPy30 entre otros. Operaciones comunes en la formulación integral A través de un estudio de la ecuación (11) se encontraron las siguientes operaciones recurrentes: (23) La operación descrita en (23) puede abreviarse a través de una función binaria dada por ω(λieff ,λjeff.)La siguiente operación común, consiste en la multiplicación de ω(λieff ,λjeff) por una función exponencial: (24) 54 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Desarrollo de un algoritmo de cálculo simbólico / Carlos Antonio Cruz López, et al. Si se avanza en una integración adicional, se tiene que la siguiente expresión (25) Es igual a: (26) Finalmente, la última expresión identificada y de la que se obtuvo una fórmula general está relacionada con el cálculo del siguiente producto: (27) El cual es igual a: (28) Construcción de una librería de cálculo simbólico Como se mencionó al principio de esta sección, existen varios CAS con los que se puede llevar a cabo la resolución de (11) y (22). Al principio de esta investigación se seleccionó la paquetería SymPy, que es una biblioteca de licencia libre para el lenguaje Python30. Sin embargo, durante el desarrollo del algoritmo surgieron algunas dificultades con el uso de SymPy, relacionadas con la forma en cómo este sistema CAS realizaba algunas factorizaciones y simplificaciones. Si bien era posible superar estos problemas con un estudio más profundo de la forma en cómo se definieron algunas funciones y clases en dicha librería, se consideró más apropiado desarrollar un sistema CAS propio, y que solo dependiese de variables del tipo “string”. Esto último, permitiría que el sistema de cálculo simbólico desarrollado, pudiera implementarse en otros códigos sin muchas dificultades. La discusión que se presentará en la siguiente sección, proporciona los aspectos más relevantes de la librería desarrollada para la resolución de la ecuación (11), siendo este procedimiento similar al utilizado para resolver la ecuación (22). Funciones y paréntesis Para la resolución de la ecuación (11) se necesitan 7 funciones. Cuatro de ellas son operaciones binarias, y tres aceptan un solo argumento. Estas funciones se representarán por una letra, o un par de estas, así como un par de paréntesis para denotar o “encerrar” su argumento. En la tabla II se listan las principales funciones, con la operación matemática a la que corresponden. Ingenierías, Octubre-Diciembre2019, Vol. XXII, No. 85 55 �Desarrollo de un algoritmo de cálculo simbólico / Carlos Antonio Cruz López, et al. La mayoría de los lenguajes de programación pueden manipular variables del tipo “string” (también llamadas “character”), así que, aunque la siguiente descripción corresponde a la manipulación de este tipo de variables que se hace en el lenguaje de programación Python 3.5, puede extenderse a otros lenguajes sin muchas dificultades. Para representar las constantes de decaimiento efectivas se utilizará la letra “l” acompañada de un número. Así, por ejemplo, la constante λ4eff quedará representada por “l4”. No se utilizará ninguna variable para representar los coeficientes de ramificación efectivos, puesto que la ecuación (11) no las contiene. Tabla II. Representación de las principales funciones con cálculo simbólico y sus propiedades. Función Representación Argumentos Propiedades Simbólica a-b d(a,b) 2 d(a,b)=-d(b,a) a+b S(a,b) 2 S(a,b)=S(b,a) S(a,-b)=d(a,b) a∙b M(a,b) 2 M(a,b)=M(b,a) M(d(a,b),c)=d(M(a,c),M(b,c)) M(S(a,b),c)=S(M(a,c),M(b,c) M(a,1)=a eat ex(a) 1 M(ex(a),exp(b))=expn(S(a,b)) ta t(a) 1 M(t(a),t(b))=t(S(a,b)) 1/(a-b) di (a,b) 2 d_i (a,b)=-d_i (b,a) ∫ adt G(a) 1 G(M(a,b))=M (a,G(b)) si a es constante ex(d(lx,ly))=1,”si” lx=ly 1 0 G(S(a,b))=S(G(a),G(b)) G(d(a,b)=d(G(a),G(b)) Es importante dotar a las funciones de ciertas propiedades, por ejemplo, la de conmutación M(a,b)=M(b,a), puesto que esto permite al programa simplificar algunas operaciones para resolver las ecuaciones. El algoritmo comienza con la siguiente ecuación: (29) Que en cálculo simbólico se escribe como: (30) 56 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Desarrollo de un algoritmo de cálculo simbólico / Carlos Antonio Cruz López, et al. A continuación, se deben buscar todas las integrales que existen en la expresión (30). Dado que esta expresión se almacenará en una variable del tipo “string”, para realizar dicha búsqueda solo hace falta identificar en dicha variable cuántas veces aparece la letra “G”. Este procedimiento se puede realizar en Python 3.5 a través del método “count”. Una vez localizadas las integrales, deben resolverse una a una mediante iteraciones. En primer lugar, se debe identificar el argumento de estas, lo cual se realiza mediante una función que analiza la cantidad de paréntesis izquierdos y derechos que hay. Nuevamente, esta tarea puede realizarse mediante el método “count”. Luego, se deben simplificar los argumentos de las integrales, lo que es necesario prácticamente en un solo caso: cuando las integrales contienen exponenciales de diferencias. Justamente, esta operación se relaciona con el análisis de las constantes de decaimiento efectivas de las cadenas cíclicas. Así, la función integral tiene las siguientes posibilidades en base a su argumento: (31) Que en términos de cálculo simbólico pueden escribirse: (32) Existe una posibilidad adicional que no se ha incluido, debido a que requiere de la definición de productoria y sumatoria, que no se incluyeron en la Tabla II por simplicidad. Sabemos que λ1eff ≠ λ2eff , de esta forma (30) se transforma en: (33) Si se utiliza la propiedad distributiva con respecto a la resta en el segundo producto se tendría (34) Sustituyendo esto en (33), se tiene finalmente que: (35) Es importante notar que la última expresión se obtuvo solamente aplicando las propiedades de la Tabla II a la ecuación (30), sin ninguna manipulación matemática normal. Si transformamos la ecuación (35) a su equivalente matemática, tenemos: (36) Que es justamente el resultado de la ecuación matemática en (29). Este ejemplo Ingenierías, Octubre-Diciembre2019, Vol. XXII, No. 85 57 �Desarrollo de un algoritmo de cálculo simbólico / Carlos Antonio Cruz López, et al. muestra cómo puede resolverse uno de los pasos de la ecuación (11), usando cálculo simbólico. Es claro que se necesitaron pasos de identificación, sustitución y la aplicación de varias propiedades, que podrían volver este procedimiento difícil si se realizara manualmente, pero por fortuna dichas tareas pueden realizarse sin dificultad en un algoritmo computacional. Si la expresión en (35) se almacena en una variable del tipo “string” llamada Ψ, para calcular el siguiente paso en la solución de (11), solo hace falta resolver la siguiente expresión de cálculo simbólico: (37) La cual es el equivalente de la ecuación (6). En este punto, el algoritmo para la resolución de las integrales que se describió en líneas anteriores vuelve a efectuarse. Un proceso similar se llevó a cabo para la construcción y resolución de las derivadas definidas en la ecuación (19), y por lo tanto para la resolución de la ecuación (22). Una vez construidas las soluciones, se desarrolló un algoritmo de “traducción”, que permite que expresiones de cálculo simbólico como la mostrada en (53) puedan incorporarse a un código y evaluarse. Comparación Existen dos formas de comprobar la utilidad del cálculo simbólico en la resolución de la ecuación general de Bateman. La primera de ellas consiste en resolver un conjunto de cadenas cíclicas con un algoritmo que contenga cálculo simbólico, y con otro que no lo haga, analizando el tiempo de cómputo que ambos códigos requieren para obtener resultados similares. Sin embargo, esta comparación es compleja, porque la mayor parte de los algoritmos que implementan soluciones generales, ocupan aproximaciones de derivadas o de integrales. Por lo tanto, la comparación deberá incluir un análisis de qué tan precisa puede ser una solución que no use cálculo simbólico en comparación con una que sí lo use. Dicho proceso requiere de un análisis más profundo que compare las soluciones generales con las que usan aproximaciones, un tópico que formará parte de un futuro trabajo. Por ahora, el análisis que puede realizarse en términos computacionales se reduce a verificar que las soluciones obtenidas para un conjunto de cadenas cíclicas sean correctas, y analizar cuál de ellas es más eficiente en cuanto al tiempo de cómputo. Resulta claro que en el futuro se construirán con cálculo simbólico el resto de las soluciones, para determinar cuál de ellas resulta más conveniente de ser incluida en un algoritmo computacional. Por lo anterior, el presente análisis consistió en tres pasos. Primero, usando cálculo simbólico, se resuelve la ecuación general de Bateman usando la solución de Laplace y la solución integral. La estructura que se resolvió es similar a la mostrada en (25). Luego, se verificaba que dichas soluciones fueran idénticas. Finalmente, se consideró el tiempo que le tomó a cada solución construir la ecuación. La Figura 1 contiene una gráfica comparativa en términos del tiempo de cómputo que necesitó cada una de las soluciones para construir la ecuación general de Bateman, variando la longitud de la cadena cíclica. 58 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Desarrollo de un algoritmo de cálculo simbólico / Carlos Antonio Cruz López, et al. Para esta comparación se utilizó el lenguaje de programación Python 3.5, y se utilizó un equipo de cómputo con un procesador Intel i-7 de sexta generación, con 2.6GHz de velocidad de reloj base. Nótese que no se proponen tiempos de ejecución, porque esto está fuertemente condicionado por el hardware y arquitectura de un equipo, optándose mejor por ciclos (definidos fácilmente como una base normalizada). Como se puede observar en la figura 1, el método de formulación integral es más veloz que el método basado en la transformada de Laplace. Fig. 1. Ciclos de cómputo para el método de Formulación Integral, y para el método de Transformada de Laplace, en función de la extensión de la cadena cíclica con la estructura dada en (25). Esto puede explicarse en cuanto a que es más rápido calcular integrales del tipo exponencial, que el cálculo de derivadas de funciones racionales. Sin embargo, es posible observar que la diferencia entre el tiempo se mantiene aproximadamente constante. Por otro lado, es posible observar que el tiempo de ambos métodos aumenta de forma de forma considerable para los últimos puntos de la gráfica. Luego de una inspección se observó que esto se debe a la presencia de una variable t^k, cuyo exponente incrementa. Esto a su vez incrementa el número de términos, como puede apreciarse en la ecuación (27), y se traduce a una derivada de orden mayor en el caso de la ecuación (19). Ingenierías, Octubre-Diciembre2019, Vol. XXII, No. 85 59 �Desarrollo de un algoritmo de cálculo simbólico / Carlos Antonio Cruz López, et al. CONCLUSIONES En el presente trabajo se construyeron dos soluciones generales de la ecuación de Bateman usando cálculo simbólico. Para ello se identificaron las principales propiedades de la formulación integral, y se realizó un análisis del cálculo de derivadas de alto orden relacionadas con el método por transformada de Laplace. Usando variables del tipo “string” fue posible construir una librería CAS especializada en la resolución de integrales y derivadas relacionadas con la ecuación de Bateman. Al únicamente utilizar funciones de este tipo de variables, la metodología desarrollada puede extenderse fácilmente a otros lenguajes de programación. Al realizarse una comparación entre la construcción de la solución basada en el tiempo real, y la solución basada en la transformada de Laplace, se concluyó que el primer proceso es más rápido, y que dicha diferencia entre los tiempos de cómputo permanece aproximadamente constante. En ambos casos, el tiempo incrementa de forma notoria cuando aumenta la longitud de la cadena cíclica. Es posible concluir del presente trabajo, que a través del cálculo simbólico pueden aprovecharse las soluciones generales que diferentes autores han publicado, sin necesidad de que algunas operaciones relacionadas con ellas sean aproximadas, y por lo tanto pierdan exactitud. Adicionalmente, el cálculo simbólico permite construir las soluciones en tiempo real, lo que permitirá que los códigos tengan flexibilidad para simular cadenas cíclicas más complejas. AGRADECIMIENTOS Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología por brindar el apoyo económico a C.A. Cruz para la realización de este trabajo que forma parte de su investigación doctoral. Los autores agradecen el apoyo financiero recibido del proyecto estratégico No. 212602: “AZTLAN Platform: Desarrollo de una plataforma mexicana para el análisis y diseño de reactores nucleares”, del Fondo Sectorial de Sustentabilidad Energética CONACYT - SENER. A la UNAM, por el apoyo otorgado a través del proyecto PAPIITIN115517. REFERENCIAS 1. Stammler, R. J. J., Abbate, M. J., Methods of Steady-State Reactor Physics in Nuclear Design, Academic Press Inc, Estados Unidos (1983). 2. Rutherford, E., Radio-Activity, Cambridge Physical Series, Cambridge, Inglaterra (1904). 3. Rubinson, W., “The Equations of Radioactive Transformation in a Neutron Flux”, The Journal of Chemical Physics, Vol. 17, (6), p. 542-547 (1949). 4. 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Los modelos se acoplan en la herramienta computacional Comsol Multiphysics, y se resuelven en estado estacionario en 3D. Se presentan los perfiles de temperatura para las secciones del combustible, gap, encamisado y refrigerante, así como los campos de velocidad para el gap y el refrigerante y los perfiles de coeficiente de transferencia de calor dentro del gap, así como las temperaturas y velocidades promedio en las interfaces de cada sección. El valor promedio de temperatura del refrigerante para el Caso I es de 817.87 K y para para el Caso II es de 816 K, ambos valores son muy cercanos al valor de diseño, el cual es de 818 K. PALABRAS CLAVE Reactor nuclear, transferencia de calor, cantidad de movimiento. ABSTRACT The objective of this work is to perform an analysis of the heat transfer and momentum in the core of an SFR. Two cases are analyzed, Case I is an approximation using the average channel methodology, to obtain a representative channel of the core, and Case II is to take a bar arrangement respecting the geometry of the core (hexagonal). Models are coupled into the Comsol Multiphysics computational tool, and solved in a 3D stationary state. Temperature profiles are presented for the fuel, gap, casing and coolant sections, as well as the velocity fields for the gap and coolant and the heat transfer coefficient profiles within the gap, as well as temperatures and average speeds at the interfaces of each section. The average coolant temperature value for Case I is 817.87 K and for Case II it is 816 K, both values are very close to the design value, which is 818 K. KEYWORDS Nuclear reactor, heat transfer, movement. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 63 �Transferencia de calor y cantidad de movimiento en el núcleo de un SFR / Luis Ángel Larios-Ramírez, et al. INTRODUCCIÓN Actualmente, las actividades de investigación y desarrollo de los reactores nucleares incluyen muchos temas prioritarios, los cuales requieren ser estudiados para asegurar el buen funcionamiento y seguridad, así como mejoras de las tecnologías existentes y futuras. Dentro de estos temas se encuentra la termo hidráulica del reactor, la cual es de gran importancia en el diseño del reactor. Como consecuencia de la investigación en esta área, se han desarrollado diversos códigos que permiten simular los procesos termo hidráulicos del reactor, cada uno con sus propias características y limitaciones, algunos ejemplos son1: el código TRIO-U, el cual es un código CFD en 3D desarrollado en Francia, cuya desventaja es el tiempo de computación, el código COBRA IV se usa ampliamente para PWR, su precisión computacional y convergencia han sido reconocidos por muchos investigadores, algunos investigadores han realizado cambios a este código para realizar cálculos en reactores rápidos enfriados con metales líquidos, SUPERENERGY II es un código de análisis de subcanal, utilizado en Estados Unidos y desarrollado por Pacific Northwest Laboratory 2, sin embargo, este código no modela los fenómenos físicos dentro de las barras de combustible y tiene limitaciones respecto a las configuraciones del mismo. La mayoría de los códigos han sido desarrollados para reactores térmicos, pero también han sido modificados para ser utilizados en reactores rápidos enfriados con metales líquidos. Dentro del análisis termo hidráulico en los reactores enfriados con metales líquidos (LMFR, por sus siglas en inglés), se han presentado diversos análisis, el más utilizado es el que se basa en la metodología de canal promedio. En este análisis, la temperatura, presión y velocidad en un canal se promedian. Las distribuciones de flujo y temperatura en el núcleo se obtienen modelando y resolviendo los balances de masa, cantidad de movimiento y energía del canal promedio.3 De acuerdo con la literatura especializada, las aproximaciones de los modelos para describir los procesos de transferencia de calor en el combustible y refrigerante en el núcleo del reactor incluyen modelos reducidos, unidimensionales y análisis de dinámica de fluidos computacionales (CFD). Actualmente, existen diversos códigos que simulan los procesos termo hidráulicos, basados en el análisis de canal promedio. Uno de los códigos termo hidráulicos más completos es el CATHARE 24 utilizado por la Comisión de Energía Atómica de Francia, fue desarrollado originalmente para estudios de seguridad de reactores de agua a presión, pero ha sido recientemente ampliado a reactores enfriados por sodio. SIM-SFR es un código utilizado por el Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT), con el cual se realiza un análisis de transferencia de calor para una barra de combustible pico y para la barra promedio del núcleo resolviendo los modelos en forma paralela. Ha sido utilizado para modelar sistemas SFR como el Superphoenix5 y sistemas LFR como el ELSY6 y el LEADER7. El código TRACE es el último de una serie de códigos de sistema de mejor estimación desarrollados por la Comisión Regulatoria Nuclear de los Estados Unidos. Este código permite analizar el comportamiento termo hidráuliconeutrónico de estado estacionario y transitorio en reactores de agua ligera, sin embargo, se ha modificado para aplicaciones en sistemas enfriados con metales 64 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Transferencia de calor y cantidad de movimiento en el núcleo de un SFR / Luis Ángel Larios-Ramírez, et al. líquidos.8 El código MATRA-LMR, se desarrolló específicamente para el análisis LMFR, por el Instituto de Investigación en energía Atómica de Corea. MATRA es un código de análisis termo hidráulico, basado en el enfoque de subcanales para calcular la entalpía y la distribución de flujo en los elementos del ensamble de varillas de combustible nuclear, para el estado estacionario, así como estados transitorios.9 El objetivo de este trabajo es analizar la transferencia de calor y cantidad de movimiento en el núcleo de un reactor nuclear enfriado con sodio (SFR, por sus siglas en inglés) utilizado dos aproximaciones. En la primera aproximación sea aplica la metodología de canal promedio, con la cual, se obtiene un canal que representa todo el núcleo, en este caso se estima la cantidad de fluido que se tiene por barra. La segunda aproximación es un arreglo representativo de la geometría del núcleo, en el cual se integran un arreglo de 4 barras de combustible y en el centro del arreglo fluye el fluido refrigerante. Dichos modelos se implementan dentro del software Comsol Multiphysics. Al utilizar Comsol Multiphysics se puede tener un modelo matemático más preciso para los modelos de transferencia de calor y cantidad de movimiento dentro de cada sección de la barra de combustible, es decir, se tomaron en cuenta los fenómenos físicos que ocurren dentro de la barra de combustible que otros modelos no presentan, por ejemplo la convección natural dentro del gap y el flujo turbulento que se presenta en el fluido refrigerante o el cambio de la potencia de la barra en función de la longitud de la misma. Se decidió utilizar este software ya que permite resolver ecuaciones diferenciales en una o tres dimensiones espaciales y en una dimensión temporal si así lo requiere la simulación numérica. Para la simulación de la barra se utilizaron diferentes módulos de transferencia de calor, los cuales acoplan la transferencia de calor no isotérmica para simular la convección natural en el gap y flujo turbulento en el fluido refrigerante, modelando también la transferencia de cantidad de movimiento. CASOS MODELADOS En esta sección, se presentan las dos aproximaciones utilizadas para el análisis (caos modelados). Como se mencionó, la primera es aplicando la metodología de canal promedio, estimando la cantidad de fluido que se tiene por barra. La segunda aproximación es un arreglo representativo de la geometría del núcleo, en el cual se integran un arreglo de 4 barras de combustible y en el centro del arreglo fluye el fluido refrigerante. Para la simulación se considera como referencia un SFR, cuyas características principales se presentan en la en la tabla I. En ambos casos se toma en cuenta cada una de las secciones de la barra de combustible (combustible, gap y encamisado), así como el refrigerante. Las propiedades del helio y del sodio fueron tomadas de las funciones dadas en la librería de Comsol Multiphysics, y para el caso del combustible (MOX) se agregaron las propiedades en funciones de la temperatura de acuerdo al trabajo de Carbajo et al.11 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 65 �Transferencia de calor y cantidad de movimiento en el núcleo de un SFR / Luis Ángel Larios-Ramírez, et al. Tabla I. Características principales del SFR.10 Nombre Valor Unidad Descripción ra 0.1257 cm rf 0.4742 cm radio de la barra de combustible rg 0.4893 cm radio del gap rc 0.5419 cm radio del encamisado radio de anulo rh 0.63095 cm radio hidráulico LPin 1.00566 m Longitud de pin activo P 3600000000 W Potencia del reactor m0 0.15477 kg/s Flujo másico a la entrada del canal promedio Tf 1500 K Temperatura de diseño del combustible Tc 743 K Temperatura de diseño del encamisado Tref 818 K Temperatura de diseño del refrigerante Caso I. Canal Promedio Partiendo de la metodología de canal promedio [3], se modela una barra de combustible considerando la sección de combustible, gas y encamisado, así como la estimación del refrigerante correspondiente a dicha barra, el cual se modela alrededor de la barra. Para estimar el refrigerante correspondiente a la barra de combustible, se considera el refrigerante que pasa entre tres barras adyacentes, considerando el área rayada de la figura la como el área de flujo. Este flujo estimado es distribuido alrededor de la barra, teniendo una capa equivalente de la misma geometría que la barra. En la figura 1b, se muestra un corte transversal del canal promedio, en donde se observan cada una de las secciones, es importante señalar que la zona I (ánulo de la barra) no ha sido considerada en los modelos de este trabajo, debido a la complejidad de ejecución del modelo completo. la zona II corresponde al combustible y es donde se encuentra el término fuente, la zona III es la zona del gap, la cual contiene helio, esta zona se modela con convección libre. La zona IV corresponde al encamisado, en donde se modela conducción y por ultimo tenemos la zona V, donde se encuentra el refrigerante, la cual se modela con transferencia de calor y momento. Fig. 1. a) Estimación del área de flujo; b) Corte transversal del canal promedio. 66 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Transferencia de calor y cantidad de movimiento en el núcleo de un SFR / Luis Ángel Larios-Ramírez, et al. Caso II. Arreglo de Barras En este caso, se considera un arreglo basado en la geometría del núcleo, en la cual se toma secciones equivalentes a cuatro barras, de forma que sumadas den una barra, y el flujo contenido entre ellas es el refrigerante equivalente a la barra. De esta forma se será posible comparar ambos casos, ya que se modela una barra y su refrigerante equivalente. En la figura 2 se presenta el arreglo de barras de combustible modelado en Comsol Multiphysics. En este caso, de manera similar al Caso I, se modelan las secciones del combustible, gap y encamisado en la barra, pero el refrigerante mantiene la geometría real del sistema. Fig. 2. Arreglo de 4 barras de combustible. MODELACIÓN MATEMÁTICA A continuación, se presentan los modelos matemáticos considerados para cada una de las secciones, indicando las ecuaciones que gobiernan de acuerdo al fenómeno predominante, así como las condiciones a la frontera correspondientes. Estos modelos se programaron en Comsol Multiphysics, recordando que el transporte de energía se lleva a cabo mediante diversos mecanismos: convección, conducción y radiación térmica12 y que la transferencia de calor por convección natural sobre una superficie depende de la configuración geométrica, así como de su orientación.13 Para ambos casos, los modelos aplicados para cada sección son los mismos, incluyendo la sección del refrigerante. Las condiciones a la frontera entre el combustible y gap, el gap y encamisado, y encamisado y refrigerante también son las mismas, la principal diferencia radica en la geometría y en las condiciones a la frontera aplicadas en el arreglo de cuatro barras. Modelo matemático para el combustible. Para la mayoría de los problemas ingenieriles la ecuación de energía calorífica resulta conveniente para operar en transmisión de calor.2 En la sección del combustible (sección II), la conducción es el principal fenómeno, el cual se describe a partir de la Ec. (1). (1) Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 67 �Transferencia de calor y cantidad de movimiento en el núcleo de un SFR / Luis Ángel Larios-Ramírez, et al. donde es la conductividad térmica del combustible, es la temperatura del combustible y es el término fuente de la barra de combustible, en este caso, el término fuente es una relación entre la potencia de la barra y el volumen del combustible, es decir, la potencia por unidad de volumen. En este caso, la potencia tiene una distribución axial, la cual está en función de la longitud de la barra, para este trabajo se utiliza la distribución promedio obtenida del trabajo de Aufiero.14 La función de distribución de potencia (figura 3) se implementó en Comsol mediante una función de interpolación. La principal condición a la frontera es continuidad del flux de calor entre el combustible y el gap: (2) En donde es el flux de calor, el subíndice corresponde al combustible y g corresponde al gap. Fig. 3. Función de distribución de potencia axial. Modelo matemático para el gap El siguiente modelo presentado es el de la sección III (gap), la cual corresponde a la zona del helio. En esta sección se considera convección libre para flujo no isotérmico. La ecuación de transferencia de calor en estado estacionario con mecanismos de transporte de calor por conducción y convección está dada por: (3) 68 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Transferencia de calor y cantidad de movimiento en el núcleo de un SFR / Luis Ángel Larios-Ramírez, et al. En donde v es el vector velocidad del helio, es la temperatura del helio, es la conductividad térmica,  es la densidad y es el calor especifico del helio. La ecuación de balance de cantidad de movimiento, Ec. (4) considera estado estacionario y se desprecian los efectos convectivos, ya que se considera flujo laminar debido a que es un fenómeno de convección natural. (4) es la diferencia de presiones, es la gravedad , es la viscosidad del helio. Para este modelo, se aplica la aproximación de Boussinesq, la cual está dada por: donde (5) donde β es el coeficiente de expansión volumétrico, es la temperatura de pared, y es la temperatura del fluido. Las condiciones a la frontera para cantidad de movimiento consideran que la velocidad es igual a cero en las paredes del gap y de encamisado (Ecs. 6-7). (6) (7) Las condiciones a la frontera para transferencia de calor consideran la ley de enfriamiento de Newton en ambas paredes del gap: (8) (9) donde es el coeficiente de transferencia de calor, el cual es calculado directamente por Comsol a partir del número de Grashoff. Modelo matemático para el encamisado El encamisado es el revestimiento de la barra de combustible, el cual es un metal, por esta razón se considera la conducción como principal mecanismo de transferencia de calor, entonces, para esta región se aplica la Ec. (1), y la condición a la frontera es la continuidad de flux entre el gap y el encamisado, la cual tiene una forma similar a la Ec. (2). Modelo matemático para el refrigerante Dentro del refrigerante, ocurren dos fenómenos físicos principales: la transferencia de calor y la transferencia de cantidad de movimiento. La Ec. (10) representa el balance de cantidad de movimiento para el metal líquido, y en el caso de la transferencia de calor se considera la Ec. (3), ya que se están considerando los efectos convectivos y conductivos. (10) Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 69 �Transferencia de calor y cantidad de movimiento en el núcleo de un SFR / Luis Ángel Larios-Ramírez, et al. Para el modelo de cantidad de movimiento, las condiciones a la frontera están dadas por (11) (12) La Ec. (11) indica que se conoce el flujo másico de refrigerante a la entrada en , y la Ec. (12) indica que la presión a la salida de la barra es igual a la presión atmosférica. Las condiciones de frontera para la transferencia de calor son: (13) (14) (15) La Ec. (13) es ley de enfriamiento de Newton, que relaciona la temperatura del refrigerante con la temperatura de pared (encamisado), la Ec. (14) es el valor de la temperatura del refrigerante a la entrada del canal y la Ec. (15) indica que el flux de calor a la salida del canal es nulo. Las condiciones a la frontera para transferencia de calor y cantidad de movimiento en el refrigerante del Caso I aplican también para el Caso II, además, para éste último se considera el flujo periódico, lo cual fue posible debido a la geometría. Condiciones a la frontera adicionales del Caso II Como se mencionó, en los ambos casos existen similitudes en los modelos aplicados, es decir ambos comparten una barra de combustible con los diferentes elementos que la componen, por esta razón los modelos para las secciones del combustible, gap y encamisado son las mismas. La diferencia entre ambos casos radica en la geometría, por lo que el arreglo de cuatro barras (Caso II) requiere que se añadan las siguientes condiciones a la frontera para la transferencia de calor. Se considera simetría axial, radial y azimutal en la frontera geométrica externa del combustible, gap y encamisado, la Ec. (16) describe dicha condición a la frontera, donde es el vector normal a la superficie y las superficies A, B, C, D, A´, B´, C´, D´ son las fronteras geométricas (figura 2), en este caso A es simétrico con A´, B con B´, C con C´ y D con D´. (16) Dentro del modelo de cantidad de movimiento, se añade la condición a la frontera llamada condición de flujo periódico, aplicada a las superficies F, G, F´. G´ (ver figura 2)., donde F es periódica con F´ y G con G´. (17) donde V [m/s] es la velocidad, P [Pa]es la presión, K[J] es la energía cinética y  [J] es la cantidad de energía cinética disipada. 70 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Transferencia de calor y cantidad de movimiento en el núcleo de un SFR / Luis Ángel Larios-Ramírez, et al. EXPERIMENTOS NUMÉRICOS En esta sección se presentan los experimentos numéricos realizados en donde se resuelven los modelos para cada caso. Las geometrías se modelaron en Comsol Multiphysics, implementando los modelos y condiciones a la frontera descritos en la sección anterior. De esta forma es posible resolver las ecuaciones en tres dimensiones, obteniendo los perfiles de temperatura, perfiles de velocidad, perfiles de coeficiente de transferencia de calor en el gap y temperaturas promedio en cada sección de la barra de combustible. Caso I En la figura 4, se presenta el perfil axial de temperatura del combustible, como se observa en la gráfica, la temperatura mantiene una forma similar al perfil axial de potencia (figura 3) obteniendo una temperatura máxima de 1520 K aproximadamente en la longitud central de la barra. La temperatura promedio del combustible es de 1457.3 K. Fig. 4. Perfil axial de temperatura en el combustible. El perfil de temperatura del gap se muestra en la figura 5, como se mencionó se consideró convección libre, además, la transferencia de calor depende principalmente de la velocidad del fluido y esta a su vez depende de la flotabilidad o fuerza de empuje. La mayor temperatura es de 1200 K, de la misma forma que en el combustible, se obtiene en el centro de la longitud de la barra. La temperatura promedio de esta sección es de 1130.8 K. Comparando la temperatura del combustible y del gap, se tiene una diferencia de 300 K. El valor máximo del coeficiente de transferencia de calor para esta sección es de 31 W/m 2*K. Para la sección del encamisado, en la figura 6 se presenta el perfil de temperatura, valor máximo de temperatura es de 840 K y se presenta en la parte más alta de la barra de combustible, en esta sección aún se percibe la influencia de la distribución de potencia axial en la temperatura. El valor promedio de la temperatura en esta sección es de 756.71 K. Para el caso del refrigerante, se presentan los perfiles de velocidad y de temperatura. En la figura 7 se observa el perfil axial de velocidad, así como cortes transversales de la velocidad en diferentes longitudes de la barra, el fluido que está en contacto con el encamisado tiene la menor velocidad, y conforme se aleja del contacto la velocidad aumenta, teniendo un valor máximo de 14 m/s. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 71 �Transferencia de calor y cantidad de movimiento en el núcleo de un SFR / Luis Ángel Larios-Ramírez, et al. Fig. 5. Perfil axial de temperatura en el gap. Fig. 6. Perfil de Temperatura en el encamisado. Para calcular el número de Reynolds se utiliza la velocidad promedio, la cual es de 10.14 m/s. Para resolver el modelo de transferencia de calor, se considera que el coeficiente convectivo tiene un valor de 149,800 W/m2*K, el cual fue calculado a partir del número de Reynolds, Nusselt y Prandtl. Como se observa en la figura 7, el perfil de temperatura es ascendente en toda la barra, es decir, la temperatura a la salida de la barra es la más alta, con un valor de 817.8 K, en esta sección ya no se observa la influencia del perfil axial de potencia. Entre el encamisado y el refrigerante se observa una diferencia aproximada de 20 K. 72 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Transferencia de calor y cantidad de movimiento en el núcleo de un SFR / Luis Ángel Larios-Ramírez, et al. Fig. 7. Perfil de velocidad y temperatura de sodio. Caso II En el arreglo de cuatro barras, se tomó una sección de un ensamble del combustible, respetando la distribución de las barras y la geometría del núcleo. Como se observa en la figura 2, se tienen dos fracciones de la barra, equivalentes cada una a 2/6 de una barra y dos más a 1/6, las cuales, sumadas dan el equivalente a tener una barra. En la figura 8, se presentan los perfiles la temperatura del combustible en función de la longitud, la gráfica de la izquierda corresponde a 2/6 de la barra y la de la derecha a 1/6. En ambos casos es posible observar que el perfil de temperatura tiene la misma forma que el perfil axial de potencia (figura 3). El valor máximo de temperatura para 2/6 de barra es 1320 K y para 1/6 de barra es de 1070 K, en promedio se obtiene un valor de 1195 K. Fig. 8. Perfil axial de temperatura del combustible. En el caso del gap, se obtuvieron los perfiles de temperatura, cantidad de movimiento y del coeficiente de transferencia de calor. En la figura 9 se presentan los perfiles de temperatura, el valor promedio de la barra de 2/6 es de 1018.6 K y 890.17 K para 1/6 de barra. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 73 �Transferencia de calor y cantidad de movimiento en el núcleo de un SFR / Luis Ángel Larios-Ramírez, et al. Fig. 9. Perfil de temperatura en el gap. En la figura 10 (lado izquierdo) se presenta el perfil radial de la velocidad del helio, cuyo valor promedio es 9.75e-7 m/s, al tener la velocidad es posible calcular el coeficiente de transferencia de calor, el cual se presenta en el lado derecho de la figura 10. El valor máximo obtenido es de 28.5 W/m2*K, el cual es un valor cercano al obtenido al valor calculado en el Caso I. Fig. 10. Perfil radial de velocidad en el gap y de coeficiente de transferencia de calor. Para el caso del encamisado, en la figura 11 se muestran los perfiles de temperatura para ambos segmentos de la barra, como se observa la mayor temperatura (840 K) se obtiene para 2/6 de la barra y para 1/6 es de 830 K, en promedio la temperatura máxima es de 835 K. Fig. 11. Perfil de temperatura en el encamisado. 74 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Transferencia de calor y cantidad de movimiento en el núcleo de un SFR / Luis Ángel Larios-Ramírez, et al. Para el análisis del refrigerante se presentan perfiles de velocidad y de temperatura. El perfil de velocidad se presenta en la figura 12 (izquierda), como se mencionó, este se obtuvo a partir de un modelo en flujo turbulento . En el perfil radial se puede observar que los valores menores de velocidad se encuentran cerca de la pared y conforme nos acercamos al centro el perfil crece alcanzado la velocidad máxima, la cual es de 5.5 m/s. El valor promedio es de 5.155 m/s. A partir de la velocidad promedio se obtuvo el número de Reynolds, y con el número de Prandtl y Nusselt se obtuvo el coeficiente de transferencia de calor, el cual tiene un valor de 179780 W/m2*K. El perfil de temperatura del refrigerante se presenta en la figura 12 (derecha), la temperatura más alta se obtiene a la salida del canal, la cual es de 820 K, este valor es cercano a la temperatura de diseño del reactor ya que el valor reportado es de 818.15 K. Fig. 12. Perfil radial de velocidad y temperatura de sodio. CONCLUSIONES El propósito de este trabajo fue incursionar en el modelado matemático del termo fluido y combustible para reactores de IV generación. Se utilizaron dos aproximaciones (Casos) para obtener los perfiles de temperatura en casa sección de la barra de combustible y en el refrigerante, la primera es basada en la metodología de canal promedio (Caso I) y la segunda es considerando un arreglo basado en la geometría original del núcleo. A partir de estos casos de estudio y de los modelos de balance de masa, energía y cantidad de movimiento, los cuales fueron programados en Comsol Multiphysics, se obtuvieron los siguientes resultados principales: • Para el refrigerante, en el Caso I se obtuvo una temperatura promedio a la salida de 817.87 K y para el Caso II de 816 K, los cuales son valores muy cercanos al valor de diseño, el cual es de 818 K. • La temperatura promedio obtenida en la sección del encamisado para el Caso I es 756.71 K y para el Caso II es de 757.26 K, la temperatura de diseño es de 743 K. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 75 �Transferencia de calor y cantidad de movimiento en el núcleo de un SFR / Luis Ángel Larios-Ramírez, et al. • La temperatura promedio obtenida en la sección del gap para el caso I es de 1130.8 K y para el caso II es de 975.91 K. • La temperatura promedio obtenida en la sección del combustible para el caso I es de 1457.3 K y para el caso II es de 1195 K, la temperatura de diseño es de 1500 K. En ambos casos, los valores obtenidos son cercanos a los valores de diseño, la estimación de canal promedio nos permitió obtener resultados que representan todo el núcleo de manera homogénea, sin embargo, si se modela la geometría como en el caso 2 sería posible identificar las distintas zonas en el núcleo. REFERENCIAS 1. Wu, Y.W., Li, X., Yu, X., Qiu, S.Z., Su, G.H., Tian, W.X., 2013. Subchannel thermal-hydraulic analysis of the fuel assembly for liquid sodium cooled fast reactor. Progress in Nuclear Energy,68, p. 65–78 (2013). 2. 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AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen el financiamiento otorgado por el CONACyT en el Posgrado de Energía y Medio Ambiente de la UAM-Iztapalapa. Además, los autores agradecen el apoyo económico recibido del proyecto estratégico No. 212602 del Fondo Sectorial de Sustentabilidad Energética, CONACyTSENER. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 77 �Generación y quemado de actínidos menores en flujo rápido de neutrones José Ramón Ramírez Sánchez, Javier Palacios Hernández, Gustavo Alonso Vargas, Eduardo Martínez Caballero Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Carretera Mexico Toluca Km 36.5, Ocoyoacac Edo. De Mexico. ramón.ramirez@inin.gob.mx, Javier.palacios@inin.gob.mx, Gustavo.alonso@ inin.gob.mx, Eduardo.martinez@inin.gob.mx RESUMEN El principal problema del combustible nuclear gastado, es la radiación que emite por periodos de tiempo muy largos. Esta radiación se debe a que el combustible contiene isótopos radiactivos de diferentes elementos formados durante la irradiación del combustible, entre ellos se encuentran los actínidos menores, que se forman por captura neutrónica de los elementos que constituyen el combustible ya sea de uranio o plutonio. Estos radionúclidos causantes del campo de radiación del combustible gastado, pueden ser transmutados en isótopos estables ó físiles si se someten a una posterior irradiación con neutrones rápidos. Este trabajo, evalúa por cálculo la cantidad de actínidos menores generada en el combustible nuclear y la cantidad que podría ser destruida en una posterior irradiación en la cual los actínidos menores se incorporan en combustible fresco. Los resultados muestran que el combustible de uranio en un reactor rápido genera muy pocos actínidos y que en el quemado de los mismos es menos eficiente que el combustible de plutonio. PALABRAS CLAVE Plutonio, Combustible nuclear, Actinides, Reactor ABSTRACT The main problem of spent nuclear fuel is the radiation it emits for very long periods of time. This radiation is due to the fact that the fuel contains radioactive isotopes of different elements formed during the irradiation of the fuel, among them are the minor actinides, which are formed by neutron capture of the elements that constitute the fuel, either uranium or plutonium. These radionuclides causing the radiation field of spent fuel can be transmuted into stable or fissile isotopes if they undergo subsequent irradiation with rapid or thermal neutrons. This work evaluates by calculation, the amount of minor actinides generated in nuclear fuel and the amount that could be destroyed in a subsequent irradiation in which minor actinides are incorporated into fresh fuel. The results show that uranium fuel in a fast reactor generates very few actinides and that in burning them it is less efficient than plutonium fuel. KEYWORDS Plutonium, Nuclear fuel, actinides, reactor 78 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Generación y quemado de actínidos menores en flujo rápido de neutrones / José Ramón Ramírez Sánchez, et al. INTRODUCCIÓN Existe en el mundo un gran interés por cerrar el ciclo de combustible, con el fin de aprovechar la energía remanente en el plutonio generado en los combustibles de uranio sometidos a irradiación en los reactores térmicos de agua ligera, esto ha dado lugar al desarrollo del combustible de plutonio y uranio llamado MOX, 1 utilizando este concepto de combustible MOX es posible aprovechar la energía contenida en el plutonio, que ya ha sido ampliamente utilizado en los reactores de agua ligera y también en los conceptos de reactores rápidos. Haciendo uso de esta experiencia se propone aquí un ensamble de combustible MOX del tipo utilizado en los actuales reactores rápidos para realizar cálculos de generación de actínidos y de su destrucción reciclando los actínidos menores en combustible nuevo. Como herramienta de cálculo se utiliza un código de Monte Carlo llamado MCNP6, este código es de propósito general y energía continua, dependiente del tiempo y acoplamiento neutrón/fotón/electrón utilizado como código de transporte. El intervalo de energías para neutrones es de: 10-11 Mev a 20 Mev, y el intervalo para fotones y electrones es de: 1 kev a 1000 Mev y tiene como característica estándar, el cálculo de eigenvalores (keff) para sistemas físiles. DESARROLLO Se diseña primero la barra de combustible MOX utilizando pastillas cerámicas de óxidos mixtos con concentraciones de plutonio del orden del 20%, el plutonio utilizado es plutonio proveniente del combustible gastado de reactores de agua ligera, una vez definida la barra de combustible se define un arreglo para el ensamble, dicho arreglo es triangular, lo que nos lleva a definir un ensamble del tipo hexagonal conteniendo 127 barras en su interior y de datos de la literatura se le asigna una potencia de 4 MW y una longitud activa de 80 cm. Con esta información fue posible diseñar un concepto de ensamble combustible encapsulado en un canal de flujo de forma hexagonal.2 La figura 1 muestra una sección transversal de la barra de combustible nuclear. El agujero central de la pastilla de combustible se debe a una previsión para la salida de gases de fisión de la pastilla hacia el pleno superior de la barra combustible, el material combustible es cerámico de UO2-PuO2 con una densidad de 10.4 g/cm3 y el material de encamisado es de acero inoxidable 316 de bajo carbón. El gap contiene He-4 a una presión de 2 bars con el fin de compensar la presión externa sobre la barra. Fig. 1. Corte transversal de barra combustible. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 79 �Generación y Quemado de actínidos menores en flujo rápido de neutrones / José Ramón Ramírez Sánchez, et al. Una vez obtenida la barra de combustible, es posible armar un ensamble de arreglo triangular en el interior de un canal hexagonal, como el utilizado en los ensambles de combustible de reactores rápidos3,obteniendo así el ensamble necesario para conceptualizar el núcleo completo. La figura 2 muestra el corte transversal del concepto de ensamble, que en total tiene un arreglo de 127 barras de combustible. Fig. 2. Ensamble de combustible nuclear con 127 barras. Utilizando el código de cómputo MCNP6 se modelaron las barras de combustible y el ensamble completo, de lo que sería en principio un ensamble de combustible para reactor rápido, esto se consigue evitando moderar los neutrones en el reactor, por lo que se incluye al sodio como refrigerante. Con la geometría propuesta y habiendo definido el combustible como UO2 cerámico ó Oxido mixto de uranio plutonio, utilizando plutonio grado reactor, se realizaron corridas del Código MCNP6 para diferentes pasos de quemado y utilizando combustibles de plutonio y uranio enriquecido, los resultados se muestran en la sección 3 de este trabajo. Los parámetros utilizados para el cálculo neutrónico del ensamble de combustible se dan en la tabla I. Tabla I Parámetros del ensamble de combustible. 80 Potencia por ensamble 4.0 MWth Ensamble de combustible Hexagonal Número de barras 127 Longitud activa 80 cm Pitch de barra 14 mm Diámetro externo de barra 10.5 mm Diámetro externo de pastilla 9 mm Diametro interno de pastilla 2 mm Gap 0.75 mm Espesor de encamisado 0.5 mm Material de encamisado SS-316L Material combustible MOX, Reactor Grade Pu Concentración de Pu 23 % Concentración de uranio Físil .25 % from uranium tails Densidad de combustible 10.4 g/cm3 Espesor del canal Hexagonal 2 mm Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Generación y quemado de actínidos menores en flujo rápido de neutrones / José Ramón Ramírez Sánchez, et al. El vector de composiciones de Actínidos menores se obtuvo de cálculos de quemado de combustibles de uranio enriquecido, utilizando el Código CASMO 4, 5 tabla II. Tabla II Concentraciones de actínidos menores. Isótopo Np-237 Am-241 Am-243 Cm-244 % Peso 61.59 6.47 25.11 6.83 El vector de composiciones de los isótopos de plutonio fue tomado del documento Technical Series Report - 415 del IAEA, este corresponde a un quemado de 43000 Mwd/TU,4 tabla III. Tabla III Concentraciones de plutonio grado reactor. Isótopo Pu-238 Pu-239 Pu-240 Pu-241 Pu-242 % Peso 1.6 60.13 24.5 8.8 5.0 RESULTADOS Los resultados del cálculo neutrónico y quemado del ensamble, se obtuvieron considerando primero, que el combustible es uranio enriquecido al 25% de 235U para determinar su comportamiento en flujo rápido, en este caso se introdujo en el cálculo solamente el uranio enriquecido para determinar las cantidades de actínidos resultantes de la irradiación, tabla IV. Con el mismo modelo se calculó un segundo caso incluyendo un 6% de actínidos menores con la composición mostrada en la tabla II para evaluar la cantidad de actínidos quemados durante la irradiación. Tabla IV Resultados para el combustible de uranio enriquecido (gramos) Dos casos, uranio enriquecido y uranio enriquecido más 6% de actínidos UOX 25% U físil 5% U físil+6%Ac Fuel 0 GWd/T 66.48 GWd/TU 0 GWd/TU 66.48 GWd/TU U-235 15360 11460 14080 11140 U-238 38800 37310 38410 37200 Pu-238 0 1.773 0 129.8 Pu-239 0 1024 0 849.5 Pu-240 0 28.30 0 44.72 Pu-241 0 0.5081 0 0.768 Pu-242 0 0.006 0 5.751 Np-237 0 26.43 964.8 819.8 Am-241 0 0 249.2 202.9 Am-243 0 0 2364 2013 Cm244 0 0 262 480 TOTAL Actínidos M 3840 3514 El segundo proceso de cálculo fue similar al anterior, en las mismas condiciones de quemado, esto es a 66.48 Mwd/TU solo cambiando el uranio enriquecido por Plutonio de grado reactor con concentraciones de 22% y composición como la descrita en la tabla III, los resultados se muestran en la tabla V. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 81 �Generación y quemado de actínidos menores en flujo rápido de Neutrones / José Ramón Ramírez Sánchez, et al. Tabla V Resultados para combustible de plutonio grado reactor (gramos) Dos casos plutonio grado reactor y plutonio más 6% de actínidos menores MOX 22% Pu Fuel 0 GWd/TU U-235 118.4 80.66 265.3 184.8 U-238 39920 37940 37100 35320 Pu-238 189.3 146 181.4 499 Pu-239 8868 7525 8515 7271 Pu-240 3317 3451 3178 3285 Pu-241 1174 857 1125 824 Pu-242 579 582 555 562.6 Np-237 11.64 2001.0 1507.0 Am-241 99.5 210.2 249.4 Am-243 34.46 815.4 663.4 Cm244 4.32 221.9 306.8 149.92 3248.5 2733.8 TOTAL d Actínidos M 22%Pu+6%A 66.48 GWd/TU 0 66.48 GWd/TU CONCLUSIONES Para el caso del combustible de uranio la cantidad de actínidos generada en el combustible fresco es solo de 26 gramos del Np-237, mientras que; para el plutonio grado reactor, es de 150 gramos con la principal contribución de los americios 241 y 243, lo que hace sentido ya que provienen de las capturas en los isótopos del plutonio. Para el caso de quemado de actínidos, con respecto a la cantidad inicial agregada al combustible, en el combustible de uranio se quemaron 326 gramos de actínidos, (8.5%), mientras que en el caso del combustible de plutonio se quemaron 514 gramos (16%), en particular el Np-237. Estos resultados permiten concluir que usar el combustible de plutonio para la transmutación de los actínidos menores lleva algunas ventajas sobre el combustible de uranio enriquecido y sería el más deseable a ser usado si el propósito principal es reciclar el combustible gastado en reactores rápidos por medio de la transmutación y quemado de actínidos menores. AGRADECIMIENTOS Se agradece al Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, el apoyo proporcionado para la elaboración de este trabajo y participación en el congreso de la Sociedad Nuclear Mexicana 2019. REFERENCIAS 1.- Waltar Alan E. and Reynolds Albert B. Fast Breeder Reactors. New York Pergamon, (1981). 2.- World Nuclear Association/information-library/current-and-future-generation/ fast-neutron-reactors.aspx, http://www.world-nuclear.org. mayo (2018). 82 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Generación y quemado de actínidos menores en flujo rápido de neutrones / José Ramón Ramírez Sánchez, et al. 3.- G. Grassoa, C. Petrovicha, K. Mikityukb, D. Mattiolia, F. Mannic, D. Gugiu, “Demonstrating the Effectiveness of the European lFR Concept: the Alfred Core Design”, IAEA-CN-199/312, Conference Paper IAEA, March (2013) 4.- International Atomic Energy Agency, “Status and Advances in MOX Fuel Technology”, IAEA Technical Report Series 415, Vienna (2003). 5.- J. Ramon Ramirez S., Raúl Pineda A., Gustavo Alonso, Javier Palacios H. Eduardo Martinez, “Minor Actinides Incineration in a Sodium Fast Reactor Subassembly”, PHYSOR 2018: Reactor Physics paving the way towards more efficient systems, Cancun, Mexico, April 22-26, (2018) Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 83 �Colaboradores Almazán Torres, María Guadalupe Obtuvo el gardo de licenciatura y de maestra en Ciencias (2003) con opción en Ciencias Nucleares en la Facultad de Química de la Universidad Autónoma del Estado de México. Cuenta con el grado de Doctor en Química en la Universidad Paris Sud-11, Orsay, Francia (2007). Actualmente es investigadora del departamento de Química del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ). Miembro del Sistema Nacional de Investigadores Nivel I. Alonso Vargas, Gustavo Licenciado en Física y Matemáticas y Maestro en Ciencias en Ingeniería Nuclear por el Instituto Politécnico Nacional. Obtuvo su Doctorado en Ingeniería Nuclear en la Texas A&M University. Actualmente se desempeña como investigador del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ). Es miembro de la Academia de Ingeniería de México, de la Academia Mexicana de Ciencias y del Sistema Nacional de Investigadores. Cruz González, José Guadalupe Es Químico Farmacéutico Biólogo por la Universidad de Ixtlahuaca (2018). Fue becario de servicio social en el departamento de Química del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ), donde realizó estudios para determinar las condiciones de preparación de complejos fitato-europio III. En 2018 trabajó en la Planta de Radiofármacos (PRI) del ININ. Dimas Rangel, María Isabel De nacionalidad mexicana. Ingeniero Administrador de Sistemas, Magíster en Ciencias de la Administración por la Universidad Autónoma de Nuevo León 84 (UANL) y Doctorado en Educación. Actualmente Profesor-investigador de tiempo completo de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (FIME) de la UANL a nivel licenciatura y posgrado. Perfil Prodep, miembro del Cuerpo Académico en consolidación, “Gestión académico-administrativa de Instituciones de Educación Superior”, miembro de la Red de Investigación Educativa de la UANL, cuenta con publicaciones en revistas arbitradas y ponencias en congresos nacionales e internacionales. De su autoría y derivados de la investigación ha participado en la elaboración de libros orientados a la gestión educativa, tales como, “Gestión Académicoadministrativa, andamiaje en la consolidación de las Instituciones de Educación Superior” y “La Vinculación y formación integral del estudiante de ingeniería”, editados el 2013 por Pearson Educación de México, S.A. de C.V. Coordinadora de Planeación Estratégica en la FIME. Espinosa Paredes, Gilberto Estudió el doctorado en la Universidad Autónoma Metropolitana. Ha recibido, entre otros premios, el Best Paper Award en 2014 por el trabajo Towards a Stability Monitor in Laguna Verde Nuclear Power Plant Based on the Empirical Mode Decomposition. En 2012 como Editor Invitado publicó el número especial Severe Accident Analysis in Nuclear Power Plants en la revista Science and Technology of Nuclear Installations. Editor en Jefe de la Revista I. J. Nuclear Safety and Security y Energy Research Journal; Editor Asociado de I. J. of Nuclear Energy Science and Technology, y I. J. of Applied and Computational Mathematics, entre otras. Es Investigador Nacional Nivel 3 del Sistema nacional Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Colaboradores de Investigadores, Miembro de la Academia de Ingeniería de México y de la Academia Mexicana de Ciencias. Es el presidente de la Red Mexicana de Educación, Capacitación e Investigación Nuclear (REMECIN). Francois Lacouture, Juan Luis Ingeniero en Energía egresado de la Universidad Autónoma Metropolitana – Iztapalapa. Realizó estudios de especialización en Ingeniería Nuclear en el Instituto Nacional de Ciencias y Técnicas Nucleares de Francia, y obtuvo el grado de Doctor en Ciencias en la especialidad de Física de Reactores Nucleares por la Universidad de París XI. Desde 1999 es Profesor-Investigador Titular “C” Definitivo de Tiempo Completo de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores (Nivel II), de la Academia de Ingeniería de México, de la Academia Mexicana de Ciencias y de la Academia Internacional de Energía Nuclear. Jiménez Balbuena, Zaira Itzel Ingeniera en Energía por la Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa. Actualmente estudia el Posgrado en Energía y Medio Ambiente en la Universidad Autónoma Metropolitana. Larios Ramírez, Luis Ángel Actualmente estudia la Maestría en Ingeniería en Energía con orientación en Sistemas nucleoeléctricos en la Facultad de Ingeniería de la UNAM. Es Ingeniero en Energía por la Universidad Autónoma Metropolitana. López Rodríguez, Xochitl Graduada de Ingeniero Químico en el año 2000 por la Universidad Veracruzana. Especialidad en Control de Calidad y Maestría en Política Gestión y Derecho Ambiental. Actualmente colabora profesionalmente en la Central Nucleoeléctrica Laguna Verde como Ingeniero de Diseño. Martinez Caballero, Eduardo Doctor egresado de la Escuela Superior de Física y Matemáticas del Instituto Politécnico Nacional en la rama de Ingeniera Nuclear. Trabajador del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, en el Departamento de Sistemas Nucleares, miembro del Sistema Nacional de Investigadores. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 Mendoza Guerrero, Gonzalo Licenciado en Física por la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, UANL. 1977 a 1981. Maestría en Ciencias Nucleares por la Facultad de Ciencias de la UAEM. 2000 a 2001. Colabora profesionalmente en el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares desde el año 1985. Ordoñez Regil, Eduardo Licenciatura en Química por la Universidad Autónoma del Estado de México (1978), Doctorado en Química Aplicada Universidad Louis Pasteur, Estrasburgo, Francia (1985), Postdoctorado en la Universidad Católica de Lovaina, Bélgica (1990), año sabático en la Universidad Paris Sur, Francia (2000). Investigador del Departamento de Química del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares desde 1979. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores Nivel II y de la Academia Mexicana de Ciencias y socio fundador de la Sociedad Mexicana del Hidrógeno y de la Sociedad Nuclear Mexicana. Palacios Hernandez, Javier Obtuvo el grado de Doctor en Ciencias Nucleares en la Universidad Autónoma del Estado de México (UAEM). La maestría en Ciencias con especialidad en Ingeniería Nuclear y la licenciatura en Física y Matemáticas en la Escuela Superior de Física y Matemáticas del Instituto Politécnico Nacional (IPN). Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores (SNI), es miembro Académico Titular de la Academia de Ingeniería de México. En diciembre de 2017 recibió el Premio Estatal de Ciencia y Tecnología del Estado de México, en la categoría Ingeniería y Tecnología. Director General del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares. Pérez Valseca, Alejandría Maestra en Ciencias por la Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa, en donde también estudió la Licenciatura en Ingeniería en Energía. Actualmente estudia el Doctorado en Posgrado en Energía y Medio Ambiente con Orientación en Energía Nuclear en la UAM-I. Ramírez Sánchez, José Ramón Ingeniero Químico Industrial graduado en la ESIQIE-IPN en el año 1981. Obtuvo el grado de 85 �Colaboradores maestro en ciencias de la misma escuela en 1990 y posteriormente el Doctorado en ciencias Nucleares de la UAEM en 2009. Es investigador en el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares desde diciembre de 1979. Tovar Valdín, Guillermo Es egresado de la carrera de Ingeniería Química por el Tecnológico de Toluca (2017). Realizó prácticas profesionales y tesis de licenciatura en el 86 departamento de Química del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares. Vázquez Rodríguez, Alejandro Estudió Física en la Universidad Autónoma Metropolitana (1983). Actualmente es profesorinvestigador de tiempo completo en el Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráulica de la División de Ciencias Básicas e Ingeniería de la Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �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 para su validación. No se aceptan protocolos de Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 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@uanl.mx 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@uanl.mx 87 �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 abstenerse de incluir información que hayan obtenido mediante comunicación privada que no se localice en publicaciones. Los autores deben abstenerse de incluir información que hayan obtenido de manera confidencial sin el permiso explícito correspondiente. Los autores deben abstenerse de incluir información obtenida en el proceso de servicios confidenciales, tales como documentación para concursos o solicitudes de becas. Los autores deben abstenerse de citar publicaciones que no se relacionen o que sólo se relacionen remotamente con la materia. 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. Revisores 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 manifestar al editor cualquier conflicto de intereses que detecten. Los revisores deben considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. Los revisores deben abstenerse de expresar críticas personales. 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 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 autores deben incluir a los coautores fallecidos que cumplan con el criterio de coautoría, asentando la fecha de su muerte. Los revisores deben abstenerse de utilizar o difundir información, argumentos o interpretaciones no publicadas contenidas en un manuscrito bajo consideración, 88 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 �Código de ética 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, Octubre-Diciembre 2019, Vol. XXII, No. 85 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. 89 �����Suplemento en línea “Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficios de México” EDITORES Max Salvador Hernández Universidad Autónoma de Nuevo León Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Grupo de Investigación en Fusión Roberto Carlos Lopez Solis Instituto Nacional de Investigadores Nucleares DIRECTORIO REVISTA INGENIERIAS UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN Mtro. Rogelio G. Garza Rivera Rector Dr. Santos Guzmán López Secretario General Mtra. Emilia Edith Vásquez Farías Secretario Académico Dr. Celso José Garza Acuña Secretario de Extensión y Cultura Lic. Antonio Ramos Revillas Director de Editorial Universitaria FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA Dr. Jaime A. Castillo Elizondo Director Dr. Juan Antonio Aguilar Garib Editor responsable M.C. Cyntia Ocañas Galván Dr. Jesús G. Puente Córdova Redacción Gregoria Torres Garay Tipografía y formación M.A. José Luis Martínez Mendoza Diseño Ing. Cosme D. Cavazos Martínez Webmaster René de la Fuente Franco Impresor Arantxa Rodríguez Morales, Daniela Alejandra Gutiérrez Dimas, Javier Ruiz Véliz, José Gerardo Garza Guerra, Leonardo Treviño Arrambide, Mariana Olivares Ramos Auxiliares �Contenido Octubre-Diciembre de 2019, Año XXII, No. 85 1-20 Implementation of a thermal-hydraulic module in AZKIND for steady-state coupled calculations Andrés Rodríguez Hernández, Daniel Ramos Velázquez and Armando, Gómez Torres 21-32 Study on the effect of the burning cycle length on a breed and burn reactor Roberto Carlos Lopez-Solis 33-44 Comparación de los resultados de los códigos ORIGEN y SNF aplicados a un combustible BWR 8x8 José-Luis Montes-Tadeo, Eduardo Martínez Caballero, Raúl Perusquía, Rogelio Castillo Durán 45-50 Generación y quemado de actínidos menores en flujo rápido de neutrones J. Ramón Ramírez Sánchez, Javier Palacios H., Gustavo Alonso V., Eduardo Martínez C. 51-62 Implementación del método de descomposición en dominios en AZTRAN Julián A. Duran González, Edmundo del Valle Gallegos 63-76 Neutronic study of the NuScale core with different accident tolerant fuels Sadiel Pino-Medina and Juan-Luis François 77-88 Cálculo de actividad del combustible de un BWR José-Luis Montes-Tadeo, Javier Ortiz Villafuerte, Raúl Perusquía, José Luis Hernández Martínez 89-102 Uso del ácido fítico para la inmovilización de actínidos Almazán Torres M.G., Ordoñez Regil E., Tovar Valdín G., Cruz González J. G. 103-112 Evaluación de riesgos por actividad gamma ambiental en suelos mediante espectrometría in situ Anahid Zharazan López Espinosa, Carlos Ríos Martínez; Daniel Hernández Ramírez, Fernando Mireles García 113-124 Diseño y construcción de una fuente de iones por medio de un reactor de plasma Arón Hernández Trinidad, G. H. I. Maury Cuna, M. C. García Castañeda 125- 134 Rayos X provenientes de equipos odontológicos inducen cambios en la viabilidad celular, expresión de Hsp70 y caspasa-8 en leucocitos humanos Jennifer Ortiz Letechipia, David Alejandro García López, Consuelo Letechipia de León, Héctor René Vega Carrillo, Sergio Hugo Sánchez Rodríguez. 135-140 Influencia de la temperatura en la producción de TiO2 como adsorbente en el generador 99Mo/99mTc Frida G. Guadarrama Avilés, Verónica E. Badillo Almaraz Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �141-152 Evaluación del efecto dosimétrico debido a la reducción de tejido en pacientes con cáncer cervicouterino María Guadalupe Valdez Arteaga, Fernando Mireles García, Carlos Ríos Martínez, J. Ignacio Dávila Rangel, José Luis Pinedo Vega, Sonia Azucena Saucedo Anaya 153- 166 Estudio estructural del ZrSiO4 expuesto a altas dosis de radiación gamma Escalante Gutiérrez D.C., Ortiz Landeros J., Ordoñez Regil E. y Almazán Torres M.G. 167-178 Dinámica de la solidificación de material fundido en el fondo de la vasija de un reactor durante un accidente severo Marco A. Polo, Heriberto Sánchez Mora, Sergio Quezada García, Javier Ortiz Villafuerte 179-194 Modelo promedio volumétrico de temperaturas para un reactor nuclear de sales fundidas Zaira I. Jiménez-Balbuena, Gilberto Espinosa-Paredes, Alejandría D. Pérez-Valseca y Alejandro Vázquez-Rodríguez 195-210 Transferencia simultánea de calor y cantidad de movimiento en el núcleo de un reactor nuclear rápido enfriado con sodio Luis Ángel Larios-Ramírez, Alejandría D. Pérez-Valseca, Alejandro Vázquez-Rodríguez y Gilberto Espinosa-Paredes 211-222 Acoplamiento y simulación de difusión neutrónica y termo-fluido en el reactor ELFR Heriberto Sánchez Mora, Juan Luis François Lacouture, Sergio Quezada García, Marco A. Polo, Raimon Pericas 223-234 Término fuente durante la pérdida de potencia externa de un reactor de agua en ebullición Rodolfo Amador García, Eduardo Martínez Caballero, Rogelio Castillo Durán, Jorge Viais Juárez y Javier Ortiz Villafuerte 235-248 Reactores modulares pequeños una opción para México G. Mendoza, X. López 249-262 Análisis de la expansión del sistema eléctrico mexicano con reactores nucleares avanzados Emilio Javier Yañez, Juan Luis François y Cecilia Martín del Campo 263-276 Plataforma de cálculo numérico y de diseño gráfico con aplicaciones en fusión M. Salvador, R. M. Chávez, A. Aguilera, L.R. Hernández, A. Acosta, M. García, F. Sánchez, A. Aguilera 277-288 Diseño D-shaped para las bobinas toroidales en dispositivos de confinamiento magnético de fusión M. Salvador, L. R. Hernández, J. González, S. Martínez, E. Chapa, G. M. Voryobov Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �289-300 Consideraciones generales sobre la cámara de vacío del Tokamak “T” M. Salvador, L. R. Hernández, D.I. Sánchez, M.A Villarreal, J. González, S. Martínez, M. García, J.A. Guevara, E. Chapa, G.M. Vorobyov 301- 310 Dependencia de la fracción de neutrones retardados con la biblioteca ENDF-B7 y JEFF 3.1.1 en una celda BWR Alejandro Campos Muñoz, Vicente Xolocostli Munguía, Armando Miguel Gómez Torres 311-328 Desarrollo de un algoritmo de cálculo simbólico para la resolución de las ecuaciones de decaimiento y transmutación de Bateman Carlos Antonio Cruz López, Juan Luis François Lacouture 329-344 Simulación de arreglos nucleares experimentales críticos con el código Serpent Dan Adrian Alba Montiel y Carlos Filio López 345-360 Desarrollo de un módulo de quemado para el código de transporte de neutrones “Gemma” Hirepan Palomares Chávez y Gustavo Alonso Vargas, Samuel Vargas Escamilla, Guillermo Ibarra Reyes 361-374 Validation exercise of the domestic dode AZNHEX through implementation of macroscopic neutron cross-sections generated by SERPENT Lucero Arriaga-Ramírez, Roberto Lopez-Solis, Armando Gómez-Torres, Edmundo del-ValleGallegos 375-388 Desarrollo de códigos SPH para el estudio de transferencia de calor en el núcleo de reactores nucleares Felipe de Jesús Pahuamba Valdez y Dra. Estela Mayoral Villa, Dr. Carlos Enrique Alvarado Rodríguez, Dr. Armando Miguel Gómez Torres, Dr. Edmundo del Valle Gallegos 389-398 Síntesis de fitatos de circonio para recuperar uranio en solución Ordoñez Regil E., Almazán Torres M.G., Escalante Gutiérrez D.C., Ortiz Landeros J 399-414 Adsorción de U (VI) en caolinita Ana Karen Cuevas Jaramillo, J. Ignacio Dávila Rangel, Hugo López del Río, Liliana Miranda Castro 415-422 Adsorción de uranio (VI) en clinoptilolita Iván Rodríguez Acosta, J. Ignacio Dávila Rangel, Hugo López del Río 423- 432 Concentración de uranio en muestras de agua para su medida por espectrometría alfa César A. Arévalo B., María G. Flores R., Hugo López del R. J. Ignacio Dávila R., Fernando Mireles G., José L. Pinedo V., Carlos Ríos M., Sonia A. Saucedo A Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �433-444 Simulación de un haz de electrones mediante el método partícula en celda y Monte Carlo Lizárraga-Rubio Víctor Manuel, Ibarra-Armenta José Guadalupe y Valerio-Lizárraga Cristhian Alfonso 445-460 Desarrollo de la fuente de pre-ionización por RF a 2.45 GHz para el Tokamak esférico: TEA-T M. Salvador, A. Acosta, J. González, J. A. Guevara, G.M. Vorobyov Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Implementation of a thermal-hydraulic module in AZKIND for steady-state coupled calculations Andrés Rodríguez Hernández, Daniel Ramos Velázquez and Armando Gómez Torres Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Carretera México-Toluca s/n, La Marquesa, Ocoyoacac, México 1; ramos.velazquez.daniel@live.com; armando.gomez@inin.gob.mx Miguel Ceceñas Falcón Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias Reforma 113, Palmira, Morelos. C.P. 62490 mcf@ineel.mx Edmundo del Valle Gallegos Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Física y Matemáticas Av. IPN s/n, Col. Lindavista, México, D. F., 07738 evalle@esfm.ipn.mx Abstract Up to the late 90s, the core models in TH system codes generally consisted of “Point Kinetics” (PK) models or 1D neutronic models, which were coupled to an average fluiddynamic channel of the core region and a corresponding average heat-structure/fuel rod model. In most codes, the PK model was correlated to several parallel coolant channels and corresponding fuel rod models describing parts of the reactor core. These simplified neutronic models for core analysis can be expanded to full 3D models and coupled to TH and heat-structure models in the core region. Several strategies are nowadays implemented and under development to consider the thermal-hydraulic (TH) feedback. To get efficient coupling schemes, usually, the TH model can also be implemented using high-performance computing (HPC). In the case of AZKIND, a simplified coupling between the neutron kinetics (NK) model and a TH model was implemented for steadystate reactor core simulations with NK-TH feedback, for which NEMTAB formatted data introduce feedback effects as the TH variables are used to update nuclear data (cross sections). A brief description of the coupling together with a qualitative demonstration of the coupling is presented in this paper. 1. INTRODUCTION The interest for multi-physics calculations started already more than three decades ago, and the result is a continuous improvement of the features and the performances of such calculations. As an example of the key role of these activities, several benchmarks have been defined in the S1 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 field of thermal-hydraulic and neutronic coupling with increasing success in terms of participation and of modeling level. Several ambitious projects are also launched such as NURESIM [1] in Europe, and in the United States, the Numerical Nuclear Reactor [2] and the Virtual Environment for Reactor Applications [3] to develop powerful simulation platforms for reactor multi-physics analysis. The main objectives are to enhance the prediction capability of computing to provide modern tools for nuclear engineering. Both safety and design subjects are concerned since the trend is now to use best-estimate approaches as much as possible in conjunction with sensitivity and uncertainty analysis. Nevertheless, to achieve industrial applications, validation of multi-physics simulation remains as an important issue since there are only a very few plant data representative of LWR transients. The following paragraphs encompass the important aspects of coupling neutron kinetic codes with thermal-hydraulic codes. The simulation of NPPs and assessment of accident conditions requires 3D modeling of the reactor core to ensure a realistic description of physical phenomena, by utilizing accurate coupled (NK-TH) calculations for safety margins evaluation. The core models in TH system codes generally consist of “point kinetics” (PK) models [4] or 1D/2D/3D neutron-kinetics (NK) models. The research evolution of both neutron-kinetics and thermal-hydraulics can be seen in [5, 6, 7, 8, 9 y 10]; and many other developments around the world. As summarized from reference [6], there are certain requirements to the NK-TH coupled codes that ought to be revised. The objective of these requirements is to provide accurate solutions in a reasonable amount of CPU time. These requirements are met by the development and implementation of six basic components of the coupling methodologies: 1. 2. 3. 4. 5. 6. ways of coupling; approach of the coupling; spatial mesh overlays; coupled time-step algorithms; coupling numerics; and, coupled convergence schemes. These principles of the coupled simulations include issues associated with the development and use of appropriate neutron cross-section libraries for coupled code achieving a steady state or transient modeling of the reactor core. The six basic components were taken into account and implemented in AZKIND code for steady state (as initial approach) accordingly with the specific features of both, the neutron kinetics (NK) model and the thermal-hydraulic (TH) model. S2 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 2. AZKIND NEUTRON KINETICS MODEL The computer code AZtlan KInetics in Neutron Diffusion, AZKIND, is part of the neutronic codes selected for their implementation in the AZTLAN Platform [11]. The original code known as NRKin3D was a master’s degree project [12]. In this section, a brief description of the numerical models implemented in the code is presented. 2.1. Neutron Kinetics equations in multi-groups The multi-group diffusion equations for G energy groups and Ip delayed neutron precursors are as follows [13]: (1) (2) Where each one of the parameters involved have the customized meaning and use in nuclear reactor physics. 2.1.1. Spatial discretization The spatial discretization of equations (1) and (2) is closely linked to the discretization of the reactor volume Ω. Thus, by representing the flux of neutrons and the concentration of precursors in terms of a spatial base as a linear combination of functions uk and vm defined over Ω, it is possible to write: (3) S3 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 (4) Substituting expressions (3) and (4), into (1) and (2), and applying the Galerkin process for spatial discretization, as described in [12], the resulting algebraic system of equations can be expressed in matrix notation as follows: (5) (6) where All the matrix components are described with detail in [12]. Figure 1 shows a three-dimensional domain Ω with volume V of a reactor partitioned with a specific 3D-mesh, and the Figure 2 is the representation of local cell Ωe of volume Ve from the reactor core that could be in the inner part of the region Ω or be in the boundary cells of the partitioned reactor. The solution of the neutron kinetics equations must satisfy continuity conditions for contiguous cells Ωe, and boundary conditions, because for inner cells there may be adjoin neighboring cells or at least one of its faces is part of the boundary of the solution domain Ω. S4 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figure 1. Discretization of reactor volume Ω Figure 2. Local node Ωe. A particular nodal finite element (NFE) is characterized by the fact that for each cell (node) the function unknowns to be determined are the (00) Legendre moment (average) of the unknown function over each face of the node and the (000) Legendre moment over the cell volume. Figure 1 shows a physical domain Ω represented graphically after generating an xyz mesh. For each node in the mesh Figure 2 shows a cuboid-type cell with directions through the faces: (x) Right, Left; (y) Near, Far; (z) Top, Bottom; and C for the average of the function over the cell volume. Taking into consideration the general form to build up nodal schemes [14], the moments of a function (at edges and cell) over a node like the one shown in Figure 2 can be written for the nodal finite element method RTN-0 (Raviart-Thomas-Nédeléc of index zero). In the NFE method RTN-0, the normalized zero order Legendre polynomials, defined over the unit cell Ωijk = [-1,+1]×[ -1,+1]×[ -1,+1] and correlated to each physical cell Ωh = Ωijk = [xi, xi+1]×[yj, yj+1]×[zk, zk+1], are used to calculate the elements of the matrices in Eqs. (5) and (6). S5 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 The matrix elements are quantified introducing the following nodal base functions [14]: where Pq(z) being the Legendre polynomial of degree q. An extensive discussion on nodal diffusion methods can be found in reference [15] for space discretization using simplification approaches for calculating the moments over a node. 2.2. Reactor power distribution Once the computer model solves the reactor kinetics equations (1) and (2) is able to provide the neutron flux profile, the next objective is to know the power distribution in the reactor configuration. It is necessary to be aware that the neutron flux is by itself the shape of the power distribution in multiplicative materials. The numerical methods presented in the previous section to solve the diffusion equations produce an algorithm capable to obtain the neutron flux profile for a reactor steady state. This neutron flux is normalized to the unity has the following property over the domain Ω of volume V: To determine the real average neutron flux in the reactor core, ԄC, it is necessary to specify the magnitude of the fluxes. For instance, a flux normalization factor Ԅnorm can be introduced such that, (7) S6 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Theoretically, it would be best to determine the flux level which resulted in a critical reactor (eigenvalue λ0=1). This could be accomplished by the coupling of the NK with the TH model of the whole reactor. In practice, however, the scaling factor Ԅnorm is determined such that the total generated thermal power corresponds to some user-specified value Pth,tot. Before showing how this is done, the relation between the fluxes and the generated thermal power is described. For a given discretization of the xy-plane with pieces of area Δa=Δx·Δy, the thermal power Pth,tot can be expressed as follows: (8) where, qf''' is the volumetric heat generation rate in the fuel in units of [W/cm3]; dV is a differential fuel volume; and the limits zb and zt refer to the coordinates of the bottom and top of the reactor core, respectively. For a given area Δa, the volumetric heat generation rate qf'''(z) in an elevation z may be written in terms of the fluxes as: (9) where norm is a dimensionless factor, Efiss is the energy released by a nuclear fission reaction in [MeV/fission], and the sum over g' is the volumetric fission rate in [fissions/(cm3·s)]. Thus, Eq. (8) is written as: (10) In a more general way, for a reactor volume V composed by the union of sub-volumes Ve (see Figure 2), the total thermal power can be expressed as: (11) Therefore, using the reference total reactor thermal power specified by the user, the flux normalization factor is: S7 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 (12) where the factors “kappa-fission” are: With the flux normalization factor Ԅnorm calculated as above, the actual thermal power distributions in the reactor core can be calculated using the current neutron flux in the reactor core (eq. 3.16), Ԅce = Ԅnorm Ԅe. Nevertheless, it is necessary to introduce the value of Efiss. This value is used as the average energy released of ~200 MeV, based on the energies released by the fission of the U235 nuclei [16]. In summary, once the NK model is used to generate the neutron flux distribution in the reactor core, the expression (11) can be used to calculate the thermal power being generated along all the nodes in a thermal-hydraulic channel of area Δa and height H. This thermal power can be the axial power profile needed by the TH model to produce the thermal-hydraulic state corresponding to the generated thermal power. 3. THERMAL-HYDRAULIC MODEL The description contained in this section is based on a work published by [4] about a TH model developed for boiling water reactors, where, for the steady-state reactor core condition the TH model needs pre-calculated axial power profiles as input data; and for transient reactor core conditions, the TH model uses a point kinetics approach to calculate the power distribution for each channel. The treatment of neutron kinetics in ref. [4] has been improved for its implementation in AZKIND, by coupling a 3D solution of the neutron diffusion equations with an arrangement of TH channels in parallel. Each channel independently contemplates three regions at reactor core nominal power conditions: (a) one phase, (b) subcooled boiling, and (c) bulk boiling. The objective was to implement a detailed model of a nuclear reactor core, which is later disturbed to simulate NK-TH coupling. These perturbations are obtained when the power generated in a group of channels changes and thus affecting the TH state of each channel. The aggregate of channels is performed so that there are no channels of the same group in diametrically opposite positions. S8 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 To perform the numerical implementation of TH the model, the arrangement of channels is obtained by grouping the total core assemblies into an appropriate number of thermal-hydraulic channels. The basic element in the TH model is based on a generic channel, that needs operational data like flow area, channel power, axial power profile, and channel inlet subcooling, among other parameters. Each channel is associated with several core fuel assemblies and an axial power profile. Although the neutron model is a two-dimensional model for the radial power profile in each zplane, information related to the axial power distribution is considered for each channel. It is assumed that this steady-state profile is invariant over time and is used to weight the axial averages of macroscopic cross sections and void fractions. The TH model comprises the solution of the mass, momentum, and energy conservation equations in the three regions contemplated by the channel: (a) one phase, (b) subcooled boiling, and (c) bulk boiling. The system receives heat through a non-uniform source whose profile is defined axially plane-by-plane. This axial use of the power profile allows the inclusion of a wide range of axial profiles, from relatively flat to profiles with their peak value at some axial point in each channel in the reactor core. For a very detailed description of heat transfer equations refer to [4]. 4. CROSS-SECTIONS CALCULATIONS FOR COUPLED SCHEMES The calculation and updating of nuclear and kinetic parameters are of vital importance in NKTH coupled systems because the feedback between NK and TH conditions is truly seen when for each convergence cycle the state variables of the nuclear system are also updated. Thus, the initial reactor thermal power can be calculated and used for the first calculation of TH conditions, meaning that the first feedback from NK model to TH model is given. This new TH conditions, calculated in the Cycle1, are then used for calculating a new data set of XS at the beginning of the Cycle2; then, the NK model is run to update the reactor power. This is the feedback from TH model to NK model. In a coupled NK-TH system is of great advantage that at the beginning of each cycle, the reactor system conditions calculated at the end of the previous cycle can be used as the initial conditions for calculations in the present cycle. The use of previous conditions as initial conditions for the next cycle are seeing as part of the NK-TH feedback. This feedback results in faster convergence in both models, the TH model and the NK model. More precisely, before starting at any intermediate Cyclei the NK model should be loaded or maintained with the physical nuclear conditions achieved at the end of the previous Cyclei-1; and similarly, for calculations with the TH model. S9 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 The main feedback coming from re-calculations of the nuclear and kinetic parameters must be made using a data bank of these parameters constructed for a wide range of values for a selected set of thermal-hydraulic variables and conditions. For example, the nuclear data bank should be generated by an appropriate range of values for fuel temperature, coolant temperature, coolant density, etc. The selection of reactor system variables and their range of values must allow calculation of nuclear and kinetic parameters by means of numerical interpolations. The nuclear data bank is generated with the SERPENT code [17] for AZKIND nuclear reactor simulations using a branching methodology by combination of the different thermal-hydraulic and the nuclear fuel variables, providing upper and lower limits for the values of these variables, and considering different points of nuclear fuel utilization. The points of fuel utilization are known as fuel burnup points or fuel burnup steps. Reference [18] contains a methodology to generate the nuclear data bank in a format named NEMTAB. NEMTAB formatted data tables have as many data blocks as fuel burnup points are given as part of the input data. Each data block corresponding to a burnup point contains one set of values for each nuclear parameter. For a specific nuclear parameter XS the nuclear data were generated for a range of values of the different reactor system variables like coolant density and temperature and fuel temperature. In consequence, when a NK-TH coupled model is running, at the beginning of each convergence cycle the present conditions of the nuclear system variables are provided to the NEMTAB module in AZKIND to get the corresponding XS data using linear multivariate interpolation. The interpolated variables in AZKIND are the macroscopic cross sections (absorption, removal, scattering, fission, etc.) and the kinetic parameters (diffusion coefficient, decay constants, neutron velocities, etc.) using NEMTAB formatted tables in which the entry data are nuclear fuel burnup, coolant density and temperature, and fuel temperature. 5. COUPLING APPROACH The coupling scheme in AZKIND was built up as an integration algorithm for which the TH code was implemented as a subroutine in the NK code, where the TH model is called in sequential execution, then TH sends the results to the NEMTAB model for interpolation to get updated XS that are then sent to the NK model. The main code asks for convergence, and the cycle is repeated until convergence is met. The TH model of reference [4] was modified to be implemented in AZKIND, as follows: o Only the TH steady state source code was used, S10 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 o All the input data used by the TH model were extracted and put in an input file, o The axial profile codification in the TH model was deleted from the input file and the source code modified to receive axial power profiles generated by the NK model for 3D calculations of NK-TH feedback, o The grouping of fuel assemblies was maintained for generating a reduced number of TH channels, but grouping is now automated, counting the total fuel assemblies. The main difference with the original TH model is that the NK model recursively computes the axial power profile for each channel, and this thermal power is the updated heat source for TH model. Therefore, a “new” thermal-hydraulic condition is generated, and it is used by the NEMTAB model to update the nuclear data to generate new thermal power profiles with the NK model. The process is iterative, and it stops when the convergence is met. Convergence is achieved when updated conditions do not change in both NK and TH models. 5.1. NK-TH iterative loop Figure 3 is a schematic description of the NK-TH feedback model. The main code reads the input to get the reference total core thermal power, nuclear core geometry and data for spatial 3D partitions, running options and numerical criteria for neutronics solver (mgcs or bicgstab) convergence. read_nemtab, read_burn Reactor system initial conditions interp_nemtab Initial XS MAIN AZKIND Read input MGCS solver Initial neutron flux calculation Power distribution calculation STOP Inp_th file NK Feedback TH_SS channel_pow axial power profiles Tf, Tm, Dens th_criterion TH Feedback flux_i= flux_f Neutron flux updating STATIC_TH interp_nemtab XS update MGCS solver new neutron flux flux_criterion Convergen ce N Y Figure 3. Outline of the NK_TH feedback model in AZKIND. S11 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 The NEMTAB tables are read as well as reactor core initial conditions for which the initial XS are computed in the interpolation subroutine. Then, with all this information the numerical solver mgcs computes the initial neutron flux; fuel assemblies (FA) map is read and the grouping into channels is performed; the initial neutron flux is converted to 3D nodal thermal power, the thermal power contribution from FA in each channel is calculated resulting in the axial power profile per channel. Normalized power k+1 k ijk Axial node elevations in TH-channel Axial node elevations in NK-fuel Node average power k-1 0.0 X NK TH Figure 4. Nodal power profile converted to normalized channel axial thermal power. These axial profiles are then passed to TH_SS module as axial channel thermal power, and using a simple numerical approach are converted to normalized axial power per channel. See (Figure 4). S12 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 The cell average (nodal) power for each node is used to calculate average values of power at the interface of each node and at the lower end and upper end of the TH channels. Then, the normalized axial profile is obtained by dividing each point value by the total channel thermal power. This normalized axial power is employed by an algorithm in the TH model to calculate the state variables for each node along the channel from bottom to top node. 5.2. Convergence criteria The variables fuel temperature (Tf) and coolant density (Dens) are used in the convergence loop (Figure 3) to evaluate for each channel, the difference between the current calculation and the previous one for each node: (13) (14) for each channel m=1,…,numchan, in all the node axial positions z. Then, for each channel the maximum value of the relative difference of temperatures and densities are evaluated along the axial positions, the thermal-hydraulic criterion was assumed to be the maximum in all the channels for the two variables: (15) The convergence of the NK model is measured through the neutron multiplication factor k calculated with the current neutron flux and the previous flux in the whole core: (16) S13 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 6. VERIFICATION OF COUPLING This demonstration case is a simulation of a BWR for which the core design parameters and main operational data are given in the following table: Number of fuel assemblies Number of control rods Power level Core coolant flow Pressure (upper plenum) Inlet enthalpy 444 109 2027 MWth 61.5 Mlb/hr 1050 psia 526.8 (Btu/lb) The core configuration contains fuel assemblies with fresh fuel and irradiated fuel as shown below: Figure 5. BWR core map of fuel assemblies. The identifier “1” represents water media and the numbers “2” to “7” mean six different design of fuel assemblies, including fresh and irradiated fuel. One input data for this simulation is a table containing the degree of fuel burnup in units of MWd/MT as shown in the following figure: S14 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 42.80 43.00 41.72 41.03 40.90 39.54 41.346 41.34 39.555 40.91 41.04 41.76 43.05 42.77 44.08 38.92 14.45 14.99 14.75 13.815 30.25 16.84 16.83 30.28 13.80 14.75 14.99 4.44 38.92 44.11 39.07 17.09 37.17 16.65 0.00 16.08 0.00 16.91 0.00 0.00 16.90 0.00 16.06 0.00 16.64 37.16 17.10 39.07 42.67 17.07 39.21 17.45 0.00 31.72 0.00 33.41 0.00 26.30 26.30 0.00 33.47 0.00 31.73 0.00 17.44 39.18 17.07 42.72 42.82 38.83 37.15 17.46 17.60 23.88 0.00 16.45 0.00 27.59 0.00 0.00 27.64 0.00 16.45 0.00 23.88 17.61 17.46 37.17 38.86 42.84 42.99 14.48 16.63 0.00 23.93 0.00 27.53 0.00 32.98 0.00 25.82 25.81 0.00 33.02 0.00 27.57 0.00 23.92 0.00 16.63 14.47 42.99 41.64 14.98 0.00 31.66 0.00 27.60 16.66 31.96 0.00 32.79 17.25 17.24 32.85 0.00 31.99 16.66 27.61 0.00 31.69 0.00 14.98 41.64 41.11 14.76 16.11 0.00 16.49 0.00 31.97 17.44 17.37 0.00 29.49 29.51 0.00 17.36 17.43 32.01 0.00 16.49 0.00 16.11 14.75 41.12 40.92 13.80 0.00 33.42 0.00 33.01 0.00 17.40 17.49 27.95 0.00 0.00 28.00 17.49 17.39 0.00 33.06 0.00 33.46 0.00 13.79 40.93 39.48 29.70 16.89 0.00 27.62 0.00 32.67 0.00 28.01 0.00 26.68 26.68 0.00 28.01 0.00 32.68 0.00 27.63 0.00 16.89 29.72 39.49 41.27 16.84 0.00 26.45 0.00 25.84 17.20 29.31 0.00 26.69 27.34 27.36 26.71 0.00 29.35 17.21 25.84 0.00 26.44 0.00 16.85 41.28 41.22 16.85 0.00 26.47 0.00 25.85 17.21 29.31 0.00 26.68 27.33 27.35 26.69 0.00 29.34 17.22 25.84 0.00 26.46 0.00 16.86 41.24 39.49 29.71 16.90 0.00 27.59 0.00 32.60 0.00 27.97 0.00 26.63 26.65 0.00 27.98 0.00 32.60 0.00 27.60 0.00 16.91 29.71 39.48 40.95 13.80 0.00 33.42 0.00 33.01 0.00 17.43 17.52 27.97 0.00 0.00 27.96 17.51 17.43 0.00 33.01 0.00 33.44 0.00 13.82 40.93 41.09 14.77 16.14 0.00 16.52 0.00 31.93 17.44 17.37 0.00 29.50 29.51 0.00 17.37 17.43 31.97 0.00 16.52 0.00 16.13 14.77 41.12 41.61 14.99 0.00 31.62 0.00 27.59 16.68 31.94 0.00 32.81 17.27 17.26 32.87 0.00 31.97 16.68 27.62 0.00 31.66 0.00 14.98 41.66 42.97 14.50 16.62 0.00 23.93 0.00 27.54 0.00 32.96 0.00 25.80 25.81 0.00 32.96 0.00 27.55 0.00 23.93 0.00 16.65 14.49 42.99 42.76 38.81 37.13 17.46 17.62 23.87 0.00 16.45 0.00 27.60 0.00 0.00 27.63 0.00 16.47 0.00 23.87 17.61 17.46 37.16 38.85 42.80 42.65 17.08 39.20 17.46 0.00 31.68 0.00 33.40 0.00 26.30 26.30 0.00 33.45 0.00 31.71 0.00 17.46 39.21 17.08 42.67 39.09 17.11 37.12 16.65 0.00 16.08 0.00 16.93 0.00 0.00 16.93 0.00 16.09 0.00 16.67 37.12 17.12 39.08 44.05 38.94 14.45 15.02 14.77 13.82 30.26 16.87 16.86 30.28 13.82 14.78 15.02 14.46 38.91 44.05 42.73 42.97 41.711 41.02 40.90 39.50 41.32 41.33 39.52 40.89 41.02 41.76 43.05 42.80 Figure 6. Map of average fuel burnup of the assemblies in the reactor core. All the fuel assemblies are composed by different materials along the axial length (e.g., fuel enrichment) and for each material, a nemtab file is generated with the help of SERPENT code assigning several fuel burnup points. The number of burnup values is the same number of data blocks generated for each material. The information contained in a data block corresponds to branching tables with data for the nuclear parameters and neutron kinetics. These branchings are generated with a range of values of coolant density, coolant temperature, and fuel temperature. 6.1. NK-TH feedback results The base case is the initial execution of the NK module (standalone) and it is characterized by having a maximum power approximately at the center of the core (node 11 of Figure 7), and the thermal power falls smoothly both upwards and downwards. S15 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figure 7. Axial power profiles during convergence. In the case of a BWR, the thermal power increases in the regions of higher coolant density, this region is below the saturation boiling point, since the condensed phase and a lower coolant temperature favor neutron moderation. In Figure 7 the base power profile (NK standalone) is the input profile for which the initial TH module is started. The power profile resulting from the first feedback (NK-TH 1), shows the effect of the thermal-hydraulic conditions, mainly the moderator density. The curves NK-TH 2 and NK-TH 3 are the successive NK-TH feedback cycles. The feedback cycles 4, 5 and 6 are not plotted because their curves are almost the same as the curve NK-TH 3. However, in numerical terms, the convergence meets the corresponding numerical criteria up to the 6th feedback cycle as shown in Figure 8. Figure 8. NK and TH convergence behavior S16 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 The 3D mesh generated with HEX codification was exported from AZKIND to SALOME in the MED files format for 3D visualization. The following figures were generated with SALOME for the simulation of the nuclear reactor steady state. Figure 9. Profile of fuel temperature distributions, radial and axial views (K). This figure shows the axial temperature distribution (left) with a cut plane in the center of the reactor core. In this part of the figure it can see the highest temperature in the first axial third of the height of the reactor. The figure on the right is a cut plane of radial temperature distribution at the height where the highest temperatures are in the nuclear fuel, where it can be seen that the central part is not the hottest, as well as that the lowest temperatures are in the periphery of the reactor core surrounded by coolant. Finally, the distribution of the void fractions in the reactor core coolant is shown in the following figure. It is observed that the coolant enters at the lower part of the core in liquid phase, that is, with 0% of voids. As the refrigerant rises, the void fractions increase, reaching values above 70%. Figure 10. Axial distribution of void fractions in the reactor core (%).. S17 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 7. CONCLUSIONS The coupled NK-TH model in AZKIND was developed with a TH model modified for a straightforward interaction with the NK model, which calculates the 3D power distributions used by the TH model as the heat sources. Although the NK model has the capability to solve time-dependent neutron diffusion equations, the TH model implemented solves only steadystate reactor conditions. The demonstration case shows the effect of introducing the TH feedback in the NK calculation and vice-versa, besides the smooth convergence boosted by the cyclic feedback between the two models. The demonstration case was prepared with data from a cycle fuel load of a commercial BWR providing also the fuel assemblies’ individual burnup and nominal operational data. A pending development in AZKIND is the solution of time-dependent simulations, to analyze reactor core transients related to disturbing conditions in reactor neutronic power or reactivities induced by thermal-hydraulic variations. Likewise, the TH model must be modified to simulate no boiling conditions as it occurs in PWR reactors. ACKNOWLEDGMENTS The authors acknowledge the financial support from the National Strategic Project No. 212602 (AZTLAN Platform) as part of the Sectorial Fund for Energetic Sustainability CONACYTSENER. REFERENCES 1. Chauliac, C., “Overview on the Collaborative Project NURISP”, Presentation at the NURESIM General Seminar, Madrid, Nov. 27 28, ( 2008). 2. Weber D. P., et al. High-Fidelity Light Water Reactor Analysis with the Numerical Nuclear Reactor. Nuclear Science and Engineering 155, 395–408 (2007). 3. USA/DOE. CASL: The Consortium for Advanced Simulation of Light Water Reactors. Web page <https://www.casl.gov>. 4. Ceceñas-Falcon M., Campos R. Modelo Acoplado de Canales en Parallelo y Cinética Neutrónica en Dos dimensiones. International Joint Meeting Cancun 2004 LAS/ANS-SNMSMSR. Cancun, Mexico. 2004. 5. Solís J, Avramova M., Ivanov K. 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DYNSUB: A high fidelity coupled code system for the evaluation of local safety parameters – Part II: Comparison of different temporal schemes. Annals of Nuclear Energy 48 (2012) 123–129. 10. Calleja M. Coupling of COBAYA3/SUBCHANFLOW inside the NURESIM platform and validation using selected benchmarks. Annals of Nuclear Energy 71 (2014) 145–158. 11. Gómez-Torres A.M., et al. Mexican platform for analysis and design of nuclear reactors. In Proceedings of the International Congress on Advances in Nuclear Power Plants ICAPP. 2015. 12. Rodríguez-Hernández A. Solution of the Nuclear Reactor Kinetics Equations in 3D using the Nodal Method RTN-0. (MSc thesis in Spanish language). National Polytechnic Institute, ESFM. México, 2002. 13. Duderstadt J. J., Hamilton L. J. Nuclear Reactor Analysis. Ed. John Wiley and Sons, New York. 1976. 14. Hennart J. P. A general family of nodal schemes. SIAM J. Sci. Stat. Comput. 1 (7), 264–287. 1986. 15. Grossman L. M., Hennart . P. 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S19 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 S20 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Study on the effect of the burning cycle length on a breed and burn reactor Roberto Carlos Lopez-Solis* Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Carretera Mexico-Toluca s/n, La Marquesa, C.P. 52750 Ocoyoacac, Edo. de México, Mexico rcarlos.lope@gmail.com Juan Luis Francois National Autonomous University of Mexico Paseo Cuauhnáhuac 8532, 62550 Jiutepec, Morelos, México juan.luis.francois@gmail.com Abstract In the present paper a study on the performance of a Breed and Burn (B&B) Reactor is presented. This work is a continuation of a previous work with a somewhat similar core but different fuel management strategy, in this study the objective is to evaluate the performance of this new fuel management strategy in order to corroborate if is compatible with this core design. The core in question consists in 20 axial layers 10 cm thick each. The core can be divided into two main zones: the ignition zone which consists in 9 layers of enriched uranium (with enrichments that vary from 8.0 to 12.0 %at in 235U); and the blanket zone that consists in 21 layers of depleted fuel (0.35%at in 235 U). The fuel management strategy followed here is similar to the one proposed for the CANDLE reactor, in which after a certain amount of burnup time the core is stopped for refueling, in the refueling process five layers from the most burnt side are taken out of the core and five fresh depleted layers are added in the opposite side. The objective is that as the ignition zone is burnt the adjacent zones in the blanket zone receive enough neutrons to allow transmutation of 238U into 239Pu, once the all the ignition zone is taken out of the core, the fissions will be maintained with the fissile fuel breed in the blanket zone. The code used was the German code KANEXT, which is a deterministic code with burn capabilities suitable for these cases, for validation of the KANEXT model the code stochastic code SERPENT was used. The main parameters to consider were the reactivity of the core during the burnup cycles and the discharged burnup of the discarded elements. It was found that the use of fuel cycles with length of 10 years resulted in positive results on the tracked parameters. 1. INTRODUCTION The Breen&Burn nuclear reactor is one of the options for producing high quantities of energy at relatively low cost, either economic and resourcefully. Some of the advantages of this kind of reactor are the following: lack of need of reprocessing facilities as the bred fuel is burned in situ S21 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 inside the core and, as it can use natural, or even depleted uranium (DU) as fertile fuel; with this, the mining, enrichment, and spent fuel storage needs are all considerably reduced. Given the mentioned advantages, the search for making this type of reactors a reality is an appealing idea [1]. In a previous work [2] the Breed and Burn (B&B) Reactor concept was adapted from a reference core taken from an OECD/NEA Benchmark on Fast Reactors [3]. The 1000 MWt core consisted in an ignition zone with a length of 90 cm with 5 different enriched areas with enrichments no higher than 12 %at in 235U; and a blanket zone of 160 cm length containing depleted uranium with 0.35 %at in 235U, for a total of 250 cm length of the core. In this study, no stopping or refueling of the core is taken into consideration but is operated undisturbed for 45 years. The results showed that the fission zone moves axially from one end of the core to the other as time passes by, as it was expected. The current work is an update of that previous work, in which the fuel management is an adaptation of the “Multi-channel Once-Through-Then-Out” (MOTTO) cycle thought for the “Constant Axial shape of Neutron flux, nuclide densities and power shape During Life of Energy producing” (CANDLE) core concept [4], in which part of the burnt fuel is taken out of the core. The objective of the work presented here is to evaluate the feasibility of this fuel management strategy in this type of reactor. The paper will go as follows: in Section 2 the simulated core is described as well as the proposed fuel cycle lengths, Section 3 includes a description of both KANEXT [5] and SERPENT [6] codes, Section 4 show the results of the validation of the model as well as the simulation of the code with the different fuel cycle lengths, and the conclusions are given in Section 5. 2. DESCRIPTION OF THE REFERENCE CORE The main geometric characteristics of the fuel assembly and the core layout were taken from a OECD/NEA Benchmark on Fast Reactors [3], adapting the core length and the reflector to the B&B Reactor needs. The power of the core was selected to allow enough fuel breeding to fulfill the B&B regime without exceeding the burnup limit expected for this kind of reactors. Table I show the main characteristic of the core geometry. As mentioned before, the core consists in two regions: ignition zone and blanket. The ignition zone is divided into 9 axial layers of 10 cm thick each, its fuel consists in metallic fuel with 5% in volume of Zr, the enrichments vary from 8.0 to 12.0 %at in 235U depending on the layer; the blanket zone is divided into 11 layers identical to the ones in the ignition zone except in the enrichment of the fuel which is 0.35 %at in 235U. Table II show the enrichments for each section and Table III show their atomic density. S22 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 The fuel zones are surrounded by three rings of radial reflector, consisting in solid hexagonal HT9 SS blocks with the same size as the fuel assemblies. Besides that, two axial reflector layers of 50 cm height are added in both extremes of the core for better neutron economy. The atomic densities of the reflector and the coolant used in this study are given in Table IV. Table I. Main characteristics of the core Core Power 2000 MW Full Length 200 cm Fuel in active/blanket zone Metallic enriched / Depleted U Material in reflector blocks HT-9 Stainless Steel Material in clad and wrapping wall HT-9 Stainless Steel Assembly/Block pitch 16.2471 cm Fuel pins in assembly 271 Fuel pin radius 0.3236 cm Fuel cladding thickness 0.06207 cm Fuel pin pitch 0.8966 cm Wrapper inner wall face to face distance 15.0191 cm Wrapper outer wall face to face distance 15.8123 cm Figure 1 shows the cross section of a fuel assembly, a SS block and any given axial layer. Figure 1. Fuel (top left) and reflector (bottom left) assemblies and axial layer (right) layout S23 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Zone Axial Ref. Ignition 1 Ignition 2 Ignition 3 Ignition 4 Ignition 5 Table II. Description of the materials inside the core Length Material Zone Length Material 50 cm HT-9 SS Ignition 6 10 cm 11.0 % 235U 10 cm 8.0 % 235U Ignition 7 10 cm 11.0 % 235U 235 10 cm 9.0 % U Ignition 8 10 cm 12.0 % 235U 10 cm 9.0 % 235U Ignition 9 10 cm 12.0 % 235U 10 cm 10.0 % 235U Blanket 1-11 10 cm 0.35 % 235U 235 10 cm 10.0 % U Coolant N/A Sodium Table III. Atomic densities (in at/b-cm) in fuel materials in the core 235 238 U U Zr Blanket 1.604005E-04 4.566832E-02 2.145544E-03 Ignition Zone 1 3.669836E-03 4.220312E-02 2.145544E-03 Ignition Zone 2 4.129087E-03 4.174965E-02 2.145544E-03 Ignition Zone 3 4.129087E-03 4.174965E-02 2.145544E-03 Ignition Zone 4 4.588453E-03 4.129608E-02 2.145544E-03 Ignition Zone 5 4.588453E-03 4.129608E-02 2.145544E-03 Ignition Zone 6 5.047936E-03 4.084238E-02 2.145544E-03 Ignition Zone 7 5.047936E-03 4.084238E-02 2.145544E-03 Ignition Zone 8 5.507534E-03 4.038858E-02 2.145544E-03 Ignition Zone 9 5.507534E-03 4.038858E-02 2.145544E-03 Table IV. Atomic densities (in at/b-cm) in no-fuel materials in the core HT-9 SS Coolant Fe 6.971499E-02 Ni 4.298442E-04 Cr 1.036600E-02 Mn 4.592099E-04 Mo 4.900210E-04 Na 2.227200E-02 3. DESCRIPTION OF THE CODES In this section a brief but concise description of both used neutronics codes will be given, more emphasis will be given to the code KANEXT since information about the code SERPENT is widely available. S24 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3.1. The SERPENT Code SERPENT [5] is a three-dimensional continuous-energy Monte Carlo reactor physics code with burnup capability. It is being developed at VTT Technical Research Centre of Finland since 2004. According to the developers, SERPENT main capabilities are listed below: - Spatial homogenization and group constant generation for deterministic reactor calculations. - Fuel cycle studies involving detailed assembly-level burnup calculations. - Validation of deterministic lattice transport codes. - Full-core modeling of research reactors, SMRs, and other closely coupled systems. - Coupled multi-physics applications. - Educational purposes and demonstration of reactor physics phenomena. For fuel depletion analysis, by default, SERPENT solves the Bateman’s depletion equation according to the Chebyshev Rational Approximation Method (CRAM), which is based on the predictor midpoint step technique [7]. SERPENT also uses a methodology to better represent the changes due to material composition variation. This code uses a predictor–corrector method with linear interpolation based on Euler’s method [8]. 3.2. The KANEXT Code The code KANEXT (which stands for KArlsruhe Neutronic EXtendable Tool) [5] is a modular code for deterministic reactor calculations including reshuffling and depletion. KANEXT consists mainly of one kernel and several modules: - The kernel routines contain the main program and a set of interface routines to control the flow of data between the modules, and within each of them. - Modules are programs to perform specific calculations. A module can call other modules (including itself), and can then be called a ‘procedure’. Modules and procedures are available for performing various tasks. In KANEXT, users can create their own modules for specific calculations. A flow diagram of how the modules interact with each other within the VABUSH sequence in a complete job is given in Figure 2. The main modules relevant for our investigations are the following: - The module BURNUP was developed from the code ORIGEN. The local (implemented in Germany) improvements of the code KORIGEN are fully adopted. In addition, ordering of library data is improved. Compatibility with KORIGEN is obtained with available auxiliary modules. - The module DXBURN is a module for group collapsing, both for few-group core simulations (33 energy groups in this work) and for the determination of one-group data for burn-up calculations. The buckling iteration method applied in KANEXT stems directly from the fast reactor development in the 70’s in Germany and has given good results since. S25 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 - The NDCALC module calculates mixture compositions and geometry data for reactor zones. A number of data blocks are provided for cross section calculation and evaluation purposes. The module was initially developed for parametric investigations of tight lattice (hexagonal geometry) light water reactors. For this reason, the main input specifications are based on moderator-to-fuel ratio and on pin-cell and fuel specification data. During further R&D projects, a number of extensions were implemented, especially for other coolants like sodium, lead, lead/bismuth, helium, CO2 and polyethylene. - The module GRUCAL calculates isotopic and mixture dependent macroscopic cross sections based on microscopic cross sections library of 350 energy groups. Resonance self-shielding is done by the Bondarenko method by means of the narrow resonance approximation, which is appropriate for fast reactor applications. Self-shielded group constants from fine-flux calculations can be delivered by the so-called secondary input option, which then will substitute the narrow resonance cross sections. It has to be noted that after the burnup calculation a new self-shielding treatment is carried out for the new cycle in GRUCAL, including new number densities and their impact on the self-shielding. Heterogeneity corrections, like Dancoff approximation for infinite lattices of Wigner-Seitz cells or smeared cells, can be defined. KANEXT is compatible with several existing microscopic cross section libraries and formats such as JEFF3.1, 3.1.1 or ENDF/B 7.0. - The VAPROC module generates the binary input files for the VARIANT code. The cross section file with COMPXS format is created by calling the module GCMPXS. The geometry file GEODST and, if needed, the fixed source file FIXSRC, are written according to the VAPROC input definition. After the pre-processing the VARIANT code is launched. The main purpose is to organize the burnup and fuel management calculations, using the coupled code VARIANT for systems with hexagonal fuel assemblies and the burnup capability of KANEXT. Figure 2. Flow diagram of the main modules in KANEXT S26 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 4. RESULTS AND DISCUSSION 4.1. Methodology The objective of this study is to breed and burn of fissile fuel, which involves not only neutron transport calculations but also burnup calculations. The calculations for stochastic codes, such as MCNP [9] or Serpent [6], are very computationally intense and take a lot of time, the deterministic codes on the other hand are friendlier regarding the computation time and hardware requirements, for this reason the KANEXT code was chosen for these calculation. In order to use the KANEXT code with confidence a verification of the model must be carried out. For this goal, the same model is simulated on the SERPENT code version 2.1.29 at the Beginning of Cycle (BOC) conditions, and the results of both codes are compared. Once the model is verified, it can be used for the objective of this work. Different cycle lengths are tested and after each cycle five layers from the burned region are taken out of the core and five fresh blanket layers are added in the opposite side. The following criteria are due to be met during the core performance: - The keff value must be above 1.0 but not uncontrollably high. - Burnup of the discharged fuel must not exceed 400 GWd/T. - Total life of the core must reach at least 40 years. The 400 GWd/T criteria obey a burnup limit proposed, is compliant with the average discharge burnup in the CANDLE reactors [10]. 4.2. Validation of the KANEXT Code For the SERPENT simulation, 750,000 neutrons are followed per cycle, and the number of cycles used is 100 inactive and 400 active. For the KANEXT simulation, the spherical harmonics (SP3) method is used. For both codes the JEFF 3.1.1 cross section library is used. Table V shows the keff comparison between codes, a net difference of 196 pcm was found between the codes, which is a good comparison considering that both codes work with completely different methodologies. Table V. Comparison of keff in KANEXT and SERPENT Code keff Std. Dev. KANEXT 0.99821 N/A SERPENT (analog) 0.99632 8 pcm SERPENT (implicit) 0.99625 3 pcm Figure 3 shows the axial power distribution through the whole length of the core, the same tendency is shown by both curves and no appreciable differences are observed. S27 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Based on the comparison made, the KANEXT model can be trustingly used for our analysis. Figure 3. Comparison of Axial Power Profiles at BOC with KANEXT and SERPENT 4.3. Fuel Cycle Length Comparison Three fuel cycle lengths were tested: 6, 10 and 15 years. Figure 4 shows the keff evolution for the three options. Figure 4. keff evolution for the three cases S28 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 For the case with cycles of 6 years, it can be seen that not enough fissile fuel is bred in the blanket zones adjacent to the ignition zones, so keff values are always lower than 1.0, even when it can also be seen that fuel breeding and burning is taking place and keff goes up after every refueling, but not enough. For the cycles of 10 years, keff is always above 1.0 but without increasing too much to be difficult to control. It can also be seen that immediately after every refueling the keff goes down and very soon reaches a value similar to the one before, except for the first refueling which means that after 10 years the five layers, which are taken out, still have a good amount of fissile material. Nevertheless, the overall performance of this case is good. The case with cycles of 15 years long the keff reaches high values (up to 1.20) at the end of the core life which could be difficult to control. As in the case of 10 years length, immediately after the refueling the keff value goes down but soon it reaches a value in the same order as before the refueling. After the refueling, the tendency is to go slightly down (same as in the case of 10 years but more pronounced) and then up, this can be explained in two stages: in the first stage, after the refueling, the breeding is more dominant over the fissions which causes a negative tendency in the keff plot; in a second stage, once enough fissile fuel is bred the keff tends to go up due to the increasing of fissions. Regarding the discharge burnup in the two cases where the core was supercritical all the core life, the highest discharge burnup in the case with cycles of 15 years is 516.20 GWd/T, which exceeds by far the burnup limit goal. Table VI shows the discharge burnup of the of the first five layers after each cycle for the case with 10 years length, as can be seen the highest burnup also exceeds the burnup limit goal by 16.5%, which is not that excessive. Table VI. Discharge burnup (GWd/T) after each core stop, in the case of 10 years length Cycle 1 Cycle 2 Cycle 3 Cycle 4 Cycle 5 Layer 1 137.8 386.0 457.7 465.5 466.1 Layer 2 178.4 410.0 447.5 450.0 451.7 Layer 3 211.9 430.5 430.9 431.0 433.1 Layer 4 241.9 437.2 415.7 416.3 418.9 Layer 5 255.6 385.7 410.2 414.4 419.0 It is important to note that after the second refueling (12 years in the 6 years cycle, 20 years in the 15 years cycle and 30 years in the 15 years cycle) all the ignition zone fuel is already taken out and the core runs with originally depleted fuel only. S29 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 5. CONCLUSIONS The evaluation of the core evolution with different cycle lengths showed that it is not easy to balance the cycle length, the reactivity and the discharge burnup. From the cases here analyzed, the one with 10 years length is the one which better complies the goals set, since the core was supercritical for its complete life without being so supercritical that could be hard to control and without exceeding excessively the discharge burnup limit goal set. The operation of a reactor on the B&B regime has the great advantage that breed and burn its own fissile fuel completely in-situ without the need of reprocessing. In the case of the 10 years length cycles, the core ran for 30 years with fuel that was originally blanket. It is desirable, to carry on further works aimed to find cycle-lengths where the burnup discharges tend to be reduced to more conservative values. Additionally, these reactors have the potential to use the Th or Th/U fuel cycles; this is another area that deserves future studies. ACKNOWLEDGEMENTS The authors acknowledge the support of the National Autonomous University of Mexico through the project PAPIIT‐IN115517, and for facilitating the use of the MIZTLI supercomputer under the LANCAD-UNAM-DGTIC-253 project. REFERENCES 1. Roberto Lopez-Solis and Juan Luis Francois-Lacouture, “The breed and burn nuclear reactor: A chronological, conceptual, and technological review”, International Journal of Energy Research, Vol. 42, 13p, (2017). 2. Roberto Lopez-Solis and Juan Luis Francois-Lacouture, “Implementation of the Breed&Burn Concept on a Sodium Fast Reactor”, Proceedings of the XXX Annual Conference of the Mexican Nuclear Society, Mérida, Yucatán, 2-5 de July, (2018). 3. D. Blanchet, L. Buiron, S. Nicolas, T. Kim, T. Taiwo, AEN WPRS Sodium Fast Reactor Core Definitions (version 1.5 revision 10), OECD Nuclear Energy Agency, (2017). 4. Hiroshi Sekimoto and A. 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Davide Chersola, Guglielmo Lomonaco, Riccardo Marotta, Guido Mazzinic. “Comparison between SERPENT and MONTEBURNS codes applied to burnup S30 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 calculations of a GFR-like configuration”. Nuclear Engineering and Design. Vol. 273, p. 542–554 (2014). 8. Pusa, M., Leppänen, J. “Computing the matrix exponential in burnup calculations”, Nuclear Science and Engineering, Vol. 164, 11p (2010). 9. C.J. Werner (editor), MCNP User’s Manual - Code Version 6.2, LA-UR-17-29981, (2017). 10. Hiroki Osato, Jun Nishiyama and Toru Obara, “Study on the CANDLE Burning Fast Reactor with Initial Core Using Plutonium from LWR Spent Fuel”, Proceedings of the 5th International Symposium on Innovative Nuclear Energy Systems INES-5, Tokio, Japan, October 31 – November 2, (2016). S31 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 S32 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Comparación de los resultados de los códigos ORIGEN y SNF aplicados a un combustible BWR 8x8 José-Luis Montes-Tadeo, Eduardo Martínez Caballero, Raúl Perusquía, Rogelio Castillo Durán Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Carretera Federal México Toluca, La Marquesa s/n, Ocoyoacac, Estado de México C.P. 52750 joseluis.montes@inin.gob.mx; eduardo.martinez@inin.gob.mx; raul.perusquia@inin.gob.mx; rogelio.castillo@inin.gob.mx Resumen En el presente trabajo se muestra una comparación preliminar de los resultados que se obtienen al aplicar el código ORIGEN para conocer los parámetros de un combustible gastado tipo 8x8 en un reactor BWR, contra los correspondientes obtenidos con el código SNF. Los parámetros comparados son la actividad del ensamble de combustible, su calor de decaimiento, así como la concentración de los actínidos y productos de fisión del mismo. Estos parámetros se calcularon en diferentes puntos temporales de enfriamiento, de manera tal que el intervalo total de enfriamiento es de 60 años. El ensamble de combustible pertenece al sub-lote que se descarga al final de la operación del ciclo inicial del reactor. El material combustible del ensamble es UO2 con un enriquecimiento promedio inicial en U-235 de 1.76 w/%. De manera selecta este ensamble contiene algunas varillas con Gd2O3 como veneno quemable. El número total de varillas en las celdas de combustible es 64, 62 de éstas contienen material combustible, las dos restantes son barras de agua. El ensamble de combustible alcanza un quemado de 13,390 MWd/t. Los resultados que se generan con los dos códigos presentan un comportamiento estadísticamente muy similar si los comparamos considerando un total de 60 años de enfriamiento. El promedio de las diferencias entre los dos códigos en el cálculo de la concentración total (g/t) de los productos de fisión es menor al caso de los actínidos. Para la actividad global y calor de decaimiento, el promedio de las diferencias relativas (%) es de 2.9 y 4.0 respectivamente. 1. INTRODUCCIÓN El reactor BWR analizado ha estado operando de manera ininterrumpida por tres décadas. A través de este tiempo de operación se ha estado generando una cantidad importante de combustible gastado. Las condiciones en que se retira desde núcleo del reactor conllevan diferentes aspectos que permiten caracterizarlos, éstos tienen que ver con el contenido isotópico, su capacidad de alcanzar su estado crítico, el calor de decaimiento que genera, así como los requerimientos de blindaje y su recuperabilidad. En el presente trabajo se abordan algunos de estos aspectos del combustible gastado. A saber, la estimación del contenido S33 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 isotópico, la actividad del combustible, así como su calor de decaimiento. Se realiza una comparación de los resultados que se generan con los códigos ORIGEN [1,2] y SNF [3]. La aplicación del código ORIGEN está documentada en diversos trabajos, por ejemplo, en [4] se utiliza para validar las predicciones de los inventarios isotópicos del combustible gastado que realiza el código de física de celdas Polaris. En [5], se ha usado el código ORIGEN como parte de un módulo de análisis de datos del combustible gastado para auxiliar en el análisis en tiempo real de las mediciones rutinarias de seguridad que se realizan antes de realizar la carga en los contenedores de almacenamiento seco. En [6], se usa en los cálculos de radiotoxicidad y composición del combustible nuclear gastado, conjuntamente con el código MCNP. En [7], se describe un proceso de validación de los cálculos de quemado del sistema SCALE al cual pertenece el código ORIGEN, usando mediciones de concentraciones de nucleídos en muestras de combustible gastado de la central TMI-1. Por su parte el código SNF comienza a ser utilizado con propósitos similares al código ORIGEN, como puede notarse en [8], en donde se utiliza para auxiliar en la estimación del contenido isotópico y actividad del combustible nuclear gastado con base en la información de los simuladores del manejo del combustible dentro del núcleo del reactor. Dentro de esta referencia se describe un procedimiento basado en el historial de agotamiento individualizado de cada ensamble de combustible, lo que permite abrir la posibilidad de optimizar las cargas de los contenedores desde el punto de vista de criticidad, calor de decaimiento y fuentes de emisión. En la siguiente sección se describe la metodología utilizada para analizar el combustible que mayor quemado al finalizar la operación del primer ciclo de un reactor BWR, posteriormente se presentan los principales resultados obtenidos y finalmente algunas conclusiones que se derivan de todo lo anterior. 2. METODOLOGÍA Para realizar la comparación de los resultados entre el código ORIGEN y el código SNF, se ha elegido un ensamble de tipo 8x8. Este ensamble se cargó al iniciar la operación de un reactor BWR, operando con una potencia nominal de 1931 MWth. Las características iniciales del ensamble de combustible que se utilizó para realizar los cálculos con los dos códigos se muestran en la Tabla I. Tabla I. Parámetros del combustible BWR 8x8 Parámetro Ensamble BWR-8x8 MWd/t, EOC 13,390 U-235 %/w 1.76 Gd2O3 %/w 0.0968 Longitud del ciclo, días 938 S34 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 2.1 Cálculos con el código ORIGEN. El Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ) cuenta con el sistema de códigos de cómputo SCALE VI (de sus siglas en inglés Standardized Computer Analyses for Licensing Evaluation) desarrollado en el Oak Ridge National Laboratory (ORNL); como parte de este paquete se encuentra el código ORIGEN-ARP (de sus siglas en inglés Oak Ridge Isotope GENeration, Automatic Rapid Processing) que es empleado para realizar cálculos de quemado, decaimiento radiactivo, entre otros, de combustible nuclear de reactores de potencia [1]. ORIGEN-S usa el método exponencial de matrices para resolver el sistema acoplado, lineal, de ecuaciones diferenciales de primer orden con coeficientes constantes y puede ser llamado desde un módulo de control (ARP), o puede ser ejecutado como un programa independiente. El objetivo principal de ORIGEN-ARP es hacer posible, cálculos de combustible nuclear ya sea quemado o decaimiento, entre otros; usa secciones eficaces con espectros de energía en multigrupos proveniente de la biblioteca de datos nucleares ENDF/B [2]. 2.2 Cálculos con el código SNF. El código SNF calcula las concentraciones isotópicas, términos fuente radiactivos, y el calor de decaimiento del combustible LWR gastado. Usa de manera ventajosa los resultados del simulador tridimensional SIMULATE5. De hecho, forma parte del sistema CMS (Core Management System) de Studsvik. La forma en que estos programas se relacionan se muestra en la Figura 1. CASMO (2D) ( ) CMSLINK BANCO DE DATOS NUCLEARES SNF SIMULATE (3D) HISTORIAL DE OPERACIÓN Figura 1. Sistema de simulación CMS/SNF Se usa la versión v1.6.1 que maneja 357 isótopos, usa la biblioteca ENDF/B-VII de datos nucleares y del espectro de radiación gamma. Esta versión de SNF no considera, en general; los isótopos que tienen vida media más pequeña que unos pocos días. Una de las bondades notables en el código SNF es que toma en cuenta los efectos espectrales derivados de la operación, por ejemplo; el efecto de la historia del quemado de la barra de control sobre las concentraciones S35 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 isotópicas así como las heterogeneidades a nivel celda de ensamble combustible en dos dimensiones de CASMO y de tres dimensiones en SIMULTE a nivel núcleo del reactor a diferencia de ORIGEN que es esencialmente un código de cero dimensiones. 3. RESULTADOS Los principales resultados de comparación son la concentración (g/t), está dividida en la que corresponde a 66 actínidos y la correspondiente a 285 productos de fisión; la tasa de decaimiento radiactivo (Bq/t) y el calor de decaimiento (W/t). El tiempo total de enfriamiento es de 60 años, contado a partir de que el reactor alcanza su primera criticidad. Figura 2. Concentración (g/t), actínidos. S36 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 3. Concentración (g/t), productos de fisión. Figura 4. Actividad Específica (Bq/t) del ensamble de combustible. S37 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 5. Calor de decaimiento (W/t) del ensamble de combustible. El promedio de las diferencias en el cálculo de la concentración total (g/t) de los productos de fisión (Figura 3) es menor con relación al mismo para el caso de los actínidos (Figura 2), 0.74 g/t y 2.98 g/t respectivamente. Para la actividad (Figura 4) y calor de decaimiento (Figura 5), el promedio de las diferencias relativas (%) es de 2.9% y 4.0% respectivamente. Sin embargo, cuando se examina en detalle y se comparan resultados entre ORIGEN y SNF éstos difieren en forma muy dispar. Como se muestra en la Tabla II, las diferencias relativas de las concentraciones calculadas por ORIGEN y SNF en el tiempo en que se da por terminado el primer ciclo de operación correspondiente al ensamble de combustible descargado más quemado. TABLA II. Diferencias relativas de concentración de Transuránicos y Uránicos entre ORIGEN y SNF al EOC del ensamble descargado más quemado ISÓTOPO % (ORIGEN -SNF)/SNF 2.12% 1 u234 -10.44% 2 u235 9.16% 3 u236 -38.17% 4 u237 0.13% 5 u238 -37.26% 6 u239 -8.42% 7 np237 S38 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 8 np238 9 np239 10 np240 11 pu236 12 pu238 13 pu239 14 pu240 15 pu241 16 pu242 17 pu243 18 am241 19 am242m 20 am242 21 am243 22 am244 23 cm242 24 cm243 25 cm244 26 cm245 27 cm246 28 u235+pu239+pu241 -42.14% -37.26% -77.97% -75.32% -15.06% -14.28% -4.00% -5.57% -6.48% -47.50% 68.06% 65.07% -5.83% -27.47% -69.02% 8.33% -20.87% -59.71% -82.98% -84.49% -11.41% En la Tabla III se presentan las diferencias relativas de las concentraciones reportadas por ORIGEN y SNF de los 65 isótopos radioactivos principales presentes al terminar el primer ciclo de operación correspondiente al ensamble combustible descargado con el mayor quemado. Estos 65 isótopos, son base para el cálculo denominado “término fuente” y son requeridos por códigos relacionados con el análisis de accidentes severos como el código MAAP5 [12]. Parte de los isótopos son generados por una compleja sucesión de eventos que pueden incluir absorción neutrónica y decaimientos radiactivos. TABLA III. Diferencias relativas de la concentración de productos de Fisión y Actínidos entre ORIGEN y SNF al EOC del ensamble descargado más quemado Promedio Pesado por Diferencia Relativa Dif.Rel. Abs. Concentración-> -3.16% 3.59% Promedio DifRel -> -10.99% 24.87% %(Ori-SFN)/SNF %Abs(Ori-SFN)/SNF VidaMedia Isótopo Dif. Relativa% Dif. Rel. Absoluta% 1 24360 año Pu-239 -14.276% 14.276% S39 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 34 35 36 37 38 39 40 6760 458 30 28.8 18.1 13.2 10.72 2.1 1.01 285 163 109 65 59 50.6 39.5 35 34 32.5 18.66 13.7 13 12.8 11.92 11.1 8.05 5.27 3.9 3.33 3.25 2.79 2.35 2.3 1.68 1.5 1.37 20.8 17 año año año año año año año año año día día día día día día día día día día día día día día día día día día día día día día día día día día día hr hr Pu-240 Am-241 Cs-137 Sr-90 Cm-244 Pu-241 Kr-85 Cs-134 Ru-106 Ce-144 Cm-242 Te-127m Zr-95 Y-91 Sr-89 Ru-103 Nb-95 Te-129m Ce-141 Rb-86 Pr-143 Cs-136 Ba-140 Xe-131m Nd-147 I-131 Xe-133 Sb-127 Pu-238 Te-132 Mo-99 Np-239 Xe-133m La-140 Rh-105 Ce-143 I-133 Zr-97 -4.004% 6 8.056% 0.736% 3.457% -59.713% -5.571% 4.360% -22.593% -27.028% -30.024% 8.332% 26.061% -41.970% -41.315% -40.433% -39.982% -45.359% -23.428% -38.547% -46.604% -34.944% -27.786% -33.405% -51.116% -32.320% -31.573% -31.878% -32.818% -15.060% -30.423% -31.382% -37.264% -30.554% -33.858% -32.340% -30.609% -31.300% N.A. S40 4.004% 68.056% 0.736% 3.457% 59.713% 5.571% 4.360% 22.593% 27.028% 30.024% 8.332% 26.061% 41.970% 41.315% 40.433% 39.982% 45.359% 23.428% 38.547% 46.604% 34.944% 27.786% 33.405% 51.116% 32.320% 31.573% 31.878% 32.818% 15.060% 30.423% 31.382% 37.264% 30.554% 33.858% 32.340% 30.609% 31.300% N.A. Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 TABLA III. Diferencias relativas de concentración de productos de Fisión y Actínidos (Cont.) 41 10.1 hr Y-93 4.430% 4.430% 42 9.7 hr Sr-91 -30.167% 30.167% 43 9.3 hr Te-127 -26.703% 26.703% 44 9.2 hr Xe-135 -19.702% 19.702% 45 6.7 hr I-135 -31.451% 31.451% 46 6.0 hr Tc-99m -31.217% 31.217% 47 4.48 hr Kr-85m -27.886% 27.886% 48 4.43 hr Ru-105 -34.020% 34.020% 49 4.3 hr Sb-129 -40.786% 40.786% 50 3.9 hr La-141 -31.966% 31.966% 51 3.53 hr Y-92 -30.619% 30.619% 52 2.84 hr Kr-88 -30.225% 30.225% 53 2.7 hr Sr-92 -30.613% 30.613% 54 2.3 hr I-132 -32.205% 32.205% 55 1.37 hr Kr-87 -29.888% 29.888% 56 1.4 hr La-142 -31.638% 31.638% 57 1.38 hr Ba-139 -31.701% 31.701% 58 1.25 hr Te-131m -33.662% 33.662% 59 1.11 hr Te-129 -32.055% 32.055% 60 52.5 min I-134 -31.946% 31.946% 61 42.0 min Te-134 -27.893% 27.893% 62 17.8 min Rb-88 -30.205% 30.205% 63 17 min Xe-138 -29.568% 29.568% 64 15.8 min Xe-135m -29.115% 29.115% 65 15 min Rb-89 -30.137% 30.137% 3.1 Discusión de Resultados Los resultados, considerando el período de 60 años, generados por los dos programas ORIGEN y SNF, presentan estadísticamente un comportamiento similar a nivel global, principalmente para valores posteriores a un tiempo de 3 días de enfriamiento. No obstante, se esperan diferencias puesto que los modelos de simulación tienen bases y filosofías de cálculo distintos, principalmente en dicho intervalo de tiempo. En particular, el código ORIGEN usa valores representativos en cero dimensiones (0D) para los parámetros de la operación del ensamble de combustible. Mientras, SNF, utiliza resultados en tres dimensiones (3D) que provienen de la simulación detallada de la operación del reactor. En la Tabla II se observa que el isótopo mayoritario presente en el ensamble, el U-238, reportado por ambos códigos coinciden prácticamente (-0.13%) pero ORIGEN subestima S41 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 respecto al código SNF en lo concerniente a las concentraciones de los isótopos físiles más importantes: U-235 (-10.44%), Pu-239 (-14.28%) y Pu-241 (-5.57%), Agrupando los anteriores isótopos físiles, la subestimación relativa de ORIGEN alcanza el 11.41%. Estas diferencias se atribuyen a que el sistema CMS/SNF trata con detalle las heterogeneidades tanto a nivel del ensamble combustible (CASMOS 2D) como del núcleo del reactor (SIMULATE 3D). Esto repercute fuertemente en el proceso de conversión del U-238 en plutonios físiles, que al consumirse por fisiones contribuyen en la producción de energía influyendo fuerte y complejamente en el remanente de U-235 y en las concentraciones isotópicas de plutonio alcanzados al final del ciclo (EOC). Es conveniente resaltar que el sistema CASMO/SIMULATE/SNF realiza cálculos estáticos del seguimiento de ciclos con modelos neutrónicos, termo-hidráulicos y de inventario isotópico que son reconocidos como “estado del arte”. En cuanto a las bondades que tiene el código ORIGEN se debe resaltar que éste puede tratar hasta 2232 diferentes isótopos mientras que SNF sólo 285 isótopos de ellos 66 actínidos, el resto básicamente corresponde a productos de fisión, lo que influye en que ORIGEN sea más confiable en los cálculos relacionados con los productos de fisión tales como; el calor de decaimiento y la actividad total. SNF prescinde preferentemente de los isótopos generados en la fisión que son estables o cuyas vidas medias sean relativamente cortas reteniendo solo aquellos que son de mayor interés en lo asociado a la liberación de productos de fisión. Esto tiene como consecuencia que al comparar ORIGEN y SNF a través del tiempo el calor de decaimiento y la actividad totales (Figuras 4 y 5) difieran en los primeros días de enfriamiento para después disminuir ésta paulatinamente hasta un punto en el que la diferencia se puede explicar debido a que el sistema CMS/SNF trata con detalle las heterogeneidades como anteriormente se mencionó. Las diferencias observadas en la TABLA III, diferencias relativas de la concentración de productos de Fisión y Actínidos entre ORIGEN y SNF al EOC del ensamble descargado más quemado, son a veces notable, en promedio las diferencias relativas en valor absoluto son del orden del 25% y cuando se pesan por la importancia que da su concentración alcanzada esta diferencia total baja a menos del 4%, nuevamente atribuible al trato detallado de las heterogeneidades por el sistema CMS/SNF. 4. CONCLUSIONES Como se mencionó en la sección anterior, la Tabla III presenta los promedios de las diferencias relativas y de las diferencias relativas absolutas pesadas ponderadamente por las concentraciones de cada isótopo tal que isótopos que presentan grandes discrepancias pero concentraciones menores una parte por millón no pesan ante los isótopos como los uranios y plutonios que son más del 99% del peso del ensamble combustible. Sin embargo hay isótopos que aún en pequeñas cantidades tiene alta actividad específica pero en general sus vidas medias son relativamente bajas tal que en pocos días o a lo más meses su importancia como contribuyentes a la actividad total disminuye notablemente. Lo anterior S42 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 explica porque en los primeros 3 a 4 días los resultados reportados por Origen y SNF difieren sustancialmente. A plazos mayores la diferencia se puede atribuir a los actínidos con un número atómico mayor a 92. SNF reporta una diferencia del orden del 12% que se puede atribuir a que el sistema CMS del que forma parte SNF si considera heterogeneidades de distribución de materiales del combustible (dos dimensiones a nivel celda y tres dimensiones a nivel Núcleo) que potencialmente debe realizar cálculos más realistas que el código Origen que es un código de cero dimensiones. En el presente trabajo sólo se analizó un solo ensamble combustible, si bien es el que presenta el mayor grado de quemado y de ahí su importancia, pero es obvio que no es posible dar los resultados encontrados como concluyentes y es necesario realizar un análisis más profundo y de mayor amplitud; confrontado contra datos experimentales. Con base al análisis de los resultados preliminares presentados se observó que ORIGEN subestima los valores globales de actividad y de calor de decaimiento que presenta los combustibles gastados al ser descargados. Es pertinente mencionar que la ejecución del código ORIGEN requiere sólo segundos mientras que CMS/SNF tarda horas y requiere de la formación de modelos de simulación muy elaborados que a su vez necesitan información detallada del seguimiento operativo del núcleo del reactor. En conclusión los resultados de ORIGEN y CMS/SNF se complementan y son un soporte para el análisis del combustible gastado de reactores de potencia de agua en ebullición (BWR). Los resultados que proporcionan tanto ORIGEN como SNF son de importancia fundamental para generar el llamado Término Fuente radiactivo, que es esencial para diversos estudios y aplicaciones como son, su disposición en silos secos y/o disposición final, análisis de accidentes, incluyendo los accidentes severos, y estudios de reprocesamiento de combustible gastado. AGRADECIMIENTOS Los autores reconocen el apoyo de SENER-CONACYT, a través de su Fondo de Sustentabilidad Energética, al proyecto FSE-2103-04-213519 y al Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares a través del proyecto SN-002 REFERENCIAS 1. ORNL "SCALE: A Modular Code System for Performing Standardized Computer Analyses for Licensing Evaluations", ORNL/TM-2005/39, Version 6, January 2009. 2. I. C. Gauld, O. W. Hermann, R. M. Westfall, “ORIGEN-S: SCALE System Module to Calculate Fuel Depletion, Actinide Transmutation, Fission Product Buildup and Decay, and Associated Radiation Source Terms”, Nuclear Science and Technology Division, ORNL/TM-2005/39, Version 6, Volumen II, Sect. F7, (January 2009). S43 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3. T. Simeonov, G. Anton, J. D. Rhodes, A. Becker. SNF User’s Manual. Studsvik, SSP11/328 REV3. June 11, 2011. 4. I. C. Gauld, U. Mertyurek. “Validation of BWR spent nuclear fuel isotopic predictions with applications to burnup credit”. Nuclear Engineering and Design. 345, p. 110-124 (2019). 5. S. Vaccaro, I. C. Gauld, J. Hu, P. De Baere, J. Peterson, P. Schwalbach, A. Smejkal, A. Tomanin, A. Sjöland, S. Tobin, D. Wiarda. “Advancing the Fork detector for quantitative spent nuclear fuel verification”. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 888, p. 202-217 (2018). 6. R. Plukienė, A. Plukis, L. Juodis, V. Remeikis, O. Šalkauskas, D. Ridikas, W. Gudowski. “Transmutation considerations of LWR and RBMK spent nuclear fuel by the fusion– fission hybrid system”, Nuclear Engineering and Design, 330, p. 241-249 (2018). 7. I. C. Gauld, J. M. Giaquinto, J. S. Delashmitt, J. Hu, G. Ilas, T. J. Haverlock, C. 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S44 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Generación y Quemado de Actínidos Menores en Flujo Rápido de Neutrones J. Ramón Ramírez Sánchez, Javier Palacios H., Gustavo Alonso V., Eduardo Martínez C. Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Carretera Mexico Toluca Km 36.5, Ocoyoacac Edo. De Mexico. ramón.ramirez@inin.gob.mx, Javier.palacios@inin.gob.mx, Gustavo.alonso@inin.gob.mx, Eduardo.martinez@inin.gob.mx Resumen El principal problema del combustible nuclear gastado, es la radiación que emite por periodos de tiempo muy largos. Esta radiación se debe a que el combustible contiene isótopos radiactivos de diferentes elementos formados durante la irradiación del combustible, entre ellos se encuentran los actínidos menores, que se forman por captura neutrónica de los elementos que constituyen el combustible ya sea de uranio o plutonio. Estos radionúclidos causantes del campo de radiación del combustible gastado, pueden ser transmutados en isótopos estables ó físiles si se someten a una posterior irradiación con neutrones rápidos. Este trabajo, evalúa por cálculo la cantidad de actínidos menores generada en el combustible nuclear y la cantidad que podría ser destruida en una posterior irradiación en la cual los actínidos menores se incorporan en combustible fresco. Los resultados muestran que el combustible de uranio en un reactor rápido genera muy pocos actínidos y que en el quemado de los mismos es menos eficiente que el combustible de plutonio. Palabras Clave: Plutonio, Combustible nuclear, Actinides, Reactor Abstract The main problem of spent nuclear fuel is the radiation it emits for very long periods of time. This radiation is due to the fact that the fuel contains radioactive isotopes of different elements formed during the irradiation of the fuel, among them are the minor actinides, which are formed by neutron capture of the elements that constitute the fuel, either uranium or plutonium. These radionuclides causing the radiation field of spent fuel can be transmuted into stable or fissile isotopes if they undergo subsequent irradiation with rapid or thermal neutrons. This work evaluates by calculation, the amount of minor actinides generated in nuclear fuel and the amount that could be destroyed in a subsequent irradiation in which minor actinides are incorporated into fresh fuel. The results show that uranium fuel in a fast reactor generates very few actinides and that in burning them it is less efficient than plutonium fuel. Keywords Plutonium, Nuclear fuel, Actinides, Reactor S45 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 1. INTRODUCCIÓN Existe en el mundo un gran interés por cerrar el ciclo de combustible, con el fin de aprovechar la energía remanente en el plutonio generado en los combustibles de uranio sometidos a irradiación en los reactores térmicos de agua ligera, esto ha dado lugar al desarrollo del combustible de plutonio y uranio llamado MOX[1], utilizando este concepto de combustible MOX es posible aprovechar la energía contenida en el plutonio, que ya ha sido ampliamente utilizado en los reactores de agua ligera y también en los conceptos de reactores rápidos. Haciendo uso de esta experiencia se propone aquí un ensamble de combustible MOX del tipo utilizado en los actuales reactores rápidos para realizar cálculos de generación de actínidos y de su destrucción reciclando los actínidos menores en combustible nuevo. Como herramienta de cálculo se utiliza un código de Monte Carlo llamado MCNP6, este código es de propósito general y energía continua, dependiente del tiempo y acoplamiento neutrón/fotón/electrón utilizado como código de transporte. El intervalo de energías para neutrones es de: 10-11 Mev a 20 Mev, y el intervalo para fotones y electrones es de: 1 kev a 1000 Mev y tiene como característica estándar, el cálculo de eigenvalores (keff) para sistemas físiles. 2. DESARROLLO Se diseña primero la barra de combustible MOX utilizando pastillas cerámicas de óxidos mixtos con concentraciones de plutonio del orden del 20%, el plutonio utilizado es plutonio proveniente del combustible gastado de reactores de agua ligera, una vez definida la barra de combustible se define un arreglo para el ensamble, dicho arreglo es triangular, lo que nos lleva a definir un ensamble del tipo hexagonal conteniendo 127 barras en su interior y de datos de la literatura se le asigna una potencia de 4 MW y una longitud activa de 80 cm. Con esta información fue posible diseñar un concepto de ensamble combustible encapsulado en un canal de flujo de forma hexagonal[2]. La Figura 1 muestra una sección transversal de la barra de combustible nuclear. El agujero central de la pastilla de combustible se debe a una previsión para la salida de gases de fisión de la pastilla hacia el pleno superior de la barra combustible, el material combustible es cerámico de UO2-PuO2 con una densidad de 10.4 g/cm3 y el material de encamisado es de acero inoxidable 316 de bajo carbón. El gap contiene He-4 a una presión de 2 bars con el fin de compensar la presión externa sobre la barra S46 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 1 Corte Transversal de Barra Combustible Una vez obtenida la barra de combustible, es posible armar un ensamble de arreglo triangular en el interior de un canal hexagonal, como el utilizado en los ensambles de combustible de reactores rápidos[3], obteniendo así el ensamble necesario para conceptualizar el núcleo completo. La Figura 2 muestra el corte transversal del concepto de ensamble, que en total tiene un arreglo triangular de 127 barras de combustible. Figura 2 Ensamble de combustible nuclear con 127 Barras Utilizando el código de cómputo MCNP6 se modelaron las barras de combustible y el ensamble completo, de lo que sería en principio un ensamble de combustible para reactor rápido, esto se consigue evitando moderar los neutrones en el reactor, por lo que se incluye al sodio como refrigerante. Con la geometría propuesta y habiendo definido el combustible como UO2 cerámico ó Oxido mixto de uranio plutonio, utilizando plutonio grado reactor, se realizaron corridas del Código MCNP6 para diferentes pasos de quemado y utilizando combustibles de plutonio y uranio enriquecido, los resultados se muestran en la sección 3 de este trabajo. Los parámetros utilizados para el cálculo neutrónico del ensamble de combustible se dan en la Tabla I S47 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Tabla I Parámetros del Ensamble de Combustible Potencia por Ensamble Ensamble de Combustible Número de barras Longitud Activa Pitch de barra Diámetro externo de Barra Diámetro externo de Pastilla Diametro interno de Pastilla Gap Espesor de Encamisado Material de Encamisado Material Combustible Concentración de Pu Concentración de Uranio Físil Densidad de Combustible Espesor del Canal Hexagonal 4.0 MWth Hexagonal 127 80 cm 14 mm 10.5 mm 9 mm 2 mm 0.75 mm 0.5 mm SS‐316L MOX, Reactor Grade Pu 23 % 0.25 % from uranium tails 10.4 g/cm3 2 mm El vector de composiciones de Actínidos menores se obtuvo de cálculos de quemado de combustibles de uranio enriquecido, utilizando el Código CASMO 4[5], Tabla II. Tabla II Concentraciones de Actínidos Menores Isótopo Np-237 Am-241 Am-243 Cm-244 % Peso 61.59 6.47 25.11 6.83 El vector de composiciones de los isótopos de plutonio fue tomado del documento Technical Series Report - 415 del IAEA, este corresponde a un quemado de 43000 Mwd/TU[4], Tabla III. Tabla III Concentraciones de plutonio grado reactor Isótopo Pu‐238 Pu‐239 Pu‐240 Pu‐241 Pu‐242 % Peso 1.6 60.13 24.5 8.8 5.0 RESULTADOS Los resultados del cálculo neutrónico y quemado del ensamble, se obtuvieron considerando primero, que el combustible es uranio enriquecido al 25% de 235U para determinar su comportamiento en flujo rápido, en este caso se introdujo en el cálculo solamente el uranio enriquecido para determinar las cantidades de actínidos resultantes de la irradiación, (Tabla IV). Con el mismo modelo se calculó un segundo caso incluyendo un 6% de actínidos menores con la composición mostrada en la Tabla II, para evaluar la cantidad de actínidos quemados durante la irradiación, S48 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Tabla IV Resultados para el combustible de Uranio Enriquecido (gramos) Dos casos, uranio enriquecido y uranio enriquecido más 6% de actínidos UOX 25% U físil 25% U físil+6%Ac Fuel 0 GWd/TU 66.48 GWd/TU 0 GWd/TU 66.48 GWd/TU U‐235 15360 11460 14080 11140 U‐238 38800 37310 38410 37200 Pu‐238 0 1.773 0 129.8 Pu‐239 0 1024 0 849.5 Pu‐240 0 28.30 0 44.72 Pu‐241 0 0.5081 0 0.768 Pu‐242 0 0.006 0 5.751 Np‐237 0 26.43 964.8 819.8 Am‐241 0 0 249.2 202.9 Am‐243 0 0 2364 2013 Cm244 0 0 262 480 TOTAL Actínidos M. 26.43 3840 3514 El segundo proceso de cálculo fue similar al anterior, en las mismas condiciones de quemado, esto es a 66.48 Mwd/TU solo cambiando el uranio enriquecido por Plutonio de grado reactor con concentraciones de 22% y composición como la descrita en la Tabla III, los resultados se muestran en la Tabla V. Tabla V Resultados para Combustible de Plutonio Grado Reactor (gramos) Dos casos plutonio grado reactor y plutonio más 6% de actínidos menores MOX 22% Pu 22%Pu+6%A Fuel 0 GWd/TU 66.48 GWd/TU 0 66.48 GWd/TU U‐235 118.4 80.66 265.3 184.8 U‐238 39920 37940 37100 35320 Pu‐238 189.3 146 181.4 499 Pu‐239 8868 7525 8515 7271 Pu‐240 3317 3451 3178 3285 Pu‐241 1174 857 1125 824 Pu‐242 579 582 555 562.6 Np‐237 11.64 2001.0 1507.0 Am‐241 99.5 210.2 249.4 Am‐243 34.46 815.4 663.4 S49 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Cm244 TOTAL de Actínidos M. 4.32 221.9 149.92 3248.5 306.8 2733.8 3. CONCLUSIONES Para el caso del combustible de uranio la cantidad de actínidos generada en el combustible fresco es solo de 26 gramos del Np-237, mientras que; para el plutonio grado reactor, es de 150 gramos con la principal contribución de los americios 241 y 243, lo que hace sentido ya que provienen de las capturas en los isótopos del plutonio. Para el caso de quemado de actínidos, con respecto a la cantidad inicial agregada al combustible, en el combustible de uranio se quemaron 326 gramos de actínidos, (8.5%), mientras que en el caso del combustible de plutonio se quemaron 514 gramos (16%), en particular el Np-237. Estos resultados permiten concluir que usar el combustible de plutonio para la transmutación de los actínidos menores lleva algunas ventajas sobre el combustible de uranio enriquecido y sería el más deseable a ser usado si el propósito principal es reciclar el combustible gastado en reactores rápidos por medio de la transmutación y quemado de actínidos menores. AGRADECIMIENTOS Se agradece al Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, el apoyo proporcionado para la elaboración de este trabajo y participación en el congreso de la Sociedad Nuclear Mexicana realizado en la 2019. REFERENCIAS 1.- Waltae Alan E. and Reynolds Albert B. Fast Breeder Reactors. New York Pergamon, (1981). 2.- World Nuclear Association /information-library/current-and-future-generation/fast-neutronreactors.aspx, http://www.world-nuclear.org. mayo (2018). 3.- G. Grassoa, C. Petrovicha, K. Mikityukb, D. Mattiolia, F. Mannic, D. Gugiu, “Demonstrating the Effectiveness of the European lFR Concept: the Alfred Core Design”, IAEA-CN-199/312, Conference Paper IAEA, March (2013) 4.- International Atomic Energy Agency, “Status and Advances in MOX Fuel Technology”, IAEA Technical Report Series 415, Vienna (2003). 5.-J. Ramon Ramirez S., Raúl Pineda A., Gustavo Alonso, Javier Palacios H. Eduardo Martinez, “Minor Actinides Incineration in a Sodium Fast Reactor Subassembly”, PHYSOR 2018: Reactor Physics paving the way towards more efficient systems, Cancun, Mexico, April 22-26, (2018) S50 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Implementación del método de descomposición en dominios en AZTRAN Julian A. Duran Gonzalez, Edmundo del Valle Gallegos Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Física y Matemáticas Av. Luis Enrique Erro s/n, Unidad Profesional Adolfo López Mateos, Zacatenco, Delegación Gustavo A. Madero, C.P. 07738, Ciudad de México; México. redfield1290@gmail.com; edmundo.delvalle@gmail.com Armando M. Gómez Torres Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Carretera México Toluca-La Marquesa s/n, Ocoyoacac, Estado de México, C.P. 52750 armando.gomez@inin.gob.mx Resumen En el presente trabajo se describe la implementación del método de descomposición en dominios al código de transporte de neutrones AZTRAN (AZtlan TRANsport). El código es una herramienta desarrollada para la Plataforma AZTLAN, el cual está escrito en Fortran 90 para el análisis neutrónico de reactores nucleares. AZTRAN resuelve numéricamente la ecuación de transporte con dependencia en tiempo con geometría cartesiana en ordenadas discretas. La arquitectura de las computadoras en la actualidad permite que los códigos se ejecuten en paralelo usando sus componentes como los procesadores o los GPUs con el fin de reducir el tiempo de cómputo. Es debido a esto que se ha hecho un esfuerzo en paralelizar códigos que resuelven modelos físicos como la ecuación de calor o difusión, en los cuales se ha podido implementar el método de descomposición en dominios. El método consiste en descomponer el dominio espacial en subdominios, los cuales van a ser distribuidos en procesadores con el fin de que cada proceso resuelva en simultáneo el subdominio y al final de aproximar el flujo en cada subdominio se actualizan las fronteras. Este método fue implementado en la versión bidimensional estacionaria del código AZTRAN utilizando la interfaz de paso de mensaje (MPI), en la cual se simuló el Benchmark C5G7-2D en estado estacionario, el cual presentó resultados alentadores que motivan a realizar una versión completamente paralelizada tridimensional. 1. INTRODUCCIÓN En el proyecto AZTLAN Platform [1][2], el cual está en desarrollo, las herramientas para análisis el neutrónico están actualizándose constantemente. Tal es el caso del código AZTRAN [3][4], que resuelve numéricamente la ecuación de transporte (1) con dependencia en tiempo y en geometría cartesiana, discretizando sus 7 variables independientes con los siguientes métodos: S51 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 r variable espacial (r ) : método nodal RTN-0 (Raviart-Thomas-Nédélec) variable energía ( E ) : método de multigrupos ˆ ) : método de ordenadas discretas S variable ángulo (Ω N variable tiempo (t ) : método θ r 1 ∂ r ˆ ˆ g∇ψ (rr , Ω ˆ , E , t ) + Σ (rr , E , t )ψ (rr , Ω ˆ , E , t ) = S (rr , Ω ˆ , E, t ) ψ (r , Ω , E, t ) + Ω t v( E ) ∂t (1) r r ˆ donde ψ ( r , Ω , E , t ) es el flujo angular, v ( E ) es la velocidad de los neutrones, Σt (r , E , t ) es la r ˆ sección eficaz macroscópica total, y S (r , Ω , E , t ) es la fuente de neutrones por precursores de neutrones retardados, fisiones y dispersiones. Para resolver la ecuación, el flujo neutrónico es obtenido usando el método de iteración de fuente y el factor de multiplicación efectiva se resuelve con el método de las potencias. Actualmente las computadoras tienen una capacidad de cómputo considerable, por lo que hay un interés en las simulaciones numéricas en paralelizar sus códigos para reducir considerablemente el tiempo de cómputo. De hecho, hay casos de códigos neutrónicos que utilizan la técnica de ordenadas discretas como por ejemplo DENOVO [5], PARTISN [6], y PENTRAN [7] que han sido paralelizados. Los desarrollos más comunes para paralelizar las variables espaciales son el método Koch-Baker-Alcouffe (KBA) [8] y el método de Descomposición en Dominios (DDM) [9][10]. Para este trabajo se optó por implementar el segundo. En AZTRAN se implementó una versión paralelizada por grupo de energía [11], con el problema de que la versión limita los procesos al número de grupos de energía del problema. Para poder hacer mayor uso de los recursos computacionales se implementó el método DDM en la versión bidimensional estacionaria del código mediante la utilización de la herramienta de interfaz de paso de mensajes (MPI) [12], con lo cual se obtuvo una reducción de tiempo admisible. 2. MÉTODO DE DESCOMPOSICIÓN EN DOMINIOS En los últimos años, se ha prestado mucha atención en los métodos de descomposición en dominios ya que permiten obtener la solución de ecuaciones diferenciales parciales que se basan en una partición del dominio del problema físico. En general el método consiste en dividir el dominio en pequeños subdominios los cuales pueden ser asignados a diferentes procesadores e ir iterando para coordinar la solución entre subdominios adyacentes los cuales van a necesitar comunicarse. Dado que los subdominios se pueden manejar independientemente, estos métodos S52 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 son muy atractivos para la computación en paralelo. Hay dos formas de trabajar la descomposición en dominios: con particiones con traslape y sin traslape. En el primero cada subdominio puede traslaparse con sus vecinos y en el segundo los subdominios sólo se intersecan en las fronteras; en la Figura 1 se muestra los dominios. Figura 1. Dominios con traslape vs sin traslape En la Figura 2 se muestra un ejemplo de nuestro caso de interés. Figura 2. Tipo de descomposición problema bidimensional S53 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 2.1. Implementación del DDM en AZTRAN Para la implementación en el código AZTRAN se seleccionó una descomposición 2D con dominio sin traslape. Además, se dispuso que los subdominios sean balanceados, esto quiere decir que cada proceso tiene el mismo número de celdas. Si el problema no presentara un dominio balanceado se tendría que hacer un refinamiento interno en el archivo de entrada lo que significa aumentar la partición espacial, todo esto poder balancearlo. En la Figura 3 se presenta la forma en que se distribuye los subdominios en 16 procesos en AZTRAN. Figura 3. Descomposición de Dominio en AZTRAN Para la implementación del DDM en AZTRAN se utilizó la interfaz de paso de mensajes (MPI). Para empezar, es necesario la creación de una topología cartesiana virtual que permite la partición del dominio en los procesadores, la biblioteca MPI proporciona las herramientas para la creación de una topología. La topología cartesiana es generada con la función MPI_CART_CREATE() la cual crea una nueva comunicación con la topología dada; la función MPI_CART_COORDS() devuelve las coordenadas del comunicador cartesiano con el cual se puede construir el dominio de cada subdominio y finalmente con la función MPI_CART_SHIFT() se puede conocer los subdominios vecinos de cada procesador. S54 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Ya con los subdominios asignados en los procesos, el problema del flujo neutrónico es resuelto con el método de iteración de fuente y al resolver los subdominios en paralelo se procede a actualizar las fronteras de los subdominios usando la función MPI_SENDRECV() con la cual en una sola llamada se mandan los valores de la frontera de un subdominio y lo recibe el proceso que contiene al subdominio vecino. Cabe resaltar que la comunicación depende de la dirección angular. En la Figura 4 se muestra cómo se comunican los subdominios para cada ˆ = ( μ ,η ) . dirección angular en un problema bidimensional donde Ω Figura 4. Comunicación de subdominios S55 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3. RESULTADOS Para la verificación se consideró el Benchmark C5G7-2D el cual es un problema adecuado para esta metodología debido a su complejidad por tamaño, diseño y heterogeneidad. Este problema de 7 grupos de energía es modelado con un cuarto de núcleo con simetría, las dimensiones generales son 64.26 x 64.26 cm, cada ensamble es de 21.42 x 21.42 cm, las condiciones de frontera aplicadas son reflexivas en la parte superior e izquierda, mientras en la derecha e inferior se aplican condiciones de vacío. Cada ensamble de combustible está compuesto por una celda de 17x17. En la Figura 5 se muestra la configuración del problema y una descripción detallada del Benchmark junto a sus secciones eficaces pueden ser encontradas en la referencia [13]. El equipo utilizado para realizar las simulaciones cuenta con una familia de procesadores Intel® Xeon® CPU E5-2699 v3 @2.30GHz x 72. En la Tabla I se muestran los resultados obtenidos por AZTRAN con una tolerancia de 1.0E-08 para las iteraciones internas y 1.0E-07 para las externas, los cuales se comparan con PARTISN en el trabajo [14]. Figura 5. Modelo Benchmark C5G7-2D S56 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Tabla I. Factores de multiplicación efectiva C5G7-2D keff (AZTRAN) keff (PARTISN) Diferencia pcm Ordenada Discreta S2 1.18654 --- S4 1.18473 1.18459 -12 pcm S6 1.18480 1.18468 -10 pcm S8 1.18501 1.18477 -20 pcm S12 1.18556 1.18556 0 pcm S16 1.18598 1.18599 pcm = kref − k AZTRAN kref × 105 1 pcm (2) Para resolver el problema con DDM se les asignó a los procesadores diferentes configuraciones de subdominios para poder observar el comportamiento de cómo es acelerado el problema, en la Figura 6 se muestran las configuraciones propuestas. Figura 6. Configuración de subdominios propuestos Aplicando estas configuraciones se obtuvieron la Tabla II y III que muestran los resultados de los tiempos de cómputo, y así como el número de iteraciones internas totales. S57 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Número de procesadores 1 3 9 17 27 Tabla II. Tiempos de cómputo sin refinamiento S2 S4 S6 S8 S12 441 s 334 s 258 s 359 s 431 s 1626 s 1066 s 722 s 996 s 1235 s 5091 s 3713 s 2313 s 2816 s 3385 s 5816 s 3813 s 2473 s 3326 s 4058 s 19110 s 13733 s 10556 s 13153 s 11958 s Tabla III. Tiempos de iteraciones internas totales sin refinamiento Número de S2 S4 S6 S8 S12 procesadores 1 14946 15201 15163 15183 15146 3 24059 24377 24388 24394 24404 9 25572 26197 25841 26194 25874 17 30142 29967 30001 29387 30047 27 28193 28492 28493 28495 28500 S16 35649 s 22676 s 13317 s 18697 s 25300 s S16 15140 24069 25806 29538 28680 En las Tablas IV y V se muestran resultados, los cuales se obtuvieron aplicando un incremento en el refinamiento espacial en el archivo de entrada. Número de procesadores 1 3 9 17 27 Tabla IV. Tiempos de cómputo con un refinamiento (2x2) S2 S4 S6 S8 S12 2545 s 1678 s 1096 s 1448 s 1783 s 6884 s 4544 s 2973 s 4014 s 4950 s 16050 s 15989 s 9826 s 11976 s 12674 s 26434 s 19783 s 13645 s 17497 s 21665 s 54957 s 33533 s 32186 s 39445 s 47494 s S16 130127 s 88810 s 52444 s 71441 s 79774 s Tabla V. Tiempos de iteraciones internas totales con un refinamiento(2x2) Número de S2 S4 S6 S8 S12 S16 procesadores 1 14630 15154 15180 15123 15132 14578 3 23794 24379 24397 23467 24407 24414 9 25657 26193 26196 26193 25878 25890 17 30125 30017 30044 30038 30060 30072 27 28319 28511 27872 28512 28516 28517 S58 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 En las Tablas II y IV se observa que hay un ahorro de tiempo plausible respecto al cálculo con un procesador, y además al aumentar el número de procesadores no lleva necesariamente a mayor aceleración y eso se debe a que existe mayor comunicación. Finalmente, en las Tablas III y V se puede notar que el número de iteraciones internas totales se incrementa al realizar una descomposición en dominios, y esto es consecuencia de que al tener mayores subdominios se necesitan más iteraciones para converger, ya que al inicio del proceso iterativo se empieza con un valor inicial pero solo unos cuantos subdominios son resueltos bien ya que son los que están cerca de la frontera donde se conoce el valor del flujo, así que se necesitan iteraciones extras para que se actualicen los otros subdominios alejados de las fronteras. Para poder cuantificar la aceleración del método se define el “speedup” en la ecuación (3), el cual está dado como el cociente del tiempo obtenido en serie entre el tiempo resultante en paralelo. T Sp = s Tp (3) En la Figura 7 se muestra el “speedup” obtenido para cada refinamiento y aproximación angular, en el cual se puede observar que el mayor ahorro se obtiene con la configuración con 9 procesadores, ya que se tiene una distribución ideal, además ya se ha documentado que la descomposición 2D tiene mayor aceleración que la 1D. También se aprecia que al aumentar la aproximación angular se tiene un mayor “speedup”. Esto se debe a que antes de actualizar las fronteras de los subdominios, el algoritmo puede trabajar más tiempo en paralelo antes de que exista la comunicación entre procesadores. Finalmente se puede apreciar que en los refinamientos 2x2 sus comportamientos son erráticos y es probable que al aumentar el mallado espacial, se debe seleccionar otra configuración de subdominios con la cual se pueda obtener mejor “speedup”. Figura 7. Speedup obtenido para cada configuración S59 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 4. CONCLUSIONES En el presente trabajo se presentó la implementación del método de descomposición en dominios al código AZTRAN, obteniendo resultados alentadores. Al realizar las pruebas se encontró que el método existe mayor “speedup” al aumentar la aproximación angular, además el método está muy ligado a la discretización espacial con lo cual al aumentar el dominio espacial se puede hacer uso de mayores recursos computacionales, aunque como se muestra en el trabajo se necesita realizar una descomposición 2D balanceada para obtener el mayor ahorro. No obstante, se pueden implementar mejoras para obtener un mayor “speedup” como es el caso de implementar una versión paralela de rebalance de malla gruesa, con el cual se reduciría el número de iteraciones internas. También se optaría por implementar una versión hibrida con openMP para paralelizar la variable de energía con lo que finalmente se implementaría una versión tridimensional paralela. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen el apoyo financiero recibido del proyecto estratégico No. 212602 (AZTLAN Platform) del Fondo Sectorial de Sustentabilidad Energética CONACYT-SENER. El primer autor agradece al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por la beca que está siendo otorgada para la realización de sus estudios de doctorado. REFERENCIAS 1. “AZTLAN Platform”, http://www.aztlanplatform.mx (2019). 2. Gómez Torres, A. M., Puente Espel, F., del Valle Gallegos, E., François, J. L., Martíndel-Campo, C. and Espinosa-Paredes, G. (2015). AZTLAN: Mexican Platform for Analysis and Design of Nuclear Reactors. In Proceedings of ICAPP 2015, Nice, France. May 03-06. Paper 15493. 3. Duran Gonzalez, Julian Arturo. Implementación de la Cinética en el Código de Transporte Tridimensional AZTRAN, tesis maestría, Instituto Politécnico Nacional, ESFM, cdmx (2017). 4. Duran Gonzalez Julian A., del Valle Gallegos Edmundo, Gómez Torres Armando M., “Implementación de la Cinética en el Código de Transporte AZTRAN”, Memorias XXVIII Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana, 18 al 21 de junio de 2017. 5. Evans Thomas, Stafford Alissa, Clarno Kevin, “Denovo—A New Three-Dimensional Parallel Discrete Ordinates Code in SCALE”, Nuclear technology, 171, p. 171-200 (2010). 6. R Alcouffe, R. S. Baker, J. A. Dahl, A. Turner, “PARTISN Code Abstract”, Physor 2000 International Topical Meeting, Advances in Reactor Physics and Mathematics and Computation into the Next Millennium, Pittsburgh, USA, (2000). S60 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 7. T. Courau and G. Sjoden, “3D Neutron Transport and HPC: A PWR Full Core Calculation Using PENTRAN SN Code and IBM BLUEGENE/P Computers,” Progress in Nuclear Science and Technology, 2, 628–633 (2011). 8. K. Koch, R. Baker, R. Alcouffe, “Solution of the first-order form of the 3-D discrete ordinates equation on a massively parallel processor”, Transactions of the American Nuclear Society 65 (1992) 198–199. 9. E. MASIELLO, B. MARTIN, and J.-M. DO, “Domain Decomposition and CMFD Acceleration Applied to Discrete-Ordinate Methods for the Solution of the Neutron Transport Equation in XYZ Geometries,” Proc. Int. Conf. Mathematics and Computational Methods (M&C2011), Rio de Janeiro, Brazil, May 8–12, 2011. 10. R. 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Universidad 3000, C.U., 04510 Ciudad de México pinosadiel@gmail.com; jlfl@fi-b.unam.mx Abstract The modular design flexibility of small nuclear reactors goes beyond offering a baseload always available in the power grid, it considers the possibility of providing clean water, heat, and many more applications to meet the greatest needs around the world with a smarter, safer and simplified design. Joining to this, safety is a concept that has recently drawn attention in the Small Modular Reactors, among which the NuScale stands out, in particular. This reactor offers a unique integral design with enrichment below 5%, a thermal power of 160 MW and 24-month operating cycles, also guaranteeing safe shutdown by redundant passive systems. In this work the core of the NuScale reactor is simulated with the Serpent Monte Carlo code, with the objective of analyzing important steady state core parameters and making a comparison between different accident tolerant fuels, such as ceramic fuels (UO2, U3Si2) and metallic fuels (U-10Zr). The results predict the behavior of the core through keff and ppm of boron vs fuel burnup, the Doppler, moderator density and temperature coefficients, the radial and axial distribution of power and the neutron spectrum of each of the studied fuels. The results show no significant differences in the core performance for the studied fuels according to the analyzed neutronic parameters. 1. INTRODUCTION The safe, reliable and economical operation of nuclear power reactors has always been a priority for the nuclear industry. Continuous improvement of technology, including advanced materials and nuclear fuels, remains critical to the success of the industry. The objective of the development of accident tolerant fuels is to identify technologies and alternative fuel systems to further enhance safety, competitiveness and economics of the commercial nuclear energy. The interest in the development of reactors of low power capacity is reflected in the number of small modular reactors (SMR) that are under development and the numerous innovative concepts that are being investigated for electricity generation and for non-electrical applications. In recent years, the NuScale reactor [1] has been highlighted, presenting a compact design with natural flow circulation systems and unique passive safety systems, which S63 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 guarantee high levels of safety and reliability of the plant. The light water nuclear reactors (LWR) currently in operation are based on fuel systems composed of uranium dioxide (UO2) with a coating of a zirconium-based alloy. The fuel oxide-zircalloy system has been optimized for several decades and performs well in normal operation and in transients. After the Japan earthquake in 2011, and the events that followed at the Fukushima nuclear power plant, the global interest in development of accident-tolerant fuels with a better performance against core exposure events has considerably increased [2][3]. The accident tolerant fuels (ATF) are defined as fuels that can tolerate a serious accident in the reactor core for a longer period of time than the current fuel system, while maintaining or improving the fuel efficiency during normal operation and operational transients. Any new fuel concept should be evaluated with respect to the current design, operational, economic and safety requirements to assess safety compliance with operational and economic constraints [2]. A NuScale plant consists of 12 independent modules, each capable of producing a net electrical power of 45 MWe. Each module includes a pressurized light water reactor that operates under primary flow conditions of natural circulation. Each reactor is housed inside its own highpressure containment vessel that is submerged under water in a concrete pool lined with stainless steel [4] [5]. The core of this reactor is designed to use UO2 (enrichment <5 wt% U235/U) as fuel as well as the LWR. In this work, the use of other fuels such as U-10Zr and U3Si2 in the reactor core is evaluated. The results obtained compare the use of these fuels through the reactivity coefficients and the burning of the fuel during an equilibrium cycle [6]. This paper is organized as follows: Section two gives a general description of the studied reactor and section three shows how the NuScale core model was set up in the Serpent code and shows the composition of the fuels studied in the equilibrium cycle. Section four presents the results of the neutron spectrum, the neutron multiplication factor, the boron reactivity coefficient and the boron control, as well as the temperature and density coefficients of the moderator, the Doppler coefficient, the axial and radial power distribution in the core and the shutdown margin. 2. THE NUSCALE REACTOR The integrated reactor pressure vessel contains the core, a helical coil steam generator, and a pressurizer. The core consists of an array of reduced height LWR fuel assemblies and control rod clusters at standard enrichments. The main characteristics of this reactor are summarized in Table I. There are essential features of the NuScale plant, which make this reactor different from many other small nuclear plants being developed today. The first is its compact size; the unit can be entirely prefabricated off site and shipped by rail, truck or barge. The core is cooled entirely by S64 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 natural circulation. Water is heated in the core to produce a low-density fluid that travels upward through the hot leg riser [4]. The design relies on well-established light water reactor technology. The NuScale plant can be licensed within the existing LWR regulatory framework. The NuScale design is the only SMR that utilizes a compact movable modular containment, in contrast to a traditional cast in-place concrete design [1]. TABLE I. Summarized Technical Data [6]. Reactor thermal output 160 MW(th) Power plant output, net 45 MW(e) Power plant efficiency, gross >30.0% Primary Coolant material Light water Moderator material, if applicable Light water Active core height 2.0 m Outside diameter 2.83m Vessel height 20.0m Fuel material UO2 Ceramic Pellets Fuel element type 17 x 17 Cladding material Zircaloy-4 Lattice geometry Square Array Enrichment of reloaded fuel in equilibrium core < 4.95 Weight % Fuel cycle length 24 Months Average discharge fuel burn-up > 30 MWd/kg Burnable absorber Gadolinia Mode of reactivity control Control Rods, Boric Acid Mode of reactor shut down Control rods Reactor operating pressure 12.76 MPa Working medium Steam 3. MODEL DESCRIPTION The study model was developed using the Monte Carlo Serpent code [7], in which the geometry and materials of the reactor are defined up to the detail of the fuel pins and control rods, according to the information in Table II and Figures 1 and 2. The JEFF 3.1 cross sections library was used for the calculation with a population of 10,000 neutrons 150 active cycles and 30 inactive cycles ensuring an acceptable standard deviation for the calculation. S65 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 TABLE II. NuScale Core Design Parameters.[6] Parameter Value Cladding outside diameter (cm) 0.94996 Cladding inside diameter (cm) 0.82804 Cladding thickness (cm) 0.06096 Pellet-cladding diametral gap (cm) 0.01651 Fuel pellet diameter (cm) 0.81153 B4C outside diameter (cm) 0.84582 Control rod outside diameter (cm) 0.96774 The core configuration consists of 37 fuel assemblies and 16 control rods. The NuScale fuel assembly is a 17x17 design with approximately half the fuel length of the typical PWR fuel. The fuel by design is uranium dioxide (UO2) with gadolinium oxide (Gd2O3) as absorbent, mixed homogeneously in selected locations. The fuel rods are pressurized with helium and the fuel assembly model is shown in Figure 3. Figure 1. NuScale Fuel Pin. Figure 2. NuScale Control Rod Pin. Figure 3. Geometrical Configuration of NuScale UO2 Assembly. S66 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 The core is surrounded by a stainless steel heavy neutron reflector which improves fuel utilization by reducing the leakage of neutrons radially from the core. The reflector also provides the core envelope and directs the flow through the core. This reflector is also included in the model by completing its three-dimensional design, which radial and axial views are shown in Figure 4 and Figure 5, respectively. Figure 4. NuScale Model in Serpent (Radial View). To compare the use of the different fuels in the model of this reactor, it was necessary to define the enrichment percentage of the U-10Zr and U3Si2 fuels to guarantee cycle initial conditions equivalent to the UO2, as shown in Table III. This reactor uses three types of fuels depending on their composition and enrichment: Type 1 is medium enrichment, type 2 is the highest enrichment and contains Gadolinium (Gd2O3) as a burnable absorber to control the excess reactivity at the beginning of the cycle. The type 3 fuel is the one with the lowest enrichment of approximately 2.6% wt% 235U/U and it is located in the center of the reactor. TABLE III. Fuels Properties. Thermal Melting Density Conductivity Point ºC g/cm3 UO2 10 2750 ~4 U3Si2 11.56 1650 48 10Zr-U 16 1160 34 S67 Enrichment wt% Type 1- 4.05 Type 2- 4.55 Type 3- 2.60 Type 1- 3.49 Type 2- 4.10 Type 3- 2.10 Type 1- 4.44 Type 2- 4.92 Type 3- 2.68 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3.1. The Equilibrium Cycle In this reactor, the operation period is two years, and the fuel burnup is 12 GWd/MTU. The fuel is reshuffled using the strategy of locating the fresh fuel in the periphery. The configuration of the assemblies is shown in Figure 6. Figure 5. NuScale Model in Serpent (Axial View). Figure 6. Loading Pattern for the Reference Equilibrium Cycle [6]. S68 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 The atomic composition, the density, the gadolinium concentration and the enrichment for each fuel assembly type used in the simulation is summarized in Table IV. TABLE IV. Atomic Number Densities and Fuel Rod Specification. UO2 FUELS ASSEMBLY Type 1 Type 2 Type 3 UO2 density (g/cc) 10.5 10.0 10.5 235 235 U enrichment (wt% U/U) 4.05 4.55 2.6 Gd2O3 Concentration (wt%) 10 Atomic number density (#/barn-cm) 235 U 9.6040E-04 9.2482E-04 6.1656E-04 238 U 2.2465E-02 1.9156E-02 2.2805E-02 16 O 4.6852E-02 4.9818E-02 4.6844E-02 U3Si2 FUELS ASSEMBLY Type 1 Type 2 Type 3 U3Si2 density (g/cc) 11.56 11.27 11.56 235 235 U enrichment (wt% U/U) 3.49 4.10 2.10 Gd2O3 Concentration (wt%) 10 Atomic number density (#/barn-cm) 235 U 1.0087E-03 1.0324E-03 6.5389E-04 238 U 2.6011E-02 2.2652E-02 2.6405E-02 Si 1.8082E-02 1.5830E-02 1.8079E-02 10Zr-U FUELS ASSEMBLY Type 1 Type 2 Type 3 10Zr-U density (g/cc) 16 15.35 16 235 U enrichment (wt% 235U/U) 4.44 4.92 2.68 Gd2O3 Concentration (wt%) 10 Atomic number density (#/barn-cm) 235 U 1.8186E-03 2.0176E-03 1.0999E-03 238 U 3.4801E-02 3.4611E-02 3.5481E-02 Zr (wt%) 10 10 10 4. RESULTS AND DISCUSSION 4.1. Neutron Spectrum As it can be seen in Figure 7, the neutron spectrum of the U3Si2 fuel overlaps the UO2 fuel spectrum. This explains that the neutronic behavior is very similar in both fuel types, as can be exemplified in the boron concentration throughout the burnup cycle. On the other hand, the spectrum of the metallic fuel 10Zr-U shows a neutrons energy hardening mainly because of the S69 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 lack of moderation of the matrix (Zr), making this fuel less “efficient” in the thermal fissions range. Figure 7. Neutron Spectrum. 4.2. Soluble boron This type of reactor uses a mixture of water and boron as coolant, which, together with the gadolinium mixed in the fuel, controls the excess of reactivity at the beginning of cycle. By design, a concentration of 1235 ppm of soluble boron is established in the NuScale core, but this can be extended up to 2000 ppm, guaranteeing negative moderator reactivity coefficients and criticality conditions in the reactor. As the fuel burns, the reactivity tends to decrease, taking the reactor to levels of subcriticality. It is necessary to control the concentration levels of soluble boron to maintain the reactor at criticality levels throughout the cycle. The graph on Figure 8 shows the levels of criticality through the neutron multiplication factor (keff) without the presence of boron in the coolant and with the boron throughout the cycle. The boron concentration for each burnup step and for each fuel type are shown in the graph of Figure 9. The 10Zr-U fuel needs a higher concentration of boron at the beginning of the cycle to maintain the levels of criticality in the rector. It is clear from Table V that the reactivity worth of the boron is considerably lower in the core with the 10Zr-U fuel due to its harder neutron spectrum. In the three studied fuels, the boron reactivity coefficient remains negative throughout the cycle. S70 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figure 8. Neutron Multiplication Factor vs. Burnup. Figure 9. Boron Concentration vs Burnup. TABLE V. Reactivity Boron Coefficient (pcm/ppm). Beginning of Cycle Medium of Cycle End of Cycle Core Reactor (BOC) (MOC) (EOC) NuScale UO2 -10.04 -7.94 -9.72 NuScale U3Si2 -6.58 -7.84 -7.70 NuScale 10Zr-U -4.08 -3.98 -3.70 S71 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 4.3. Reactivity Coefficients The reactivity coefficients were monitored to evaluate their behavior through the equilibrium cycle and to determine the influence of the new fuels. All reactivity coefficients were calculated under the normal reactor operating conditions described by the equilibrium cycle 4.3.1. Moderator Temperature Coefficient In Figure 10, the temperature coefficient of the moderator was plotted at the beginning of cycle, in the temperature range of 297 K to 523 K, taking as reference the working temperature of the reactor of 573 K. Figure 10. Moderator Temperature Coefficient (MTC). For the UO2 core, the coefficient tends to be more negative with the increase in temperature, as common in this type of reactor. In the case of metallic and ceramic fuels it can be seen in the graph that the behavior is very similar, with the moderator temperature coefficient being more negative in the new fuels studied, a factor that benefits this type of fuel in LWR reactors. 4.3.2. Moderator Density Coefficient The calculation of the moderator density reactivity coefficient was set considering a density decrease at 20%. As shown in the graph of Figure 11, the studied fuels show a similar behavior. The coefficient ranges from -170 to -260 pcm per percentage variation of the moderator density, with a tendency to become more negative along the burnup. S72 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figure 11. Moderator Density Coefficient. 4.3.3. Doppler Temperature Coefficient The Doppler coefficient was calculated by varying the fuel temperature between 1000 K and 3000 K, taking as reference the operating temperature 900 K. The three fuels present a similar behavior, maintaining the coefficient negative in the studied temperature range and tends to become less negative with the increase of the fuel temperature; this result is shown in the graphs of Figure 12. Figure 12. Doppler Temperature Coefficient (pcm/K). 4.4. Radial Power Distribution The graphs of Figure 13 show the relative radial power distribution at the beginning of cycle. The use of the new fuels does not introduce significant radial power peaks, considering a tolerable maximum of 1.5. The three analyzed fuels show a cosine profile in the radial power S73 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 distribution reaching the power peaks in a range of 1.26 to 1.36, showing the proper arrangement of the fuel in the equilibrium core. Figure 13. Relative Radial Power Distribution at Beginning of Cycle. At the end of the cycle a flattening of the radial power distribution, as a result of the fuel burnup, can be appreciated in Figure 14, reaching a maximum power peak of 1.1 for the 10Zr-U and the U3Si2 fuel. Figure 14. Relative Radial Power Distribution at End of Cycle. S74 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 4.5. Shutdown Margin Shutdown margin is the instantaneous amount of reactivity by which a reactor is subcritical or would be subcritical from its present condition assuming all control rods are fully inserted except for the single rod with the highest integral worth, which is assumed to be fully withdrawn. The use of the new fuels in the NuScale reactor guarantees a shutdown margin above 1% ΔK/K of reactivity. In this case the effective neutron multiplication factor of the core was calculated when the control rod of higher value (rod closest to the center in elements type A-01, Figure 6) is not inserted in the core at cold zero power conditions; the results are shown in Table VI. Fuel TABLE VI. Keff with the Control Rod of the Highest Reactivity Out. KEFF SDM (% ΔK/K) BOC UO2 0.85444 ± 20pcm EOC 0.86130 ± 20pcm BOC EOC 16.4 17.3 10Zr-U 0.87346 ± 26pcm 0.86921 ± 24pcm 15.0 15.1 U3Si2 0.85331± 24pcm 0.84440 ± 35pcm 16.8 17.6 It can be noticed that the use of the 10Zr-U fuel reduces the shutdown margin compared to the UO2 fuel, this is because the effectiveness of the control rods is lower, as a result of a harder neutron spectrum in the core with this fuel. 5. CONCLUSIONS A model of the NuScale reactor core was setup in the Monte Carlo Serpent code, calculating the parameters and coefficients of the equilibrium cycle for the UO2 fuel “standard” design, and for the metallic 10Zr-U fuel and for the ceramic U3Si2 fuel. The results of this modeling show that the reactor can work with the U3Si2 fuel without any change in the core design of the UO2 fuel-based core, with the advantage of increasing the tolerance to accidents due to the use of this type of fuel and other advanced materials as cladding. Furthermore, calculations show that with a lower uranium-235 enrichment, the same results are achieved by using the U3Si2 fuel, reducing enrichment costs. The 10Zr-U fuel is presented as another alternative to this type of reactor, with the advantages offered by metallic fuels such as high heat transfer. In this type of fuel, although the required enrichment levels are higher than those of the UO2 fuel, the levels of uranium enrichment are kept below 5%. S75 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 ACKNOWLEDGMENTS To the National Council of Science and Technology (CONACYT) for providing economic support to S. Pino-Medina for the accomplishment of this work that is part of his master’s research. To UNAM for its support through the project PAPIIT-IN115517. REFERENCES 1. J. N. REYES, Jr., "NuSCALE Plant Safety in Response to Extreme Events", NuScale Power Inc. (2011). 2. NUCLEAR ENERGY AGENCY. "State-of-the-Art Report on Light Water Reactor Accident-Tolerant Fuels", Nuclear Science: No. 7317 (2018). 3. NUCLEAR ENERGY AGENCY. "State-of-the-art Report on Innovative Fuels for Advanced Nuclear Systems", Nuclear Science: No. 6895 (2014). 4. NUSCALE POWER INC., "NuScale Power Modular and Scalable Reactor (NuScale)", Status report 106 (2011). 5. IAEA. "Status of Small and Medium Sized Reactor Designs", HYPERLINK "http://aris.iaea.org" http://aris.iaea.org (2011). 6. NUSCALE POWER LLC., "NuScale Standard Plant Design Certification Application", PART 2 - TIER 2 (2016). 7. J. LEPPÄNEN et al., “The Serpent Monte Carlo code: status, development and applications in 2013”, Annals of Nuclear Energy, 82, p. 142 (2015). S76 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Cálculo de actividad del combustible de un BWR José-Luis Montes-Tadeo, Javier Ortiz Villafuerte, Raúl Perusquía, José Luis Hernández Martínez Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Carretera México-Toluca s/n, La Marquesa, Ocoyoacac, Estado de México México CP 52750 joseluis.montes@inin.gob.mx}; javier.ortiz@inin.gob.mx; raul.perusquia@inin.gob.mx; joseluis.hernandez@inin.gob.mx Resumen En este trabajo se calcula la actividad específica de una carga de combustible consistente de tres diferentes tipos de ensambles. Cada uno de los lotes de combustible se distingue por su enriquecimiento en U-235. Al finalizar cada uno de los ciclos de operación se reemplaza una porción del núcleo, extrayendo alrededor de la cuarta parte de éste con base en su exposición o quemado; de manera que se renueva esa porción con combustible fresco. La carga en análisis fue reemplazándose a través de los siguientes cinco ciclos de operación. En el presente trabajo se presentan los resultados del cálculo de la actividad específica de los sub-lotes que se fueron extrayendo a lo largo de cinco ciclos de operación de un BWR. Se tomaron siete valores temporales de referencia. Los primeros corresponden a las fechas de fin de ciclo, y el último corresponde a una predicción de un periodo para inicio de clausura de la planta, asumiendo un tiempo de vida útil de 60 años de operación. La actividad específica reportada en este trabajo corresponde a 357 isótopos contenidos en cada uno de los ensambles de combustible descargados. 1. INTRODUCCIÓN La operación ininterrumpida de un reactor nuclear de potencia del tipo BWR (del inglés, Boiling Water Reactor) conlleva como consecuencia la acumulación de una cantidad de ensambles gastados de diferente diseño. Un ensamble de combustible, que para fines de generación de energía eléctrica se introduce al núcleo en este tipo de reactores nucleares, es un conjunto o haz de varillas llamadas elementos de combustible que se disponen en un arreglo cuadrangular sujetas estructuralmente por rejillas separadoras. Estos ensambles de combustible, al agotarse su contenido en U-235, son enviados a la alberca de combustible (ACG), en donde son resguardados de manera segura. Bajo esta condición, no obstante, son motivo de estudio con fines distintos como pueden ser, por ejemplo; estudios de criticidad, como alternativa para diferentes ciclos de combustible, almacenamiento de combustible gastado, transporte, desmantelamiento de la central, disposición geológica y diseño tanto de reactores como de combustibles avanzados, etc. En el presente trabajo, se utiliza el código SNF (del inglés, Spent Nuclear Fuel) [1], el cual forma parte del sistema CMS (del inglés, Core Management System), con la finalidad de S77 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 estimar la tasa de decaimiento radiactivo o actividad nuclear que presentaría una carga de 444 ensambles de combustible cargados para iniciar la operación de un BWR/5. Se presenta la evolución de la actividad a través de un período de enfriamiento de alrededor de 60 años. Se establecen como referencia las fechas de inicio de la descarga de cada uno de los sub-lotes (de la carga inicial) a lo largo de cinco ciclos de operación del reactor. Adicionalmente se usan dos puntos temporales de referencia uno en 2019 y el otro en 2049 para simular 60 años de enfriamiento. Se ha comenzado a publicar la aplicación del código SNF [2], este código requiere los resultados que generan los códigos CASMO5 [3] y SIMULATE5 [4]. Estos resultados que requiere el código SNF deben basarse en la simulación del seguimiento operativo del reactor BWR/5. Los códigos CASMO5 y SIMULATE5 representan el estado del arte en la simulación en estado estacionario de los reactores de potencia de agua ligera o LWR (del inglés, Light Water Reactor) y permiten conocer el desempeño operativo en detalle (en tres dimensiones, 3D) de los ensambles de combustible dentro del núcleo del reactor. A continuación, se describe la metodología utilizada, los principales resultados se presentan posteriormente y finalmente las conclusiones que se derivan de éstos. 2. METODOLOGÍA Los cálculos que se han realizado con el sistema CMS se inician con el cálculo de los parámetros nucleares de los segmentos axiales, o celdas de combustible, que forman los ensambles, los cuales conforman la carga del primer ciclo así como los correspondientes a las recargas de los siguientes cuatro ciclos subsecuentes, tales que, cumplan con las restricciones de seguridad impuestas, así como, las necesidades de generación de energía requeridas y las condiciones de operación establecidas. Esto es, como primera etapa se realiza cálculos para generar el llamado banco de datos nucleares. En el caso del sistema CMS, los bancos de datos se generan con los programas CASMO5 y CMSLINK [5], archivos *.lib. Posteriormente, usando como datos de entrada tanto los bancos de datos y la información de la operación del reactor se forma el modelo de simulación del código SIMULATE5. La información generada por SIMULATE5 en formato binario se deposita en los archivos tipo *.res, ésta la utiliza el código SNF. Este proceso se muestra en la Figura 1. CASMO CMSLINK BANCO DE DATOS NUCLEARES SNF SIMULATE HISTORIAL DE OPERACIÓN Figura 1. Sistema de simulación CMS/SNF S78 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Se puede establecer una interrelación entre la información del núcleo del reactor y de la alberca del combustible gastado, como puede notarse en la Figura 2. En esta figura, CI indica carga inicial del reactor. Figura 2. Cantidad de ensambles de combustible de la carga inicial. Transferencia desde el núcleo del reactor hacia la alberca de combustible gastado (ACG) Como puede notarse en la figura 2, el número de los ensambles provenientes de la carga inicial de combustible, en la ACG se irá incrementando en cada final de ciclo (EOC, del inglés, End Of Cycle) y a la vez por su propia naturaleza irá disminuyendo la actividad de los combustibles en la alberca con el transcurrir del tiempo. Este comportamiento se presenta en la siguiente sección. Además, se presenta la actividad específica de cada ensamble, de cada uno de los 357 isótopos cuya información genera el código SNF junto con otro tipo de resultados. 3. RESULTADOS Los resultados que se presentan se dividen en tres partes. En la primera parte se presenta la actividad específica (Bq/t) de cada uno de los sub-lotes de descarga que sale de cada uno de los primeros cinco ciclos de operación del reactor, EOC-n, n=1,…,5; con dos puntos temporales de enfriamiento adicionales, uno en el año de 2019 y el otro en 2049. En la siguiente parte se presenta la actividad de los diez principales isótopos en cada uno de los puntos de enfriamiento. Finalmente, en la tercera parte se presentan los resultados del sub-lote de descarga más quemado. S79 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3.1 Actividad de los sub-lotes de descarga. En esta sección se presenta la actividad específica (Bq/t) de cada uno de los sub-lotes de descarga de los primeros cinco ciclos de operación del reactor. Se presenta también la actividad específica total en la alberca de combustible gastado que proviene de la carga inicial del reactor. Figura 3. Actividad específica (Bq/t) de cada uno de los sub-lotes de combustible gastado En cada uno de los sub-lotes puede notarse que la actividad en el momento de la descarga presenta un valor significativo. Para los siguientes puntos de enfriamiento la actividad disminuye sustancialmente, esto es un efecto por los órdenes de magnitud en los que disminuye este importante parámetro del combustible. Con la idea de visualizar esta situación, se presenta en la siguiente Figura 4, el comportamiento de la actividad del primer sub-lote de combustible gastado a partir del punto EOC2. Notándose, que el 98 % del total de las magnitudes de los siete puntos de referencia lo representa el valor correspondiente al punto EOC1. S80 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 4. Actividad específica (Bq/t) del primer sub-lote de combustible gastado descargado, a partir de EOC2 En la Figura 5, se presenta la actividad específica (Bq/t) total en la ACG debida a los ensambles que se descargan en los primeros ciclos de operación y que pertenecen a la carga inicial del reactor. Figura 5. Actividad específica (Bq/t) total acumulada en la alberca de combustible gastado. S81 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3.2 Actividad de los diez principales isótopos. Con la finaliadad de ilustrar el comportamiento, que es semejante para cada uno de los sub-lotes de descarga, se presenta el caso del sub-lote de descarga del ciclo inicial. Las figuras 6 a 12 ilustran la distribución de la actividad específica (Bq/t) de los diez isótopos con mayor valor. Figura 6. Distribución de los diez isótopos con mayor actividad (%). EOC1 Figura 7. Distribución de los diez isótopos con mayor actividad (%). EOC2 S82 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 8. Distribución de los diez isótopos con mayor actividad (%). EOC3 Figura 9. Distribución de los diez isótopos con mayor actividad (%). EOC4 S83 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 10. Distribución de los diez isótopos con mayor actividad (%). EOC5 Figura 11. Distribución de los diez isótopos con mayor actividad (%). 2019 S84 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 12. Distribución de los diez isótopos con mayor actividad (%). 2049 Se puede notar como avanza el isótopo Cs-137 hacia la primera posición conforme el tiempo de enfriamiento aumenta. 3.3 Actividad del sub-lote más quemado. En esta parte se muestra la actividad específica (Bq/t) del sub-lote de descarga más quemado, el cual corresponde al sub-lote que sale en el punto EOC4. En la Figura 13 se presenta la actividad (Bq) para cada uno de los 107 ensambles de combustible del sub-lote que se descarga al terminar la operación del ciclo cuatro. Figura 13. Actividad (Bq) de cada ensamble, de EOC4 a Ene-2049. S85 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Para este mismo sub-lote, se muestra en la Figura 14 la actividad específica (Bq/t) de cada uno de los isótopos (357) que puede analizar el código SNF. En el eje de abscisas se tiene orden en función del número másico. Figura 14. Actividad específica (Bq/t) de cada isótopo, desde EOC4 a Ene-2049. 4. CONCLUSIONES La actividad específica o tasa de decaimiento radiactivo por unidad de masa, asociada a los ensambles de combustible de una carga inicial de un reactor de potencia de agua en ebullición (BWR) se ha mostrado a través de un tiempo de enfriamiento, que va desde el momento en que termina cada uno de los primeros cinco ciclos de operación hasta un punto probable del desmantelamiento del reactor, esto es; asumiendo un período de operación de 60 años. Se ha mostrado parte de la versatilidad de que es capaz el código SNF para presentar este parámetro del combustible gastado, la potencialidad de este código aún sigue explorándose. Los resultados mostrados dan una perspectiva del estado que guarda la carga inicial del reactor Uno en la alberca de combustible gastado. S86 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 AGRADECIMIENTOS Los autores reconocen el apoyo de SENER-CONACYT, a través de su Fondo de Sustentabilidad Energética, al proyecto FSE-2103-04-213519, en el cual se enmarca este trabajo y forma parte de los entregables del mismo. REFERENCIAS 19. T. Simeonov, G. Anton, J. D. Rhodes, A. Becker. SNF User’s Manual. Studsvik, SSP-11/328 REV3. June 11, 2011. 20. D. Rochman, A. Vasiliev, H. Ferroukhi, M. Pecchia. “Consistent criticality and radiation studies of Swiss spent nuclear fuel: The CS2M approach.” Journal of Hazardous Materials. 357, p. 384-392 (2018). 21. J. D. Rhodes, R.M. Ferrer, J. Hykes, D. Kropaczek. CASMO5. A fuel Assembly Burnup Program. User’s Manual. Proprietary SSP-07/431 Rev 9. Studsvik. 2015. 22. S. Vanevenhoven, T. Bahadir, J.D. Rhodes. SIMULATE5. Advanced Three-Dimensional Multigroup Reactor Analysis Code. User´s Manual. SSP-1/438 Rev 5. Studsvik. 2015. 23. T. Bahadir, R. M. Ferrer, J. D. Rhodes. CMSLINK5. User’s Manual. SSP-10/437 Rev 5. Studsvik. 2015. S87 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 S88 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Uso del ácido fítico para la inmovilización de actínidos Almazán Torres M.G., Ordoñez Regil E., Tovar Valdín G., Cruz González J. G. Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Departamento de Química Carretera México-Toluca, s/n, La marquesa, Ocoyoacac C.P. 52750 eduardo.ordonez@inin.gob.mx ; guadalupe.almazan@inin.gob.mx Resumen La energía nuclear continúa siendo una alternativa viable para la generación de electricidad en México y en el mundo, debido a la nula emisión de gases de efecto invernadero. No obstante, el impacto radiológico asociado con la presencia de una instalación nuclear sigue siendo una preocupación latente. La descarga de efluentes radiactivos de las instalaciones nucleares se realiza siempre bajo control y tratamiento previo para eliminar la radiactividad excesiva. Ante una eventual fuga de elementos radiactivos, particularmente algunos actínidos, se debe contar además con métodos de descontaminación apropiados para evitar su concentración y dispersión en el ambiente. Este estudio plantea el uso del ácido fítico como reactivo específico para la inmovilización de actínidos como el uranio y el plutonio. El objetivo es obtener datos termodinámicos que permitan desarrollar un método, viable y de bajo costo, para la remediación de efluentes contaminados. Para ello se requiere entre otras cosas, conocer y entender las interacciones del ácido fítico con cationes, específicamente con algunos actínidos, bajo ciertas condiciones experimentales. 1. INTRODUCCIÓN Uno de los métodos que se han propuesto para limitar la movilización de los actínidos en agua y suelo, consiste en transformarlos de formas potencialmente móviles a formas termodinámicamente estables. Para lograr dicha transformación se agrega un reactivo específico para generar un precipitado que favorezca la formación de fases insolubles termodinámicamente estables [1]. Recientes estudios han sugerido que el ácido fítico (IP6), un compuesto natural organofosforado, puede ser aplicado en forma soluble para la recuperación de sedimentos contaminados, cuando se somete a diversas reacciones que eventualmente dan lugar a la precipitación de metales [2]. El ácido mio-inositol-hexafóforico (IP6), conocido como ácido fítico, es un ácido orgánico que se encuentra presente en forma natural en cereales, nueces, legumbres y semillas. El ácido fítico en solución puede ser ionizado sucesivamente y quedar cargado negativamente en un amplia gama de pH, lo que le confiere una elevada capacidad para S89 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 formar complejos con metales pesados, que bajo ciertas condiciones pueden precipitar [3]. Debido a estas características, el ácido fítico ha sido considerado como un buen candidato para la inmovilización de elementos radiactivos en efluentes contaminados [4]. El uranio ha estado presente en la corteza terrestre desde su origen, encontrándose distribuido de manera heterogénea, contribuyendo así a la dispersión de la radiactividad natural en los diferentes medios, solo que su concentración y distribución en el ambiente depende del medio en el que se encuentra [5]. Bajo condiciones ambientales oxidantes el uranio se encuentra en su forma hexavalente como ión uranilo (UO22+). El europio, que se presenta por lo general en su estado trivalente, ha servido como modelo para entender el comportamiento de algunos actínidos trivalentes de alta actividad como el Curio, Americio y Plutonio [6]. Las propiedades de complejación del ácido fítico frente actínidos y otros metales están estrechamente relacionadas con su comportamiento en solución a partir de sus propiedades ácido-base en diferentes medios acuosos [7]. El estudio de sus propiedades ácido-base es por tanto fundamental para entender los procesos relacionados con éste ácido orgánico. Así pues, en el presente estudio se evalúan las propiedades ácido-base del ligando fitato en medio 0.1 M de NaClO4, y se establecen las condiciones para la preparación de complejos fitato-uranio (VI) y fitato-europio (III) estables, que puedan ser fácilmente concentrados y recuperados. 2. METODOLOGÍA 2.1. Estudios de las propiedades ácido-base del ácido fítico y su interación con cationes 2.1.1. Preparación de soluciones Para los diferentes experimentos se prepararon diferentes soluciones usando reactivos grado analítico y agua desionizada, hervida y con burbujeo de nitrógeno para la eliminación de carbonatos. Se preparó una solución 0.1 M de NaClO4 a partir de sales de perclorato de sodio, las cuales fueron disueltas en agua desionizada, hervida y en una atmosfera de N2. Para los experimentos de titulación se preparó una solución 0.1 M de NaOH a partir de una solución concentrada. De esta solución se tomó una alícuota y se diluyó con agua desionizada, hervida y con burbujeo de nitrógeno para la eliminación de los carbonatos. Esta solución fue valorada por triplicado con ftalato ácido de potasio, el cual se secó previamente durante 2 horas a una temperatura de 70ºC. La solución de uranio fue preparada a partir de cristales de nitrato de uranilo hexahidratado, UO2(NO3)2·6H2O (Uranylnitrat-6-hydrat, grado analítico Merk). En un vaso de precipitado se pesaron 1.25 g de los cristales y se disolvieron con 4 mL de ácido perclórico concentrado (12 M de HClO4) (Perchloric acid, 69-72 wt% J.T. Baker), la disolución se mantuvo en calentamiento S90 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 durante una hora en la campana de extracción. Este procedimiento se repitió dos veces más hasta la evaporación total del nitrato. El concentrado fue aforado a 25 mL con agua desionizada, para obtener una solución 0.1 M de UO2 (ClO4)2. Finalmente, la solución fue ajustada a pH 2 con ácido perclórico para evitar la hidrólisis del catión. La solución de europio (III) fue preparada a partir de cristales de nitrato de europio pentahidratado, Eu (NO3)3.5H2O. El procedimiento para preparar esta solución fue el siguiente: los cristales fueron disueltos con un poco de agua desionizada y 1 mL de HClO4. Después se calentó hasta llegar a su evaporación y que solo quedara el concentrado, el cual es de aspecto aceitoso. Este procedimiento se repitió dos veces más. Finalmente el concentrado, se diluyó con agua desionizada hasta un volumen de 50 mL en un matraz aforado. Finalmente, para la preparación de las soluciones de trabajo se tomaron alícuotas de ácido fítico (mio-inositol hexaphosphoric acid, 40-50 wt% solución acuosa, BOC Sciences) y de la solución de europio (III), y se diluyeron en 30 ml de la solución 0.1 M de NaClO4. 2.1.2. Estudio potenciométrico Para el estudio de las propiedades ácido-base del ácido fítico, así como su interacción con los cationes, el uranio (VI) y el europio (III), se realizaron diferentes titulaciones potenciométricas. Las curvas de titulación potenciométrica fueron realizadas en un titulador automático, Radiometer Titralab 90 adjunto a una autobureta ABU901. El equipo se programó considerando adiciones de NaOH de 1 o 2 µL hasta un volumen de 20 mL y un criterio de estabilidad 0.024 unidad de pH/min, mismo que se cumplió en un tiempo promedio de 15-20 minutos. Cabe mencionar que el potenciómetro fue calibrado a tres estándares (4, 7 y 10) obteniendo una sensibilidad promedio de 95.6 a 98%. a) Titulación potenciométrica del ácido fítico Se efectuaron titulaciones potenciométricas de soluciones de ácido fítico de concentraciones 0.001 M, 0.002 M y 0.005 M en medio 0.1 M de NaClO4 (30 mL), con una solución 0.1 M de NaOH. Las titulaciones se efectuaron en una celda de doble camisa de 50 mL de capacidad, manteniendo la temperatura a 25±0.2°C mediante un baño termostático, agitación magnética suave y constante; y bajo una atmosfera inerte de N2 para evitar la presencia de CO2. Para llevar la solución a un equilibrio de pH=2±0.2 se dejó agitar durante 15 min. b) Titulación potenciométrica del sistema fitato-uranio (VI) Para evaluar la interacción entre el ácido fítico y el uranio (VI), se realizaron tres titulaciones potenciométricas de soluciones de ácido fítico-uranio (VI) con concentraciones 2:1, 1:1 y 1:2, en medio 0.1 M de NaClO4. Las titulaciones potenciométricas se realizaron con 30 mL de esta solución empleando celdas de vidrio de doble camisa, usando un baño termostático para S91 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 mantener el proceso a 25°C, con una agitación magnética suave y constante, y bajo una atmósfera inerte de N2 para evitar la presencia de CO2. Las soluciones fueron tituladas con una solución 0.1 M de NaOH, usando el titulador automático Radiometer Titralab 90 descrito anteriormente. c) Titulación del sistema potenciométrica fitato-europio (III) Las soluciones de trabajo fueron tituladas con la solución estándar 0.1 M de NaOH en un titulador automático TritabLab 90, usando un baño termostático para mantener el proceso a la temperatura de 25°C. Se realizaron varias titulaciones de soluciones de ácido fítico-europio (III) con concentraciones molares: 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 2:1, 3:1, 4:1 en medio 0.1 M de NaClO4. 2.2. Preparación de complejos de ácido fítico con los cationes Los complejos fitato-uranio (VI) y fitato-europio (III) fueron preparados mezclando soluciones de ácido fítico y del catión (uranio o europio). En tubos de polipropileno (15 mL) se adicionó la solución de ácido fítico y se ajustó el pH (entre 4 y 10) usando una solución concentrada de NaOH. Los tubos se mantuvieron en agitación durante 24 horas. Posteriormente se adicionó en cada tubo la solución de uranio o de europio. Los tubos se mantuvieron en reposo y a temperatura de 25°C, inicialmente durante siete días. El control de pH se realizó durante todo el proceso, obteniéndose registros del valor de pH de las soluciones antes del contacto con el catión, al contacto con el catión y el pH al final del proceso. Asimismo se hicieron registros sobre la formación de precipitados en todos los sistemas. 3. DISCUSIÓN Y RESULTADOS 3.1. Estudio potenciométrico 3.1.1. Ácido fítico Las curvas de titulación potenciométrica del ácido fítico a concentraciones 0.002 M y 0.005 M en medio 0.1 M de NaClO4 son comparadas en la figura 1. Ambas curvas revelan tres regiones protonadas, evidenciando la presencia de hidrógenos ionizables. En general para las dos curvas, la disociación ocurre en el intervalo de pH 2 a 6, pH 6 a 10 y pH 10 a 12, observándose en los puntos de inflexión. Los datos obtenidos a partir de las titulaciones potenciométricas fueron tratados con el programa computacional SUPERQUAD, con el fin de refinar las constantes de protonación del ácido fítico. El ácido fítico presenta doce protones que pueden ser disociados sucesivamente como sigue: H(i-1) Fit(12-i+1)- + H+ ֖ Hi Fit(12-i)S92 (1) Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 i= 12, 11, 10…1 βi = (2) Figura 1. Titulación potenciométrica de soluciones (□) 0.002 M y (♦) 0.005 M de ácido fítico en medio 0.1 M de NaClO4, titulado con 0.1 M de NaOH. En la tabla 1 se presentan las constantes de protonación del ácido fítico a las diferentes concentraciones en medio 0.1 M de NaClO4 a 25°C. Se observa que los valores obtenidos a las diferentes concentraciones de ácido fítico son cercanos y siguen la misma tendencia (log β1>log β2>log β3>log β4>log β5>log β6). Li y colaboradores [8] determinaron las constantes de protonación del ácido fítico usando la misma sal de fondo, pero a valores de fuerza iónica altos (0.15 M, 1 M y 3 M de NaClO4), observando una tendencia peculiar en el caso de las primeras 3 constantes: log β1>log β2<log β3. La misma tendencia fue observada en medio 5 M, 3 M, 1 M, 0.5 M y 0.1 M de NaCl [9]. Una tendencia similar a la obtenida en este estudio (log β1>log β2>log β3) fue observada en medio 0.1 M, 0.5 M, 3.0 M de KCl, 0.1 M, 0.5 M, 1 M y 3 M de LiCl [9], en medio 0.1 M de KCl (De Carli, 2006) y en medio 0.1 M, 0.5 M y 1.0 M de CsCl [10]. Cabe mencionar que en la mayoría de los estudios que se han publicado, los autores reportan solamente las primeras 7 y en algunos casos 8 constantes de protonación para el ácido fítico. Esto podría ser explicado por la interacción del ácido fítico con el contraion de la sal de fondo a valores de pH bajos. Tabla 1. Constantes de protonación del ácido fítico en 0.1 M de NaClO4 a 25 ° C IP6 Log β1 Log β2 Log β3 Log β4 Log β5 Log β6 Log β7 0.002 M 10.728 9.061 6.887 6.545 5.078 5.078 3.368 0.005 M 11.776 9.878 7.182 7.122 4.265 4.265 - media 11.25±0.7 9.47±0.6 7.03±0.2 6.83±0.4 4.67±0.6 4.67±0.7 3.4±0.01 S93 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3.1.2. Sistema fitato-uranio (VI) La reacción del ácido fítico con el ion uranilo o uranio (VI) es inmediata, al ponerlos en contacto se observó la formación de un precipitado color amarillo. La figura 2 compara las curvas de titulación del ácido fítico en presencia del ion uranilo en diferentes concentraciones equimolares. Las curvas de titulación son similares a las observadas en la titulación del ácido fítico sin el catión, revelando tres regiones protonadas en las mismas regiones de pH. Este resultado indica que no todo el ácido fítico ha reaccionado con el ión uranilo. Figura 2. Curva de titulación de 0.002 M de ácido fítico en (◊) ausencia y en (■) presencia de uranio (VI) a temperatura de 25°C, fuerza iónica constante 0.1 de NaClO4. La figura 3 compara las curvas de titulación potenciométrica del sistema fitato-uranio (VI) en concentraciones molares 1:1, 2:1 y 1:2. En esta figura se observa que cuando existe una mayor concentración del ligando fitato, la curva de titulación presenta los puntos de inflexión característicos de la disociación del ácido fítico. Este resultado demuestra que el ácido fítico en exceso interacciona débilmente con el uranio y no llega a precipitar, muy probablemente debido a la competencia entre las moléculas de ligando fitato, las cuales sólo llegan a solvatar al ión uranilo. Es por ello que el ácido fítico reacciona totalmente al ser titulado con el hidróxido de sodio. Al contrario, cuando hay un exceso de uranio (VI) los puntos de inflexión casi no se aprecian, lo que muestra claramente que todo o la mayor parte del ácido fítico reacciona con el ion uranilo y precipita. De acuerdo con el estudio potenciométrico, el ligando fitato y el ión uranilo reaccionan completamente, formando complejos sólidos, cuando se combinan en una relación molar 1:2 siendo la más adecuada para la recuperación de uranio de efluentes contaminados. S94 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 3. Curvas de titulación potenciométrica del sistema fitato-uranio (Vl) en una relación: (■) 1:1, (◊) 2:1 y (∆) 1:2 a una concentración mínima de 0.002 M en medio 0.1 M de NaClO4 a 25°C, titulada con 0.1 M de NaOH 3.1.3. Sistema fitato-europio (III) En la Tabla 2 se resumen las concentraciones molares de ácido fítico y europio (III) usadas en los experimentos de titulación potenciométrica. En las figuras 4 a 9 se comparan las curvas de titulación del ácido fitico y del sistema fitato-europio para las diferentes relaciones molares usadas. En todos los casos se observó la formación de un precipitado blanco al contacto de la solución de ácido fítico con el catión. En los sistemas con exceso de ligando fitato (figuras 4 a 6), la curva de titulación es similar a la curva obtenida para el ácido fítico solo. Bajo estas condiciones la interacción del ácido fítico con el catión es mínima, lo que explica la escasa formación de precipitado. Tabla 2. Concentraciones molares usadas en la titulación del sistema IP6-Eu (III). Concentración (M) IP6 Eu(III) 0.004 0.001 0.003 0.001 0.002 0.001 0.001 0.001 0.001 0.002 0.001 0.003 0.001 0.004 S95 Relación IP6:Eu(III) 4:1 3:1 2:1 1:1 1:2 1:3 1:4 Precipitación Poca Poca Poca Poca Poca Abundante Abundante Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 En los sistemas con exceso de catión se observa un comportamiento distinto (figuras 7 a 9). La pendiente de la curva de titulación del sistema fitato-europio a una relación molar 1:2, esta menos inclinada que la observada en la curva del ácido fítico solo. Con el aumento de la concentración del catión (1:3, 1:4), la curva de titulación del sistema fitato-europio está por abajo de la curva de titulación del ácido fítico solo, lo que sugiere una alta interacción del ligando fitato con el ion europio. Cabe señalar que en estas condiciones se observó una mayor cantidad de precipitado. Figura 4. Titulación potenciométrica de soluciones (♦) 0.004 M-0.001M fitato-europio (III) y (□) 0.004 M de ácido fítico en medio 0.1 M de NaClO4, titulado con 0.1 M de NaOH. Figura 5. Titulación potenciométrica de soluciones (♦) 0.003 M-0.001M fitato-europio (III) y (□) 0.003 M de ácido fítico en medio 0.1 M de NaClO4, titulado con 0.1 M de NaOH. S96 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 6. Titulación potenciométrica de soluciones (♦) 0.002 M-0.001M fitato-europio (III) y (□) 0.002 M de ácido fítico en medio 0.1 M de NaClO4, titulado con 0.1 M de NaOH. Figura 7. Titulación potenciométrica de soluciones (♦) 0.001 M-0.002M fitatoeuropio(III) y (□) 0.001 M de ácido fítico en medio 0.1 M de NaClO4, titulado con 0.1 M de NaOH. S97 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 8. Titulación potenciométrica de soluciones (♦) 0.001 M-0.003M fitato-europio (III) y (□) 0.001 M de ácido fítico en medio 0.1 M de NaClO4, titulado con 0.1 M de NaOH. Figura 9. Titulación potenciométrica de soluciones (♦) 0.001 M-0.004M fitato-europio (III) y (□) 0.001 M de ácido fítico en medio 0.1 M de NaClO4, titulado con 0.1 M de NaOH. S98 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3.2. Preparación de complejos 3.2.1. Complejos fitato-uranio (VI) Se sabe que el ácido fítico es altamente complejante del ion U(VI), lo que conduce a la formación de complejos fitato–uranio. De acuerdo con el estudio potenciométrico realizado previamente, el ácido fítico reacciona en un rango de pH comprendido entre 2 y 11. Por lo que, para estudiar la interacción del ácido fítico con U(VI), se realizaron experimentos a pH cercanos a los puntos de inflexión observados en las curva de titulación del ácido fítico. Las condiciones experimentales para la preparación de los complejos fitato-uranio (VI) se resumen en la tabla 3. En la mayoría de los tubos se observó la formación inmediata de un precipitado color amarillo al adicionar la solución de uranio. Para todos los valores de pH estudiados se observó la ausencia de precipitado en el sistema con exceso de ligando fitato (relación molar 2:1). Este resultado es totalmente congruente con lo observado en el estudio potenciométrico. Siendo el ácido fítico el reactivo limitante, se fue incrementando la concentración de uranio con el fin de estimar la cantidad máxima de uranio que precipitó con el ácido fítico. El porcentaje de uranio (VI) en el precipitado se determinó a partir de su cuantificación por la técnica de centelleo líquido usando la siguiente relación: %U(VI)pp 100 (3) La concentración de uranio inicial, [U(VI)]inicial, se determinó en una solución estándar de uranio (VI) preparada en condiciones similares sin el ácido fítico. La concentración de uranio final, [U(VI)]final, se midió en el sobrenadante después de siete días de interacción. La incertidumbre asociada en la determinación del porcentaje de uranio en el precipitado fue de 5%, de acuerdo a los experimentos de reproducibilidad efectuados. Tabla 3. Condiciones para la preparación de complejos fitato-uranio (VI) pH Relación % U(VI) en el Observaciones (±0.3) IP6 :U(VI) precipitado 2:1 <2 Ausencia de precipitado 3.0 1:1 28.2 Precipitado escaso 1:2 71.09 Precipitado abundante 2:1 <2 Ausencia de precipitado 4.0 1:1 31.1 Poco precipitado 1:2 87.8 Precipitado abundante 1:3 71.8 Precipitado abundante 1:4 64.0 Precipitado abundante 2:1 <2 Ausencia de precipitado 5.5 1:1 89.6 Precipitado abundante S99 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 7.0 8.5 1:2 1:4 1:8 2:1 1:1 1:2 1:4 2:1 1:1 1:2 1:5 1:10 94.7 83.7 64.2 0.0 10 26.3 81.5 0.0 5.6 38.5 28.9 7.2 Precipitado abundante Precipitado abundante Precipitado Ausencia de precipitado Poco precipitado Poco precipitado Precipitado abundante Ausencia de precipitado Escaso precipitado Poco precipitado Poco precipitado Escaso precipitado 3.2.2. Complejos fitato-europio (III) Considerando los resultados obtenidos en el estudio potenciométrico, se eligió preparar los complejos fitato-europio (III) usando una relación de concentración 1:3, y variando el pH entre 4 y 10. Las condiciones experimentales para la preparación de los complejos fitato-europio se resumen en la tabla 4. En todos los tubos se observó la formación inmediata de un precipitado color blanco, resultado de la interacción del ácido fítico con el europio (III). Después de siete días de interacción, el volumen del precipitado aumento considerablemente. El porcentaje de europio (III) en el precipitado se determinó a partir de su cuantificación por la técnica de fluorescencia usando la ecuación (3). La concentración de europio inicial, [Eu(III)]inicial, se determinó en una solución estándar de europio (III) preparada en condiciones similares, sin el ácido fítico. La concentración de europio final, [Eu(III)]final, se midió en el sobrenadante después de siete días de interacción. Para validar el método de cuantificación se trazó una recta de calibración obteniéndose un factor de correlación de 0.98. Tabla 4. Condiciones experimentales para la preparación de complejos fitato-europio (III). pH (±0.3) Relación IP6 :Eu(III) % Eu (III) en el precipitado 4.0 6.0 8.0 10.0 1:3 1:3 1:3 1:3 92.2 90.2 92.1 82.3 S100 Precipitación Abundante precipitado Abundante precipitado Abundante precipitado Poco abundante Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Después de siete días de interacción, el porcentaje de Eu (III) que precipitó con el ácido fítico fue en promedio del 91% para valores de pH de 4 a 8 (Tabla 2). A pH 10 el porcentaje fue del 82%. La diferencia en el porcentaje puede ser debido a diferentes factores, como el error experimental, que se puede subsanar con nuevas réplicas. Otro factor podría ser la especiación del ion europio en solución, ya que a pH 10 la especie hidroxilada (EuOH)2+ es predominante. En esas condiciones los complejos formados pueden ser de diferente naturaleza y quizá menos estables. 4. CONCLUSIONES La curva de titulación potenciométrica del ácido fítico en medio 0.1 M de NaClO4, a 25°C, presenta tres regiones protonadas en un intervalo de pH 2 a 12 encontrándose totalmente desprotonado a pH 13. Las primeras constantes de protonación del ácido fítico en medio 0.1 M de NaClO4 a 25°C, fueron determinadas con los datos potenciométricos, y refinadas con el programa SUPERQUAD. Estas constantes tienen una tendencia en orden decreciente (log β1>log β2>log β3>log β4>log β5>log β6), similar a las que se reporta en la bibliografía aunque en diferente medio y fuerza ionica. El estudio potenciométrico del sistema ácido fítico-uranio (VI) a diferentes concentraciones molares (2:1, 1:1 y 1:2) reveló que cuando hay un exceso de ácido fítico la curva de titulación potenciométrica es similar a la obtenida en ausencia de uranio (VI), además no se observa la formación de precipitado. Por el contrario, cuando hay exceso de uranio (VI) los puntos de inflexión observados en la curva de titulación del ácido fítico son apenas perceptibles, debido a que gran parte del ácido fítico precipita con el uranio (VI) durante su titulación. La interacción del ácido fítico con el europio tuvo un comportamiento diferente. El estudio potenciométrico del sistema fitato-europio (III) se realizó a diferentes relaciones molares, observándose en todos los casos diferencias en las curvas de titulación. En los sistemas con exceso de ligando fitato, la interacción con el catión fue mínima, observándose escaso precipitado. Al contrario, los sistemas con exceso de ion europio existe una alta interacción y se observa la formación de una gran cantidad de precipitado. Se prepararon complejos fitatoeuropio (III) a pH 4, 6, 8 y 10 y concentración molar 1:3. En estas condiciones, excepto a pH 10, la interacción del ligando fitato con el ion europio fue alta, obteniéndose grandes cantidades de precipitado. Tomando en cuenta los resultados del estudio potenciométrico se sintetizaron complejos fitatouranio [1:2] y fitato-europio [1:3] con buenos porcentajes de recuperación. El estudio aporta nuevos datos sobre la interacción del ácido fítico con cationes divalentes y trivalentes de interés nuclear, a partir de los cuales se establecen las bases para el desarrollo de métodos efectivos para la recuperación de efluentes contaminados. S101 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 REFERENCIAS [1] Betts, K. (1997). Phytic acid immobilizes radionuclides. American Chemical Society , 31(6), 263. [2] Burriel Martí, F., Lucena Conde, F., Arribas Jimeno, S., & Hernández Méndez, J. (1985). Química Analítica Cuantitativa. España: Thomson Editores. [3] Seaman, J. C., Hutchison, J. M., Jackson, B. P., & Vulava, V. M. (2003). In situ Treatment of Metals in Contaminated Soils with Phytate. Environ, 153-161. [4] Jensen, M.P., K.L. Nash, L.R. Morss, E.H. Appelman, and M.A. Schmit, 1996. Immobilization of actinides in geomedia by phosphate precipitation. Humic and fulvic acids: Isolation, structure and environmental role. ACS Symp. Ser. 651:272–285. 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Estudo da Estabilitidade do complexo ácido fítico e o íon Ni(II). Cíênc. Tecnol. Aliment., 19-26. S102 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Evaluación de riesgos por actividad gamma ambiental en suelos mediante espectrometría in situ. Anahid Zharazan López Espinosa y Carlos Ríos Martínez Universidad Autónoma de Zacatecas Unidad Académica de Estudios Nucleares Calle Cipres No. 10, La Peñuela 98060 Zacatecas, Zac. Zhara_23@hotmail.com; criosmtz@hotmail.com Daniel Hernández Ramírez y Fernando Mireles García Universidad Autónoma de Zacatecas Unidad Académica de Estudios Nucleares Calle Cipres No. 10, La Peñuela 98060 Zacatecas, Zac. ninib44@ hotmail.com; fmireles@uaz.edu.mx Resumen El conocimiento de la radiación ambiental es esencial para establecer la calidad del medio ambiente. A través de la espectrometría gamma in situ es posible determinar la existencia de los emisores gamma (naturales y artificiales) distribuidos en suelos; los espectros de radiación gamma natural se conforman de varios fotopicos, y en el caso de las series radioactivas naturales, permite la determinación de los progenitores de 238U y 232Th, para el caso del 137Cs y 40 K se determinan de manera directa con sus energías características. Esto se hace con la finalidad de conocer los emisores gamma presentes en el suelo, además de hacer una evaluación de posibles riesgos radiológicos. Los resultados de este trabajo se han evaluado y validado con los reportados en la literatura. Una estadística inadecuada o una inapropiada elección de parámetros de manipulación de espectros reduce la calidad de los resultados obtenidos por el sistema de espectrometría gamma por lo que es importante establecer metodologías y factores adecuados de edición y conversión. Se realizaron mediciones in situ y se tomaron muestras para mediciones en laboratorio en las localidades de Tabasco, Loreto, Pinos y Fresnillo del estado de Zacatecas. El muestreo se hizo para determinar el perfil de actividades hasta una profundidad de 25 cm. Los espectros gamma fueron adquiridos con un sistema espectrométrico basado en un cristal de germanio. Las mediciones in situ mostraron consistencia con las mediciones de laboratorio. La actividad específica determinada de los radionúclidos en estudio está en el orden de los valores reportados en la literatura y los factores de riesgo encontrados están en el orden de los valores de los niveles normales. Se determinó presencia de 137Cs en algunos espectros in situ, confirmada por las determinadas en laboratorio. S103 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 1. INTRODUCCIÓN El fenómeno de la radiactividad fue descubierto casualmente por el físico francés Antoine Henri Becquerel en 1896 mientras realizaba estudios de fluorescencia y fosforescencia, al observar que las sales de uranio podían ennegrecer una placa fotográfica al ser expuestas al sol, hecho que se atribuía a la fosforescencia del cristal. Los días siguientes no hubo sol y dejo en un cajón la placa con la sal de uranio. Cuando sacó la placa esta estaba velada, no podía deberse a la fosforescencia ya que no había sido expuesta al sol, la única explicación era que la sal de uranio emitía una radiación muy penetrante. Dos años más tarde los Esposos Curie dedujeron que el fenómeno descubierto por Bequerel era un proceso espontaneo asociado a los átomos e independiente de su estado químico. En 1902 Ernest Rutherford junto con Frederick Soddy publican en el "Philosophical Magazine" la primera descripción del fenómeno de la radiactividad y el enunciado de la teoría de la desintegración radiactiva. Esta ley afirma que no es posible frenar ni acelerar este proceso y que la transmutación de elementos sigue periodos definidos. Sugirieron que el ritmo con que una sustancia radiactiva emitía partículas radiactivas disminuía exponencialmente con el tiempo [1]. A través de la espectrometría gamma in situ es posible determinar la existencia de los emisores gamma (naturales y artificiales) distribuidos en suelos y en el caso de las series radioactivas naturales, permite la determinación de los progenitores de 238U y 232Th. Para los radioisótopos 40 K y 137Cs se utilizan sus energías características [2]. En la década de los 40 el mundo se encuentra inmerso en un conflicto bélico, la segunda guerra mundial, Robert Openheimer y colegas dentro del proyecto Manhatan inician pruebas para la construcción de las primeras armas nucleares. El 16 de julio de 1945, la primera bomba de fisión es detonada en Nuevo México, el 6 y el 9 de agosto se lanzan dos bombas sobre las ciudades de Hiroshima y Nagasaki. Al termino del conflicto la postura respecto al uso de armamento nuclear es variado, algunos países desaprueban el uso de armamento nuclear, sin embargo, otros lo aprueban y construyen armas nucleares. Al paso del tiempo la demanda energética es mayor y surge la necesidad de probar energías alternativas, la construcción de reactores nucleares proporciona una opción idónea para la producción de electricidad. Sin embargo, tras el accidente de la central nuclear de Chérnobil en 1986, el de Fukushima en el 2011, y los ensayos nucleares en todo el mundo surge la importancia del estudio y control para establecer técnicas de determinación y cuantificación como programas de vigilancia [3]. Por lo que la espectrometría de radiación gamma es una herramienta idónea para áreas como vigilancia radiológica de medio ambiente, control radiológico y caracterización de materiales. S104 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 2. OBJETIVO Determinar la actividad gamma ambiental en suelos mediante espectrometría in situ y de laboratorio utilizando factores adecuados de conversión, para la medición in situ se estarán utilizando factores propuestos por el reporte ICRU 53 [4], mientras que para las mediciones de laboratorio se hizo una corrección de tiempo considerando el tiempo de envasado y el tiempo de conteo de las muestras. 3. MATERIALES Y METODOS 3.1. Calibración y descripción del sistema de medición. Las mediciones in situ y de laboratorio se realizaron en 4 regiones del estado de Zacatecas, en cada región se eligieron 2 sitios para las mediciones y toma de muestras, dando un total de 8 mediciones in situ, de los cuales 6 son terrenos planos y no cultivados y otros 2 cercanos a áreas de cultivo, recolectándose muestras de suelo a una profundidad de 25 cm dividida en estratos de 5 cm para mediciones en laboratorio. Las determinaciones de Actividad gamma se realizaron con un sistema de espectrometría basado en un cristal de germanio Canberra GeRe-3522 montado en un criostato portátil BIG MAC 7. Se utiliza una tarjeta AccuSpec para la adquisición de los espectros de rayos gamma usando el software Genie 3.4 para la determinar las actividades de interés [5]. Para las mediciones tanto in situ como de laboratorio se utilizó el sistema de Espectrometría Gamma (GeRe3522) de la Unidad de Estudios Nucleares de la Universidad Autónoma de Zacatecas; el sistema de detección se acopla a instrumentos electrónicos y el software analizador. Un detector de Germanio, acoplado a un Dewar de 7 lt Preamplificador Fuente de alto voltaje Amplificador Gabinete NIM-BIN Tarjeta ADC/MCA Computadora (software Genie 3.4) La calibración del sistema en relación con la eficiencia y energía se realiza utilizando fuentes de referencia cuyas actividades están debidamente certificadas, llamadas fuentes patrón. En las mediciones de laboratorio se calibró el equipo en eficiencia y energía utilizando las líneas existentes del estándar multinúclido en geometría marinelli. Las líneas existentes del multinúclido son 241Am (59.5 KeV), 137Cs (661.6 KeV) y 60Co (1773.23 y 1332.51 KeV). Para la calibración en eficiencia se utilizó una fuente de europio 152 con las siguientes S105 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 especificaciones: 1.036µCi, 38.33kBq Al 15/noviembre/2015. Se coloca la Fuente de europio a distintos ángulos y se hace una regresión lineal de donde se obtiene la siguiente expresión: (1) A= 0.0153856 C=13.0498 D=-582.663 Para la calibración in situ se hace una extrapolación de la de laboratorio. Se realizaron mediciones in situ con un tiempo de medición de 7200 segundos, tiempo requerido para obtener un error relativo menor al 2% para el pico del 40K, recomendación ICRU 53 [4]. Y se tomaron muestras para mediciones en laboratorio, con un perfil de 25 cm divididos en estratos de 5 cm, las localidades de muestreo fueron: Tabasco, Loreto, Pinos y Fresnillo del estado de Zacatecas. Convencionalmente, el 238U se determina a partir de los fotopicos de sus descendientes 214Pb con energías de 295.2 y 351.9 KeV y 214Bi con la energía 609.3 y 1123 KeV. Igualmente, el 232Th se determina por la medición de los fotopicos 583 y 860.56 KeV del 208 Tl, así como los fotopicos 911 y 969.1 keV del 228Ac; bajo la consideración de la existencia de equilibrio secular entre los isótopos padres y sus descendientes. El 137Cs y 40K se obtienen en forma directa con los fotopicos de energías 661.6 y 1460.8 KeV, respectivamente. Las muestras de suelo fueron llevadas al laboratorio de la Unidad Académica de Estudios Nucleares, allí se eliminó el exceso de humedad de cada muestra, después fueron tamizadas y llevadas a una estufa para secarlas a 90°C por 2 horas; las muestras secas se pesaron y envasaron en recipientes marinelli con capacidad de 500 gr. El conteo para cada muestra tuvo duración de 40000 segundos [6]. 3.2. Localización y Descripción General de los Sitios de Medición. El primer sitio de medición fue en la localidad de Santiago el Chique situado en el municipio de Tabasco, con una longitud (-102054´7.0992”) y latitud (210 59´ 25.173”) con un tipo de suelo de riolita – ignimbrita; el segundo sitio fue en Presa grande de San Marcos situada en el municipio de Loreto con una longitud (-1010 55´17.7378”) y latitud (220 16´14.3688), el suelo que lo conforma es riolita; El tercer sitio fue en el Obraje situado en Pinos con una longitud (1010 36´24.313”) y una latitud (220 10´ 57.0894”) con un tipo de suelo de arena -limo, y por último se midió en Lázaro Cárdenas (Rancho Grande) Fresnillo con una longitud (-102057´55. 0794”), latitud (230 28´9.8688”) y el tipo de suelo es aluvion. S106 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3.2.1. Expresiones matemáticas para el cálculo de actividad. La expresión utilizada para determinar la actividad in situ es la siguiente: (2) Donde: es la razón de conteo bajo el fotopico de energía característica del radionúclido medido (cps). : Es el flujo de rayos gamma de energía característica en el detector por unidad de área y segundo (cm-2s-1) de un determinado radionúclido. : Actividad de la muestra; actividad por unidad de masa (Bq/Kg). : Razón de conteo bajo el fotopico de energía característica del radionúclido (cps) de un haz de rayos gamma que inciden sobre el detector paralelo a su eje de simetría. Calculo de: N0 / φ Para encontrar este valor se realiza un ajuste lineal según la expresión: (3) Para obtener el coeficiente se realiza un ajuste de polinomio de tercer grado y para obtener el coeficiente b se consideran las características del cristal (longitud L 66 mm y diámetro D 60.5mm) y (35%) eficiencia del detector. Entonces las expresiones para calcular y b son: Este parámetro depende tanto de las características del detector como de la geometría de la fuente. Para cada una de las citadas energías y ángulo polar θ se determina la componente la componente que es el flujo primario de fotones gamma de energía E que parten del suelo hasta el detector, depende de la geometría de la fuente, que en frecuentes circunstancias se desconoce, este parámetro puede alcanzar valores mínimos del orden de 0.39, mientras que para energías elevadas y distancias próximas a 1 m, éste se sitúa en torno a la unidad para todos los ángulos considerados. Y por lo tanto tiende a uno. Fotones por unidad de actividad: Los radionúclidos distribuidos homogéneamente en suelos a un metro de altura sobre el suelo se obtiene del reporte ICRU 53 [4]. S107 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Tabla I. Energías y factores ICRU 53 para la determinación de actividad Energía Radioisotopo (KeV) Pb 212 238.6 1.73x10-3 Pb 214 351.9 1.71 x10-3 Pb 214 295.2 0.828 x10-3 Tl-208 583 1.76 x10-3 Bi 214 609 2.75 x10-3 Cs 137 661.6 0.78 x10-3 Ac 228 911 2.06 x10-3 Ac 228 969.1 1.28 x10-3 Bi 214 1123 1.22 x10-3 K 40 1460.8 0.97 x10-3 Bi 214 1765 1.62 x10-3 Tl-208 2615 4.42 x10-3 Para mediciones de laboratorio la expresión para el cálculo de actividad es: (4) Donde: = número de cuentas totales detectadas en el fotopico. = número de cuentas detectadas por el fondo. = eficiencia del detector a dicha energía. = probabilidad de fotones con energía E. t = tiempo de conteo. La expresión utilizada para calcular la dosis es [7]: (5) En donde C4n+2 es la contribución en actividad para los radioisótopos descendientes de la serie del uranio descritos anteriormente, C4n es la contribución para los radioisótopos descendientes de la serie del torio y CK corresponde a la contribución del potasio. S108 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 4. RESULTADOS Las mediciones in situ mostraron consistencia con las mediciones de laboratorio. La actividad específica determinada de los radionúclidos en estudio está en el orden de los valores reportados en la literatura [7]. Los factores encontrados están en el orden de los niveles normales. Se determinó presencia de 137Cs en algunos espectros in situ, confirmada por las determinaciones en laboratorio. Tabla 2. Resultados in situ de actividad y Dosis Serie Espectro Serie 4n 40 K 137 Cs 4n+2 4n 40 K 4n+2 Sitio de Actividad Actividad Actividad Actividad Dosis Dosis Dosis medición (Bq/Kg) (Bq/Kg) (Bq/Kg) (Bq/Kg) (nGy/hr) (nGy/hr) (nGy/hr) Chique 1 24.09 14.55 796.31 --------- 42.99 43.95 33.21 Chique 2 22.45 16.77 963.27 --------- 40.24 50.64 40.17 Loreto 16.67 14.22 601.5 2.05 33.09 42.23 24.68 Obraje 1 22.55 15.36 649 --------- 40.77 46.4 27.06 Obraje 2 20.02 12.19 560.4 1.35 35.51 36.81 23.37 Hancón 1 25.7 13.94 871.6 ------- 47.59 42.09 36.35 Hancón 2 22.5 10.38 784 1.72 40.65 31.36 32.69 Promedio 21.9 13.92 746.58 1.71 40.12 41.92 31.07 S109 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 1. Razón de dosis in situ para los sitios de medición 4.1. Resultados para las mediciones de laboratorio. Para las mediciones de laboratorio se tomaron muestras de un perfil de 25cm divididos en estratos de 5cm, se envaso en recipientes marinelli con un peso aproximado de 500 gramos para posteriormente realizar el análisis estadístico de espectros. Figura 2. Razón de dosis para las mediciones de laboratorio municipio de Loreto Zacatecas. S110 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 3. Razón de dosis para las mediciones de laboratorio municipio de Loreto Zacatecas. 5. CONCLUSIONES La congruencia de los resultados obtenidos en este trabajo nos indica que tienen un buen grado de confiabilidad y es una técnica idónea para caracterizar radionúclidos presentes en el entorno. Las actividades medidas en la unidad académica de estudios nucleares (UAEN) debidas a la serie 4n+2 caen en un rango de: 14- 60 Bq/kg, para la serie 4n 11-50 Bq/kg y para el 40 K 600966 Bq/kg. El rango de valores para actividad reportados por UNSCEAR* (2000) está en el orden de: 251650 Bq/kg para el potasio, 6-250 Bq/kg para la serie 4n+2 y 2-210 Bq/kg para la serie 4n; por lo tanto los resultados que se obtuvieron en este trabajo son congruentes con los reportados en la literatura y caen en el rango de los valores reportados por UNSCEAR (2000). El reporte de UNSCEAR (2000) presenta una razón de dosis debida a la radiación natural en exteriores en el rango de 18-93 nGy/hr. Por lo tanto, concluimos que no existen riesgos radiológicos en los sitios de medición. La baja concentración del 137Cs minimiza su contribución al riesgo radiológico. AGRADECIMIENTOS Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), A los doctores Carlos Ríos, Fernando Mireles, Ignacio Dávila, José Luis Pinedo, a La doctora Sonia Saucedo y el maestro Daniel Hernández por su ayuda y colaboración. S111 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 REFERENCIAS 1. Atam P. Arya, Fundamental of nuclear physic, Boston, (1966). 2. Tsoulfanidis, Measurement And Detection Of Radiation, Taylor & Francis Group, USA, (1995). 3. Cember H, Introduction to health Physics, McGraw-Hill, USA, (1996). 4. ICRU Report 53, Gamma-Ray Spectrometry in the Environment, International Comisión on Radiation Units and Measurements, USA, (1994). 5. R. Margarita Rivera B., Carlos Ríos M., Fernando Mireles G., Sonia Saucedo A., Ignacio Dávila R., José L. 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García Castañeda (b) (a) División de Ciencias e Ingenierías, Dpto. de Física, Universidad de Guanajuato Loma del Bosque 103, Lomas del Campestre CP 37150, León, Gto., México (b) CONACyT – Universidad de Guanajuato, Loma del Bosque 103, Lomas del Campestre, 37150, León, Gto., México *israel.maury@ugto.mx Resumen Las fuentes de iones tienen muchas aplicaciones en la industria, la medicina y la ciencia, particularmente en los aceleradores de partículas; por tal motivo, el desarrollo de estos dispositivos es de gran interés. Es por ello que se propuso diseñar una fuente de iones, a partir de un reactor de plasma. El prototipo consta de tres cámaras, en la primera se producen iones dando lugar a la generación de un plasma. Posteriormente, se encuentra la cámara de extracción, conformada por un electrodo con potencial negativo que produce un campo electroestático que acelera los iones positivos que se encuentran dentro del plasma. Finalmente, se encuentra la cámara de detección, donde una placa mide la cantidad de iones que chocan con ella, dicha medición se obtiene a partir de la corriente eléctrica que es detectada por esta misma. Para formar el plasma, se requiere ionizar el gas que se encuentra dentro de la cámara de producción a bajas presiones; esta ionización se logra mediante un campo de radiofrecuencia (RF) que excita a los electrones libres del gas, y éstos al tener la suficiente energía rompen los enlaces de las moléculas, éste se ioniza y se forma el plasma. Para el diseño mecánico de la fuente de iones se utilizó el software Inventor Autodesk. Se especificaron las componentes, materiales y estructura de esta. Las simulaciones del campo electromagnético de RF del dispositivo fue mediante el software COMSOL Multiphysics®. En este trabajo, se reporta el diseño, mecánico y electromagnético, de un prototipo de una fuente de iones. 1. INTRODUCCIÓN Una fuente de iones es un dispositivo que produce un haz de partículas cargadas eléctricamente, consistente de iones. Hoy en día, el uso de fuente de iones es muy importante en términos de aplicaciones, en campos como la radiobiología, la medicina, zonas espaciales y en los aceleradores de partículas. Esencialmente, la fuente es un generador de plasma equipado con un conjunto de rejillas que permiten extraer los iones. Existen diversos componentes que integran a tal dispositivo como: una cámara de descarga donde se produce el plasma, un conjunto de rejillas cargadas eléctricamente, y un neutralizador, entre otros. En los aceleradores de partículas, la tecnología para crear la fuente de iones dependerá fuertemente del tipo de partícula que se pretende generar: electrones, protones o iones pesados; partículas con mayor masa que el electrón o protón. Es sabido que los aceleradores incrementan S113 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 la energía de partículas cargadas y las confinan en haces bien definidos. Los iones producidos en la fuente, tienen usos diferentes dependiendo de la aplicación que se le quiera dar. Por ejemplo, en la radioterapia se hace uso de aceleradores lineales como fuentes de rayos X, los cuales pueden afectar los tejidos sanos colindantes donde se encuentra el daño. Los haces de iones, en cambio, tienen la característica de depositar su energía en un punto específico sin dañar algún tejido sano colindante. Efectivamente, dicha tecnología es de un alto costo, pero los beneficios en la salud del ser humano son notables. En México, el desarrollo de este tipo de dispositivos representa un área de oportunidad para contribuir con el crecimiento científico y tecnológico del país. Lo que pretende este trabajo, es dar a conocer de una manera sencilla y simple, la creación de una fuente de iones como instrumento básico en experimentos prácticos que beneficien a la ciencia en México. 2. MARCO TEÓRICO El estudio del plasma data del siglo XIX, cuando Humphry Davy desarrolló la descarga de arco eléctrico en estado estable usando corriente directa. Por su parte, Michael Faraday, en 1830 construyó un tubo de descarga eléctrica de alto voltaje con corriente directa y dio inicio al estudio del material, obtenido después de dicha descarga [1]. En 1879, William Crookes identificó esta sustancia y la definió como el cuarto estado de la materia [2]. Sin embargo, el término plasma fue introducido por el físico inglés Irving Langmuir en 1928, quien lo describió como un gas ionizado. En la actualidad, el plasma está definido como un gas parcialmente ionizado que se encuentra compuesto por una mezcla de electrones, fotones, iones, átomos, neutrones y radiación electromagnética con una cuasi-neutralidad eléctrica y sensibilidad a campos magnéticos y eléctricos [3]. La ionización puede producirse por otros métodos: la fuerza del campo electromagnético o por medio de un generador de microondas que es acompañado por la disociación molecular [4]. Una de las primeras aplicaciones del plasma fue en 1960, en la polimerización de estireno a partir de monómeros introducidos en una cámara donde se generaba el plasma. En el siglo XX, el plasma se usó en la fusión nuclear con fines militares; pero hoy en día se utiliza para generar energía eléctrica, donde los átomos de hidrogeno son ionizados para generar el plasma, y este es sometido a fuertes campos magnéticos al punto de que se forme helio, de este modo se liberan grandes cantidades de energía, sin embargo esta no es la única aplicación que tiene el plasma también se utiliza en recubrimientos de materiales, la propulsión por plasma, el generador magneto hidrodinámico, y como fuente de iones, por mencionar algunas [5]. En el caso de los aceleradores de partículas, las fuentes de iones requieren una región de producción de plasma y de extracción de iones. La condición del plasma y la producción del ion resultante se ven afectadas por los diferentes procesos que se utilizan en la generación del plasma: el calentamiento de las partículas, el confinamiento del plasma, las colisiones, entre otras. Además, se tiene presente la ingeniería del dispositivo como los efectos térmicos sobre los ánodos, cátodos y trampas de iones de la fuente. También, se considera la erosión del S114 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 material dentro del dispositivo. Con todas estas consideraciones se logra una confiable y estable producción de haz de partículas (iones) que minimice el consumo de energía en la fuente [6]. 2.1. Fuente de Iones La fuente de iones es el dispositivo que se encarga de inyectar iones de diferentes elementos a un acelerador de partículas, cada ion tiene diferentes usos en la medicina, como recubrimientos para mejorar la biocompatibilidad de los materiales, radioterapia por protones o iones pesados, diagnósticos por radioisótopos y la producción de radiofármacos. Existen dos tipos de plasma: caliente y frío. Este último se caracteriza por la temperatura de sus partículas pesadas (partículas con mayor masa como helio, carbono u otros iones; a diferencia de los protones y electrones) cercana a la temperatura ambiente de 25° a 100°C [7]. Una de las formas de obtener este estado de la materia (plasma frío), es por medio de un reactor de plasmas por inducción electromagnética. El plasma es producido por medio de una bobina que se encuentra enrollada en el exterior de la cámara que contiene el gas a ionizar [8]. Esta bobina crea un campo magnético, según la Ley de inducción de Faraday, que expresa la inducción de un campo eléctrico cuando un campo magnético varía con en el tiempo. De este modo lograremos un movimiento de electrones en el interior de la cámara y se lograra la ionización del gas [9]. A este dispositivo, se le conoce como reactor de plasma de tipo inductivo. Sin embargo, no es la única forma de generar plasma, otro dispositivo idéntico es el reactor de plasma de tipo capacitivo que hace uso de un campo eléctrico o de radiofrecuencia para generar la ionización del gas. Si bien, un ejemplo de éste es el duo-plasmatrón, un dispositivo donde existen dos regiones: una para formar el plasma y otra para la extracción de iones. Por medio de un cátodo y un ánodo existirá una diferencia de potencial y debido a ello, los electrones y los iones positivos serán separados, pudiendo seleccionar la especie de iones según su requerimiento y depositarlos en otra cámara. En el caso de México, ha habido un avance limitado en el diseño y construcción de los aceleradores de partículas [10]. Sin embargo, esto representa una oportunidad para consolidar y trabajar en esta área, con el propósito de beneficiar al país. En este trabajo, se pretende realizar la configuración más simple, de una cámara de descarga donde se producirá el plasma. El método consiste en producir iones en la cámara sometiendo a un gas (argón, helio, entre otros), a un campo de radiofrecuencia (RF). Posteriormente, un electrodo con potencial negativo acelerará los iones presentes y los conducirá a una placa que estará midiendo la corriente eléctrica, y así saber el número de iones que llegan al detector. Como se puede observar, es una forma sencilla y a la vez ingeniosa de generar un haz de iones. S115 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 2.1.1. Diseño de la cámara de producción de iones Para realizar los diseños de la fuente de iones, se hizo uso del programa Inventor Profesional 2019. La primera cámara, es donde se produce el plasma y se encuentra compuesta por dos placas de aluminio de 90 mm de diámetro, cada una con 10 mm de grosor y unidas con un tubo de vidrio de 50 mm de diámetro por 50 mm de largo, cada unión tiene su respectivo empaque. La placa que se localiza en el extremo izquierdo, tiene dos conexiones: brida NW16 y NW10; encargadas de controlar la entrada del gas y el vacío que se produce dentro. Se espera que el vacío sea alrededor de 10-2 mbar. En la Figura 1, se muestra el diseño mecánico del reactor de plasma (primera cámara), se puede observar que, en su extremo derecho, tiene un orificio de la medida de una brida NW25 para la extracción de los iones (segunda cámara). Figura 1. Reactor de plasma con conexiones de entrada y salida. 2.1.2. Diseño de la cámara de extracción y detección de los iones. Esta cámara se encuentra unida mediante un tubo de vidrio, con las mismas dimensiones que se usa en el reactor de plasma. Como se muestra en la Figura 2, la placa de aluminio del extremo izquierdo es el electrodo encargado de acelerar los iones, éste se conectará a una fuente de voltaje, aplicándose un potencial negativo para atraer los iones positivos. El electrodo tiene una forma cónica, que ayuda a que las partículas se concentren en la región de la placa de detección. El electrodo y el reactor de plasma se unirán mediante un empaque aislante para que al ser unidas las placas no se unifiquen en un solo electrodo. Los pernos que se utilizan para la unión son pernos aislantes para que no se perjudique la unión. La placa de detección tiene las mismas medidas que las placas anteriores y de igual material. En dicha placa, se encuentra un tubo que a su extremo hay una placa rectangular a la altura del S116 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 orificio del cono, donde los iones que al ser acelerados forman el haz, éstos chocarán con esta placa rectangular y se detectará la corriente que pasa por la placa. Figura 2. Cámara de extracción y detección de iones. 2.1.3. Prototipo ensamblado. Al tener los componentes de la fuente de iones, se procede a ensamblar las piezas para obtener la vista completa del prototipo. En la Figura 3, se muestra la fuente de iones con sus piezas (cámaras) ensambladas. Figura 3. Fuente de iones. Esta forma del prototipo se escogió por la facilidad de extracción de los iones, ya que la cantidad de corriente dado un voltaje aplicado está relacionado con los efectos de la carga espacial de la ecuación de Child-Langmuir: S117 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 (1) Donde la I es la corriente total del haz de iones y V el voltaje aplicado y P es conocida como la perveancia. La perveancia es usada en haces de partículas cargadas e indica el efecto de la carga espacial sobre el movimiento del haz. Sin embargo, la ley de Child-Langmuir para aperturas redondas, la corriente de extracción de iones que puede ser extraída viene dada analíticamente de acuerdo a la siguiente expresión: (2) Donde 0 es la constante dieléctrica de valor 8.8541878176×10-12 C2/(N·m2), q la carga de la partícula y m su masa. Además, S es la razón a/d, donde a es el radio de la abertura de salida y d es el espacio de extracción entre producción de iones y el electrodo de aceleración. De aquí, se obtiene la relación correspondiente: (3) Donde A es el área de emisión. Como se observa en la Ecuación (3), la distancia entre el reactor y el electrodo de aceleración debe ser pequeña para tener una salida mayor de iones. Cabe mencionar, que esta es la razón del porqué se escogió esta forma de extracción. 2.2. Simulaciones de la Fuente de Iones Al analizar el reactor de plasma, primeramente, se simuló el potencial eléctrico y campo eléctrico que se encontraría entre las placas. Una de las placas se aterrizó, mientras que la otra se le agregó un potencial que varía con el tiempo, en la Figura 4 se observan los resultados de la simulación. En la Figura 5, se puede apreciar las curvas de nivel del potencial eléctrico. Figura 4. Potencial eléctrico (V) y flechas del campo eléctrico. S118 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 5. Curvas de nivel del potencial eléctrico. La capacitancia de un capacitor de placas paralelas viene dada por la ecuación: (4) Donde A es el área de la placa, d la distancia entre ellas y la permitividad eléctrica absoluta. Como se observa en la Ecuación (4), a menor distancia entre las placas, mayor capacitancia y el campo eléctrico es más intenso. Es por tal motivo, se eligió que el espacio entre placas sea de 50mm. La energía eléctrica depende del voltaje y la carga, como la carga depende de la capacitancia, entonces se puede modular la energía eléctrica total, controlando estos dos parámetros. La energía eléctrica máxima total que se ha registrado es de potencia . Asimismo, se ha simulado la temperatura que habrá dentro del reactor que sube alrededor de 300 K con una potencia de 10 W y un vacío de 0.06 torr aproximadamente. Lo que se busca, en la siguiente cámara, es la relación que haya entre el potencial negativo y la corriente eléctrica que detectará la placa, para ello se realiza una gráfica con las características anteriores y observar la relación entre dichos parámetros, esto se presenta en la Figura 6. Es importante reconocer que la abertura de salida de los iones debe ser pequeña y puede modificarse para obtener mejores resultados, de hecho, es fundamental hacer análisis de las trayectorias de las partículas. S119 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 6. Gráfica del potencial respecto a la corriente. Posteriormente, se simuló las trayectorias de los iones en la cámara de extracción. El electrodo estuvo sometido a un potencial negativo que varía de 0 a 180 V. En la Figura 7, se puede apreciar la trayectoria de las partículas en un tiempo dado. Para verificar mejor la dispersión del haz, se aumentó la distancia de la trayectoria de las partículas y en la Figura 8, se observa con más detalle esta dispersión. Figura 7. Trayectoria de partículas en la cámara de extracción. S120 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 8. Dispersión del haz a medida que avanza en el tiempo y espacio. Además, se realizó un mapa de Poincaré para analizar el haz en tres cortes transversales, cuando sale de la cámara de generación del plasma, a la mitad de la trayectoria y por último en la placa detectora. En la Figura 9, se observa puntos de color rojo, representando al haz saliendo de la primera cámara, los de color azul es a la mitad de la trayectoria y, por último, los puntos de color negro es el haz cuando llega a la placa detectora; se puede apreciar la dispersión del haz en la cámara de extracción. Figura 9. Mapa de Poincaré del haz de iones S121 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3. CRITERIOS DE ACEPTACIÓN La fuente de iones que se ha expuesto es un prototipo sencillo para conocer los fundamentos básicos de su funcionalidad y el aporte que tiene a varias áreas. Esta sencilla fuente, es un trabajo pionero para que en un futuro sea modificado y mejorado, logrando así una mayor precisión. En la Universidad de Guanajuato, se construirá un acelerador lineal de radiofrecuencia mexicano de 5 MeV con una fuente de electrones. Sin embargo, hacer uso de una fuente de iones por la extensa aplicación que existe en la industria, medicina y ciencia, es la finalidad. Por tal motivo, este trabajo es pionero en este rubro, ya que se pretende mejorar e incluso cuando se tenga su mejoramiento, ser usado en este acelerador lineal. Este producto de investigación no solo sirve para realizar la fuente de iones, sino que el reactor de plasma puede ser usado para otros fines, es decir, tiene un valor agregado con experimentos que requieran de la generación de un plasma para llevarse a cabo. Sin lugar a duda, es un trabajo que conlleva esfuerzo, trabajo en equipo, diversas áreas de aplicación, innovación, y desarrollo de ingeniería, temas relevantes para la independencia tecnológica y científica del país. 4. CONCLUSIONES Como se ha expuesto, existen varios parámetros para realizar una fuente de iones. La forma en que se produce el plasma y la forma en que se extraen los iones varía en diferentes aplicaciones, pero la forma básica que se ha presentado en este trabajo permite, mediante un prototipo sencillo, generar un haz de iones que puede ser aplicado a diferentes áreas como la ingeniería, física y química, por mencionar algunas. Diseñar, simular los procesos y la dependencia de los parámetros involucrados ayuda en la generación de un esquema experimental optimizado. Se sabe que tanto en el trabajo teórico como el experimental existen errores, pero se minimizan para lograr un prototipo confiable. En este trabajo se expuso una fuente de iones simple, que logra el objetivo de conocer los fundamentos básicos, así como la física detrás de ella. La aplicación es muy amplia, desde grabados en superficie como modificaciones a fármacos: radiofármacos. Sin lugar a duda, resulta un tema relevante en la innovación y tecnología. Sin embargo, en México el estudio sobre esta línea es aún emergente, por lo que se pretende explorar y trabajar como pioneros en este campo. Hablando con objetividad, existe aún mucho trabajo futuro por hacer, pero se lleva un buen comienzo y con la finalidad de aportar en el ámbito científico y como beneficio de México. S122 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 AGRADECIMIENTOS Agradezco a los asesores de este proyecto que se está realizando en la Universidad de Guanajuato, a los doctores María Concepción García Castañeda y Humberto Maury Cuna por su colaboración y estima. Asimismo, a la beca proporcionada por CONACyT durante mi estancia en la maestría y al Proyecto de Infraestructura 295720 de CONACyT. De igual manera, a mi familia y amigos; a los que están y a los que ya no. 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De la Paz M., Experiencia Mexicana en Aceleradores de Partículas: Investigación y Beneficios en la Sociedad Mexicana”, Siglo XXI Editores, Ciudad de México, México (2004). S123 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 S124 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Rayos X provenientes de equipos odontológicos inducen cambios en la viabilidad celular, expresión de Hsp70 y caspasa-8 en leucocitos humanos Jennifer Ortiz Letechipia, David Alejandro García López, Consuelo Letechipia de León, Héctor Rene Vega Carrillo, Sergio Hugo Sánchez Rodríguez. Universidad Autónoma de Zacatecas Avenida preparatoria S/N. Col. Agronómica. 98066. Zacatecas, Zac. México. jenniferoletechipia@live.com.mx; davidrockerdagal@gmail.com; crenchelo@gmail.com; fermineutron@yahoo.com; smdck@hotmail.com Resumen Los leucocitos son células radiosensibles que responden al daño celular por radiación ionizante. Los rayos X son utilizados comúnmente en consultorios odontológicos con fines de diagnóstico, donde el personal ocupacionalmente expuesto recibe una dosis de exposición de los mismos ocasionando un daño estocástico que comúnmente no es considerado, pero es acumulable. Por lo anterior, se ha reportado una relación entre la leucopenia y la exposición a la radiación ionizante, de tal manera que los leucocitos han sido utilizados como modelo biológico para exposición a radiaciones ionizantes. El daño celular se ha visto que se manifiesta a través de la expresión de bioindicadores como las proteínas Hsp, o con la muerte celular, proceso que debe ser estudiado para ver el grado de tolerancia homeostática a los diferentes grados de radiación. El objetivo del presente trabajo fue evaluar la viabilidad, expresión de Hsp70 y caspasa-8 en leucocitos humanos expuestos a rayos X provenientes de equipos odontológicos. Material y métodos: Leucocitos de pacientes humanos sanos presentes en sangre total fueron expuestos a dosis diferentes de rayos X (2.28 ± 0.05, 4.56 ± 0.09 mGy, 9.12 ± 0.18 y 13.69 ± 0.27 mGy). Posteriormente, se evaluó la viabilidad celular mediante un frotis sanguíneo de cada una de las muestras y se les aplicó la tinción Wright. Seguido a esto se procedió a identificar las proteínas Hsp70 y caspasa-8 por la técnica de Western-blot. Resultados: Se observó una disminución en la viabilidad celular de 97.5% a 39.5% para las diferentes dosis de exposición. El comportamiento de la sobreexpresión de la proteína Hsp70 y caspasa-8 fue similar, de tal manera que para la tercera dosis la expresión incrementó y para la dosis más alta la sobreexpresión disminuye para cada una. Conclusiones: El porcentaje de muerte celular fue dependiente de la dosis de exposición. Los datos obtenidos determinan que la proteína Hsp70 es un bioindicador de estrés celular, mientras que la caspasa-8 es un bioindicador del proceso de muerte celular por apoptosis. El daño celular de los leucocitos expuestos a rayos X provenientes de equipos odontológicos, provee información relevante para implementar mecanismos de protección en el área de seguridad radiológica. S125 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 1. INTRODUCCIÓN Los efectos a largo plazo asociados con la exposición a la radiación ionizante de dosis bajas son los principales factores de riesgo en el área de diagnóstico. Los profesionales de la radiación de estos centros siempre están expuestos a un daño celular potencial, ocasionado por dicha exposición. Varios estudios han sugerido que el riesgo de daño en los trabajadores expuestos a dosis de radiación más bajas que el límite fue mayor que el de sus compañeros no expuestos. Principalmente las células hematopoyéticas se consideran las más sensibles a la radiación, y entre ellas, los linfocitos muestran la mayor respuesta a la radiación de dosis baja (especialmente a los rayos X) [1, 2]. Es común que se presente linfopenia como uno de los primeros síntomas a la exposición de radiación, además se presentan alteraciones en su metabolismo debido a cambios en la conformación de la membrana, su permeabilidad y actividad enzimática [3], por ende, la función de la célula cambia como resultado de los daños post-radiación. La facilidad de obtención, la gran cantidad de células que podemos obtener y su alta radiosensibilidad, hace de los leucocitos un modelo experimental idóneo para estudiar. Por otra parte, las proteínas de estrés calórico (Hsp), pertenecen a una familia altamente conservadas a través de la evolución. En condiciones normales ayudan al plegamiento de proteínas, en los procesos de transporte a través de membranas, así como a su integración a diversos organelos. Una proteína importante es la Hsp70 la cual actúa como chaperona y juega un rol en la homeostasis de proteínas en la célula [4]. Durante diversos procesos de estrés celular como choque térmico, exposición a metales pesados, a especies reactivas de oxígeno, a radiación (ionizante y no ionizante) [5], entre otros, estas proteínas se sobre expresan para recuperar la homeostasis celular al renaturalizar proteínas o al inducir su destrucción cuando son dañadas [6]. Además, se ha encontrado una relación directa a la dosis de radiación ionizante y la expresión de la proteína Hsp70 en células tumorales [7] y en células sanguíneas inmunológicas [8]. Sin embargo, la apoptosis es caracterizada por una serie de cambios morfológicos que incluyen la contracción celular, condensación de cromatina, fragmentación de ADN, presencia de vacuolas en la membrana, fragmentación del ADN y formación de cuerpos apoptóticos [9-11]. Para la regulación y ejecución de este proceso están presentes las caspasas, proteínas implicadas también en procesos de maduración proteíca, por lo que errores en los procesos mediados por estas, son algunos de los principales responsables en el desarrollo de tumores y enfermedades autoinmunes [12]. Una de las funcione de caspasa-8 es iniciar la cascada de la apoptosis, en donde se recluta y procesa su procaspasa-8, generando dos fragmentos catalíticos que la conforman, a su vez esta conduce a la activación de otras proteínas para formar la cascada que culmina el proceso apoptótico [13]. Se considera que las fuentes de rayos X de diagnóstico funcionan con una radiación de energía más baja (alrededor de 100 keV) con una transferencia de energía lineal más alta [14] que otros S126 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 dispositivos terapéuticos, sin embargo estas fuentes tienen un riesgo aceptable de daño debido a las dosis bajas (en el orden de 0.1 mGy a 400 mGy) [15]. Por esta razón, es de gran interés estudiar los efectos de los rayos X sobre los leucocitos ya que estos son los principalmente afectados por la exposición a la radiación ionizante, se ha observado en diversos estudios clínicos una disminución de estos en el personal ocupacionalmente expuesto [1, 16]. Además, se ha investigado la relación entre la expresión de Hsp70 y caspasa-8 con la apoptosis en células expuestas a rayos X, en donde Hsp70 participa la recuperación de estas [7, 8], y la caspasa-8 como proteasa mediadora de la apoptosis, inducida por la radiación [17]. El objetivo de este trabajo fue estudiar las proteínas Hsp70 y caspasa-8 como bioindicadores de daño celular en el proceso apoptótico en leucocitos humanos expuestos a diferentes dosis de rayos X odontológicos. 2. MATERIALES Y MÉTODOS 2.1 Obtención de las Muestras Se seleccionaron 4 donadores de edades entre 19-24 años, sin historial de radioterapia, ni consumo de alcohol, tabaco, medicamentos, sin presentar síntomas y signos de enfermedad, evaluado esto previamente con un estudio general de salud, de los cuales se obtuvieron muestras de sangre venosa periférica (venopunción antebraquial), aproximadamente 5 ml con 50 µL de heparina. 2.2. Exposición de Leucocitos La exposición de las muestras se realizaron con una fuente de rayos X marca Corix® de la empresa CORAMEX, S.A. cuyas condiciones de operación fueron tomadas con base al distribuidor (70 plusUSV) las dosis de exposición fueron calculadas y se establecieron para 5, 10, 20 y 30 disparos respectivamente para cada muestra y el duplicado, excepto los controles. 2.2.1. Determinación de la Dosis Absorbida La dosis absorbida fue determinada usando TLD´s (detectores termoluminiscentes), que se depositaron en viales de cono. Los TLD-100 fueron expuestos en grupos de cuatro, para cada diferente cantidad de disparos del equipo de rayos X. Un lote de TLDs 100 se usó para medir la radiación de fondo. El procedimiento se repitió con un monitor de estado sólido RaySafe modelo ThinX RAD que se activa cuando el equipo de rayos X se dispara. El mismo número de disparos usados para exponer los TLDs se usaron con el equipo RaySafe. 2.2.2. Cálculo de la Dosis Absorbida Las respuestas de los TLDs expuestos se promediaron y se corrigieron con la respuesta promedio de los TLDs usados para medir el fondo. Estos valores se correlacionaron con las lecturas del monitor S127 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 RaySafe y se obtuvo una correlación (r2 =0.9987) entre la respuesta nanoCoulombs. La dosis en función de los disparos se muestra en la Tabla I. de los TLDs en Tabla I. Dosis absorbida en función de los disparos Numero de disparos Dosis absorbida (mGy) 0 0 2.28 ± 0.05 5 4.56 ± 0.09 10 9.12 ± 0.18 20 13.69 0.27 30 2.3. Evaluación de la viabilidad celular Para la evaluación de la viabilidad celular, se realizaron frotis sanguíneos en portaobjetos y se procedió a teñirlas con colorante de Wright (WR0505 de la casa comercial Golden Bell®). Una vez realizado lo anterior, se observaron los frotis sanguíneos en un microscopio óptico con objetivo de inmersión y se realizó un conteo de 100 leucocitos para el control y las distintas dosis de exposición [11]. 2.4. Determinación de Proteínas 2.4.1. Lisis celular Cada muestra después de 40 min post-tratamiento fue lavada con solución PBS 1X y homogenizada en tubos Eppendorf con 500 µL de buffer de lisis que contiene: Triton X-100 al 1%, NaCl 140 mM, EDTA 1 mM, Tris-HCl 10 mM pH 7.6 e inhibidor de proteasas 1 mM, PMSF (Sigma Chemical Co, St Louis MO, USA, P-7626), realizando inversiones sucesivas. El lisado celular se centrifugó por 10 minutos a 14,000 r.p.m. y el sobrenadante se recuperó para determinar la concentración de proteínas totales. 2.4.2. Cuantificación de proteínas y PAGE-SDS al 7.5% La cuantificación de proteína se realizó mediante la técnica descrita por Bradford en 1976. Para cada muestra 20 µg de proteína fueron caracterizados en geles de poliacrilamida (PAGE-SDS al 7.5%) de acuerdo a la técnica descrita por Laemmli en 1970 [18]. S128 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 2.4.3. Western Blot e Inmunodetección Las proteínas en los geles de poliacrilamida-SDS se transfirieron a papel de nitrocelulosa (Amersham Biosciences Laboratories, Buckinghamshire, England, RPN303C), tal como describió Towbin en 1979 [19]. El papel con las proteínas fue bloqueado con solución amortiguadora (PBSCaseína al 3%) durante 12 horas, los papeles fueron incubados con anticuerpos monoclonales para identificar las proteínas Hsp70 (SC-24 Santa Cruz Biotechnology®) y caspasa-8 en dilución 1:1000 en solución bloqueadora, por 1 hora. Posteriormente se realizaron 5 lavados intercalados con PBS y PBS-Tween. Se procedió a incubar durante 1 hora con el segundo anticuerpo anti ratón y anti conejo para caspasa-8 IgG-HRP conjugado a peroxidasa (SC-2005 Lot F0412 Santa Cruz Biotechnology®). Al finalizar se realizaron 10 lavados intercalados con PBS y PBS-Tween. La unión antígenoanticuerpo fue observada mediante colorimetría empleando una solución de Diaminobencidina al 0.1% activada con peróxido de hidrógeno, de tal manera que la sobre expresión de la proteína pudiera ser identificada. 3. 3.1. RESULTADOS Evaluación de la viabilidad celular Se evaluó la viabilidad de los leucocitos expuestos a rayos X para cada una de las muestras, se observó una disminución en el porcentaje promedio de células vivas de 97.5% a 39.5% y un aumento en el porcentaje de células muertas de 2.5% a 60.5% respecto a las diferentes dosis de exposición, donde la última dosis (13.69 mGy) presentó mayor porcentaje de células muertas como lo representa la figura 1. Figura 1. Viabilidad de Leucocitos humanos expuestos a rayos-X a diferentes dosis. S129 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3.2. Expresión de Proteínas 3.2.1. Expresión de Hsp70 en leucocitos humanos expuestos por rayos X Se obtuvo una expresión basal de Hsp70 para el control y para las primeras dosis (2.28 ± 0.05 y 4.56 ± 0.09 mGy), en la tercera dosis la expresión se incrementó (9.12 ± 0.18 mGy), por otro lado para la dosis más alta (13.69 ± 0.27 mGy) la expresión disminuyo ver Figura 2. Figura 2. Expresión de Hsp70 en Leucocitos humanos expuestos a rayos-X. 3.2.2. Expresión de Caspasa-8 en leucocitos humanos expuestos por rayos X Se obtuvo una expresión basal de caspasa-8 para el control, para las primeras dosis (2.28 ± 0.05 y 4.56 ± 0.09 mGy) la expresión se modificó, en la tercera dosis la expresión se incrementó (9.12 ± 0.18 mGy), por otro lado para la dosis más alta (13.69 ± 0.27 mGy) la expresión disminuyo ver Figura 3. Figura 3. Expresión de Caspasa-8 en Leucocitos humanos expuestos a rayos-X. S130 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 4. DISCUSIÓN La viabilidad celular de los leucocitos expuestos a rayos X para cada una de las muestras, disminuyó respecto a la cantidad de dosis recibida, ocasionando un aumento en el porcentaje de células muertas, presentando así para la última dosis un porcentaje mayor de células muertas, posiblemente esto es resultado del daño celular producido, lo anterior es similar a los resultados obtenidos por [16] donde disminuye el número de células sanguíneas en POES expuestos a rayos X. El comportamiento en la sobre expresión de Hsp70 es un bioindicador de estrés celular por radiación ionizante como lo reporta [8], de tal manera que los datos generados en el trabajo demuestran este hecho por exposición rayos X. Por lo anterior se observó un incremento de esta proteína exponencialmente para la primera, segunda y tercera dosis y una disminución para la cuarta dosis, este comportamiento posiblemente se puede deber a que el daño celular para esa dosis fue letal y por consiguiente su mecanismo de respuesta no fue el óptimo. Datos reportados por [20] coinciden con esta explicación pero con otro modelo biológico como células C3H 10T1/2 cuando fueron expuestas a rayos gamma de 7.5 Gy, además con el trabajo reportado [21] en células de carcinoma expuestas a 10 Gy en gammas. Al observar que con el incremento de dosis de irradiación la viabilidad celular disminuyó, se procedió a medir la expresión de caspasa-8 para determinar si esta muerte es por apoptosis, esta proteína modificó su expresión para las primeras dosis (2.28 ± 0.05 y 4.56 ± 0.09 mGy), en la tercera dosis se incrementó (9.12 ± 0.18 mGy) y para la dosis más alta (13.69 ± 0.27 mGy) la expresión decayó, estos resultados coinciden con los reportados por [17], donde la caspasa-8 incrementa su expresión por inducción de la radiación en diversos tipos celulares y también por [22] en células de glioma expuestas a 2.3 Gy de rayos gamma. 5. CONCLUSIONES El porcentaje de muerte celular es dependiente del incremento a la dosis de exposición por rayos X, debido al daño celular producido en las diferentes células sanguíneas. Los datos obtenidos determinan que la proteína Hsp70 es un bioindicador de estrés celular, mientras que la caspasa-8 es un bioindicador del proceso de muerte celular por apoptosis. El daño celular de los leucocitos expuestos a rayos X provenientes de equipos odontológicos, provee información relevante para implementar mecanismos de protección en el área de seguridad radiológica. Se observa muerte celular conforme aumenta la dosis de exposición, debido a esto la expresión de caspasa-8, nos indica que los leucocitos posiblemente mueren por un proceso apoptótico, sin embargo esta no es suficiente para determinar si el proceso de apoptosis se activó, por S131 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 consiguiente, esto se corroborará con la evaluación morfológica de las células sometidas a estos campos de radiación. AGRADECIMIENTOS Al Dr. en C. Sergio Hugo Sánchez Rodríguez y su equipo de trabajo del laboratorio de biología celular y neurobiología en la Unidad Académica de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de Zacatecas. Al Dr. en C. Eduardo Medrano Cortes, del departamento de Radiología en la Unidad Académica de Odontología, Universidad Autónoma de Zacatecas. REFERENCIAS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. DavudianTalab, A., Z. Farzanegan, and F. Mahmoudi, Effects of Occupational Exposure on Blood Cells of Radiographers Working in Diagnostic Radiology Department of Khuzestan Province. Iranian Journal of Medical Physics, 2018. 15(2): p. 66-70. Brengues, M., et al., T lymphocytes to predict radiation-induced late effects in normal tissues. Expert Review of Molecular Diagnostics, 2017. 17(2): p. 119-127. Feinendegen, L.E. and J.M. Cuttler, Biological Effects From Low Doses and Dose Rates of Ionizing Radiation: Science in the Service of Protecting Humans, a Synopsis. Health Physics, 2018. 114(6): p. 623-626. 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Guadarrama Avilés y Verónica E. Badillo Almaraz∗ Facultad de Ciencias; Universidad Autónoma del Estado de México Campus El Cerrillo, Piedras Blancas, Carr. Toluca-Ixtlahuaca km. 15.5, Edo. de México fridagret@gmail.com Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Carr. México-Toluca S/N, La Marquesa Ocoyoacac, 52750 Edo de México veronica.badillo@inin.gob.mx Resumen En este trabajo de investigación se propone la preparación y evaluación de los nanomateriales TiO2, para ser utilizados como matrices adsorbentes en la separación de radionúclidos y proporcionar una tecnología de optimización del generador más utilizado 99 Mo/99mTc en la ruta de producción del 99Mo por la vía de activación neutrónica en el reactor Triga Mark III del ININ. La preparación de nanomateriales de TiO2 como matrices del generador de radionúclidos 99Mo/99mTc se llevó a cabo por el método sol-gel usando alcóxidos como precursores, poniendo especial énfasis en la temperatura de preparación del sólido y cómo influye en el área superficial resultante y muy particularmente en las características de adsorción del radionúclido padre 99Mo(VI). La caracterización de los sólidos se realizó utilizando Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) y la capacidad de retención de Mo(VI) en los óxidos se determinó mediante el método de equilibrio de batch utilizando la técnica de trazadores radioactivos y mediante la saturación del sólido con iones MoO42. Los resultados indicaron que la temperatura de secado del TiO2 es un factor importante en la afinidad de retención del Mo(VI) en el desarrollo del sistema generador 99 Mo/99mTc en la ruta de producción del 99Mo por la vía de activación neutrónica, y es sin duda, un paso importante para producir en grado clínico el 99mTc. 1. INTRODUCCIÓN En México, el 80 % de los radiofármacos utilizados en diagnósticos médicos contienen 99mTc; y éstos son empleados en el diagnóstico de padecimientos óseos, hepatobiliares, cerebrales, cardiacos, renales, pulmonares, procesos infecciosos ocultos, etc. Este se produce comercialmente por decaimiento radioactivo del 99Mo, producto de fisión del 235U. Los generadores están constituidos por un soporte de alúmina, de limitada capacidad de fijación en masa (2-20 mg Mo/g), en donde el 99 Mo de elevada actividad específica (~103 TBq/g), es adsorbido y el 99mTc es eluído mediante una S135 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 solución salina. Sin embargo, la capacidad actual de producción de 99Mo se redujo a un número limitado de instalaciones nucleares en todo el mundo [1] lo que ha causado una interrupción en la producción de este radioisótopo fundamental para la fabricación de generadores de 99Mo/99mTc, provocando una escasez mundial e impulsando las investigaciones para producir 99Mo a través de otras vías. Con el fin de reducir la dependencia de importación del producto de fisión 99Mo, se han propuesto una serie de alternativas para la producción de este radionúclido, tales como la activación neutrónica del 98Mo en un reactor nuclear, la cual es una de las tecnologías disponibles a corto plazo [2] y el desarrollo en paralelo de nuevos materiales con capacidades de retención del radionúclido padre 99Mo superiores a las que ofrecen sólidos comercialmente disponibles. En México, el único reactor nuclear disponible para este tipo de aplicaciones se encuentra en el ININ (Reactor TRIGA Mark III). No obstante, el principal impedimento para su utilización en los generadores existentes a base de alúmina es la actividad específica del 99Mo que se obtiene, ya que es relativamente baja (0.35-3.5 Ci/g) lo que a su vez produciría una elución de 99mTc con baja concentración radioactiva, por lo que se requeriría una gran cantidad de alúmina. Aunque la preparación de generadores 99 Mo/99mTc que usan alúmina como adsorbente sigue siendo el principal procedimiento comercial, en los últimos años se han desarrollado y estudiado varios adsorbentes alternativos con mayor capacidad para Mo, como compuestos de óxidos metálicos, hidroxiapatita y compuesto de zirconio polimérico (PZC) [3, 4] para ser utilizados como matrices adsorbentes en la preparación de generadores 99Mo/99mTc en la ruta de producción del 99Mo por la vía de activación neutrónica debido a sus propiedades fisicoquímicas en comparación con los adsorbentes clásicos [5]. El objetivo general de este trabajo es demostrar la utilidad potencial de los óxidos metálicos como un adsorbente alternativo, en la preparación del generador 99Mo/99mTc para obtener el grado clínico 99mTc. 2. SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE NANOMATERIALES Se prepararon xerogeles de TiO2, por el método sol-gel usando alcóxidos como precursores a diferentes temperaturas de secado, 105°C, 115°C y 220°C [6]. La superficie específica de los óxidos se midió por adsorción de N2 (mezcla de gases 30% N2/He) por el método BET (N2). Las muestras primero se desgasifican a 378 K durante 2 h para eliminar impurezas. La morfología de los sólidos resultantes se estudió por Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) en un microscopio electrónico de barrido JEOL-JSM 6610LV. 2.1. Capacidad de Retención La capacidad de retención de Mo en los óxidos de TiO2, se estudió en una solución de NaCl al 0.9% y se determinó mediante el método de equilibrio de batch en función de la concentración creciente de Mo(VI) y en función del pH de la solución. Una masa de 0.1g de TiO2, se coloca en tubos de policarbonato de 50 mL y se dispersa por agitación en un volumen de 25 mL de solución salina de NaCl 0.9%. Las suspensiones se someten a agitación continua a 8 rpm durante 24 h. Una vez que la suspensión se encuentra al equilibrio, se utilizan concentraciones crecientes de Mo(VI) en la solución manteniendo el pH de la solución constante. La afinidad de los sólidos por Mo(VI) se obtiene usando la técnica de radiotrazadores; las suspensiones se marcan con 40 µCi de una solución conteniendo el radiotrazador de 99Mo. La actividad gamma de la fase líquida para el Mo se mide por S136 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 espectrometría gamma en un detector de Ge(Hp) acoplado a un analizador multicanal, midiendo las cuentas por minuto a un pico de 181.1 keV correspondiente a 99Mo en alícuotas de 1 mL. 3. RESULTADOS La superficie específica de los óxidos se obtuvo utilizando el modelo BET (Brunauer, Emmet y Teller) el cual describe la adsorción física de un gas, generalmente Nitrógeno en la superficie de un sólido llenando toda la superficie disponible formando capas múltiples [7,8]. La determinación del área superficial de los óxidos se llevó a cabo en un equipo multitareas RIG-100 utilizando el método de un solo punto. Esta técnica consiste en colocar una pequeña cantidad de muestra en un porta muestras de cuarzo donde el sólido es calentado mediante una cinta calefactora a 105ºC para desgasificarlo con un flujo de N2/He al 30% (30 cc/min) durante 2 horas. Los resultados se muestran en la Tabla 1. Temperatura de secado (°C) TiO2 105 TiO2 115 TiO2 220 Superficie específica (m2/g) 409 480 143 En la Figura 1 se muestran las micrografías de las distintas preparaciones de xerogeles; se observan partículas aglomeradas bastante uniformes en tamaño y forma. El tamaño promedio de las partículas para el TiO2 a 105°C fue de 0.76 μm Figura 1a, para el TiO2 a 115°C fue de 0.58 μm Figura 1b y para el TiO2 a 220°C fue de 0.33 μm Figura 1c. a) b) S137 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 c) Figura 1. Micrografías MEB a) TiO2 a 105°C, b) TiO2 a 115°C y c) TiO2 a 220°C En la Figura 2 se muestran los resultados de la afinidad del Mo en los óxidos metálicos preparados en función de la concentración de Mo(VI) en la solución. Para ambas preparaciones los coeficientes de distribución (Kd) del Mo(VI) disminuyen a medida que aumenta la concentración de este elemento en la solución y se observa el TiO2 a 115ºC muestra una mejor afinidad por el Mo. Figura 2. Coeficiente de distribución Kd de 99Mo en función de la concentración La Figura 3 muestra el porcentaje de retención de Mo(VI) en función de la concentración de Mo(VI) en la solución. Se observa que la cantidad de Mo(VI) retenido por el óxido TiO2 a 115ºC es mayor al TiO2 a 105ºC y 220ºC. S138 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 3. Porcentajes de retención del 99Mo en función de la concentración de Mo(VI) 4. CONCLUSIONES El objetivo general del presente trabajo es demostrar la utilidad potencial de los óxidos TiO2 como un adsorbente alternativo, en la preparación del generador 99Mo/99mTc para obtener en grado clínico 99m Tc y observar cómo afecta la temperatura en la preparación de éstos materiales. Se analizó la influencia que ejerce la concentración de Mo(VI) de la solución sobre el porcentaje de retención de Mo(VI) en los óxidos metálicos simples de TiO2. Esta investigación demuestra que la temperatura influye positivamente en los óxidos de TiO2, pues al secarlos a mayor temperatura, son adsorbentes más efectivos para la fijación de molibdeno debido a características de superficie, por ejemplo, la presencia de grupos hidroxilo, su capacidad y porcentajes de retención y que podría ser una opción atractiva para la preparación de generadores 99Mo/99mTc en la ruta de producción del 99Mo por la vía de activación neutrónica en el reactor Triga Mark III del ININ. Estos hallazgos además proporcionan información para optimizar aún más el proceso de adsorción del Mo(VI) en óxidos metálicos simples de TiO2 por lo que se deberá realizar mejoras en la síntesis de dichos nanomateriales para lograr aumentar la capacidad de fijación de 99Mo(VI) y poder ser útiles en la preparación de generadores basados en 99Mo de baja actividad especifica via reacción nuclear 98Mo(n, γ) 99Mo. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen al equipo técnico del Reactor Triga Mark III del ININ (México) por su asistencia en la producción, al Laboratorio de Análisis por Activación por la medición radioquímica del radionúclido 99Mo y al Dr Raúl Pérez por su asistencia en la preparación de los óxidos. S139 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 REFERENCIAS 1. James R. 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S140 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Evaluación del efecto dosimétrico debido a la reducción de tejido en pacientes con cáncer cervicouterino María Guadalupe Valdez Arteaga, Fernando Mireles García, Carlos Ríos Martínez, J. Ignacio Dávila Rangel, José Luis Pinedo Vega, Sonia Azucena Saucedo Anaya Unidad Académica de Estudios Nucleares, Universidad Autónoma de Zacatecas Ciprés 10, Fracc. La Peñuela, Zacatecas, Zac., 98068, MEXICO. mguadalupe_44@hotmail.com; fmireles@uaz.edu.mx; criosmtz@hotmail.com; idavilara@gmail.com; jlpv85@hotmail.com; chena@hotmail.de Eric Reyes Rivera UNEME de Oncología, Servicios de Salud de Zacatecas Av. Barones # 3, Guadalupe, Zac., 98612, MEXICO. eric_rr_1985@yahoo.com.mx Resumen Durante el transcurso del tratamiento de pacientes con Cáncer cervicouterino (Ca Cu) existe la posibilidad de que se produzcan cambios anatómicos por reducción de tejido debido a pérdida de peso que puedan alterar la entrega de la dosis al volumen objetivo y dar dosis mayores a los Órganos de Riesgo (OAR). En este estudio evaluamos el efecto dosimétrico en el volumen objetivo y OAR debido a la reducción del tejido abdominal en pacientes con Ca Cu tratados con Tomoterapia Helicoidal usando un fantoma. Se realizó el proceso de simulación de radioterapia del fantoma y 4 bolus de 0.5 cm para imitar el efecto de perdida de tejido. Se traspusieron las estructuras de una paciente de Ca Cu al fantoma y se realizó el plan de tratamiento con una dosis convencional de 50 Gy en 25 sesiones. El plan fue aceptado cumpliendo con la dosis de prescripción en el 95% del volumen del PTV obteniendo un gradiente del 8.7%. Con las imágenes de MVCT se realizó un análisis comparativo en el software Planned Adaptive, donde se encontró que la dosis promedio del Volumen de Planeación del Tratamiento (PTV) aumentó en un rango de 1.17 a 5.8 %. Además de que la dosis en el 60% de volumen para el recto y el 35% de volumen para la vejiga aumentaron en un rango de 1.2 a 4.5% y de 1.2 a 4.8%, respectivamente; mientras que la cabeza femoral derecha tuvo un aumento que fue desde 0.6 a 4% e Izquierda de 1.2 a 5.2%. Por otro lado, encontramos que la dosis a piel es sobreestimada por el sistema de planeación. Considerando que la dosis promedio del PTV aumentó más del 5% cuando el tejido se redujo 2 cm y teniendo en cuenta la tolerancia del ICRU 24 podemos concluir que la re simulación del paciente debería tomarse en cuenta a partir de esta reducción de tejido; sin embargo, también se debe considerar el aumento de la dosis a los órganos de riesgo. Este estudio proporciona una estimación de dosimetría para que el personal de radioterapia justifique si es necesaria una adaptación de la dosis o seguir con el mismo tratamiento cuando se produce un cambio anatómico producido por la reducción de tejido. S141 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 1. INTRODUCCIÓN Los avances tecnológicos en radioterapia en las últimas décadas han mejorado significativamente el tratamiento del cáncer. Las técnicas de Radioterapia Guiada por Imagen (IGRT) y Radioterapia de Intensidad Modulada (IMRT) son las modalidades más modernas para dar tratamientos de radioterapia externa. Su mayor conformación de la dosis al volumen objetivo y la restricción de dosis a los Órganos de Riesgo (OAR), favorecen a una mayor exactitud y precisión en los tratamientos [1, 2, 3, 4]. Basados en estos conceptos, la mayoría de los departamentos de radioterapia en países de primer mundo practican la IMRT para una mejor cobertura y control tumoral. La Tomoterapia Helicoidal (TH) es una nueva técnica de radioterapia que permite la planificación, la verificación y la administración del tratamiento. El equipo de TH combina un acelerador lineal, un colimador multiláminas binario que permite modular el haz de radiación, que cambia de forma para adaptarse al tumor y un sistema para la obtención de imágenes de Tomografía computarizada de Mega Voltaje (MVCT), esto integrado a un gantry circular que rota 360º al mismo tiempo que la camilla del paciente se desplaza a través del anillo del gantry, por lo que la radiación se recibe siguiendo una trayectoria helicoidal y de manera continua. Con cada rotación, el haz se dirige hacia un plano ligeramente diferente irradiando una sección distinta del tumor [5, 6]. Las imágenes de MVCT que se obtienen en TH facilitan la verificación continua de posibles cambios anatómicos, en la posición del paciente, en la localización o morfología del tumor, o por los movimientos fisiológicos, permitiendo ajustes en la planificación durante el tratamiento para suministrar la dosis adecuada al tejido tumoral y evitar los órganos de riesgo [6, 7]. Esto permite que tengamos una combinación de técnicas de radioterapia de intensidad modulada guiada por imagen, que hace que los tratamientos tengan mayor exactitud y por tanto disminuyan la incidencia de efectos adversos. Sin embargo, es difícil controlar los cambios anatómicos que los pacientes muestran a lo largo del curso de su tratamiento, lo cual puede crear el riesgo de perder la conformación de la dosis en el volumen objetivo y aumentar la dosis a OAR [8, 9, 10]. Existen varios estudios de radioterapia adaptativa que reportan los efectos dosimétricos por la pérdida de peso y cambios anatómicos debido a las variaciones tumorales durante la radioterapia en pacientes con cáncer en cabeza y cuello [8,11, 12, 13]. Otro grupo de estudios son los de Ca en pelvis como Ca de páncreas [14], Ca de próstata [9, 10, 15], Ca Cu [1, 2, 3, 4, 7], entre otros; que se enfocan en la dosis que recibe el volumen objetivo debido al movimiento y gas intestinal o el producido por el llenado de órganos como vejiga y recto. Sin embargo, existen pocos estudios, que toman en cuenta la reducción de tejido debido a la pérdida de peso en la zona de pelvis, que aunque la anatomía ósea no cambia, esto puede afectar directamente la dosimetría en la zona de tratamiento [15, 9]. Históricamente, en tratamientos 3D-CRT la regla era que si la Distancia de la Fuente a la Superficie (DFS) se desviaba más de 1 cm, el plan de tratamiento se reevaluaba porque podrían ocurrir cambios significativos en la distribución de la dosis. En algunos casos, si la DFS se desviaba sustancialmente, el paciente se re simulaba y re planificaba o simplemente se re-escalaban las Unidades Monitor (UM) para corregir la dosis administrada siempre y cuando fueran campos no S142 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 segmentados [14, 15, 16]. Por otro lado, es más complejo realizar una simple corrección de UM en tratamientos de IMRT como TH, por lo que resulta más práctico obtener márgenes de referencia en las variaciones dosimétricas en el volumen tumoral que nos indiquen cuándo es recomendable re simular y re planear el tratamiento del paciente [17]. El objetivo de este estudio es evaluar los efectos dosimétricos en el volumen objetivo y OAR debido a la reducción del tejido abdominal en pacientes con Ca Cu usando un fantoma. 2. MATERIALES Y MÉTODOS Este trabajo se realizó en la UNEME de Oncología de la Secretaría de Salud de Zacatecas, con el acelerador lineal Tomotherapy HD. Se utilizó el Cheese phantom, para simular la zona de tratamiento de una paciente con Ca Cu y para simular el efecto de pérdida de tejido se utilizaron 4 bolus de 0.5 cm de grosor. Además usamos películas radiocrómicas EBT3 para medir la dosis en la superficie del fantoma. 2.1. Calibración de Película Radiocrómica (PRC) EBT3 Para calibrar se usó una hoja de película radiocrómica EBT3 de una caja (No. de lote 06131702), se escaneo en un escáner Vidar Dosimetry Pro Advantage RED con una resolución de 71.25-285 DPI (Dots Per Inch) para registrar su densidad óptica de fondo, posteriormente se cortó en cuadros de 5 cm x 5 cm obteniendo 20 cortes marcando cada uno para su identificación, siguiendo las recomendaciones del TG-55 de la AAPM [18]. Las películas fueron calibradas en el acelerador lineal Tomotherapy HD en la UNEME de Oncología, para lo cual se obtuvo una imagen en un tomógrafo Brigth Speed Elite de General Electric, donde se colocaron 5 cm de agua sólida por encima de la película y 10 cm por debajo; además de colocar una cámara de ionización marca Standard Imaging, modelo Exradin A1SL (con un factor de calibración de 5.738E+08 ± 0.051 E+08 trazable al Laboratorio Secundario de Calibración Dosimétrica (LSCD) del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares), 0.5 cm por debajo de la película. Posteriormente con la imagen obtenida se crearon 19 planes de tratamiento en el sistema de planeación VoLo para entregar diferentes dosis de radiación en un rango de 20 a 800 cGy, las cuales fueron verificadas con la cámara de ionización; 24 horas después de la irradiación, las películas se escanearon de manera similar a la condición en la lectura de fondo y luego se extrajo la Densidad Óptica Neta (DON) mediante el software Film Analyzer. 2.2. Planeación del Tratamiento Para la planeación del tratamiento se tomó una imagen del fantoma, al cual se le colocaron 4 bolus para simular tejido abdominal, en un tomógrafo Brigth Speed Elite de General Electric de 16 cortes, utilizando un tamaño de cortes de 2.5 mm, 120 kV y 240 mA. Una vez obtenida la imagen, se le traspusieron los contornos del volumen objetivo o PTV (Planning Target Volume), vejiga, recto y cabezas femorales de la tomografía de una paciente de Ca Cu epidermoide estadío IIB con tumor maligno de exocérvix de 5cm, utilizando el software Mim maestro, como se observa en la Figura 1S143 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 A. Posteriormente se realizó el plan de tratamiento utilizando el sistema de planeación VoLo, con dosis de prescripción de 50 Gy en 25 sesiones. Además de que se le asignaron las mismas características y restricciones de dosis que se utilizaron en el plan de tratamiento de la paciente a PTV y OAR. Para analizar el efecto de reducción de tejido se siguió el procedimiento habitual en tratamiento de IGRT. Se dieron 5 tratamientos y en cada uno se obtuvo un escaneo completo del fantoma (Fig. 1 B, C, D, E y F). El primer tratamiento fue con los 4 bolus tal y como se realizó el plan de tratamiento. Además se colocó una PRC de 5 cm x 5 cm en el centro de la superficie del bolus para medir la dosis en piel. En los próximos tratamientos se siguió el mismo procedimiento, disminuyendo 0.5 cm de bolus y colocando la PRC en el centro para medir el cambio en la dosis hasta quedar el fantoma solo; de esta manera logramos tener el efecto de un total de 2 cm de reducción de tejido. No se tomó en cuenta el movimiento del PTV debido al volumen de llenado de vejiga y recto, ni los cambios en la morfología del tumor durante el curso del tratamiento; por lo cual solo se presenta la variación de la dosis a piel, PTV, vejiga, recto y cabezas femorales por el efecto de la reducción del tejido. Con las imágenes de MVCT verificamos el posicionamiento del fantoma a la hora del tratamiento y lo corregimos. Además las utilizamos para realizar una evaluación dosimétrica por lo cambios anatómicos en el software “Planned Adaptive” del equipo Tomotherapy, el cual utiliza los datos del plan de tratamiento para calcular la distribución de la dosis en las imágenes de MVCT. Figura 1. Imágenes (A) Traspaso de PTV y organos de riesgo a fantoma, (B) Sin cambios anatomicos, (C) Perdida de 0.5 cm de tejido, (D) Perdida de 1.0 cm de tejido, (E) Perdida de 1.5 cm de tejido y (F) Perdida de 2.0 cm de tejido. S144 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN El resultado de las dosis con las que se calibraron las PRC y las cuales se verificaron con la cámara de ionización fueron 20.445±0.182, 30.136±0.269, 40.483±0.361, 50.619±0.452, 61.155±0.546, 81.460±0.727, 101.838±0.909, 153.154±1.367, 204.484±1.825, 255.707±2.282, 306.284±2.734, 357.75±3.193, 409.072±3.651, 459.293±4.099, 510.642±4.557, 612.548±5.467, 714.388±6.376 y 817.267±7.294 cGy. La DO neta medida correspondiente a cada PRC determinado a partir de las lecturas de píxeles a diferentes valores de dosis se muestra en la Figura 2. Los datos de las curvas se ajustaron con un polinomio de tercer grado obteniendo un buen coeficiente de correlación (R2 = 0.9992). La ecuación 1 muestra la función de calibración. 1 Donde Y indica la dosis absorbida en cGy y X representa el promedio de la DO neta. La ecuación 1 nos permitió obtener la dosis absorbida a partir de la respuesta de las películas radiocrómicas. La Tabla 1 muestra las dosis medida en piel con PRC al ir disminuyendo el tejido de 0.5 cm a 2 cm y comparada con la obtenida en el sistema de planeación de tratamiento. La incertidumbre se calculó, como Devic et al., el cual indica que para calcular la incertidumbre de la dosis de una sola medición con PRC, se hace a partir de la incertidumbre medida de la Densidad Óptica [18]. Además se observa que desde el inicio del tratamiento, cuando aun no se ha presentado ningún cambio (normal), la dosis a piel en el fantoma medida con PRC, es 11.58% menor a la dosis calculada por el sistema de planeación, lo que nos indica que existe una sobrestimación de la dosis a piel por el sistema de planeación tal y como lo mencionan Avanzo et al. [19] y Ramsey et al. [20] que reportan una sobreestimación de la dosis medida con PRC de 13.5% en tratamientos de cabeza y cuello y con dosímetros Termoluminiscentes (TLDs) en un rango de 3% a 13% utilizando un fantoma de cabeza y cuello, respectivamente. Esto podría deberse a la extrema variación de densidad en las imágenes de CT en la superficie, ya que el sistema de planeación le asigna a cada voxel una determinada densidad que utiliza para calcular la dosis. Además de la falta de equilibrio electrónico en esta zona. Sin embargo, se requiere realizar un análisis más detallado de este efecto. S145 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 2. Curva de calibración de las PRC Tabla I. Dosis a piel medida con PRC comparada con el sistema de planeación VoLo Método de cálculo Sistema de planeación Película Radiocrómica Grosor del bolus Dosis a piel (Gy) Dosis Planeada Normal - 0.5 cm - 1.0 cm - 1.5 cm - 2.0 cm 0.607 ± 0.012 0.544 ± 0.056 0.578 ± 0.060 0.571 ± 0.058 0.585 ± 0.063 0.614 ± 0.054 Diferencia (%) VS Sistema Planeación 0 -11.581 -5.017 -6.305 -3.761 -1.140 El plan de tratamiento del fantoma se aprobó una vez que el PTV cumplió con los parámetros para IMRT obteniendo que el 95% del PTV recibió la dosis de prescripción (50 Gy) dejando dosis máxima de 54.34 Gy equivalente a un punto de dosis máximo de 8.7% dentro del PTV. Los órganos de riesgo cumplieron con las restricciones del QUANTEC [21] las cuales se muestran en la Tabla 3, donde se observa que el plan quedó con un buen margen de dosis respecto a las restricciones establecidas. El software Planned Adaptive nos permitió comparar las dosis de prescripción del plan de tratamiento y las administradas al fantoma, obteniendo los Histogramas de Dosis Vs Volumen (DVH) del PTV, vejiga y recto, donde se observan en las Figuras 3, 4 y 5 un cambio a medida que el volumen del fantoma va reduciendo. Esto muestra que la dosis administrada al PTV, cabezas femorales, vejiga y recto aumenta dependiendo de la disminución de tejido (0-2 cm) lo que es causada por la reducción de la atenuación del haz. Para comprender este cambio dosimétrico con mayor detalle, se realizó una evaluación de las dosis máximas, mínimas y promedio de los DVHs del PTV como se muestra en la Tabla 2, donde se S146 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 muestra que el incremento en las dosis promedio del PTV es de 1.17% y 5.85% cuando se reduce tejido de 0.5 y 2 cm, respectivamente. La relación entre el incremento de las dosis y la reducción de tejido muestra ser lineal. El ICRU 24 menciona que el límite de tolerancia para entregar la dosis al blanco es del 5%, por lo que siguiendo este parámetro se puede observar que la dosis supera el límite a partir de los 2 cm de pérdida de tejido, similar a lo reportado para cáncer de próstata [9,15]. Esto, lo atribuimos a que al reducir el volumen y la masa del tejido la cantidad de energía media absorbida se reduce. Figura 3. Variación del DVH de PTV en función de la reducción de tejido Figura 4. Variación del DVH de Recto en función de la reducción de tejido S147 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 5. Variación del DVH de Vejiga en función de la reducción de tejido En cuanto a las dosis de los OAR, se extendió el cálculo al número total de sesiones para compararse con las del plan de tratamiento y para evaluar la dosis a los órganos de riesgo se tomaron en cuenta las restricciones del QUANTEC [21], donde nos indica que para recto evaluemos la dosis en el 60% y para vejiga en el 35% de su volumen, así como las dosis máximas en las cabezas femorales, como se muestra en la Tabla 3. Podemos ver que cuando la pérdida de tejido es igual a 2 cm, existe la posibilidad de que la dosis rectal y de vejiga aumente más del 4%, en el 60% y 35% de su volumen respectivamente. Esto se lo podemos atribuir a la variación en la distribución de dosis debido a la pérdida de tejido. Por otro lado, las variaciones de dosis máxima para las cabezas femorales izquierda y derecha ascienden a un promedio de 4%. Cabe mencionar que no estamos considerando otra influencia importante para la variación en la dosis de radiación que pueden recibir la vejiga y recto, como lo es el cambio de volumen diario que podemos tener. En las Figuras 3 y 4, observamos que las dosis comienzan a variar a partir del 85% del volumen en vejiga y recto. Esto puede deberse a que la variación de la dosis es mayor en el PTV. Sin embargo, debemos de tener en cuenta que no todos los planes de tratamiento quedan con buen margen en las restricciones de los OAR ya que esto depende del estadio de la enfermedad entre otros factores como lo es el volumen de vejiga y recto a la hora de la TC de simulación de tratamiento, en donde en muchas ocasiones las restricciones de dosis a vejiga, recto y cabezas femorales quedan al límite de lo recomendado por lo que cualquier influencia en la dosimetría como lo es la pérdida de peso del paciente puede hacer que S148 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 estos OAR reciban dosis mayores no planeadas a las establecidas, pudiendo agravar los efectos adversos de la RT. Tabla II. Variación del porcentaje de la dosis máxima, mínima y promedio del PTV con respecto a la reducción de tejido (0.5-2cm). Dosis Maxima (%) Dosis Minima (%) Dosis Promedio (%) 100.0 101.46 102.89 104.95 107.08 100.0 101.79 103.70 104.66 105.15 100.0 101.17 102.60 104.25 105.85 Plan original 0.5 1.0 1.5 2.0 Tabla III. Restricciones del QUANTEC y valores de dosis obtenidos en este trabajo. Valores del Valores de dosis (Gy) obtenidos en este trabajo QUANTEC OAR Volumen Dosis Obtenida con Planned Adaptive Vejiga Recto Fémur Der. Fémur Izq. (%) (Gy) 35 60 Dosis Máx. Dosis Máx. 45 40 50 50 Planeada 34.18 35.70 42.24 37.33 Normal - 0.5 cm - 1.0 cm - 1.5 cm - 2.0 cm 34.35 35.85 42.8 37.6 34.77 36.30 43.05 38.05 35.20 36.75 43.63 38.5 35.50 37.03 44.30 39.05 36.08 37.53 44.58 39.65 4. CONCLUSIONES Se investigaron las variaciones de las dosis causadas por la pérdida de peso de los pacientes de Ca Cu en tratamientos de Tomoterapia Helicoidal utilizando un fantoma. Se encontró que la dosis promedio del PTV aumentó en un rango de 1.17 a 5.8 %. Además de que la dosis en el 60% de volumen para el recto y el 35% de volumen para la vejiga aumentaron en un rango de 1.2 a 4.5% y de 1.2 a 4.8% respectivamente, mientras que la cabeza femoral derecha tuvo un aumento que fue desde 0.6 a 4% e Izquierda de 1.2 a 5.2 %. La dosis a piel es sobrestimada por el sistema de planeación dándonos un promedio de -11.58% de diferencia. Teniendo en cuenta la tolerancia del 5% del ICRU 24 en la entrega de dosis y que la dosis promedio del PTV aumentó más del 5% cuando el tejido se redujo 2 cm, podemos concluir que la re simulación del paciente o la adaptación del plan de tratamiento debería tomarse en cuenta a partir de esta reducción de tejido. Además de considerar el aumento de la dosis a los órganos de riesgo ya que S149 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 puede resultar en una sobredosis no planeada de estos órganos, pudiendo agravar los efectos adversos de la RT. El análisis dosimétrico presentado en este estudio es una herramienta eficaz para que el personal de radioterapia justifique si es necesaria una adaptación de la dosis o seguir con el mismo tratamiento en pacientes con Ca Cu cuando se produce una reducción de tejido por pérdida de peso en la zona abdominal durante el tratamiento en equipos de Tomoterapia. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen a la UNEME de Oncología de la Secretaria de Salud de Zacatecas por las facilidades para desarrollar este trabajo. El primer autor agradece al CONACYT por la beca para estudios de doctorado y a la Universidad Autónoma de Zacatecas por el apoyo en la obtención de material para la investigación. REFERENCIAS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Sun R, Mazeron R, Chargari C, Barillot I, “CTV to PTV in cervical cancer: From static margins to adaptive radiotherapy”, Cancer/Radiotherapy, 20, p. 622–628 (2016). Bahandari V, Abhinav M, Omprakash G, Raghuram S, Priyusha B, Krishnlal G and Kanchan S, “The association of uterine motion with bladder volume during radiotherapy in gynecological malignancies”, Journal of Cancer Metastasis and Treatment, 2, p. 139-143 (2016). Jadon R, Pembroke A, Hanna L, Palaniappan N, Evans M, Cleves E and Staffurth J, “A Systematic Review of Organ Motion and Image-guided Strategies in External Beam Radiotherapy for Cervical Cancer”, Clinical Oncology, 26, p. 185-196 (2014). 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Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Departamento de Química Carretera México-Toluca, s/n, La marquesa, Ocoyoacac C.P. 52750 eduardo.ordonez@inin.gob.mx ; guadalupe.almazan@inin.gob.mx Resumen El confinamiento final de los residuos radiactivos de alto nivel, en almacenes geológicos profundos (AGP), es un tema de investigación a nivel internacional principalmente en países que cuenten con reactores nucleares. El principal riesgo del resguardo de los residuos radiactivos en el AGP, es la infiltración de aguas subterráneas, que pueden provocar la degradación de los contenedores y lixiviar los residuos radiactivos, a través de las diferentes barreras. Es por ello que el estudio de materiales para ser utilizados como barreras de ingeniería ha cobrado gran relevancia, ya que se prevé que una de las funciones de dichos materiales es capturar los elementos radiactivos y asegurar que no se dispersen fuera de los sitios de almacenamiento. Sin embargo, otro punto a considerar en la selección del material de construcción de la barrera, es la interacción que tendrá con las radiaciones remanentes emitidas por los combustibles nucleares gastados. El éxito de esta alternativa, radica en seleccionar materiales con una gran estabilidad física, química y mecánica. Estudios previos han propuesto al zircón para la construcción de las barreras de ingeniería, debido a que este ha demostrado tener la capacidad de capturar radionúclidos en su superficie. Pocos estudios han considerado que el zircón también estará expuesto a radiaciones remanentes, las cuales podrían tener efectos importantes en su estabilidad física y por lo tanto en su desempeño. Es por ello que este trabajo, exponen los avances del estudio de la estabilidad del silicato de zirconio (zircón) al estar expuesto a altas dosis de radiación gamma. La experimentación se realizó en un irradiador industrial con una fuente de 60Co en un rango de dosis de 10 a 30 MGy. Previo a la irradiación del zircón, se identificaron los lantánidos presentes mediante la técnica de análisis por activación neutrónica. Posteriormente las muestras de zircón irradiado y sin irradiar fueron caracterizadas por diferentes técnicas instrumentales, tales como, difracción de rayos X (DRX) donde se obtuvieron los patrones de difracción, se S153 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 evaluaron los cambios en los parámetros de red y se identificaron fases secundarias. Se identificaron los cambios en las bandas de adsorción de los enlaces químicos como consecuencia de la exposición a la radiación mediante la Espectroscopia Raman y Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR). Finalmente, se observaron ligeros cambios en las energías de enlace del material de estudio por medio de la Espectroscopia Fotoelectrónica de rayos X (XPS). 1. INTRODUCCIÓN El zircón pertenece al grupo espacial I41/amd y Z=4, cuya estructura ideal consiste en cadenas alternadas que comparten bordes de los tetraedros de SiO4 con dodecaedros triangulares de ZrO8 extendidos en paralelo en el eje cristalográfico c. El zircón natural comúnmente contiene U, Th y otras tierras raras, sin embargo cuando el ZrSiO4 es sometido a condiciones críticas como decaimiento radiactivo de las series de 238U, 235U y 232Th, altas temperaturas, presiones elevadas y radiación ionizante, la estructura del zircón puede ser altamente dañada. Como resultado, el zircón de origen natural es comúnmente encontrado en un estado metamíctico (un estado aperiódico) [1]. Los desórdenes en la estructura del zircón son provocados mediante dos principales procesos: 1) la formación de cascadas por desplazamientos atómicos, provocados por procesos de decaimiento alfa de los elementos radiactivos (238U Æ 206Pb, 235U Æ 207Pb y 232Th Æ 208Pb); y 2) La formación de puntos de defectos debido al impacto de las partículas alfa o beta y la exposición a radiación gamma, esta última provoca inducción de defectos que modifican bruscamente la estructura cristalina del zircón. Los principales tipos de defectos son los llamados Frenkel (vacancias-pares de átomos intersticiales) y los defectos por difusión de átomos intersticiales o también llamados defectos Schottky, principalmente en las vacancias de O, Zr y átomos de Si [2]. Los efectos de la radiación sobre la fase cristalina del zircón, podrían tener importantes implicaciones en sus aplicaciones, entre ellas las barreras de contención del almacenamiento definitivo de los residuos radiactivos, provenientes del combustible nuclear gastado, los cuales provocan la deformación del material y disminución de la dureza. Dichos efectos pueden ser vistos como cambios sistemáticos en sus propiedades físicas, por lo que este estudio está enfocado en los cambios estructurales que pudieran ocurrir al estar expuesto a radiación gamma, proveniente de los ensambles de combustible nuclear gastado y sus implicaciones en el desempeño al ser propuesto como un material para la construcción de las barreras de ingeniería para almacenamiento definitivo de los residuos radiactivos [1]. 2. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL La extracción del zircón a partir de arena de mar se realizó de acuerdo a la metodología propuesta por García-Rosales, et.al. 2004, la cual consistió en colocar 100 gramos (g) de arena de zircón con 30 mililitros (mL) ácido fluorhídrico y 70 mL de agua desmineralizada, está suspensión fue calentada en un baño de arena por 48 horas (h). El sólido remanente fue lavado y filtrado con agua S154 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 desionizada. El sólido pre-tratado, se hizo reaccionar con 100 mL de una solución de NaOH (1:1 p/v), seguido de un lavado con 200 mL de agua desionizada a 80 °C, posteriormente el sólido fue nuevamente filtrado y secado a 950°C por 8 horas. El ZrSiO4 obtenido, fue molido en un mortero de ágata y tamizado a malla 300 de la ASTM (American Society for Testing and Materials) [3]. 2.1. Análisis por activación neutrónica Para la determinación de los lantánidos presentes en el ZrSiO4 obtenido, se colocó 1 g de zircón, en contenedores de vidrio para su análisis, posteriormente las muestras fueron irradiadas junto con patrones respectivos (lantánidos) en el Reactor Nuclear Triga Mark III del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ). Las muestras fueron irradiadas durante 5, 10, 20 y 25 días en el Sistema de Irradiación Fijo de Cápsulas (SIFCA). Se detectó la radiactividad a los 5 días de decaimiento, con un flujo neutrónico de 1.68x1012 neutrones/s/cm2, la cuantificación fue medida con un detector de germanio hiperpuro acoplado a un multicanal durante 5 minutos, el experimento se realizó por duplicado. 2.2. Irradiación gamma del ZrSiO4 Se colocaron 3 lotes de 15 gramos de ZrSiO4 en contenedores de aluminio, los cuales fueron expuestos a radiación gamma con una fuente de 60Co, en un irradiador industrial AECL (Atomic Energy of Canada Limited) modelo JS-6500 del ININ, la velocidad de dosis de exposición de campo ocupado por las muestras se evaluó con dosímetros L8-C1 (Nordion®) de acrílico rojo, las dosis de exposición fueron a 5, 10 y 30 MGy. 2.3. Caracterización estructural y microestructural 2.3.1 Difracción de rayos X La identificación de la fase obtenida se evaluó mediante un difractómetro de rayos X D8 Discover, usando una fuente de radiación de Cu Kα (λ=1.540 Å) y 20 mA. El difractograma fue obtenido en un intervalo de 4° a 70° y en un ángulo 2θ. La determinación de los parámetros de red, se utilizó el software FullProf, en la sección “Metodo Rietveld”, tomando como base los parámetros de red y grupo espacial reportados en la tarjeta PDF-01-076-0865. 2.3.2 Espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier Los espectros infrarrojos, se obtuvieron utilizando un espectrómetro PEKIN-ELMER modelo 1600FTIR, se operó en un intervalo de número de onda de 4000 a 400 cm-1, la preparación de las muestras se realizó con bromuro de potasio (KBr) grado infrarrojo el cual fue homogenizado junto con la muestra de ZrSiO4 en un mortero de ágata, para la posterior obtención de pastillas por prensado. Se analizó el número de onda e intensidades para la identificación de los enlaces característicos y predominantes. S155 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 2.3.3 Espectroscopia Raman Los espectros Raman se realizaron en un equipo Horiba Jobin Yvon modelo Labram HR 800 equipado con un microscopio confocal Olympus modelo BX41, como fuente de irradiación, se empleó un láser de 663 nm, además él análisis fue empleado un objetivo 50X, se utilizó un filtro D06 con un arreglo de 400 μm. Con el propósito de disminuir la señal del ruido de los espectros se utilizaron alrededor de 150 adquisiciones con un tiempo de exposición de 2 segundos, el espectro se realizó en un rango espectral de 100 a 1500 cm-1 y finalmente los espectros fueron calibrados usando la línea de silicio ubicada a 521 cm-1. 2.3.4 Espectroscopia fotoelectrónica de rayos X La composición elemental y las energías de enlace de los elementos presentes en las muestras, se obtuvieron en un espectrofotómetro modelo K-alpha de Thermo Scientific, que emplea una fuente de Al Kα (1486 eV), a un paso de energía de 25 eV y un tamaño de paso de 0.03 eV, para la compensación de carga de las muestras estuvieron bajo un flujo de argón, además se realizó una calibración del espectro con respecto a la señal de C 1s a 285 eV. 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 3.1 Irradiación gamma del ZrSiO4 3.1.1. Análisis por activación neutrónica Mediante análisis por activación neutrónica se identificaron los radioelementos (Tabla 1), presentes en la estructura del ZrSiO4 que pudieran favorecer el fenómeno de adsorción de energía del ZrSiO4 como material termoluminiscente. Cabe destacar la presencia de uranio en 235 ± 40 ppm y europio 215 ± 21 ppm en mayor concentración favorece al proceso de metamictización de la estructura cristalina por decaimiento alfa del uranio. Tabla 1. Análisis elemental de las muestras por la técnica de activación neutrónica Elementos Análisis Uranio Yterbio Samario Terbio Europio Lantano Lutecio Cerio Gadolinio Muestra ZrSiO4 1 ppm 2 ppm 235 ± 40 200 ± 40 160 ± 25 140 ± 25 20 ± 2 10 ± 1.5 2.17 ± 0.40 4.20 ± 0.50 215 ± 21 271 ± 25 15 ± 2 9±1 14 ± 3 13 ± 3 60 ± 12 57 ± 9 22 ± 5 19 ± 4 S156 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3.2 Caracterización estructural y microestructural 3.2.1 Difracción de rayos X Se identificó que el material extraído a partir de arena de mar, corresponde a la fase de silicato de zirconio (ZrSiO4), según lo reportado en la tarjeta PDF 01-076-0865. El ZrSiO4 obtenido es de origen natural, presenta una estructura tetragonal centrada en el cuerpo y grupo espacial D4h19 I41/amd. En los patrones de difracción de rayos X mostrados en la Figura 1, se observa que el plano preferencial en la muestra sin irradiar (0MGy) es (200), el cual es conservado cuando es irradiado a dosis de 5, 10 y 30 MGy. Sin embargo, también se observa reflexiones correspondientes a la fase monoclínica del ZrO2, esta presencia se debe a que existe un arreglo cristalográfico no uniforme de la estructura del ZrSiO4 que ha sufrido un proceso de metamictización, es decir sufre un reacomodo de los átomos, que provocan regiones ricas en dodecaedros de ZrO2 y zonas de los tetraedros de SiO2 en las muestras expuestas a 10 y 30 MGy, durante la exposición a la radiación [4-7]. * ZrSiO4 Tetragonal *(200) 30MGy ° ZrO2 Monoclínico Intensidad (U. A.) Δ SiO2 10MGy * * * * ** * * * * * *°(200)° * * * Δ * Δ * * * * * ** * * * * * * *°(200)° * * * ** * * * ** °* * * *° (200) ** * * ° ° * ** * * * * ** 5MGy * 0MGy * 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 2θ (°) Figura 1. Patrón de difracción del ZrSiO4 expuesto a dosis de 5, 10, y 30 MGy S157 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3.2.2 Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier El análisis por espectroscopia infrarroja de las muestras irradiadas (5, 10 y 30 MGy), mostraron algunas diferencias con respecto a las muestras sin irradiar (0 MGy), se puede observar en la Figura 2, que la forma del espectro difiere, sin embargo presentan los mismos enlaces. Se muestra un pico con hombros en 3550, 3479 y 3418 cm-1, los cuales son atribuidos a la frecuencia de alargamiento de los enlaces intermoleculares O-H, en contraste con las muestras irradiadas a 5, 10 y 30 MGy, donde presentan señal en 3444 cm-1 [8, 9]. En 2969, 2920 y 2852 cm-1 las señales de menor intensidad son debidas a los enlaces correspondientes a vibraciones moleculares de O-H, para todas las muestras de estudio. La señal asignada al estiramiento asimétrico del CO2 se observó en mayor intensidad al ZrSiO4 sin irradiar y el ZrSiO4 a 10MGy, la señal es débil para las muestras irradiadas a 5MGy y 30MGy en 2363 y 2335 cm-1 [10, 11]. El enlace en 1788 y 1512 cm-1 es atribuido al enlace de SiO2 por descomposición del ZrSiO4, la señal en 1635 cm-1 es debida a las vibraciones por deformación de modo o tipo tijera del enlace H-O-H [12,13]. 140 0 MGy 5 MGy 10 MGy 30 MGy Transmitancia (U. A.) 120 4000-400 cm -1 100 80 2852 2969 O-H O-H 2920 3243 O-H 3550 O-H 3479 O-H 60 O-H 3444 O-H 4000 3500 1788 O=Si=O 1462 O=C=O 1635 H-O-H 1512 2335 O=Si=O O=C=O 2363 O=C=O 3418 O-H 3000 2500 2000 1500 1000 500 -1 Número de onda (cm ) Figura 2. Espectro infrarrojo del ZrSiO4 en el intervalo 4000-400 cm-1 Los enlaces en el intervalo de 1500 a 400 cm-1 mostrado en la Figura 3, se observó una desviación de la señal debida a los carbonatos producidos por contaminación del CO2 atmosférico en 1388 cm-1, S158 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 1351 cm-1, el enlace de flexión del C-H en 1258 cm-1 indica la presencia de materia orgánica en el sólido después del secado de la muestra sin irradiar [8]. En el intervalo de 1200 a 700 cm-1, se observa una banda ancha de mayor intensidad en las muestras irradiadas a 5MGy y 30MGy, mientras que en 0MGy y 10MGy la señal del espectro es débil, los enlaces en este intervalo corresponden a los enlaces O=Si=O en 1169 cm-1, seguido de un estiramiento vibracional asimétrico del enlace Si-O-Si en 1099 y 1039 cm-1, la banda en 887 cm-1 corresponde a los enlaces de CO2, en 799 cm-1 correspondientes a los enlaces Si-O y Zr-O [9, 14, 15]. Las bandas de adsorción en 655 cm-1, 608 cm-1 y 439 cm-1 corresponden al enlace O=Si=O, mientras que en las bandas en 689 y 671 cm-1 fueron asignadas a la translación de enlaces O-H y finalmente se observa un enlace de Zr-O en la banda a 558 cm-1 [12, 15-17]. 160 Transmitancia (U. A.) 140 0 MGy 5 MGy 10 MGy 30 MGy 1351 O=C=O 1258 C-H 120 100 80 1500-400 cm 1388 O=C=O 671 O-H -1 655 O=Si=O Zr-O 1099 Si-O-Si 1169 O=Si=O 1039 Si-O-Si 799 689 439 887 Si-O O-H608 O=Si=O O=C=O Zr-O O=Si=O 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 -1 Número de onda (cm ) Figura 3. Espectro infrarrojo del ZrSiO4 en el intervalo 1500-400 cm-1 3.2.3 Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier Los modos activos y simetrías en Raman, son doce para estructuras tipo zircón (ZrSiO4), con grupo espacial I41/amd (D4h19), descritos como , los cuales siete modos internos los cuales corresponden a las vibraciones entre los tetraedros de SiO4 y cinco modos externos causados por las vibraciones entre Zr+4 y el tetraedro SiO4, estos son detallados en la Tabla 2 y Figura 4 [1, 18-20]. S159 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Tabla 2. Modos activos y simetrías para el ZrSiO4 Modos internos Vibraciones del tetraedro SiO4 • • • • Modos externos Vibraciones entre Zr 4+ y el tetraedro SiO4 • • Intensidad Raman (U. A.) Por otra parte, la muestra sin irradiar en la Figura 4, presenta un segunda fase correspondiente a ZrO2 monoclínico (grupo espacial C2h5 (P21/c); Z=4), tal como fue observado mediante DRX. Las señales en 1277 cm-1 son debido al balanceo simétrico de los enlaces =C-H, 1367 y 1402 cm-1 que corresponden a una flexión por formación del enlace C-H estos últimos atribuidos a la contaminación por CO2 atmosférico [21]. Eg B1g, ν3SiO4 357 1008 0 MGy 5 MGy 10 MGy 30 MGy 0 MGy M A1g, ν2 SiO4 1402 439 1367 A1g, ν1 SiO4 Eg 974 225 1277 200 400 600 800 1000 1200 1400 -1 Corrimiento Raman (cm ) Figura 4. Espectro Raman del ZrSiO4 irradiado y sin irradiar S160 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 La segunda fase encontrada en la muestra sin irradiar es atribuida a la inducción de energía por activación de los lantánidos encontrados en el análisis por activación neutrónica, creando desplazamientos atómicos que descomponen de manera incipiente al zircón en fracciones de ZrO2, SiO2 y ZrSiO4, como fueron también revelados en los patrones de difracción de rayos X. Por otra parte, en la también se observa una fase secundaria correspondiente al ZrO2 monoclínico, en este cerámico existen 18 modos vibraciones en Raman descritos como , tal como se muestra en la Figura 5[22, 23]. Se observaron comportamientos similares en las muestras irradiadas a 5MGy, 10MGy y 30MGy (Figura 5), que sugieren un reordenamiento de la estructura, el cual es reflejado en el incremento de la anchura media de los picos, la disminución de la intensidad Raman total en los modos internos [SiO4] en 1008 cm-1 y A1g [SiO4] a 974 cm-1 y la simetría de las bandas cambia cuando hay una re-estructuración, este fenómeno es conocido como daño por metamictización [24]. 0MGy 5 MGy 10 MGy 30 MGy 0MGyM Eg Intensidad Raman (U. A.) 355 A1g, ν2 SiO4 439 Ag Eg Eg 201 Ag B 1g 223 Ag Ag 190 212 349 Bg 178 334 Ag Ag Bg Bg 384 Bg 503 Bg 392 Bg 539 Ag 616 A g 559 638 307 101 100 476 200 300 400 500 600 700 -1 Corrimiento Raman (cm ) Figura 5. Espectro Raman del ZrSiO4 irradiado y sin irradiar (100-750 cm-1) 3.2.4 Espectroscopia Fotoelectrónica de Rayos X La evaluación de las curvas obtenidas por XPS de las regiones en O1s (538-526 eV), Si2p (108-98 eV) y Zr3d (191-178 eV), permitió identificar los tipos de enlace químicos presentes en la superficie del ZrSiO4 sin irradiar y expuesto a diferentes dosis de radiación gamma (5, 10 y 30 MGy). Los efectos de la radiación inducen desordenes atómicos que probablemente se manifiestan en el orbital O1s, son menos observables en Si2p y también en la banda de valencia de Zr3d, provocando cambios en la forma de las líneas de XPS, los cuales son causados por la formación de defectos; lo S161 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 cual incrementa la covalencia de los enlaces interatómicos cerca de las vacancias de oxígeno. Por lo que, se realizaron ensayos por deconvolución fijando la anchura media del pico (FWHM) para el orbital O1s de 1.4 a 2.9, el orbital Si2p de 1.7 a 2.4 y el orbital Zr3d en el intervalo 1.4 a 2.0 según lo reportado [2, 25]. El análisis por deconvolución del orbital Zr3d mostrado en la Figura 6, ilustra que el principal estado energético, corresponde al doblete en 3d3/2 (184±1 eV) y 3d5/2 (182±1 eV), que se mantiene en la muestra sin irradiar y expuesta a diferentes dosis de radiación gamma (5, 10 y 30 MGy) característico de los enlaces del ZrSiO4, sin embargo a 10MGy refleja una segunda fase correspondiente al ZrO2 monoclínico en 3d3/2 y 3d5/2 en 186±1 eV. a) 3ZSO0MGy Zr3d 3d5/2 b) 3ZSO5MGy Zr3d 182.20 3d5/2 182.48 3d3/2 3d3/2 ZrSiO4 184.84 Intensidad (U. A.) Intensidad (U. A.) 184.52 ZrSiO4 ZrSiO4 ZrSiO4 191 190 189 188 187 186 185 184 183 182 181 180 179 178 191 190 189 188 187 186 185 184 183 182 181 180 179 178 Energía de enlace (eV) Energía de enlace (eV) c) 3ZSO10MGy Zr3d d) 3ZSO30MGy Zr3d 3d3/2 3d5/2 182.19 3d3/2 184.06 181.89 3d5/2 3d3/2 186.91 m-ZrO2 186.05 m-ZrO2 ZrSiO4 ZrSiO4 Intensidad (U. A.) Intensidad (U. A.) 184.54 3d5/2 ZrSiO4 ZrSiO4 191 190 189 188 187 186 185 184 183 182 181 180 179 178 191 190 189 188 187 186 185 184 183 182 181 180 179 178 Energía de enlace (eV) Energía de enlace (eV) Figura 6. Deconvolución de los estados energéticos para el orbital Zr3d del ZrSiO4 S162 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 4. CONCLUSIONES Mediante DRX se identificó que el material extraído a partir de arena de mar corresponde a la fase de ortosilicato de zirconio o zircón (ZrSiO4) lo cual fue corroborado por las diferentes técnicas de caracterización estructural empleadas tales como, FTIR, XPS y espectroscopia Raman. Se identificó una fase secundaria correspondiente al ZrO2 monoclínico, esta fracción es atribuido a un proceso de metamictización debido decaimiento alfa de los isotopos de U y Eu contenidos como dopantes en la estructura, potencializando el efecto cuando es sometido a radiación gamma. Las pruebas de caracterización realizados al ZrSiO4 revelaron que durante el proceso de exposición a la radiación gamma, generalmente coexisten tres fases encadenadas (ZrSiO4, dodecaedros de ZrO2 monoclínico y tetraedros de SiO2, que a mayor dosis de radiación (30 MGy), son reordenadas conservando la estructura del ZrSiO4 cuando aún no ha sido irradiado, este comportamiento fue observado en las técnicas de DRX y XPS y espectroscopia Raman. El ZrSiO4 expuesto a diferentes dosis de radiación gamma, podría ser propuesto como material para la construcción de las barreras de ingeniería ya que no se observan alteraciones drásticas que alteren su estructura o propiedades físicas. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen a la Dra. Suilma Maricela Fernández Valverde por su apoyo en la discusión de resultados. Por su apoyo experimental al Dr. Pedro Ramón González Martínez y al M. en C. Héctor Carrasco Ábrego y a los técnicos del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares REFERENCIAS 1. M. Zhang , E. K. H. Salje, I. Farnan, A. Graeme-Barber, P. Daniel, R. C. Erwing, A. M. Clark y H. Leroux, “Metamictization of zircon: Raman spectroscopic study”, Journal of Physics: Condensed Matter, 12 , p. 1915–1925 (2000). 2. T. V. Shchapova, S. L. Votyakov, M. V. Kuznetsov y A. L. Ivanovskii, “Effect of radiation defects on the electronic structure of zircon by X-Ray photoelectron spectroscopy data”, Journal of Estructural Chemistry, 51, p. 657-662 (2010). 3. G. García, E. Ordóñez, R. Drot y M.Pérez, “Purificación y caracterización del circón y su podible uso en el confinamiento de desechos radiactivos”, Informacion Tecnólogica, 15, p. 3945 (2004) 4. A. Kaiser, M. Lobert y r. 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Polo A UAM - Cuajimalpa Vasco de Quiroga 4871, Contadero, 05370 Ciudad de México, CDMX A plabarrios@hotmail.com Heriberto Sánchez Mora B , Sergio Quezada García C ABC UNAM Facultad de Ingeniería Av. Universidad No. 3000, C.U., CDMX, 04510 B heribertosanchez7@hotmail.com; C sequga@gmail.com Javier Ortiz Villafuerte D Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Carretera Federal México a Toluca La Marquesa s/n, Ocoyoacac Estado de México C.P. 52750 D javier.ortiz@inin.gob.mx Resumen Durante un accidente severo, en un reactor nuclear, se funde el núcleo del reactor debido al calor de decaimiento. Este material fundido se relocaliza en el pleno inferior de la vasija, específicamente en el fondo de ésta. El material fundido tiene que ser refrigerado para así mantener la integridad de la estructura del fondo de la vasija, esta refrigeración se lleva acabo debido al agua residual localizada en el fondo de la vasija. El efecto de refrigeración depende principalmente de tres procesos de transferencia de calor: 1) remoción de calor entre las superficies del lecho de escombros y el agua residual que la rodea; 2) la remoción de calor del lecho de escombros por el agua residual que ingresa a través de los poros del lecho; y 3) la remoción de calor por el agua que posiblemente penetra entre la pared del fondo de la vasija. En este trabajo se analiza el tercer proceso, así se presenta el desarrollo de un modelo matemático en una dimensión para simular los procesos de la transferencia de masa y energía durante la refrigeración del material fundido acumulado en el fondo de la vasija. 1. INTRODUCCIÓN Los Accidentes Severos (AS) en las Plantas de Potencia Nuclear (PPN) son eventos poco probables pero con consecuencias graves, como el mostrado recientemente por el accidente ocurrido en abril de 2011 en las PPNs japonesas de Fukushima, donde todos los sistemas de protección fallaron durante el accidente. Bajo la situación de pérdida total de energía eléctrica (SBO), es posible que no S167 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 funcionen los sistemas de remoción de calor residual, esto provoca la evaporación del refrigerante y la acumulación de vapor dentro de la vasija de presión (RPV). Durante el descubrimiento de la región activa del núcleo, como resultado de la interacción refrigerante-combustible, inicialmente se genera hidrógeno, el cual es un gas incondensable, finalmente el núcleo se funde y es convertido en un lecho de partículas profundo en el fondo de la vasija. Por otro lado, en un reactor de agua ligera (LWR), los Sistemas de Refrigeración de Emergencia (ECCS) son diseñados para proporcionar refrigeración para diferentes accidentes postulados incluyendo el Accidente de Base de Diseño de Pérdida de Refrigerante (LOCA). Sí se asume que los sistemas ECCS no funcionan, el núcleo sería refrigerado inadecuadamente y podría fundirse. El material del núcleo fundido formará un lecho de partículas constituido por escombros del núcleo en el fondo de la vasija o en la cavidad del reactor. En este trabajo se analiza el proceso de remoción de calor y refrigeración del material fundido acumulado en el fondo de la vasija por el agua que posiblemente penetra entre la pared del fondo de la vasija y el material fundido. Se presenta el desarrollo de un modelo matemático en una dimensión para simular los procesos de la transferencia de masa y energía durante la refrigeración del material fundido acumulado en el fondo de la vasija. El objetivo de la siguiente sección es presentar los principales eventos durante la progresión de un accidente severo, desde el inicio de la oxidación hasta su relocalización en el fondo de la vasija del reactor. 2. PROGRESIÓN DE LA FUNDICIÓN DEL NÚCLEO Los AS en las PPN pueden ser ocasionados por eventos internos o externos, con la característica común de la falta de refrigerante debido a la falla de los sistemas de refrigeración del reactor, los cuales proporcionan una adecuada remoción del calor residual del núcleo, y por múltiples disfunciones generadas por falla de los equipo y/o error humano, incluyendo el fracaso de los procedimientos de seguridad (Xingwei et al., 2013). La pérdida de los sistemas de refrigeración conduce a la inadecuada refrigeración del núcleo y como resultado de la interacción refrigerantecombustible el núcleo podría dañase y finalmente fundirse. Esto excede el Accidente de Base de Diseño (DBA) suficientemente como para causar falla en las estructuras y sistemas que son necesarios para asegurar la refrigeración apropiada del núcleo del reactor por medios normales (Kawahara et al., 2013). La evolución del accidente puede verse en los cinco niveles de seguridad (OIEA, 2010), de los cuales al cuarto nivel se le denomina Gestión de Accidentes (GA) Durante este nivel se debe hacer frente a los Accidentes Severos que rebasen los DBA, así como asegurar que las emisiones radioactivas se mantengan tan bajas como sea posible. Durante la fase temprana de un AS, la configuración de las varillas del núcleo permanece prácticamente intacta, mientras que la fase tardía se caracteriza por la pérdida gradual de la configuración original hasta presentarse la redistribución significativa y acumulación del material cerámico fundido en la región del núcleo, donde puede formar un lecho de partículas poroso, una alberca de material fundido y la formación de una cavidad. El material fundido se acumula en la región central, por encima de una corteza de material metálico solidificado (Reinke et al., 2006). Cuando la corteza falle el material será relocalizado al fondo de la vasija. La geometría exacta y el S168 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 proceso en los cuales el lecho de partículas de escombros del núcleo sería formado dependen de la secuencia del accidente y del diseño del reactor (Kawahara et al., 2013). Frente a un accidente severo, la primera respuesta es mantener el núcleo del reactor refrigerado por cualquier medio disponible, dado que tal acción tiene efectos que pueden ser decisivos en la progresión del accidente, es necesario entender totalmente la progresión de daño al núcleo, (Espinosa-Paredes et al., 2012). Por ejemplo, si el agua de refrigeración del núcleo de emergencia entra a la vasija durante la fase inicial del proceso de fundición (re-inundación temprana) sólo habrá fragmentación limitada. A medida que aumente el retraso en el establecimiento de este flujo de agua (re-inundación tardía) mayor será la cantidad de los materiales fundidos y fragilizados. Por otro lado, en el núcleo se podrían formar configuraciones que no pueden ser refrigeradas, esto generará un mayor calentamiento del material hasta que finalmente caiga fundido al fondo de la vasija (Hofmann et al., 1989). En los diferentes intervalos de temperatura hay diferentes daños al núcleo como se observa en la Figura 1. En el primer intervalo, el cual va de 1200°C a 1400°C, ocurre un daño local al núcleo y se forman bloques que probablemente puedan ser refrigerados. En el segundo rango que ocurre de 1760 °C a 2000 °C, ocurre un daño extendido en el núcleo lo que genera una mayor formación de masa fundida y regiones que ya no podrán ser enfriadas. Finalmente, en el rango que va de 2600 °C a 2850 °C, se tiene el colapso total de todos los materiales y la destrucción total de todas las regiones centrales las cuales se encuentran a altas temperaturas (Hofmann et al., 1989; Hofmann, 1999). Figura 1: Posibles consecuencias que ocurren en el núcleo de un reactor nuclear LWR dañado durante un accidente severo (Hofmann et al., 1989; Hofmann, 1999). S169 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 El efecto de refrigeración, en estos casos, depende de tres procesos de transferencia de calor principalmente: 1) remoción de calor entre las superficies del lecho de escombros y el agua residual que la rodea; 2) la remoción de calor del lecho de escombros por el agua residual que ingresa a través de los poros del lecho; y 3) la remoción de calor por el agua que posiblemente penetra entre la pared del fondo de la vasija y el lecho de escombros, como se muestra en la Figura 2. En este trabajo se analiza el tercer proceso, así se presenta el desarrollo de un modelo matemático en una dimensión para simular y analizar los procesos de la transferencia de masa y energía durante la refrigeración del material fundido acumulado en el fondo de la vasija. Figura 2. Pequeña fracción de agua atrapada en el fondo de la vasija. 3. MODELO MATEMÁTICO El modelo matemático desarrollado incluye: un modelo de la alberca de material fundido y el agua remanente; y un modelo el cual considera el caso en que quedaran atrapadas pequeñas fracciones de agua entre el material fundido y el fondo de la vasija del reactor, como lo muestra la Figura 2. Esta masa de agua, entre el material fundido y el fondo de la vasija, al ser calentada por el calor de decaimiento, cambia de fase produciéndose vapor. Este vapor genera una presión lo suficientemente fuerte para levantar el material fundido formando una cavidad por la cual circula agua-vapor que mantiene parcialmente refrigerado el material fundido y retrasa el progreso del AS. Para tener una aproximación del resultado se hace solo la solución para la corteza que crece en el fondo de la vasija. El modelo matemático en una dimensión describe la transferencia de calor desde la alberca de material fundido con generación interna de calor hacia la corteza que lo rodea. Se considera que la alberca de material fundido es una mezcla homogénea y tiene la misma composición del material solidificado que forma la corteza, en consecuencia comparten las mismas propiedades termo-físicas. a) Material fundido y costra El modelo matemático para el crecimiento de la costra considera la transferencia de calor de la parte S170 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 inferior del material fundido hacía el agua que está atrapada en el fondo de la vasija, como se muestra en la Figura 2. Para la conducción de calor en la costra se considera, ∂T k ∂ ⎛ ∂T ⎞ ′′′ , (1) Rv − δ ( t ) < r < Rv ρ s Cps s = 2s ⎜ r 2 s ⎟ + qdc ∂r ⎠ dt r ∂r ⎝ donde ρ es la densidad, Cp es la capacidad calorífica, t es la variable temporal, r es la componente radial, δ es el espesor de la costra, Rv es el radio interior de la vasija, T es la temperatura, k es la ′′′ es la generación de calor por decaimiento y el subíndice s representa las conductividad térmica, qdc propiedades asociadas a la costra. La Ec. 1 está sujeta a las siguientes condiciones de frontera, ks ∂Ts ∂r r = Rv = hw (Ts ( r , t ) − Tws ) , Ts ( r , t ) = Tm , ks ∂Ts ∂r r = Rv −δ ( t ) − kl ∂Tl ∂r r = Rv −δ ( t ) r = Rv (2) r = Rv − δ ( t ) (3) = ρ s λsl dδ dt (4) La Ec. 2 considera la transferencia de calor por convección entre la costra y el agua en el fondo de la vasija. hw es el coeficiente convectivo entre la mezcla de vapor-agua, Tws es la temperatura del agua. La Ec. 3 hace alusión a la temperatura en la interface entre el material fundido y la costra la cual es la temperatura de cambio de fase, Tm, el subíndice m asocia las propiedades al material fundido. La Ec. 4 modela el crecimiento de la costra, donde λsl es la energía de cambio de fase del material fundido de líquido a sólido y el subíndice l representa la parte líquida de la interface. Mediante un balance de energía, el segundo término de la Ec. 4 es igual, kl ∂Tl ∂r r = Rv −δ ( t ) ′′′ d δ ( t ) = qdc (5) Bajo la consideración en la que temperatura en el material fundido es igual a la temperatura de cambio de fase, el término convectivo es despreciado en la Ec. 5. Por lo que, sustituyendo la Ec. 5 en la Ec. 4 la condición de frontera es; ks ∂Ts ∂r r = Rv −δ ( t ) S171 ′′′ d δ ( t ) = ρ s λsl − qdc dδ dt (6) Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 La condición inicial para la Ec. 1 está dada por, Ts ( r , 0 ) = Tm Rv − δ ( t ) < r < Rv (7) La Figura 3 muestra un esquema de las Ecs. 1-7. Figura 3. Diagrama esquemático de la vasija con material fundido. b) Interacción Corteza inferior-Gap-Vasija Si se asume que el calor proveniente de la superficie exterior de la corteza inferior, mencionado en la Ec. 2, se transfiere al agua que ingresa al gap en función del régimen de ebullición, radiación y por conducción del vapor. Este flujo de calor está dado por: ( ) (8) δ 1 δ 1 = + + ves hw 2ks hgap 2kves (9) q gap = hw Ts donde hw es calculado como, r = Rv − Tws donde hgap es el coeficiente de transferencia de calor desde la superficie exterior de la corteza inferior con el fluido, δves es el espesor de la vasija y kves es la conductividad térmica de la vasija. El primer término de la Ec. 9 es la resistencia térmica de la corteza inferior; el segundo término considera los mecanismos de radiación, conducción del vapor y el régimen de ebullición; finalmente, el tercer término es la resistencia térmica de la pared de la vasija. Para calcular el coeficiente hgap se considera que la transferencia de calor depende de la temperatura en exceso de la pared calentada como se muestra en la Figura 4. Este coeficiente es calculado de la siguiente manera. S172 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 hgap = ε stwσ stw (T 4 s r = Rv Ts 4 − Tves − Tves r = Rv )+ k stw δ gap (10) donde Tves es la temperatura de la vasija, ε emisividad, σ es la tensión superficial, δgap es el espesor de la capa de agua entre la vasija y la costra y el subíndice stw asocia las propiedades al vapor o agua dependiendo el régimen de ebullición. Figura 4. Transferencia de calor en función de la temperatura en exceso y del régimen de ebullición. Para la transferencia de calor en los distintos regímenes de ebullición se usa la correlación propuesta por Kutateladze (1952): n1 ⎛ kwΔTsat ⎞ ⎛ PLL ⎞n 2 Nu=C ⎜ ⎟ ⎜ ρ st hlgν w ⎟ ⎜⎝ σ w ⎟⎠ ⎝ ⎠ (11) donde ΔTsat es la temperatura en exceso, ν viscosidad cinemática, P presión del sistema, LL se calcula a partir de LL=[σ/{g(ρl-ρv)}], hlg es la entalpia de cambio de fase del agua (líquido a gas) y el subíndice w está asociado a las propiedades al agua. Para condiciones de baja temperatura en exceso, la constante numérica C y el número del exponente n1 son obtenidos de los datos de Fujita et al. (1988), a una presión de 0.1 MPa, número del exponente n 2 es obtenido de los datos de Schmidt et al. (1988), a una presión de 10 MPa los valores son: C = 1.1, n1 = 0.3, n2 = 0.32 Para condiciones de alta temperatura en exceso, la constante C y el número del exponente n1 son obtenidos de los datos de Henry y Hammersley (1996): S173 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 • Ebullición nucleada C = 2.2, n1 = −0.1, • Ebullición de transición: C = 1.2 ×1014 , n2 = 0.32 n1 = −0.1, n 2 = 0.32 Para n 2 se utiliza el mismo valor de 0.32 de los datos de Schmidt et al. (1988), porque no hay datos para alta temperatura en exceso y alta presión. Cuando se tiene ebullición de película, el coeficiente de transferencia de calor es evaluado con la correlación de Berenson (1961): hgap ⎡ ⎢ = 0.425 ⎢ ⎢ν T st s ⎣⎢ ( donde: ⎤ ⎥ kst3 g ( ρ w − ρ st ) hlg ⎥ σ w ρ − ρ st ) ⎥ − Tsat r = Rv g( w ⎦⎥ 1 4 ) ( Δhst = hlg + 0.5Cpst Ts x = Rv − Tsat ) (12) (13) donde g representa la aceleración de gravedad y Tsat la temperatura de saturación del agua. La temperatura del fondo de la vasija, Tv, se considera constante, ya que al estar en contacto con el vapor de agua en la cavidad su valor está por cerca de la misma temperatura del vapor circundante. c) Refrigeración permitida por la sección transversal superior del gap Se considera que la remoción de calor a través de la superficie caliente está restringida por el régimen de ebullición, es decir, la cantidad de agua cerca de la pared calentada, y la capacidad de refrigeración que permite la parte superior final del gap. En la parte superior final del gap la refrigeración está restringida por la cantidad de agua que puede penetrar, debido al fenómeno de flujo contra corriente de vapor y agua (CCFL) que se presenta en esta parte del gap (Murase et al., 2001), como se muestra en la Figura 5. Figura 5. Fenómeno que se presenta durante la refrigeración del gap. S174 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 La tasa de transferencia de calor total a través del extremo superior del gap (qgap,supAgap,sup) es obtenida del balance de masa y energía, descrito por, q gap ,sup Agap ,sup = δ gap J st hlg Agap ,sup (14) ρ st J st = ρ w J w (15) Donde qgap,sup es el flujo de calor en la parte superior del gap, Agap,sup área de la sección transversal superior del gap, J es la velocidad superficial En este trabajo se considera que la transferencia de calor depende de la temperatura en exceso de la pared calentada y del régimen de ebullición. Por otro lado, también se considera el fenómeno de contracorriente de líquido y vapor, para esto, se utiliza la correlación de Kutateadze (1952) para considerar el CCFL: 2 qgap,sup Agap,sup ⎡ ⎤ 1 ⎡ gσ stw ( ρ w − ρ st ) ⎤ 4 ⎢ ⎥ 1.2 =⎢ ⎥ Agap,sup ⎥ ρ st hlg ⎢ 2 ⎞⎥ ρ ⎢ ⎥⎦ ⎢1 + ⎛⎜ ρ st st ⎣ ρ w ⎟⎠ ⎦⎥ ⎣⎢ ⎝ (16) 4. SOLUCIÓN NUMÉRICA Y RESULTADOS Con la consideración del modelado para la dinámica de crecimiento de la costra inferior del material fundido en el fondo de la vasija de un reactor nuclear, se empleó para la solución de la Ec. 1 el método diferencias finitas discretizado a 24 nodos radiales, donde la distancia entre nodos radiales varía en función del crecimiento de la costra proporcionando una condición de frontera móvil. Una vez discretizada la Ec. 1, se emplea el algoritmo de Thomas para la solución del sistema de ecuaciones. Para la solución de la Ec. 6 se utilizó el método de Euler con un paso de integración temporal de Δt=0.6s. El método de solución fue implementado en Python 2.7.14, con ayuda de las librerías de OpenGL se obtuvieron resultados gráficos que facilitan la interpretación del crecimiento de la costra del material fundido. En la Figura 6 se muestra el campo de temperaturas en la vasija. 4.1. Parámetros y propiedades físicas Para las simulaciones numéricas de la refrigeración del material fundido acumulado en el fundo de la vasija durante un accidente severo, los valores de las parámetros y propiedades físicas usados, son presentados en el la siguiente tabla. Tabla 1. Parámetros usados en la simulación numérica. Descripción Parámetro Valor 2.3 m Rv Radio interno de la vasija 0.3701 MPa Presión del agua en el gap P ′′′ qdc 8.5 kW/m 3 Calor de decaimiento del material fundido Tv 430.15 K Temperatura inicial de la vasija S175 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Temperatura inicial del agua Temperatura de fundición Espesor del gap de agua Número de nodos de la costra 4.2. Tw 428.15 K Tm 2840.15 K 0.001 m δ gap n 24 Resultados de las simulaciones numéricas En la Figura 6 se muestra la dinámica de crecimiento de la corteza mediante el perfil de temperaturas generado por la refrigeración proporcionada por el agua remanente, donde se observa las regiones que se encuentran a temperatura de solidificación del material y la región a temperatura de fusión. En la Figura 6a, el material relocalizado se encuentra casi en su totalidad fundido y comienza la refrigeración por el agua remanente; mientras que en la Figura 6b después al tiempo 76323.9 segundos el material se encuentra parcialmente solidificado y se observa una distribución de temperaturas; en la Figura 6c, se observa que el espesor de la corteza ha aumentado después de 156432.0 segundos. En las Figuras 6d y 6e sigue el procedimiento de crecimiento de la costra; finalmente, en la Figura 6f, después de 1056360.0 segundos (alrededor de 12 días) el material fundido se ha solidificado totalmente. Figura 6. Perfil de temperatura de la vasija con material fundido. a) Tiempo=3025.9 s, b) Tiempo=76323.9 s, c) Tiempo=156432.0 s, d) Tiempo 473754.0 s, e) Tiempo=732086.0 s y f) Tiempo=1056360.0 s. En la Figura 7 se muestra el crecimiento del espesor de la costra. S176 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 7. Crecimiento del espesor de la costra. 5. CONCLUSIONES Los resultados obtenidos por la simulación muestran que la solidificación de la costra toma alrededor de 12 días, solo considerando la transferencia de calor al vapor de agua localizada en el fondo de la vasija y a la recirculación de la misma, como lo muestra la Figura 6. Por otro lado, la Figura 7 muestra que el crecimiento de la costra inicialmente es más rápido y se reduce su pendiente a medida que el tiempo avanza. Esto se atribuye a que al inicio la transferencia de calor del material fundido al agua en el fondo de la vasija, debido a su cercanía, es más grande dado que el espesor de la costra no opone resistencia térmica y aumenta a medida que crece la costra. Como trabajo futuro se tiene en mente en contemplar la costra superior de la vasija y una dinámica bidimensional en el pleno inferior. REFERENCIAS 1. Berenson P.J, “Film Boiling Heat Transfer from a Horizontal Surface”. Journal of Heat Transfer 83C, p. 351 (1961). 2. Cengel, Y., Boles, M., “Termodinámica”. Mc Graw Hill, México, (2003). D.F.: McGraw-Hill Interamericana 3. Espinosa-Paredes G., Camargo-Camargo R., Nuñez-Carrera A., "Severe Accident Simulation of the Laguna Verde Nuclear Power Plant. Science and Technology of Nuclear Installations (2012). 4. Fujita Y., Ohta H.,Uchida S., Nishikawa K., “Nucleate boiling heat transfer and critical heat flux in narrow space between rectangular surfaces”. International Journal of Heat and Mass Transfer 31 (2). p. 229-230 (1988). 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Vicentina, Iztapalapa, 09340, México. zai_ijb579@hotmail.com; gepe@xanum.uam.mx; alejandria.peval@gmail.com; vara@xanum.uam.mx Resumen En este trabajo, se utiliza el método de promedio volumétrico con la finalidad de plantear un modelo que describa el comportamiento de la temperatura en un reactor nuclear de sales fundidas de IV generación (MSR). Se plantea inicialmente un modelo de no equilibrio térmico de dos ecuaciones considerando dos fases dentro del reactor. Posteriormente, se reduce a uno de equilibrio térmico de una sola ecuación para fines prácticos. El objetivo de este trabajo es plantear un modelo matemático para entender y predecir el comportamiento de la temperatura dentro del núcleo de los MSRs. Con el modelo de una ecuación se obtuvo un perfil de temperatura dentro del núcleo del reactor, en la cual se observa que la temperatura máxima se presenta en el centro, debido a que se considera que las sales no se encuentran en movimiento. La temperatura máxima obtenida es tres grados más alta que la reportada en la literatura para el reactor de referencia, así mismo, la temperatura promedio de la sal se encuentra dos grados por encima de la temperatura de referencia. 1. INTRODUCCIÓN Actualmente, alrededor del 15% de la energía eléctrica producida en el mundo se genera mediante energía nuclear, lo que reduce significativamente el impacto ambiental y ofrece una mayor diversidad de generación de electricidad que mejora la seguridad energética [1]. Como consecuencia a estos beneficios, se busca comprender cada vez más el funcionamiento de todas aquellas tecnologías utilizadas en la generación de energía nuclear, para esto se han desarrollado modelos que describen y predicen el comportamiento. Una de las tecnologías innovadoras en el área de energía nuclear son los reactores nucleares de sales fundidas (MSR, por sus siglas en inglés). Esta tecnología se caracteriza por utilizar una mezcla de sales fundidas, en la cual, se disuelve el combustible también en forma de sal. Se pueden usar a muy baja presión debido a su alta temperatura de ebullición y a su baja presión de vapor [1], lo que los convierte en una gran opción debido a la baja tasa de generación de accidentes. S179 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Sin embargo, actualmente no se cuenta con gran información acerca del funcionamiento de esta tecnología, por lo que es importante estudiar el comportamiento de este tipo de reactores. Uno de los principales estudios de interés resulta ser la transferencia de calor, el cual es necesario para estudiar el perfil de temperaturas de los MSR. Por lo anterior, este trabajo tiene como finalidad plantear un modelo mediante el método de promedio volumétrico [2], con el cual sea posible conocer el comportamiento de la temperatura del reactor bajo ciertas consideraciones. El modelo que se presenta a continuación es un modelo de no equilibrio térmico y su reducción a una ecuación [3] para estudiar el comportamiento de la temperatura del núcleo reactor. Debido a las diferentes propiedades de las mezclas de sales, se puede establecer un criterio válido y fundamentado para la elección éstas, basado en la eficiencia de las mismas para la transferencia de calor. NOMENCLATURA Fase β Tetrafluoruro de Uranio (UF4) Fase σ Mezcla de Fluoruro de Litio con Fluoruro de Berilio (LiF-BeF2) Φβ Fuente de calor en fase β [kJ ] Q0 ρ Cp Calor liberado debido al cambio de fase [ kJ ] Densidad de la fase ⎡ kg / m3 ⎤ ⎣ ⎦ Calor específico [ kJ / kg ⋅ K ] T Temperatura de la Fase [ K ] k Conductividad térmica [W / m ⋅ K ] Aβσ ε V n βσ Área en la interface β − σ ⎡ m 2 ⎤ ⎣ ⎦ Porosidad [-] Volumen Total ⎡ m3 ⎤ ⎣ ⎦ Vector normal unitario en la interface β − σ , apuntando de fase β a fase σ 〈Tβ 〉 β Promedio intrínseco de la temperatura Fase β [ K ] T% Desviaciones espaciales de la temperatura en la Fase β [ K ] β 〈Tσ 〉σ Promedio intrínseco de la temperatura en la Fase σ [ K ] Desviaciones espaciales de la temperatura Fase σ [ K ] T% σ av Área por unidad de volumen [1 / m ] S180 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 h Coeficiente de transferencia de calor ⎡W / m 2 ⋅ K ⎤ ⎣ ⎦ b ββ Vector de Cerradura, campo que mapea ∇〈Tβ 〉 β en T% β [m ] bβσ Vector de Cerradura, campo que mapea ∇〈Tσ 〉σ en T% β [m ] sβ Campo escalar que mapea 〈Tβ 〉 β − 〈Tσ 〉σ en T% β [−] bσβ Vector de Cerradura, campo que mapea ∇〈Tβ 〉 β en T% σ [m ] bσσ Vector de Cerradura, campo que mapea ∇〈Tσ 〉σ en T% σ [m ] sσ Campo escalar que mapea 〈Tβ 〉 β − 〈Tσ 〉σ en T% σ [−] K ββ K σσ K βσ K σβ K eff Tensor de conductividad térmica efectiva fase β [W / m ⋅ K ] Tensor de conductividad térmica efectiva fase σ [W / m ⋅ K ] Tensor de conductividad térmica de coeficiente cruzado [W / m ⋅ K ] Tensor de conductividad térmica de coeficiente cruzado [W / m ⋅ K ] Tensor de conductividad térmica efectiva [W / m ⋅ K ] ( ρ Cp )eff Capacidad de calor volumétrico efectivo de la mezcla ⎡⎣ kJ / m3 ⋅ K ⎤⎦ 2. REACTOR NUCLEAR DE SALES FUNDIDAS Los reactores nucleares de sales fundidas son reactores de IV generación que utilizan una mezcla de sales como combustible. Estas sales, son químicamente estables e inertes y pueden disolver la mayoría de los materiales nucleares como el uranio y el torio. En este tipo de reactores, la sal combustible fluye alrededor del núcleo produciendo una reacción de fisión en cadena que permite la transferencia de calor. Hasta el momento existen varios modelos de este tipo de reactores los cuales pueden ser tanto de espectro rápido como de espectro térmico. Dentro de los reactores de espectro rápido se encuentra el reactor rápido de sales fundidas (MSFR, por sus siglas en inglés), el cual es utilizado como referencia en este trabajo. Para el análisis se toma como referencia el reactor presentado en el trabajo de Igor Pioro [4]. El cual es un reactor de 3 GWth/1300 MWe, con un volumen total de sal de combustible de 18 m3, operado a una temperatura de entrada de 650 °C, una temperatura media de 700°C y una temperatura máxima de la sal de combustible de 750°C. En este sistema la sal combustible–refrigerante basada en flúor fluye hacia arriba desde la parte inferior del núcleo hasta la salida en la parte superior del cilindro. La sal líquida retorna a la entrada en un tiempo de entre 3 y 4 segundos distribuyendo el total de la sal combustible entre el núcleo y la parte externa del circuito de combustible equitativamente. Por debajo y por encima de los reflectores S181 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 axiales centrales se puede encontrar, el núcleo, el cual está rodeado por una manta fértil como se muestra en la Figura 1. El núcleo del MSFR es un cilindro compacto de 2.25 m de alto y 2.25 m de diámetro, rodeado axialmente por reflectores de acero, y radialmente por una manta fértil, una capa de carburo de boro y un reflector, donde las reacciones nucleares ocurren dentro de la sal de flúor líquido que actúa como combustible y como refrigerante. Una vista esquemática del núcleo puede observarse en la Figura 2. Figura 1. Diagrama esquemático de un MSFR [6]. Figura 2. Núcleo de un MSFR [4]. S182 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3. METODOLOGÍA La metodología a seguir en este trabajo se basa en el promedio volumétrico, que comúnmente se aplica a medios porosos [2]. En forma resumida, primero se realiza el planteamiento del sistema, se definen las simplificaciones y suposiciones, después se plantean las ecuaciones puntuales para cada fase. Específicamente los pasos principales de la metodología considerados en este trabajo son: 1. Descripción del sistema. 2. Suposiciones del sistema. 3. Método de Promedio Volumétrico: • Planteamiento de ecuaciones para cada fase • Condiciones de frontera • Promedio de ecuaciones puntuales • Obtención del Modelo no cerrado mediante la descomposición de Gray • Ecuación de las desviaciones (simplificada) • Propuesta de solución formal • Obtención del modelo cerrado 3.1. Descripción del Sistema Para este trabajo se ha considerado un reactor nuclear de sales fundidas de IV generación, en el cual todas las sales fundidas representan el dominio y la fundición de las sales dentro del núcleo se ha tomado como volumen de promediado. En este reactor se tiene como combustible Tetrafluoruro de Uranio (UF4) y como mezcla de sales para disolver el combustible Fluoruro de Litio con Fluoruro de Berilio (LiF-BeF2). Las cuales son consideradas como fases para fines prácticos en el promedio volumétrico. El análisis se realiza durante la fundición de las sales, es decir, la mezcla no se encuentra en movimiento. Las fases del sistema son: • Fase β: Tetrafluoruro de Uranio (UF4) • Fase σ: Mezcla de Fluoruro de Litio con Fluoruro de Berilio (LiF-BeF2) Cabe mencionar que se cuenta con una fuente de calor para que se pueda llevar a cabo la fundición de las sales dentro del sistema y también con liberación de calor debido al cambio de fase que se da dentro del reactor, la cual para fines de este trabajo se considera constante. • Φβ: Fuente de calor en fase β • Q0: Calor liberado debido al cambio de fase 3.2. Suposiciones del Sistema Para el sistema estudiado las consideraciones a realizar han sido las siguientes: S183 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 • Medio Poroso 1. Rígido 2. Homogéneo • Fuente de calor se localiza en la fase β • La fuente de calor se ha considerado constante para fines prácticos • Se desprecia convección ya que en el momento en el que se realiza el estudio las sales apenas comienzan a fundirse y aún no se encuentran en movimiento. • Se considera que las sales son un fluido incompresible, lo que implica que la densidad es constate. • Para el cambio de fase se considera un (- Q0 ) para la fase β y un ( Q0 ) para la fase σ debido a que uno cede calor al otro, sin efectos de acumulación interfacial. 3.3. Método de Promediado Volumétrico Para este caso el método de promedio volumétrico se aplicó para un modelo de no equilibrio térmico de dos ecuaciones, una para la fase β y otro para la fase σ. Posteriormente el modelo de dos ecuaciones se reduce un modelo de equilibrio térmico de una sola ecuación basado en ciertas consideraciones para fines prácticos de la solución numérica. Las ecuaciones puntuales consideradas para cada una de las fases parten de la ecuación microscópica para la transferencia de calor. Para ambos casos se ha despreciado la convección debido a que el análisis se lleva a cabo cuando las sales comienzan a fundirse, lo que implica que estas no se encuentran en movimiento. Ecuación puntual fase β ( ρ Cp )β ∂Tβ ∂t − ∇ ⋅ (k β ∇Tβ ) = Φ β − Q0 (1) Ecuación puntual fase σ ( ρC p )σ ∂∂Ttσ − ∇ ⋅ (kσ ∇Tσ ) = Q0 (2) donde T es la temperatura, ρ es la densidad, Cp es la capacidad calorífica, Φ β es la fuente calor de origen nuclear, Q0 es el calor durante el cambio de fase. Para este sistema se han considerado dos condiciones de frontera: S184 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 • No resistencia a la transferencia de calor • Continuidad de flux Lo que indica que la transferencia de calor se lleva a cabo sin resistencia en la interface β − σ y que la temperatura y el componente normal del flux de calor son continuos en esta misma. Tβ = Tσ en Aβσ (3) CF2 − n βσ ⋅ k β ∇Tβ = − n βσ ⋅ kσ ∇Tσ en Aβσ (4) CF1 Aquí n βσ es el vector normal unitario en la interface β − σ , apuntando de la fase β a la fase σ . Las ecuaciones locales gobernantes en cada fase dadas por las Ecs. (1) y (2), son promediadas superficialmente (promedio de fase). Durante el proceso de promediar se intercambia el operador integral por el operador diferencial aplicando el teorema del promediado espacial, matemáticamente hablando, se basa en la Ley de divergencia de Gauss. Considerando un medio poroso rígido (es decir no existe transferencia de masa interfacial y la porosidad es constante), lo que da como resultado las siguientes ecuaciones promedio para cada fase. Ecuación promedio para fase β ε β ( ρ Cp ) β ∂〈Tβ 〉 β ∂t ⎡ ⎢ − ∇ ⋅ ⎢ kβ ⎢ ⎣ ⎛ ⎜ 1 β ⎜ ε β ∇〈Tβ 〉 + V ⎜ ⎝ ∫ Aβσ ⎞⎤ ⎟⎥ 1 n βσ Tβ dA ⎟ ⎥ + ⎟⎥ V ⎠⎦ ∫n βσ ⋅ kβ ∇Tβ dA = Φ β − Q0 (5) Aβσ Ecuación promedio para fase σ εσ ( ρ C p ) σ ⎡ ⎢ ∂〈Tσ 〉σ − ∇ ⋅ ⎢ kσ ∂t ⎢ ⎣ ⎛ ⎜ 1 σ ⎜ εσ ∇〈Tσ 〉 + V ⎜ ⎝ ∫ Aβσ ⎞⎤ ⎟⎥ 1 nσβ Tσ dA ⎟ ⎥ + ⎟⎥ V ⎠⎦ ∫n σβ ⋅ kσ ∇Tσ dA =Q0 (6) Aβσ Es importante apuntar y tomando como ejemplo la fase β , que el promedio fase o superficial 〈Tβ 〉 se relaciona con el promedio intrínseco 〈Tβ 〉 β a través de la siguiente relación: 〈Tβ 〉 = ε β 〈Tβ 〉 β S185 (7) Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 4. MODELO DE CERRADURAS Se puede observar que las ecuaciones promediadas [Ecs. (5) y (6)] incluyen temperaturas locales ( Tβ y Tσ ) en los términos de integrales. Entonces, se lleva a cabo la descomposición de Gray [1], en la cual se descompone la variable local en un término promedio intrínseco ( 〈Tβ 〉 β ) y en un término de desviaciones espaciales ( T% ) alrededor del promedio. Para la fase β como para la fase σ de la β siguiente manera: Fase β: Tβ = 〈Tβ 〉 β + T% β (8) Fase σ: Tσ = 〈Tσ 〉σ + T% σ (9) También se considera la siguiente expresión de flujo interfacial obtenida por Quintard y Whitaker [3]: 1 V ∫n βσ ( ⋅ k β ∇Tβ dA = − av h 〈Tβ 〉 β − 〈Tσ 〉σ ) (10) Aβσ donde av h es un coeficiente efectivo de la transferencia de calor. Entonces, al sustituir la descomposición de Gray Ecs. (8) y (9) y la de flujo interfacial de Quintard y Whitaker Ec. (10) en las Ecs. (5) y (6) estas pueden reescribirse como: Fase β ε β ( ρC p ) ∂〈Tβ 〉 β β ∂t ⎡ ⎢ − ∇ ⋅ ⎢ kβ ⎢ ⎣ ⎛ ⎜ 1 β ⎜ ε β ∇〈Tβ 〉 + V ⎜ ⎝ ∫ Aβσ ⎞⎤ ⎟⎥ β σ n βσ T% = Φ β − Q0 β dA ⎟ ⎥ + av h 〈Tβ 〉 − 〈Tσ 〉 ⎟⎥ ⎠⎦ (11) ( ) Fase σ εσ ( ρ C p ) σ ⎡ ⎢ ∂〈Tσ 〉σ − ∇ ⋅ ⎢ kσ ∂t ⎢ ⎣ ⎛ ⎜ 1 σ ⎜ εσ ∇〈Tσ 〉 + V ⎜ ⎝ S186 ∫ Aβσ ⎞⎤ ⎟⎥ β σ nσβ T% = Q0 (12) σ dA ⎟ ⎥ − av h 〈Tβ 〉 − 〈Tσ 〉 ⎟⎥ ⎠⎦ ( ) Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Es importante apuntar que 1 V ∫ n βσ 〈Tβ 〉 β dA y Aβσ 1 V ∫ nσβ 〈Tσ 〉σ dA son nulos debido a que el Aβσ sistema es rígido. 4.1 Ecuación de las desviaciones espaciales Las ecuaciones de las desviaciones espaciales para los términos que aparecen en las ecuaciones (11) y (12), se construyen restando las ecuaciones locales (1) y (2) de las ecuaciones promedio correspondientes: Fase β ⎡ ⎢ ∇ ⋅ ⎢ kβ ⎢ ⎣ ⎛ ⎜ 1 β ⎜ ε β ∇〈Tβ 〉 + V ⎜ ⎝ ⎡ ⎢ ∇ ⋅ ⎢ kσ ⎢ ⎣ ⎛ ⎜ 1 σ ⎜ εσ ∇〈Tσ 〉 + V ⎜ ⎝ ∫ ⎞⎤ ⎟⎥ β σ n βσ T% =0 β dA ⎟ ⎥ + av h 〈Tβ 〉 − 〈Tσ 〉 ⎟⎥ ⎠⎦ ) (13) ∫ ⎞⎤ ⎟⎥ β σ nσβ T% σ dA ⎟ ⎥ − av h 〈Tβ 〉 − 〈Tσ 〉 ⎟⎥ ⎠⎦ ) (14) Aβσ ( Fase σ Aβσ ( Por otra parte, se pueden aplicar la descomposición espacial en las condiciones de frontera: CF1: % 〈Tβ 〉 β − 〈Tσ 〉σ = T% σ − Tβ (15) CF2: β σ % − n βσ ⋅ kβ ∇T% β = − n βσ ⋅ kσ ∇Tσ + n βσ ⋅∇ (k β 〈Tβ 〉 − kσ 〈Tσ 〉 ) (16) Un análisis de las Ecs. (13)-(16) nos indican que los términos fuentes (términos que generan perturbaciones microscópicas dentro del sistema) son: • ∇〈Tβ 〉 β • ∇〈Tσ 〉σ • 〈Tβ 〉 β − 〈Tσ 〉σ S187 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 4.2 Propuesta de solución formal Considerando las tres fuentes localizadas en la sección anterior se proponen dos soluciones formales, una para cada una de las desviaciones de la temperatura en cada fase. Donde las b representan vectores como variables de cerradura y las s escalares, las cuales nos hacen posible cerrar el modelo, pues permiten contar con el mismo número de ecuaciones que de incógnitas. ( ) (17) ( ) (18) β σ β σ T% β = b ββ ⋅∇〈Tβ 〉 + b βσ ⋅∇〈Tσ 〉 + sβ 〈Tβ 〉 − 〈Tσ 〉 β σ β σ T% σ = bσβ ⋅∇〈Tβ 〉 + bσσ ⋅∇〈Tσ 〉 + sσ 〈Tβ 〉 − 〈Tσ 〉 Las soluciones formales obtenidas se sustituyen tanto en las ecuaciones de las desviaciones para cada fase como en las condiciones a la frontera, con la finalidad de obtener los órdenes de magnitud de los tensores y los escalares propuestos en las soluciones formales, ya que, posteriormente esto permitirá simplificar el modelo cerrado obtenido. 4.3 Modelo cerrado Para la obtención del modelo cerrado las soluciones formales (17) y (18) se sustituyen en los modelos no cerrados de cada fase respectivamente expresados en las ecuaciones (11) y (12), posteriormente se simplifican por medio de órdenes de magnitud, lo que resulta en un modelo de dos ecuaciones de no equilibrio térmico. Fase β ε β ( ρC p ) ∂〈Tβ 〉 β β ∂t ⎡ ⎢ − ∇ ⋅ ⎢ kβ ⎢ ⎣ ⎛ ⎜ 1 β ⎜ ε β ∇〈Tβ 〉 + V ⎜ ⎝ ∫n βσ b ββ 1 ⋅∇〈Tβ 〉 dA + V β Aβσ ∫n βσ b βσ Aβσ ( ) ⎞⎤ ⎟⎥ ⋅∇〈Tσ 〉 dA ⎟ ⎥ ⎟⎥ ⎠⎦ σ (19) + av h 〈Tβ 〉 β − 〈Tσ 〉σ = Φ β − Q0 Fase σ εσ ( ρ C p ) σ ⎡ ⎢ ∂〈Tσ 〉σ − ∇ ⋅ ⎢ kσ ∂t ⎢ ⎣ ⎛ ⎜ 1 σ ⎜ εσ ∇〈Tσ 〉 + V ⎜ ⎝ ( ∫n σβ bσβ 1 ⋅∇〈Tβ 〉 dA + V Aβσ β ∫n σβ bσσ Aβσ ) ⎞⎤ ⎟⎥ ⋅∇〈Tσ 〉 dA ⎟ ⎥ (20) ⎟⎥ ⎠⎦ σ + av h 〈Tβ 〉 β − 〈Tσ 〉σ = Q0 S188 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Para fines prácticos se definen los siguientes tensores de conductividad térmica: K ββ = (ε β kβ ) I + ∫n kβ V βσ b ββ dA (21) σβ bσσ dA (22) Aβσ K σσ = (εσ kσ ) I + kσ V ∫n Aβσ K βσ = kβ V ∫n βσ b βσ dA (23) σβ bσβ dA (24) Aβσ K σβ = kσ V ∫n Aβσ 5. MODELO DE DOS ECUACIONES DE NO EQUILIBRIO TÉRMICO Sustituyendo la definición de los tensores de conductividad térmica dados por las Ecs. (21-24), las ecuaciones promedio para cada fase son las siguientes: Fase β ( ) ( ) ε β ρC p β ∂〈Tβ 〉 β ∂t − ∇ ⋅ ⎡K ⋅∇〈Tβ 〉 β + K ⋅ ∇〈Tσ 〉σ ⎢⎣ ββ βσ ( ) ⎤ + a h 〈T 〉 β − 〈T 〉σ = Φ − Q 0 β σ β ⎥⎦ v (25) Fase σ εσ ρ C p σ ∂〈Tσ 〉σ − ∇ ⋅ ⎡ K ⋅∇〈Tβ 〉 β + K ⋅ ∇〈Tσ 〉σ ⎤ − av h 〈Tβ 〉 β − 〈Tσ 〉σ = Q0 σσ ⎣⎢ σβ ⎦⎥ ∂t ( ) (26) Estas dos ecuaciones constituyen el modelo de no equilibrio térmico. 6. MODELO DE UNA ECUACIONES DE EQUILIBRIO TÉRMICO Sumando las ecuaciones de cada una de las fases dadas por las Ecs. (25) y (26) y considerando que , obtenemos el modelo de una ecuación: K ≈ −K βσ σβ S189 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 ( ε β ρC p )β ∂〈Tβ 〉 β ∂t ( + εσ ρ C p σ )σ ∂〈T∂σt 〉 − ∇ ⋅ ⎡K ⋅∇〈Tβ 〉 β + K ⋅ ∇〈Tσ 〉σ ⎢⎣ ββ σσ ⎤=Φ β ⎥⎦ (27) Considerando equilibrio térmico 〈Tβ 〉 β = 〈Tσ 〉σ = 〈T 〉 , finalmente obtenemos: ( ρ Cp )eff ∂〈T 〉 − ∇ ⋅ ⎡ K eff ⋅ ∇〈T 〉 ⎤ = Φ β ⎣⎢ ⎦⎥ ∂t ( ρ Cp )eff = ε β ρ C p + εσ ρ C p β σ (28) donde ( K eff =K ) ββ +K ( ) (29) σσ (30) Haciendo la consideración del equilibrio térmico al sustituir las ecuaciones (21) y (22) la Ec. (30) puede reescribirse como: K eff = (ε β k β ) I + kβ V ∫ k n βσ b ββ dA + (εσ kσ ) I + σ V Aβσ ∫ nσβ bσσ dA (31) Aβσ 7. SOLUCIÓN DEL MODELO En la sección anterior se presenta el desarrollo para obtención del modelo de una ecuación que permita obtener la temperatura en el MSFR. El modelo está dado por las Ecs. (28-39), y por las condiciones de frontera dadas por la Ec. (32), en donde se establecen que la temperatura en los bordes del reactor es igual a la temperatura de entrada de la sal al núcleo. En este caso se considera un geometría rectangular que simula el núcleo del reactor (Figura. 2). Tβ = Tσ = Tentrada en x = 0, 2.25 , y = 0, 2.25 (32) Para fines de este trabajo, la Ec. (28) se resuelve en estado estacionario, considerando un término fuente constante. Las propiedades de cada fase se presentan en la Tabla 1. S190 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Tabla 1. Propiedades de las fases [1]. Propiedad Fase β Fase σ ⎡ W ⎤ k⎢ ⎣ m°C ⎥⎦ 1.96 22.72 ⎡ kg ⎤ 3 ⎣ cm ⎥⎦ 6.7 ⋅10−3 2.64 ⋅10−3 ⎡ J ⎤ Cp ⎢ ⎥ ⎣ kg ⋅ K ⎦ 290.368 1563.144 Tf [ K ] 1309 1121.15 ε 0.225 0.775 ρ⎢ El modelo se resuelve en Matlab, utilizando el PDE Toolbox, esta herramienta resuelve la ecuación utilizando diferencias finitas como método de solución. 8. . RESULTADOS En esta sección se presentan los resultados obtenidos, como se mencionó, la ecuación se resuelve en estado estacionario, obteniendo la temperatura de la mezcla a partir de los coeficientes efectivos de ambas fases. En la Figura 3, se presenta la distribución de temperatura en el núcleo del reactor, considerando que la temperatura en la frontera del reactor es la temperatura a la que entra la sal al núcleo. Figura 3. Distribución de temperatura dentro del núcleo del MSFR. S191 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 4. Vectores de flux de calor dentro del núcleo del MSFR. Como se puede observar, la temperatura máxima se encuentra en el centro del núcleo, esta es de 1026.9 K, esta temperatura es promedio de las dos sales, no así promedio de todo el reactor. La temperatura de referencia es la temperatura máxima de la sal, reportada en diseño [4], la cual es de 1023.15 K (750°C), teniendo una diferencia de tres grados con la obtenida en este trabajo. La temperatura promedio del núcleo es de 975.1 K, y la reportada en diseño es de 973.15K, teniendo una diferencia de dos grados. En la Figura 4, se presentan los vectores de flux de calor, como se observa, parten del centro (zona más caliente) hacia lo extremos (zona menos caliente), como en este trabajo se consideró que la sal no está en movimiento, se nota una distribución uniforme de los vectores. Si se considerara que se encuentra en movimiento, la magnitud y dirección de algunos de estos se verían afectadas, así como la distribución de temperatura. 9. CONCLUSIONES Se derivaron las ecuaciones de temperatura para un reactor de sales fundidas (MSR) partiendo de las ecuaciones locales e instantáneas. El método de promedio volumétrico se aplicó sistemáticamente en la mezcla de sales. Se identificaron y se proponen soluciones matemáticas de las variables de cerradura para proponer un sistema cerrado de ecuaciones promedio. Partiendo del modelo de dos ecuaciones promedio que describe efectos de no equilibrio térmico, se obtuvo una ecuación en equilibrio térmico en términos de propiedades efectivas. El modelo de una ecuación permite conocer la temperatura promediada de las sales en el reactor, los resultados obtenidos muestran que la temperatura máxima obtenida es muy cercana a la temperatura S192 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 reportada en la literatura, teniendo una diferencia de tres grados. De la misma manera, la temperatura promedio del núcleo tiene una diferencia de dos grados respecto a la de la literatura. Este modelo puede predecir el comportamiento del reactor bajo diversas condiciones, entre ellas el utilizar diferentes mezclas de sales, lo cual se propone como trabajo futuro, así como considerar las sales en movimiento, de forma que se obtenga un perfil de temperaturas más preciso en cada sección del núcleo. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen el financiamiento otorgado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) a través de una beca en la UAM. Además, los autores agradecen el apoyo económico recibido del proyecto estratégico No. 212602 del Fondo Sectorial de Sustentabilidad Energética, CONACyT-SENER. En forma especial la Ing. Zaira agradece al Dr. Francisco Valdés Parada por el curso de modelación matemática aplicada a la ingeniería en posgrado de energía y medio ambiente, en el cual se abordó el tema de promedio volumétrico. REFERENCIAS 1. Dolan, T., Molten Salt Reactors and Thorium Energy, Elsevier, Reino Unido (2017). 2. Whitaker, S., The method of volume averaging, Springer Science & Business Media, California, USA (2013). 3. Quintard, M., & Whitaker, S., “Transport in ordered and disordered porous media: volume-averaged equations, closure problems, and comparison with experiment”. Chemical Engineering Science, 48, pp. 2537-2564.(1993) 4. Pioro, I., Handbook of Generation IV Nuclear Reactors, Elsevier, Cambridge, Inglaterra (2016). 5. Brovchenko, M., Heuer, D., Merle-Lucotte, E., Allibert, M., Capellan, N., Ghetta, V., Laureau, A., 2012. “Preliminary safety calculations to improve the design of Molten Salt Fast Reactor”. In: Proc. Int. Conf. PHYSOR, Knoxville, Tennessee, USA, April 15–20, (2012). 6. Delpech, S., Merle-Lucotte, E., Heuer, D., Allibert, M., Ghetta, V., Le-Brun, C., & Picard, G. (2009). Reactor physic and reprocessing scheme for innovative molten salt reactor system. Journal of fluorine chemistry, 130(1), pp. 11-17 (2009). S193 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 S194 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Transferencia simultánea de calor y cantidad de movimiento en el núcleo de un reactor nuclear rápido enfriado con sodio Luis Ángel Larios-Ramírez, Alejandría D. Pérez-Valseca, Alejandro Vázquez-Rodríguez y Gilberto Espinosa-Paredes. Área de Ingeniería en Recursos Energéticos, Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa, San Rafael Atlixco No. 186, Col. Vicentina, Iztapalapa, 09340, México. luis_l281094@hotmail.com; alejandria.peval@gmail.com; vara@xanum.uam.mx; gepe@xanum.uam.mx Resumen El objetivo de este trabajo, es realizar un análisis de la transferencia de calor y cantidad de movimiento en el núcleo de un SFR, aplicando distintas metodologías para aproximar los modelos. Se analizan dos casos, el Caso I es una aproximación utilizando la metodología de canal promedio, para obtener un canal representativo del núcleo, y el Caso II es tomar un arreglo de barras respetando la geometría del núcleo (hexagonal). Se desarrolla un modelo de transferencia de calor para la barra de combustible, un modelo de transferencia de calor por convección natural para el gap, el cual incluye un modelo de transferencia de cantidad de movimiento, un modelo de transferencia de calor para el encamisado y un modelo de transferencia de calor y cantidad de movimiento para el fluido refrigerante. Todos estos modelos se acoplan en la herramienta computacional Comsol Multiphysics, la cual permite resolver las ecuaciones diferenciales en derivadas parciales mediante el método del elemento finito. Todos los modelos se resuelven en estado estacionario en 3D. Además, se considera una distribución axial de potencia para la barra de combustible y se considera flujo turbulento κ ε para el fluido refrigerante. Se presentan los perfiles de temperatura para las secciones del combustible, gap, encamisado y refrigerante, así como los campos de velocidad para el gap y el refrigerante y los perfiles de coeficiente de transferencia de calor dentro del gap, así como las temperaturas y velocidades promedio en las interfaces de cada sección. El valor promedio de temperatura del refrigerante para el Caso I es de 817.87 K y para para el Caso II es de 816 K, ambos valores son muy cercanos al valor de diseño, el cual es de 818 K. Para las temperaturas del combustible, gap y encamisado se obtuvieron resultados similares, en donde, para ambos casos, se obtienen temperaturas cercanas a las de diseño. 1.- INTRODUCCIÓN Actualmente, las actividades de investigación y desarrollo de los reactores nucleares incluyen muchos temas prioritarios, los cuales requieren ser estudiados para asegurar el buen funcionamiento y seguridad, así como mejoras de las tecnologías existentes y futuras. Dentro de estos temas se encuentra la termo hidráulica del reactor, la cual es de gran importancia en el diseño del reactor. Como consecuencia de la investigación en esta área, se han desarrollado diversos códigos que permiten simular los procesos termo hidráulicos del reactor, cada uno con sus propias características y limitaciones, algunos ejemplos son[1]: el código TRIO-U, el cual es un código CFD en 3D desarrollado en Francia, cuya desventaja es el tiempo de computación, el código S195 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 COBRA IV se usa ampliamente para PWR, su precisión computacional y convergencia han sido reconocidos por muchos investigadores, algunos investigadores han realizado cambios a este código para realizar cálculos en reactores rápidos enfriados con metales líquidos, SUPERENERGY II es un código de análisis de subcanal, utilizado en Estados Unidos y desarrollado por Pacific Northwest Laboratory [2], sin embargo, este código no modela los fenómenos físicos dentro de las barras de combustible y tiene limitaciones respecto a las configuraciones del mismo. La mayoría de los códigos han sido desarrollados para reactores térmicos, pero también han sido modificados para ser utilizados en reactores rápidos enfriados con metales líquidos. Dentro del análisis termo hidráulico en los reactores enfriados con metales líquidos (LMFR, por sus siglas en inglés), se han presentado diversos análisis, el más utilizado es el que se basa en la metodología de canal promedio. En este análisis, la temperatura, presión y velocidad en un canal se promedian. Las distribuciones de flujo y temperatura en el núcleo se obtienen modelando y resolviendo los balances de masa, cantidad de movimiento y energía del canal promedio [3]. De acuerdo con la literatura especializada, las aproximaciones de los modelos para describir los procesos de transferencia de calor en el combustible y refrigerante en el núcleo del reactor incluyen modelos reducidos, unidimensionales y análisis de dinámica de fluidos computacionales (CFD). Actualmente, existen diversos códigos que simulan los procesos termo hidráulicos, basados en el análisis de canal promedio. Uno de los códigos termo hidráulicos más completos es el CATHARE 2 [4] utilizado por la Comisión de Energía Atómica de Francia, fue desarrollado originalmente para estudios de seguridad de reactores de agua a presión, pero ha sido recientemente ampliado a reactores enfriados por sodio. SIM-SFR es un código utilizado por el Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT), con el cual se realiza un análisis de transferencia de calor para una barra de combustible pico y para la barra promedio del núcleo resolviendo los modelos en forma paralela. Ha sido utilizado para modelar sistemas SFR como el Superphoenix [5] y sistemas LFR como el ELSY [6] y el LEADER [7]. El código TRACE es el último de una serie de códigos de sistema de mejor estimación desarrollados por la Comisión Regulatoria Nuclear de los Estados Unidos. Este código permite analizar el comportamiento termo hidráulico-neutrónico de estado estacionario y transitorio en reactores de agua ligera, sin embargo, se ha modificado para aplicaciones en sistemas enfriados con metales líquidos [8]. El código MATRA-LMR, se desarrolló específicamente para el análisis LMFR, por el Instituto de Investigación en energía Atómica de Corea. MATRA es un código de análisis termo hidráulico, basado en el enfoque de subcanales para calcular la entalpía y la distribución de flujo en los elementos del ensamble de varillas de combustible nuclear, para el estado estacionario, así como estados transitorios [9]. El objetivo de este trabajo es analizar la transferencia de calor y cantidad de movimiento en el núcleo de un reactor nuclear enfriado con sodio (SFR, por sus siglas en inglés) utilizado dos S196 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 aproximaciones. En la primera aproximación sea aplica la metodología de canal promedio, con la cual, se obtiene un canal que representa todo el núcleo, en este caso se estima la cantidad de fluido que se tiene por barra. La segunda aproximación es un arreglo representativo de la geometría del núcleo, en el cual se integran un arreglo de 4 barras de combustible y en el centro del arreglo fluye el fluido refrigerante. Dichos modelos se implementan dentro del software Comsol Multiphysics. Al utilizar Comsol Multiphysics se puede tener un modelo matemático más preciso para los modelos de transferencia de calor y cantidad de movimiento dentro de cada sección de la barra de combustible, es decir, se tomaron en cuenta los fenómenos físicos que ocurren dentro de la barra de combustible que otros modelos no presentan, por ejemplo la convección natural dentro del gap y el flujo turbulento que se presenta en el fluido refrigerante o el cambio de la potencia de la barra en función de la longitud de la misma. Se decidió utilizar este software ya que permite resolver ecuaciones diferenciales en una o tres dimensiones espaciales y en una dimensión temporal si así lo requiere la simulación numérica. Para la simulación de la barra se utilizaron diferentes módulos de transferencia de calor, los cuales acoplan la transferencia de calor no isotérmica para simular la convección natural en el gap y flujo turbulento κ ε en el fluido refrigerante, modelando también la transferencia de cantidad de movimiento. 2.- CASOS MODELADOS En esta sección, se presentan las dos aproximaciones utilizadas para el análisis (casos modelados). Como se mencionó, la primera es aplicando la metodología de canal promedio, estimando la cantidad de fluido que se tiene por barra. La segunda aproximación es un arreglo representativo de la geometría del núcleo, en el cual se integran un arreglo de 4 barras de combustible y en el centro del arreglo fluye el fluido refrigerante. Para la simulación se considera como referencia un SFR, cuyas características principales se presentan en la en la Tabla 1. Nombre ra rf Tabla 1. Características principales del SFR [10]. Valor Unidad Descripción 0.1257 cm radio de anulo 0.4742 cm radio de la barra de combustible rg 0.4893 cm radio del gap rc 0.5419 0.63095 cm radio del encamisado cm radio hidráulico 1.00566 3600000000 m W Longitud de pin activo Potencia del reactor 0.15477 kg/s rh LPin P m0 Flujo másico a la entrada del canal promedio S197 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Tf 1500 K Temperatura de diseño del combustible Tc Tref 743 K Temperatura de diseño del encamisado 818 K Temperatura de diseño del refrigerante En ambos casos se toma en cuenta cada una de las secciones de la barra de combustible (combustible, gap y encamisado), así como el refrigerante. Las propiedades del helio y del sodio fueron tomadas de las funciones dadas en la librería de Comsol Multiphysics, y para el caso del combustible (MOX) se agregaron las propiedades en funciones de la temperatura de acuerdo al trabajo de Carbajo et al [11]. 2.1. Caso I. Canal Promedio Partiendo de la metodología de canal promedio [3], se modela una barra de combustible considerando la sección de combustible, gas y encamisado, así como la estimación del refrigerante correspondiente a dicha barra, el cual se modela alrededor de la barra. Para estimar el refrigerante correspondiente a la barra de combustible, se considera el refrigerante que pasa entre tres barras adyacentes, considerando el área rayada de la Fig. 1a como el área de flujo. Este flujo estimado es distribuido alrededor de la barra, teniendo una capa equivalente de la misma geometría que la barra. En la Fig. 1b, se muestra un corte transversal del canal promedio, en donde se observan cada una de las secciones, es importante señalar que la zona I (ánulo de la barra) no ha sido considerada en los modelos de este trabajo, debido a la complejidad de ejecución del modelo completo. la zona II corresponde al combustible y es donde se encuentra el término fuente, la zona III es la zona del gap, la cual contiene helio, esta zona se modela con convección libre. La zona IV corresponde al encamisado, en donde se modela conducción y por ultimo tenemos la zona V, donde se encuentra el refrigerante, la cual se modela con transferencia de calor y momento. Figura 1. a) Estimación del área de flujo; b) Corte transversal del canal promedio. S198 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 2.2. Caso II. Arreglo de Barras En este caso, se considera un arreglo basado en la geometría del núcleo, en la cual se toma secciones equivalentes a cuatro barras, de forma que sumadas den una barra, y el flujo contenido entre ellas es el refrigerante equivalente a la barra. De esta forma se será posible comparar ambos casos, ya que se modela una barra y su refrigerante equivalente. En la Fig. 2 se presenta el arreglo de barras de combustible modelado en Comsol Multiphysics. En este caso, de manera similar al Caso I, se modelan las secciones del combustible, gap y encamisado en la barra, pero el refrigerante mantiene la geometría real del sistema. 3. MODELACIÓN MATEMÁTICA A continuación, se presentan los modelos matemáticos considerados para cada una de las secciones, indicando las ecuaciones que gobiernan de acuerdo al fenómeno predominante, así como las condiciones a la frontera correspondientes. Estos modelos se programaron en Comsol Multiphysics, recordando que el transporte de energía se lleva a cabo mediante diversos mecanismos: convección, conducción y radiación térmica [12] y que la transferencia de calor por convección natural sobre una superficie depende de la configuración geométrica, así como de su orientación [13]. Figura 2. Arreglo de 4 barras de combustible. Para ambos casos, los modelos aplicados para cada sección son los mismos, incluyendo la sección del refrigerante. Las condiciones a la frontera entre el combustible y gap, el gap y encamisado, y encamisado y refrigerante también son las mismas, la principal diferencia radica en la geometría y en las condiciones a la frontera aplicadas en el arreglo de cuatro barras. S199 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3.1 Modelo matemático para el combustible. Para la mayoría de los problemas ingenieriles la ecuación de energía calorífica resulta conveniente para operar en transmisión de calor [2]. En la sección del combustible (sección II), la conducción es el principal fenómeno, el cual se describe a partir de la Ec. (1). −k f ∇2T = φ ( z ) donde k f [W / m * K ] (1) es la conductividad térmica del combustible, T [K ] es la temperatura del 3 combustible y P ( z ) ⎡⎣ MW / m ⎤⎦ es el término fuente de la barra de combustible, en este caso, el término fuente es una relación entre la potencia de la barra y el volumen del combustible, es decir, la potencia por unidad de volumen. En este caso, la potencia tiene una distribución axial, la cual está en función de la longitud de la barra, para este trabajo se utiliza la distribución promedio obtenida del trabajo de Aufiero [14]. La función de distribución de potencia (Fig. 3) se implementó en Comsol mediante una función de interpolación. La principal condición a la frontera es continuidad del flux de calor entre el combustible y el gap: n ⋅ q f ′′ = n ⋅ qg ′′ (2) En donde q′′ ⎡⎣W / m2 ⎤⎦ es el flux de calor, el subíndice f corresponde al combustible y g corresponde al gap. Figura 3. Función de distribución de potencia axial. S200 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3.2 Modelo matemático para el gap El siguiente modelo presentado es el de la sección III (gap), la cual corresponde a la zona del helio. En esta sección se considera convección libre para flujo no isotérmico. La ecuación de transferencia de calor en estado estacionario con mecanismos de transporte de calor por conducción y convección está dada por: ρ C P v ⋅ ∇ T − k H ∇ 2T = 0 En donde v es el vector velocidad del helio, T (3) [ K ] es la temperatura del helio, k H [W / m * K ] es 3 la conductividad térmica, ρ ⎡⎣ kg/ m ⎤⎦ es la densidad y C P es el calor especifico [ J/ kg* K ] del helio. La ecuación de balance de cantidad de movimiento, Ec. (4) considera estado estacionario y se desprecian los efectos convectivos, ya que se considera flujo laminar debido a que es un fenómeno de convección natural. −ΔP − ρ g + μ∇ 2 v = 0 donde ΔP [ Pa/ m ] (4) es la diferencia de presiones, g es la gravedad ⎡⎣m / s 2 ⎤⎦ , μ [ Pa * s ] es la viscosidad del helio. Para este modelo, se aplica la aproximación de Boussinesq, la cual está dada por: μ∇ 2 v = ΔP − ρ g β (T − T∞ ) (5) donde β [1 / K ] es el coeficiente de expansión volumétrico, T es la temperatura de pared, y T∞ es la temperatura del fluido. Las condiciones a la frontera para cantidad de movimiento consideran que la velocidad es igual a cero en las paredes del gap y de encamisado (Ecs. 6-7). v = 0 en r = rc v = 0 en r = rg (6) (7) Las condiciones a la frontera para transferencia de calor consideran la ley de enfriamiento de Newton en ambas paredes del gap: q′′f = h (T f − T∞ ) S201 (8) Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 q′′g = h (Tc − T∞ ) (9) donde h ⎡⎣W / m2 * K ⎤⎦ es el coeficiente de transferencia de calor, el cual es calculado directamente por Comsol a partir del número de Grashoff. 3.3 Modelo matemático para el encamisado El encamisado es el revestimiento de la barra de combustible, el cual es un metal, por esta razón se considera la conducción como principal mecanismo de transferencia de calor, entonces, para esta región se aplica la Ec. (1), y la condición a la frontera es la continuidad de flux entre el gap y el encamisado, la cual tiene una forma similar a la Ec. (2). 3.4 Modelo matemático para el refrigerante Dentro del refrigerante, ocurren dos fenómenos físicos principales: la transferencia de calor y la transferencia de cantidad de movimiento. La Ec. (10) representa el balance de cantidad de movimiento para el metal líquido, y en el caso de la transferencia de calor se considera la Ec. (3), ya que se están considerando los efectos convectivos y conductivos. ∇ ⋅ ( ρ v v) = −∇ ⋅ ( PI ) + ρ g + μ ∇ 2 v (10) Para el modelo de cantidad de movimiento, las condiciones a la frontera están dadas por m = m0 en z = 0 P = Patm en z = L pin (11) (12) La Ec. (11) indica que se conoce el flujo másico de refrigerante a la entrada en [ kg/ s] , y la Ec. (12) indica que la presión a la salida de la barra es igual a la presión atmosférica. Las condiciones de frontera para la transferencia de calor son: ′′ = h (T − T∞ ) qref (13) Tin = 668.15K en z = 0 ′′ = 0 en z = L pin qref (14) (15) La Ec. (13) es ley de enfriamiento de Newton, que relaciona la temperatura del refrigerante con la temperatura de pared (encamisado), la Ec. (14) es el valor de la temperatura del refrigerante a la entrada del canal y la Ec. (15) indica que el flux de calor a la salida del canal es nulo. S202 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Las condiciones a la frontera para transferencia de calor y cantidad de movimiento en el refrigerante del Caso I aplican también para el Caso II, además, para éste último se considera el flujo periódico, lo cual fue posible debido a la geometría. 3.5 Condiciones a la frontera adicionales del Caso II. Como se mencionó, en los ambos casos existen similitudes en los modelos aplicados, es decir ambos comparten una barra de combustible con los diferentes elementos que la componen, por esta razón los modelos para las secciones del combustible, gap y encamisado son las mismas. La diferencia entre ambos casos radica en la geometría, por lo que el arreglo de cuatro barras (Caso II) requiere que se añadan las siguientes condiciones a la frontera para la transferencia de calor. Se considera simetría axial, radial y azimutal en la frontera geométrica externa del combustible, gap y encamisado, la Ec. (16) describe dicha condición a la frontera, donde n es el vector normal a la superficie y las superficies A, B, C , D, A´, B´, C´, D´ son las fronteras geométricas (Fig. 2), en este caso A es simétrico con A´ , B con B´ , C con C´ y D con D´ . −n ⋅ q f " = 0 (16) Dentro del modelo de cantidad de movimiento, se añade la condición a la frontera llamada condición de flujo periódico, aplicada a las superficies F , G , F ´.G´ (ver Fig. 2)., donde F es periódica con F´ y G con G´ . v 0 = v i , P0 = Pi , K0 = Ki , ε 0 = ε i donde v [ m/ s] es la velocidad, P [ Pa ] es la presión, K cantidad de energía cinética disipada. [J ] es la energía cinética y ε (17) [J ] es la 4. EXPERIMENTOS NUMÉRICOS En esta sección se presentan los experimentos numéricos realizados en donde se resuelven los modelos para cada caso. Las geometrías se modelaron en Comsol Multiphysics, implementando los modelos y condiciones a la frontera descritos en la sección anterior. De esta forma es posible resolver las ecuaciones en tres dimensiones, obteniendo los perfiles de temperatura, perfiles de velocidad, perfiles de coeficiente de transferencia de calor en el gap y temperaturas promedio en cada sección de la barra de combustible. S203 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 4.1 Caso I En la Fig. 4, se presenta el perfil axial de temperatura del combustible, como se observa en la gráfica, la temperatura mantiene una forma similar al perfil axial de potencia (Fig.3) obteniendo una temperatura máxima de 1520 K aproximadamente en la longitud central de la barra. La temperatura promedio del combustible es de 1457.3 K. Figura 4. Perfil axial de temperatura en el combustible. El perfil de temperatura del gap se muestra en la Fig. 5, como se mencionó se consideró convección libre, además, la transferencia de calor depende principalmente de la velocidad del fluido y esta a su vez depende de la flotabilidad o fuerza de empuje. La mayor temperatura es de 1200 K, de la misma forma que en el combustible, se obtiene en el centro de la longitud de la barra. La temperatura promedio de esta sección es de 1130.8 K. Comparando la temperatura del combustible y del gap, se tiene una diferencia de 300 K. El valor máximo del coeficiente de transferencia de calor para esta sección es de 31 W/m2*K. Figura 5. Perfil axial de temperatura en el gap. S204 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Para la sección del encamisado, en la Fig. 6 se presenta el perfil de temperatura, valor máximo de temperatura es de 840 K y se presenta en la parte más alta de la barra de combustible, en esta sección aún se percibe la influencia de la distribución de potencia axial en la temperatura. El valor promedio de la temperatura en esta sección es de 756.71 K. Para el caso del refrigerante, se presentan los perfiles de velocidad y de temperatura. En la Fig. 7 se observa el perfil axial de velocidad, así como cortes transversales de la velocidad en diferentes longitudes de la barra, el fluido que está en contacto con el encamisado tiene la menor velocidad, y conforme se aleja del contacto la velocidad aumenta, teniendo un valor máximo de 14 m/s. Para calcular el número de Reynolds se utiliza la velocidad promedio, la cual es de 10.14 m/s. Figura 6. Perfil de Temperatura en el encamisado. Para resolver el modelo de transferencia de calor, se considera que el coeficiente convectivo tiene un valor de 149,800 W/m2*K, el cual fue calculado a partir del número de Reynolds, Nusselt y Prandtl. Como se observa en la Fig. 7, el perfil de temperatura es ascendente en toda la barra, es decir, la temperatura a la salida de la barra es la más alta, con un valor de 817.8 K, en esta sección ya no se observa la influencia del perfil axial de potencia. Entre el encamisado y el refrigerante se observa una diferencia aproximada de 20 K S205 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 7. Perfil de velocidad y temperatura de sodio 4.2 Caso II En el arreglo de cuatro barras, se tomó una sección de un ensamble del combustible, respetando la distribución de las barras y la geometría del núcleo. Como se observa en la Fig. 2, se tienen dos fracciones de la barra, equivalentes cada una a 2/6 de una barra y dos más a 1/6, las cuales, sumadas dan el equivalente a tener una barra. En la Fig. 8, se presentan los perfiles la temperatura del combustible en función de la longitud, la gráfica de la izquierda corresponde a 2/6 de la barra y la de la derecha a 1/6. En ambos casos es posible observar que el perfil de temperatura tiene la misma forma que el perfil axial de potencia (Fig. 3). El valor máximo de temperatura para 2/6 de barra es 1320 K y para 1/6 de barra es de 1070 K, en promedio se obtiene un valor de 1195 K. Figura 8. Perfil axial de temperatura del combustible. S206 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 En el caso del gap, se obtuvieron los perfiles de temperatura, cantidad de movimiento y del coeficiente de transferencia de calor. En la Fig. 9 se presentan los perfiles de temperatura, el valor promedio de la barra de 2/6 es de 1018.6 K y 890.17 K para 1/6 de barra. Figura 9. Perfil de temperatura en el gap. En la Fig. 10 (lado izquierdo) se presenta el perfil radial de la velocidad del helio, cuyo valor promedio es 9.75e-7 m/s, al tener la velocidad es posible calcular el coeficiente de transferencia de calor, el cual se presenta en el lado derecho de la Fig. 10. El valor máximo obtenido es de 28.5 W/m2*K, el cual es un valor cercano al obtenido al valor calculado en el Caso I. Para el caso del encamisado, en la Fig. 11 se muestran los perfiles de temperatura para ambos segmentos de la barra, como se observa la mayor temperatura (840 K) se obtiene para 2/6 de la barra y para 1/6 es de 830 K, en promedio la temperatura máxima es de 835 K. Figura 10. Perfil radial de velocidad en el gap y de coeficiente de transferencia de calor. S207 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 11. Perfil de temperatura en el encamisado. Para el análisis del refrigerante se presentan perfiles de velocidad y de temperatura. El perfil de velocidad se presenta en la Fig. 12 (izquierda), como se mencionó, este se obtuvo a partir de un modelo en flujo turbulento κε . En el perfil radial se puede observar que los valores menores de velocidad se encuentran cerca de la pared y conforme nos acercamos al centro el perfil crece alcanzado la velocidad máxima, la cual es de 5.5 m/s. El valor promedio es de 5.155 m/s. A partir de la velocidad promedio se obtuvo el número de Reynolds, y con el número de Prandtl y Nusselt se obtuvo el coeficiente de transferencia de calor, el cual tiene un valor de 179780 W/m2*K. El perfil de temperatura del refrigerante se presenta en la Fig. 12 (derecha), la temperatura más alta se obtiene a la salida del canal, la cual es de 820 K, este valor es cercano a la temperatura de diseño del reactor ya que el valor reportado es de 818.15 K. Figura 12. Perfil radial de velocidad y temperatura de sodio. S208 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 5. CONCLUSIONES El propósito de este trabajo fue incursionar en el modelado matemático del termo fluido y combustible para reactores de IV generación. Se utilizaron dos aproximaciones (Casos) para obtener los perfiles de temperatura en casa sección de la barra de combustible y en el refrigerante, la primera es basada en la metodología de canal promedio (Caso I) y la segunda es considerando un arreglo basado en la geometría original del núcleo. A partir de estos casos de estudio y de los modelos de balance de masa, energía y cantidad de movimiento, los cuales fueron programados en Comsol Multiphysics, se obtuvieron los siguientes resultados principales: • Para el refrigerante, en el Caso I se obtuvo una temperatura promedio a la salida de 817.87 K y para el Caso II de 816 K, los cuales son valores muy cercanos al valor de diseño, el cual es de 818 K. • La temperatura promedio obtenida en la sección del encamisado para el Caso I es 756.71 K y para el Caso II es de 757.26 K, la temperatura de diseño es de 743 K. • La temperatura promedio obtenida en la sección del gap para el caso I es de 1130.8 K y para el caso II es de 975.91 K. • La temperatura promedio obtenida en la sección del combustible para el caso I es de 1457.3 K y para el caso II es de 1195 K, la temperatura de diseño es de 1500 K. En ambos casos, los valores obtenidos son cercanos a los valores de diseño, la estimación de canal promedio nos permitió obtener resultados que representan todo el núcleo de manera homogénea, sin embargo, si se modela la geometría como en el caso 2 sería posible identificar las distintas zonas en el núcleo. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen el financiamiento otorgado por el CONACyT en el Posgrado de Energía y Medio Ambiente de la UAM-Iztapalapa. Además, los autores agradecen el apoyo económico recibido del proyecto estratégico No. 212602 del Fondo Sectorial de Sustentabilidad Energética, CONACyT-SENER. S209 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 REFERENCIAS 1. Wu, Y.W., Li, X., Yu, X., Qiu, S.Z., Su, G.H., Tian, W.X., 2013. 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S210 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Acoplamiento y simulación de difusión neutrónica y termo-fluido en el reactor ELFR Heriberto Sánchez Mora A, Juan Luis François Lacouture B Sergio Quezada García C ABC UNAM Facultad de Ingeniería Av. Universidad No. 3000, C.U., CDMX, 04510 A heribertosanchez7@hotmail.com ; Bjuan.luis.francois@gmail.com; C sequga@gmail.com Marco A. Polo D UAM - Cuajimalpa Vasco de Quiroga 4871, Contadero, 05370 Ciudad de México, CDMX D plabarrios@hotmail.com Raimon Pericas E Universitat Politècnica de Catalunya Av. Diagonal, 647 08028 Barcelona E raipercas@yahoo.es Resumen Con el presente trabajo se muestra el análisis de seguridad del reactor nuclear ELFR (European Lead-cooled Fast Reactor) en escenario de perdida de refrigerante con un acoplamiento de la ecuación de difusión neutrónica y los efectos térmicos de las barras de combustible del reactor, el cual tiene considerado 8 zonas o anillos del núcleo y es enfriado por plomo líquido. Para obtener la retroalimentación entre los efectos de difusión neutrónica con los efectos térmicos por efecto Doppler se hizo uso de las secciones eficaces, velocidad del neutrón y coeficientes de difusión en función de la temperatura promedio del combustible, las cuales son extraídas del código SERPENT. El acoplamiento es llevado a cabo calculando el perfil de densidad de potencia promedio axial por medio de la ecuación de difusión neutrónica. Dicho perfil promedio es utilizado para calcular la temperatura de una barra promedio del combustible, lo cual es una simplificación mediante un canal promedio. El modelo de la ecuación de difusión neutrónica considera un modelo bidimensional y transitorio para un núcleo homogéneo y de un solo grupo de energía, mientras que las ecuaciones de transferencia de calor de la barra de combustible son consideradas unidimensionales, al igual que la ecuación de transporte de calor, estas dos últimas también consideradas en régimen transitorio. Para enriquecer el análisis, las ecuaciones son programadas en Python y con el uso de librerías de OpenGL se desarrolla una interfaz gráfica del comportamiento en tiempo real de simulación. S211 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 1. INTRODUCCIÓN El reactor ELFR (Europe Lead-cooled Fast Reactor) pertenece a la IV generación de reactores nucleares que forman parte de los reactores LFR (Lead-cooled Fast Reactors), que son investigados por la Unión Europea con el fin de enfrentar los futuros retos en el suministro energético como también los problemas ambientales de efectos invernadero [1]. Este tipo de reactores están basados en trabajos previos de reactores enfriados con plomo líquido, como lo es la configuración del reactor ELSY y el reactor ALFRED. El ELFR tiene también como objetivo incrementar la seguridad ante accidentes severos [2]. Las características técnicas han sido basadas en la configuración previa y verificada del reactor ELSY [1]. Los parámetros generales del núcleo son los mostrados en la Tabla 1. Tabla 1. Parámetros Generales [1] Parámetro ELFR Potencia térmica 1500 MWt Geometría del arreglo de ensambles Hexagonal Número de ensambles 427 Número de barras/ensamble 169 Longitud de la zona activa 140 cm Radio de la zona activa 240 cm Velocidad del Refrigerante 1.53 m/s Por otro lado, las barras de combustible cuentan con una perforación en el centro que varía su dimensión dependiendo de la zona del reactor. Para 157 ensambles de la zona interna se tiene una perforación de 4 mm de diámetro, mientras para 270 ensambles en la zona externa se tiene una perforación de 2 mm de diámetro. Dicha perforación tiene como objetivo reducir el perfil de temperatura y evitar el daño al núcleo a medida que se muestre un aumento de potencia considerable [1]. Las dimensiones de las barras se presentan en la Tabla 2. Tabla 2. Parámetros Generales [1] Parámetro Distancia entre barras 15 mm Diámetro externo del encamisado 10.5 mm Diámetro interno del encamisado 9.3 mm Diámetro externo del combustible 9.0 mm Diámetro interno del combustible 4.0/2.0 mm (interno/externo) Material del combustible MOX Material del encamisado T91 Para la implementación matemática en el modelo de difusión neutrónica, las secciones eficaces, velocidad del neutrón, coeficiente de difusión y los parámetros de los precursores son extraídos de SERPENT, donde previamente se ha simulado el reactor ELFR a diferentes temperaturas promedio S212 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 del combustible: 600 K, 900 K y 1500 K, para las diferentes regiones radiales del núcleo (8 regiones). Debido a que se trata de una temperatura promedio es útil considerar un canal promedio para resolver los modelos matemáticos y observar el comportamiento tanto del flujo neutrónico como del campo de temperatura en el combustible en una barra promedio. Debido a que se consideran dos tipos de perforaciones en las barras de combustible en diferentes zonas solo se considera la barra con 2 mm de diámetro interno en el combustible. El modelado se realiza con el ELFR como reactor homogéneo divido en 8 anillos. A continuación se muestran los modelos y las consideraciones en las condiciones de frontera e iniciales. 2. MODELO MATEMÁTICO 2.1. Difusión neutrónica La ecuación de difusión neutrónica para el modelo del reactor ELFR es de manera transitoria y en dos dimensiones, considerando la contribución de los precursores y un solo grupo de energía; ∂ 2φ ( z , r , t ) D ⎛ ∂ ⎛ r ∂φ ( z , r , t ) ⎞ ⎞ 1 ∂φ ( z , r , t ) =D + ⎜ ⎜ ⎟ ⎟⎟ v r ⎝⎜ ∂r ⎝ ∂t ∂r ∂z 2 ⎠⎠ (( ) ) (1) + 1 − β eff γ ∑ f − ∑ a φ ( z , r , t ) + λ C ( z , r , t ) ∂C ( z, r , t ) = γβ eff ∑ f φ ( z, r , t ) − λ C ( z , r , t ) ∂t (2) Donde, φ es el flujo neutrónico escalar, z corresponde a la componente axial, r es el componente radial, t es la componente temporal, D es el coeficiente de difusión, v es la velocidad del neutrón, βeff es la fracción de neutrones retardados totales, γ son los neutrones producidos promedio por fisión, ∑ f sección macroscópica de fisión, ∑ a sección eficaz macroscópica de absorción, λ coeficiente de decaimiento promedio de precursores y C es la concentración de precursores. Para la fracción de neutrones retardados y los coeficientes de decaimiento, se consideran 9 precursores, los cuales son aglomerados en promedio como se muestra en las Ecs. 3 y 4, 9 βeff = ∑β i (3) i =1 S213 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 λ = βeff (4) 9 ∑β λ i i =1 i donde β es el la fracción del precursor, λ es el coeficiente de decaimiento, y el subíndice i es el número del precursor . La Ec. 1 está sujeta a las siguientes condiciones iniciales y de frontera, Condición inicial: φ ( z, r , t = 0 ) = φo ∀ r, z (5.a) Condiciones de frontera en la componente radial: ∂φ ∂r =0 r =0 ⎛ ⎛ 1-B ⎞ ∂φ ⎞ =0 ⎜ φ + 2 ⎜ 1 + B ⎟ D ∂r ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ r = Rr (5.b) ⎛ ⎛ 1-B ⎞ ∂φ ⎞ =0 ⎜ φ + 2 ⎜ 1 + B ⎟ D ∂z ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ z=L (5.c) Condiciones de frontera en la componente axial: ⎛ ⎛ 1-B ⎞ ∂φ ⎞ =0 ⎜ φ − 2 ⎜ 1 + B ⎟ D ∂z ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ z =0 φo es un flujo de neutrones inicial, Rr es el radio del reactor, L es la longitud del reactor, B es la fracción del flujo de neutrones que regresan al núcleo por albedo del material reflectante de neutrones. La condición inicial de la Ec. 2 es, C ( z, r , t = 0 ) = Co (5.d) Co es la densidad de precursores inicial. Para determinar la potencia total generada por el reactor se utiliza la Ec. 6, P = ff ⋅ Er ⋅ ∑ f ∫ φ ( z, r , t ) dV (6) V S214 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 P es la potencia total del reactor, ff es la fracción del volumen de combustible dividido entre el volumen total del reactor; este coeficiente es añadido debido a que solo se realiza fisión en el combustible, Er es la energía liberada por fisión, V es el volumen del reactor. Para tener un perfil de densidad de potencia axial promedio se estima con la Ec. 7, haciendo promedios radiales en diferentes posiciones axiales, esto útil para localizar la temperatura promedio del reactor, ya que la retroalimentación de las secciones eficaces radica en la temperatura promedio del combustible, Rr q ,,, ( z ) = 2 ⋅ Er ⋅ ∑ f ∫ φ ( z, r , t ) rdr 0 Rr2 (7) q,,, ( z ) es el perfil de densidad de potencia promedio en la dirección axial. 2.2. Transferencia de Calor La transferencia de calor se aplica a una barra de combustible usando la densidad de potencia promedio (Ec. 7) para obtener la temperatura promedio del combustible. El modelo de transferencia de calor para la barra solo se considera con la componente radial, debido a que se contempla que la transferencia de calor tiene mayor relevancia en ésta. Se resuelve dicho modelo radial en diferentes niveles axiales para considerar el perfil de potencia axial promedio. Las Ecs. 8, 9 y 10, muestran la descripción de la temperatura de la barra de combustible, Cp f ρ f ∂T f ∂t k f ∂ ⎛ ∂T f ⎞ ,,, ⎜r ⎟ + q ( z) r ∂r ⎝ ∂r ⎠ (8) k g ∂ ⎛ ∂Tg ⎞ ⎜r ⎟ r ∂r ⎝ ∂r ⎠ (9) ∂Tc kc ∂ ⎛ ∂Tc ⎞ r = r ∂r ⎝⎜ ∂r ⎠⎟ ∂t (10) = 0= Cpc ρc Cp es la capacidad calorífica, ρ es la densidad, k es la conductividad térmica y T es la temperatura. Los subíndices f , g y c , son usados para asociar las propiedades al combustible, a la holgura y al encamisado, respectivamente. S215 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Las Ecs. 8, 9 y 10, tienen las siguientes condiciones de frontera, Condiciones de frontera de la Ec. 8, ∂T f ∂r =0 Tf rin Condiciones de frontera de la Ec. 9, Tg = T f rf Tg rf rf rg = Tg = Tc (11.a) rf (11.b) rg Condiciones de frontera de la Ec. 10, Tc rg = Tg − kc rg ∂Tc ∂r ( = hl Tc rrod rrod − Tl ( z ) ) (11.c) rin es el radio interno del combustible, rf es el radio externo del combustible, rg es el radio interno del encamisado, rrod es el radio externo del encamisado, hl es el coeficiente convectivo de transferencia de calor del plomo líquido y Tl ( z ) es la temperatura del plomo líquido con dependencia axial. Las condiciones iniciales en las temperaturas en los componentes de la barra de combustible son, C.I. de las Ecs. 8, 9 y 10, respectivamente, T f = 1400.0 K ∀ rin < r < r f (12.a) Tg = 1000.0 K ∀ rf < r < rg (12.b) Tc = 800.0 K 2.3. ∀ rg < r < rrod (12.c) Transporte de Calor por el Termo-Fluido El transporte de calor por el termo-fluido (plomo) se modela de manera unidimensional y transitoria con la siguiente ecuación, S216 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 2 ,,, ∂Tl ⎞ 2π r f q ( z ) ⎛ ∂Tl + vl = Cpl ρl ⎜ ∂z ⎟⎠ Af ⎝ ∂t (13) donde l denota las propiedades del plomo y Af es el área de flujo del fluido, la cual es igual a la siguiente expresión, ⎛ 3 2 ⎞ A f = ⎜⎜ L pitch − π rrod ⎟⎟ ⎝ 2 ⎠ (14) donde L pitch es la distancia entre barras. Como condiciones frontera e inicial para la Ec. 13 se tiene, Condición de frontera para la Ec.13, Tl z =0 = Tlo (15.a) Condición inicial para la Ec. 13, Tl = 650.0 K ∀z (15.b) donde Tlo es la temperatura de entrada de entrada del refrigerante. Para una aproximación del fenómeno se estima una velocidad del plomo constante a través del canal. Para el cálculo del coeficiente convectivo del plomo mencionado en la Ec. 11.c se establece la siguiente correlación del número de Nusselt para geometría hexagonal [2], Nu = 7 + 0.025 ( Pr Re ) 0.8 (16) donde Pr es el número de Prantl y Re es el número de Reynolds ambos para el plomo. 3. SOLUCIÓN NUMÉRICA Y RESULTADOS El método de solución para la Ecs. 1, 8, 9, 10 y 13, es una aproximación mediante el método de diferencias finitas implícito [3]. A diferencia de las demás ecuaciones mencionadas, la aproximación S217 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 de la Ec. 1 está bajo el esquema implícito de dirección alternante (IDA) [3], el cual permite resolver ecuaciones diferenciales parciales parabólicas en dos dimensiones espaciales con el uso de matrices tridiagonales. La Ec. 2, es resuelta por el método de Euler [3]; y las ecuaciones 1, 8, 9, 10 y 13, una vez discretizadas, la matriz de coeficientes para cada ecuación es resuelta mediante el algoritmo de Thomas [4]. Debido a que se obtuvieron valores de secciones eficaces y parámetros de los precursores evaluados en temperaturas promedio del combustible de 600 K, 900 K y 1500 K, para cada uno de los 8 anillos del reactor, se utiliza una interpolación entre los valores para tener continuidad de los datos cuando se tiene la variación de la temperatura del combustible. Para la nodalización de la Ec. 1 se utilización 24 nodos axiales y 24 nodos radiales, por lo que la densidad de potencia promedio axial cuenta con 24 nodos. Para el combustible en la barra de combustible, Ec. 8, se consideraron 13 nodos radiales, 3 nodos para la Ec. 9 y 4 nodos para la Ec. 10. Ya que la distribución de potencia axial promedio cuenta con 24 nodos, la Ec.13 se discretiza con la misma cantidad de nodos. Con un paso de integración temporal de Δt = 0.00001s . El valor de B se estima para lograr criticidad con la potencia térmica nominal del reactor. Las propiedades del combustible se pueden ver referenciadas en el trabajo de Carbajo et al. (2001). Las propiedades del plomo son extraídas de Sobolev et al. (2008), las propiedades del encamisado hecho de T91 citadas de Getachew (2013), las propiedades del huelgo son extraídas de Lamarsh et al (2001). En la Figura 1 se muestra el flujo neutrónico del núcleo del reactor y en la Figura 2 se muestra el campo de temperaturas de la barra de combustible, ambas figuras en estado estable con el uso de las librerías de OpenGL para su visualización. El estado estable se alcanza a los 30 s de simulación. Figura 1. Flujo neutrónico en estado estable del ELFR. S218 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 2. Campo de temperaturas en estado estable de la barra de combustible. En las Figuras 3, 4 y 5, se muestran los distintos escenarios transitorios para el flujo de refrigerante, tanto fluctuación como aumento del mismo una vez conseguida la criticidad y el estado estable del sistema. La Figura 3 muestra el cambio en la temperatura máxima de la barra de combustible promedio, debido a que se tiene que la temperatura máxima en el centro de la barra, ya que resulta fácil ubicarla gracias a la Figura 2. La Figura 4 muestra el cambio en la potencia térmica y la Figura 5 el cambio en la temperatura promedio del refrigerante. Figura 3. Variación de la temperatura máxima del combustible en función al flujo de refrigerante. S219 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 4. Variación de la potencia térmica en función del flujo de refrigerante. Figura 5. Variación de la temperatura promedio del refrigerante en función de su flujo. S220 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 4. CONCLUSIONES Con base a los resultados obtenidos, la ventaja de la simulación con la ecuación de difusión neutrónica y su retroalimentación con la temperatura del combustible, es la capacidad de integrar las diferentes regiones del núcleo para el análisis de transitorios, como se puede observar en la Figura 1. El campo del flujo neutrónico converge en un estado estable de criticidad. Dicho estado de criticidad es logrado después de 30 s de simulación. Los resultados transitorios responden a la dinámica, debido a que al disminuir la cantidad de flujo del refrigerante hay un aumento en la temperatura en el combustible de forma instantánea pero se ve regulada gracias al efecto Doppler; el cual disminuye las secciones eficaces macroscópicas de fisión y aumenta las secciones eficaces macroscópicas de absorción, dando paso a una disminución de potencia, autorregulándose el reactor y empiece a disminuir como se observa en la Figura 3. En el caso contrario, donde hay aumento de refrigerante, el combustible al disminuir su temperatura de forma instantánea hay un aumento de potencia en el rector, ya que las secciones eficaces macroscópicas de fisión aumentan y las de absorción disminuyen, posteriormente, debido al aumento de potencia la temperatura del combustible aumenta de manera paulatina, como se observa en la Figura 3. Como se tienen en los resultados en una variación de ± 30% en la cantidad de flujo del refrigerante, el combustible no se ve comprometido en daño de fundición o de alguna temperatura que perjudique al encamisado, pues la variación de temperatura con las fluctuaciones simuladas muestran un aumento en la temperatura máxima del combustible nominal de aproximadamente 10 K, lo cual revela que el ELFR está lejos de daño ante este tipo de escenarios. REFERENCIAS 1. Döderlein C., Tuček K., Grasso G., Alemberti A., “Definition of the ELFR Core And Neutronic Characterization”, European Commission, (2013). 2. Espinosa-Paredes Gilberto, François J. L., Sánchez-Mora H., Pérez Valseca-Alejandría D., Martín-del-Campo Cecilia, “Study on the Temperature Distributions in fuel Assemblies of Leadcooled Fast Reactors”, México, Int. J. Nuclear Energy Science and Technology, Vol. 11, p.185203 (2017). 3. 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S221 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 S222 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Término fuente durante la pérdida de potencia externa de un reactor de agua en ebullición Rodolfo Amador García, Eduardo Martínez Caballero Rogelio Castillo Durán, Jorge Viais Juárez y Javier Ortiz Villafuerte Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Carretera Federal México a Toluca La Marquesa s/n, Ocoyoacac Estado de México C.P. 52750 rodolfo.amador@inin.gob.mx; eduardo.martinez@inin.gob.mx; rogelio.castillo@inin.gob.mx; jorge.viais@inin.gob.mx; javier.ortiz@inin.gob.mx Resumen El Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ) a través del Grupo de Análisis Termohidráulico y de Seguridad de Reactores Nucleares (GATSRN) del Departamento de Sistemas Nucleares (DSN) ha iniciado el proceso de obtener el término fuente durante la simulación de un SBO (Station Blackout por sus siglas en inglés) sin sistemas de enfriamiento de emergencia y con el RCIC fuera de servicio, realizado con el código de cómputo Modular Accident Analysis Program 5.03 (MAAP5.03) que son representativos de un modelo integral de un reactor de agua en ebullición con contenedor MARK II. La simulación de la secuencia es descrita en el presente trabajo y fue realizada durante 50,000 segundos, obteniéndose el fallo de la vasija aproximadamente a los 21,000 segundos. Además se muestra el comportamiento de algunos de los parámetros más importantes como son: presión, masa de núcleo fundido, área de ruptura de la vasija, masa de “corium” generada, masa total de los productos de fisión generada en el sistema primario y liberada al contenedor, fracción de masa del yoduro de cesio (CsI) que se distribuye al pozo seco y pozo húmedo. Finalmente se reporta la cantidad de masa de los materiales que son liberados a la contención dados por MAAP5.03 al final del accidente. 1. INTRODUCCIÓN El código MAAP5.03 (de sus siglas en inglés Modular Accident Analysis Program) ha sido desarrollado por el Instituto Estadounidense Electric Power Research Institute (EPRI) y está diseñado para realizar el análisis de accidentes severos en reactores de agua ligera, además de predecir la evolución de un accidente partiendo de condiciones predeterminadas (potencia térmica, flujos másicos, presiones, temperaturas, masas, entre otras), un conjunto de sistemas (agua de alimentación, recirculación, inyección a alta presión, inyección a baja presión, de limpieza del agua, de ventilación y enfriamiento de la contención, entre otros) y sucesos iniciadores (cierre de las válvulas de aislamiento de las líneas de vapor principal, disparo de las bombas de recirculación, disminución o aumento de la temperatura del agua de alimentación, entre otros). De esta manera, el código permite simular la respuesta de dichos reactores durante secuencias de accidente severo, S223 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 incluyendo las acciones tomadas para la gestión del accidente. MAAP5.03 predice la fenomenología propia del accidente severo tales como: • • • • • • • • • • Fusión del núcleo y liberación de los productos de fisión. Interacción núcleo fundido refrigerante. Degradación y rotura de la vasija. Transporte de los productos de fisión en el sistema primario y contención. Dinámica de los aerosoles (dispersión, transporte, deposición, etc.). Interacción núcleo fundido con el concreto (MCCI). Explosiones de hidrógeno dentro y fuera de la vasija del reactor. Liberación de los productos de fisión al medio ambiente. Sistemas de salvaguardias de la contención (rociadores, ventiladores, etc.) Radioquímica (iodo). Adicionalmente, el código MAAP5.03 ha sido empleado como herramienta de apoyo en la evaluación individual de planta (IPE), análisis del término fuente, análisis probabilista de seguridad (APS), mitigación de accidentes severos, renovación de licencia de planta, determinación de los criterios de éxito y cálculo de tiempos durante el accidente para apoyar los análisis de la tarea de fiabilidad humana [1]. 2. DESCRIPCIÓN DEL MODELO INTEGRAL DE PLANTA CON UN REACTOR DE AGUA EN EBULLICIÓN Y UNA CONTENCIÓN MARK II El código de simulación MAAP5.03 considera para la composición del modelo integral de planta, un sistema primario que suele ser la vasija de un reactor agua en ebullición, incluido los elementos internos y el núcleo de combustible, y un conjunto de compartimentos que pueden tener relación entre ellos y/o el sistema primario que dar forma al contenedor primario MARK II, dichos compartimentos son: la cavidad del pedestal, pozo seco, pozo húmedo, tubos de venteo y medio ambiente (Figura 1). Dependiendo de la falla de la vasija se puede tener una transferencia de masa y energía a la cavidad del pedestal o bien al pozo seco, incluso la cavidad tiene un hueco que comunica con el pozo seco, el cual, tiene tres conexiones adicionales los tubos de venteo, loas rompedoras de vacío y el medio ambiente. Por otra parte, el pozo húmedo cuenta con tres conexiones hacia los tubos de venteo, las rompedoras de vacío y el medio ambiente. Dicha configuración y progresión del posible accidente, con su respectivo intercambio de materia y energía entre los distintos compartimentos, se ilustra en la Figura 2, donde se muestran las conexiones entre las estructuras, sistemas y componentes (ESC). S224 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 1. Compartimientos modelados de la contención MARK II con un reactor de agua en ebullición. Figura 2. Conexiones de ESC en un contenedor MARK II. S225 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 En MAAP5.03, el sistema primario representa básicamente la vasija del reactor, la cual se divide en el cabezal superior (Tapa de la vasija), separadores de humedad y secadores de vapor, cabezal de la envolvente (Tapa de la envolvente), núcleo de combustible, cabezal inferior (Fondo de la vasija), tubos guía de las barras de control, parte superior del downcomer, parte inferior del downcomer, bombas de chorro y lazos de recirculación. Un esquema de la nodalización de código MAAP5.03 del Sistema Primario se muestra en la Figura 3 [2]. Figura 3. Diagrama de flujo del sistema primario. S226 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3. DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA DE ACCIDENTE El evento de la pérdida total de corriente eléctrica (SBO, Station Blackout por sus siglas en inglés) [3], se da por la pérdida de la corriente eléctrica tanto externa como interna en combinación con la falla de todos los generadores diésel, la cual induce un accidente severo. En este caso, con la pérdida de la corriente eléctrica externa, interna y la falla de los generadores diésel, no están disponibles los sistemas de inyección de refrigerante a la vasija a alta presión como son: el sistema de rocío del núcleo a alta presión (HPCS) y el sistema de enfriamiento del núcleo con reactor asilado (RCIC), además de los sistemas de inyección de refrigerante a la vasija a baja presión como son: el sistema de rocío del núcleo a baja presión (LPCS) y el sistema de inyección de agua a baja presión (LPCI). Partiendo del estado estacionario el evento inicia con la pérdida total de energía eléctrica tanto externa como interna así como la falla de los generadores diésel y en consecuencia con la indisponibilidad de los sistemas de enfriamiento de emergencia a alta y baja presión, produciéndose la pérdida de la capacidad de enfriamiento del núcleo de combustible y de la contención primaría por la pérdida de los enfriadores, el cierre de las válvulas de aislamiento de las líneas de vapor principal por la acción de los resortes calibrados que tienen las válvulas al perderse la acción neumática que las mantiene abiertas, así como la disminución del nivel de agua en la vasija del reactor por el incremento de la presión al cerrar las válvulas de aislamiento de las líneas de vapor principal. El SCRAM del reactor es debido al incremento de presión en la vasija del reactor al cerrar las válvulas de aislamiento de las líneas de vapor principal. Tanto el sistema de limpieza de agua del reactor (RWCU) y el sistema de recirculación están fuera de servicio por la pérdida de energía eléctrica y con el aumento de la presión en la vasija del reactor inicia la apertura y cierre en forma cíclica de las válvulas de seguridad y alivio un su modo seguridad por la acción de los resortes calibrados que tiene cada válvula al perderse la acción neumática que las opera, ocasionando un incremento de la presión en el pozo húmedo y pozo seco por las descargas de vapor de las válvulas de seguridad y alivio hacia la alberca de supresión y finalmente se da la falla de la vasija. 4. RESULTADOS El evento de la pérdida total de corriente eléctrica sin inyección de refrigerante por parte del sistema de agua de alimentación, los sistemas de enfriamiento de emergencia a alta presión, los sistemas de enfriamiento de emergencia a baja presión y el sistema de enfriamiento del núcleo con reactor asilado fue simulado con el código de simulación MAAP5.03 con el propósito de obtener el comportamiento del término fuente durante el desarrollo del accidente. El código requiere de un término fuente inicial, el cual fue obtenido con el código ORIGEN-ARP de SCALE 6 [4], donde se ha considerado un combustible típico 10X10 para reactores de agua en ebullición que ha estado en el núcleo de combustible durante tres ciclos de operación y dos recargas. En la Tabla I se muestra el S227 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 término fuente inicial obtenido con ORIGEN-ARP, en donde se reporta la masa por elemento al final del tercer ciclo de operación. Tabla I. Término fuente inicial para MAAP5.03. Elemento W (kg) Elemento W (kg) Xe 444,00 Ru 187,40 Kr 34,48 Sb 1,12 I 15,63 Te 39,22 Rb 33,08 Ce 233,30 Cs 255,90 Pr 97,43 Sr 85,26 Nd 338,70 Ba 126,90 Sm 58,80 Y 44,77 Np 33,67 La 107,90 Pu 606,00 Zr 329,70 Am 7,588 Nb 2,10 Cm 1,515 Mo 289,60 Rh 37,19 Tc 70,55 La Figura 4 muestra la presión en el sistema primario del reactor durante toda la simulación del evento SBO, al inicio y hasta los 21,000 segundos se puede observar un comportamiento de ciclado de las válvulas SRV’s en su modo seguridad debido a su apertura y cierre, y a los 21,149.724 segundos se advierte una caída de presión debido a la falla de la vasija. Figura 4. Presión en el sistema primario. S228 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 En la Figura 5 se puede ver el material del núcleo “molten” generado con picos alrededor de los 72,00 y 12,500 segundos con su respectivo desplome a los 21,149.724 segundos (falla de la vasija). Figura 5. Material del núcleo “molten”. En la Figura 6 expone el área de ruptura de la falla de la vasija a los 21149.724 segundos de iniciado la simulación del evento SBO y la Figura 7 muestra la masa del “corium” generada durante todo el evento SBO. Figura 6. Área de ruptura de la falla de la vasija. S229 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 7. Masa del corium. En las Figuras 8 y 9 se exhiben la evolución de los productos de fisión volátiles tanto en el sistema primario como en la contención respectivamente. En el caso de los productos de fisión contenidos en el sistema primario podemos observar que se alcanza un máximo de 111.52493 kg a los 4,191.1777 segundos de iniciado el accidente y posteriormente disminuyen. Debido a la ruptura de la falla de la vasija a los 21,149.724 segundos se liberan 149.50364 kg de productos de fisión a la contención. Figura 8. Masa total de productos de fisión volátiles en el sistema primario. S230 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 9. Masa total de productos de fisión volátiles en la contención. La fracción de masa de Yoduro de Cesio (CsI) durante toda la secuencia del accidente, tanto en el pozo seco como en el pozo húmedo es mostrada en las Figuras 10 y 11 respectivamente. Podemos ver que para el caso del pozo seco la liberación del CsI del sistema primario hacia esté, se da en el instante que falla la vasija, obteniéndose un pico alrededor de los 22,642 segundos de iniciado el accidente, posteriormente comenzara a esparcirse por toda la contención. Figura 10. Comportamiento de la fracción de masa de CsI en el pozo seco. S231 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 A los 3,157 segundos de iniciado el accidente comienza el fallo de los combustibles, momento en el cual se produce el CsI. Debido a la comunicación que existe entre el sistema primario y el pozo húmedo por medio de las SRV el CsI se depositara progresivamente a lo largo de toda la simulación en la alberca de supresión contenida en el pozo húmedo, teniendo su punto máximo cuando se da la falla de la vasija, después se estabilizara en un valor por la retención del CsI en la alberca de supresión. Todo lo descrito anteriormente se puede ver en la Figura 11. Figura 11. Comportamiento de la fracción de masa de CsI en el pozo húmedo. En la Tabla II se dan los valores de la masa de los materiales que son liberados al contenedor reportados por MAAP5.03 al final de la simulación del SBO sin sistemas de enfriamiento de emergencia y con el RCIC fuera de servicio, los cuales son: dióxido de telurio (TeO2), óxido de estroncio (SrO), dióxido de molibdeno (MoO2), hidróxido de cesio (CsOH), óxido de lantano (La2O3), óxido cerio (CeO2), antimonio (Sb), telurio (Te2) y dióxido de uranio (UO2). Tabla II. Materiales liberados al contenedor. Material Masa (kg) TeO2 0.0783 SrO 3.5801 MoO2 3.0133 CsOH 3.8950 La2O3 39.0455 CeO2 11.2354 Sb 0.0261 Te2 0.1709 UO2 1.6127 S232 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 5. CONCLUSIONES Es importante subrayar que en el ININ es la primera vez que se analiza la obtención del término fuente durante la simulación del accidente debido al SBO, sin sistemas de enfriamiento de emergencia y con el RCIC fuera de servicio. Se desarrolló un modelo genérico de un reactor de agua en ebullición con un contenedor MARK II para el código MAAP5.03, motivo por el cual se deberá llevar a cabo una revisión de los valores de las distintas variables del archivo de parámetros y/o archivo de entrada para aplicarse a condiciones específicas de planta. AGRADECIMIENTOS Los autores reconocen el apoyo del Fondo de Sustentabilidad Energética SENER-CONACYT al proyecto FSE-2013-04-213519, del cual este trabajo forma parte de los Entregables del proyecto. REFERENCIAS 1. EPRI, “Modular Accident Analysis Program 5 (MAAP5) Applications Guidance, Desktop Reference for Using MAAP5 Software—Phase 3 Report”, Technical Report, November 2017. 2. Fausky & Associates, inc., “BWR MARK II Users Guide Modular Accident Analysis Program (MAAP)”, Electric Power Research Institute (November 2008). 3. U.S.N.R.C., “Station Blackout Accident Analyses (Part of NRC Task Action Plan A-44)”, NUREG/CR3226, May 1983. 4. ORNL "SCALE: A Modular Code System for Performing Standardized Computer Analyses for Licensing Evaluations", ORNL/TM-2005/39, Version 6, January 2009. S233 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 S234 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Reactores modulares pequeños una opción para México G. Mendoza Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Carretera México Toluca S/N, La Marquesa, Ocoyoacac, México, C. P. 52750 gonzalo.mendoza@inin.gob.mx X. López Comisión Federal de Electricidad, Central Laguna Verde Kilómetro 42.5 Cardel Nautla, Veracruz, México. xochitl.lopez@cfe.gob.mx Resumen México ha tenido una experiencia buena con la núcleoelectricidad, la única central de este tipo con dos unidades que opera comercialmente desde 1990, equipadas con reactores de agua en ebullición. Los reactores modulares pequeños son una tecnología emergente que puede desempeñar un papel importante para satisfacer la creciente demanda mundial de energía, derivada en gran parte del crecimiento de la población y las crecientes necesidades del mundo en desarrollo. Satisfacer la mayor demanda de energía requerirá un mejor uso de las fuentes de energía actualmente disponibles, los cambios estratégicos en la combinación de energía que se está utilizando y la aplicación de nuevas fuentes de energía. El objetivo fundamental de este trabajo es poner a consideración las nuevas tecnologías, así como sus ventajas y desventajas de los diseños de reactores modulares pequeños sobre los reactores grandes y promover la inclusión de algún tipo de reactor modular pequeño que permitiría en parte satisfacer las necesidades futuras de energía eléctrica. Como parte del objetivo también es, dar continuidad y acelerar la adquisición de experiencia y entrenamiento en el campo de la energía nuclear en México, y en algunos aspectos replantearse como en el caso de los diferentes diseños de Reactores Avanzados, Avanzados/Pasivos y de Nueva Generación, con el objeto de reactivar y dar impulso a las actividades que conduzcan al desarrollo científico y tecnológico en estos temas. Con este trabajo se pretende ayudar a incursionar en algunos temas que se podrían abordar, y al mismo tiempo llevar a cabo el proceso de formación de cuadros de trabajo e incorporarse a los desarrollos de diseños de reactores modulares pequeños. Tales temas podrían ser; estimar el estado actual y las perspectivas futuras de los materiales estructurales para los ensambles de combustible de Reactores Rápidos Enfriados por Metal Liquido y los materiales de encamisado y envolvente de combustible, en particular centrarse en la necesidad de desarrollar aceros que sean fácilmente compatibles con los refrigerantes líquidos metálicos. S235 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 1. INTRODUCCIÓN En el mundo la tendencia con las plantas nucleares que concluyeron la licencia de operación está llevando a cabo los requerimientos reglamentarios que deben cumplirse con el fin de obtener una renovación de licencia, inclusive, ya se tiene la normativa aplicable y regulación para una segunda solicitud de renovación de licencia, que permite operar las plantas nucleares hasta 80 años. Por otro lado, la inversión en energía cayó por tercer año consecutivo en 2017, según la Agencia Internacional de Energía y la inversión en energía nuclear se redujo en casi un 45% el año antepasado a 17 mil millones de dólares. El gasto en reactores nuevos alcanzó el nivel más bajo en cinco años, y la inversión en mejoras de unidades existentes aumentó. Consideramos que para México sería una buena opción empezar a evaluar y estudiar las potencialidades de los diseños de reactores modulares pequeños para poder reiniciar un programa nuclear que contribuirá al cumplimiento de los compromisos nacionales hacia el combate al cambio climático, así como en la generación de electricidad. Aun cuando la Reforma Energética del 2013 no enfatiza el uso de la energía nuclear, si la define como “energía limpia” y por ello, es uno de los energéticos llamados a integrar la oferta de energías limpias que permitan cumplir los compromisos contraídos por el país en relación con la lucha contra el cambio climático. Entre las distintas fuentes de energía primaria disponibles hoy, la energía nuclear representa una de las opciones que permite generar energía en condiciones ambientalmente satisfactorias. La energía nuclear tiene una emisión muy baja de gases de efecto invernadero. Además, en un aspecto más amplio de evaluación de costos externos asociados a daños ambientales y a la salud, la energía nuclear se coloca dentro de las mejores alternativas de generación eléctrica. El primer paso para poder llegar a implementar los diseños de reactores modulares pequeños es estudiando sus potencialidades y características de diseño, así como los desafíos que enfrenta su licenciamiento. Observar sus ventajas y desventajas y revisar la situación internacional y determinar su viabilidad para el país. Existe un gran interés en unidades pequeñas y más simples para generar electricidad a partir de la energía nuclear y para el calor del proceso. Este interés en los reactores de energía nuclear pequeños y medianos está impulsado tanto por el deseo de reducir el impacto de los costos de capital como por proporcionar energía lejos de los grandes sistemas de red. Las tecnologías involucradas son numerosas y muy diversas. 2. PANORAMA GENERAL DE LOS DISEÑOS, APLICACIONES Y DESARROLLO DE REACTORES MODULARES PEQUEÑOS En esta sección se proporciona una descripción breve de los Reactores Modulares Pequeños (en inglés SMR), destacando sus características distintivas en comparación con las grandes centrales nucleares tradicionales, los reactores no modulares de menos de 700 MW(e). Las características de diseño y aplicaciones específicas de los SMR se describen junto con un rango de estimaciones para la viabilidad económica de su implementación. S236 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 2.1. Características de Diseño Los reactores modulares pequeños tienen varias características de diseño que los diferencian de otras fuentes de generación de energía. En contraste con las grandes instalaciones de generación que utilizan combustibles fósiles o nucleares que normalmente tienen una producción de electricidad superior a 700 MW (e), los SMR generan una potencia menor a 300 MW(e). Si bien a nivel mundial existen varios diseños de reactores operando que caen dentro del rango de tamaño de los SMR pero que no tienen características semejantes a los SMR. Dependiendo del diseño específico del reactor, los SMR se caracterizan no solo por su tamaño, sino también por sus características que incluyen diseño integrado, modularidad de fabricación e instalación, seguridad pasiva y sistemas de remoción de calor, contención subterránea y requisitos de combustible reducidos. Existen varias características de diseño que hacen que los SMR sean sustancialmente diferentes de los diseños de plantas de energía nuclear en operación. Una de las características clave es la modularidad tanto en la fabricación como en el despliegue. Para los SMR, debido a una potencia térmica sustancialmente menor, los componentes del sistema primario se pueden integrar dentro o en la proximidad con la vasija del reactor, por lo tanto, formando un módulo de reactor que elimina la necesidad de tuberías de grandes longitudes para el refrigerante. Además de las ventajas asociadas con su pequeño tamaño y naturaleza modular, los SMR tienen importantes características de diseño relacionadas con la seguridad pasiva, la eliminación pasiva de calor, la simplicidad de diseño y la no proliferación. Las funciones de seguridad pasiva permiten que los SMR se apaguen automáticamente, mientras se mantienen enfriados sin alimentación externa o intervención del operador, por un período de tiempo mucho más prolongado que los diseños de reactor refrigerado por agua convencionales en operación. La eliminación pasiva de calor permite que el reactor permanezca enfriado permitiendo que el enfriamiento tenga lugar a través de la gravedad, la convección y la evaporación, y sin el uso de bombas activas para hacer circular el fluido de enfriamiento. La simplicidad del diseño se realiza a través de una reducción grande en los componentes en comparación con las grandes instalaciones de energía, y mediante la integración de los sistemas primarios en una vasija simple del reactor. 2.2. Viabilidad Económica y Despliegue Los diseños simplificados de SMR dan como resultado una reducción en el número de componentes y una reducción proporcional en los costos. La modularidad de los SMR que permite la fabricación centralizada de los componentes principales de la unidad de potencia tiene varias ventajas, incluida la estandarización de los componentes y el diseño, lo que genera importantes economías de producción en masa. Las economías de escala de la modularización provendrán no solo de la fabricación en masa de módulos de componentes, sino también de los aumentos de ganancias de productividad y eficiencia a medida que la producción de módulos sucesivos continúa a lo largo del tiempo. Las economías obtenidas a través de la fabricación y el aprendizaje en masa darán como resultado que los SMR sean económicamente competitivos con las instalaciones nucleares S237 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 convencionales, compensando la pérdida de la "economía de escala" de las instalaciones nucleares más grandes. Además de estas economías de escala, los SMR requieren tiempos de construcción más cortos en comparación con las grandes instalaciones de generación, lo que se traduce en una reducción de los costos de financiamiento a largo plazo y los riesgos de calendarización. Los costos operativos para la energía nuclear, incluidos los SMR, tienen una sensibilidad mucho menor a la volatilidad del costo del combustible que el carbón o el gas natural. Estos factores, junto con la recarga del reactor más eficiente y bajos costos de mantenimiento, pueden resultar en costos de electricidad muy competitivos y nivelados. 2.3. Aplicaciones de los SMRs Las características de diseño de los SMR permiten una flexibilidad de implementación y una variedad de aplicaciones que no se encuentran en grandes plantas de energía nuclear. Estas incluyen la incorporación de SMR en una variedad de tipos y tamaños de redes, opciones para la integración con energías renovables, aplicaciones no eléctricas y características de seguridad. En términos de integración de la red, el tamaño y la modularidad de los SMR les permite formar parte de redes eléctricas más pequeñas que sirven a una población más dispersa en comparación con las centrales nucleares o las instalaciones de generación de combustibles fósiles. Además, los módulos SMR pueden integrarse secuencialmente para proporcionar incrementos progresivos en la producción de energía. Otra característica importante de los SMR es su uso potencial en aplicaciones no eléctricas. Si bien las grandes plantas nucleares y de combustibles fósiles se usan casi exclusivamente para producir electricidad, algunos SMR innovadores que operan a temperaturas más altas (por ejemplo, reactores de alta temperatura enfriados por gas) tienen potenciales aplicaciones adicionales. Las aplicaciones de cogeneración para las que los SMR son particularmente adecuadas son: 1) la provisión de calor de proceso para aplicaciones industriales; 2) calefacción urbana; y 3) desalinización térmica. Además de su tamaño y modularidad, las características de diseño y seguridad de los SMR los hacen accesibles a mercados que no serían adecuados para grandes plantas nucleares o de combustibles fósiles. El emplazamiento en lugares que no sean cerca de grandes cuerpos de agua es posible, ya que el agua necesaria para enfriar un SMR se reduce significativamente. Además, los sistemas de seguridad pasiva de algunos diseños permiten que los SMR operen sin fuentes de energía o agua externas y sin acción humana durante períodos prolongados, lo que les permite operar en lugares donde los sistemas de soporte no están bien desarrollados. De manera similar, al construir por debajo del nivel del suelo, los requisitos de seguridad de SMR pueden ser menores que para plantas de energía nuclear más grandes [1]. 3. COMPARACIÓN CON OTRAS ENERGÍAS LIMPIAS La energía nuclear y la energía renovable son los principales competidores de la electricidad baja en carbono en muchos países. A medida que las tecnologías de energía renovable han crecido en S238 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 volumen e inversión, se vuelven mucho más baratas. En respuesta a la crisis climática, pocos países tienen los recursos económicos para expandir sustancialmente la inversión en energía nuclear y renovable. Esto se demuestra en 2016 por el gobierno del Reino Unido, que está ofreciendo enormes subsidios a largo plazo a la energía nuclear, mientras que reduce severamente los subsidios existentes a corto plazo a la energía renovable. Enseguida se presenta un análisis de tendencias respecto a la Energía Nuclear frente a energía renovable. A pesar de su producción variable, que en general se puede pronosticar al menos con la misma precisión que la demanda de electricidad, la energía eólica y solar fotovoltaica se está volviendo significativa. La electricidad real producida por energía solar fotovoltaica, eólica y nuclear presenta niveles cambiantes de producción desde 1997, durante este período, ha habido 616 TWh adicionales por año de energía eólica producida en 2013 en comparación con 1997, 124 TWh de energía solar fotovoltaica superando a la nuclear con solo 114 TWh. La fecha de referencia es 1997, ya que esta era la fecha de la firma del Protocolo de Kyoto. Teniendo en cuenta el bajo nivel de desarrollo nuclear en los últimos 15 años, es sorprendente que agencias como la Agencia Internacional de Energía (AIE) sigan asumiendo en sus escenarios de descarbonización que habrá un aumento significativo en el despliegue de la energía nuclear. Si bien, por un lado, reconocen el bajo nivel de inversión nuclear desde 2000, que la AIE calcula que es de US $ 8 mil millones por año, aún asumen que durante 2014-2035 la inversión anual promediaría US $ 78 mil millones. Esto parece muy divergente del sentimiento y las elecciones actuales del mercado, por lo que parece poco probable que se acelere la descarbonización del sector de la energía si no es simplemente imposible de lograr al confiar en el despliegue rápido de la energía nuclear. La participación de la energía nuclear en la generación total de electricidad mundial disminuyó por décimo año consecutivo, a casi el 11% en 2015. Sin embargo, esto todavía corresponde a casi un tercio de la producción de electricidad baja en carbono del mundo. La rápida expansión impulsada por las políticas de la energía eólica, solar y la biomasa en la generación de electricidad continuó, pero los combustibles fósiles, especialmente el carbón, siguen siendo el principal combustible para el suministro de energía. Aunque las nuevas energías renovables (que incluyen energía eólica, solar y geotérmica, pero no hidroeléctrica) han superado a la energía nuclear en capacidad instalada total, su participación en la generación de electricidad real es menos de un tercio de la producida por la energía nuclear debido a su intermitencia [2]. Para México, teniendo como marco de referencia que la tendencia mundial a invertir en programas relacionados con la energía va a la baja y, además, considerando que en la Reforma Energética del 2013 la energía nuclear se define como “energía limpia”, el uso de esta permitirá cumplir los compromisos contraídos en relación con la lucha contra el cambio climático. Es conveniente que el sector de generación de energía que ha estado impulsando la inversión en energía solar fotovoltaica y eólica, no prescinda de los beneficios y ventajas de la energía nuclear a través de los reactores pequeños modulares, ya que, se pueden construir unidades pequeñas independientes para sitios remotos, éstas se consideran una inversión más manejable. Una S239 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 comparación con las energías limpias como la eólica y la solar estima que, el área ocupada por un parque eólico de 225 MWe es 4000 veces el área de un SMR de 225 MWe, y el área ocupada por una granja de energía solar fotovoltaica de 225 MWe es del orden de 160 veces la ocupada por un SMR de 225 MWe. 4. POTENCIALIDADES Y DISEÑOS DE LOS SMRs El primer paso para poder llegar a implementar los diseños de reactores modulares pequeños es estudiando sus potencialidades y características de diseño, así como los desafíos que enfrenta su licenciamiento. Observar sus ventajas y desventajas y revisar la situación internacional y determinar su viabilidad para el país. Existe un gran interés en unidades pequeñas y más simples para generar electricidad a partir de la energía nuclear y para el calor de proceso. Este interés en los reactores de energía nuclear pequeños y medianos está impulsado tanto por el deseo de reducir el impacto de los costos de capital como por proporcionar energía lejos de los grandes sistemas de red. Las tecnologías involucradas son numerosas y muy diversas. 4.1. Ventajas y Desventajas de los SMRs La Agencia Internacional de Energía Atómica (AIEA) define “reactor pequeño” como inferior a 300 MWe, y hasta aproximadamente 700 MWe como “reactor mediano”. Juntos ahora la AIEA los denomina reactores pequeños y medianos (SMR). El enorme potencial de los SMR se basa en una serie de factores como: • Su pequeño tamaño y modularidad, los SMR casi podrían construirse completamente en un entorno de fábrica controlado e instalarse módulo por módulo, mejorando el nivel de calidad y eficiencia de la construcción. • Su pequeño tamaño y características de seguridad pasiva los prestan para países con redes eléctricas más pequeñas y con menos experiencia en la energía nuclear. • El tamaño, la eficiencia de la construcción y los sistemas de seguridad pasiva (que requieren menos redundancia) pueden conducir a un financiamiento más fácil en comparación con el de las plantas más grandes. • Además, lograr “economías de producción en serie” para un diseño de SMR específico reducirá aún más los costos. S240 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Las características de un SMR incluyen: • Potencia pequeña y arquitectura compacta y usualmente (al menos para sistemas de suministro de vapor nuclear y sistemas de seguridad asociados) empleo de conceptos pasivos. Por lo tanto, existe una menor dependencia de los sistemas activos de seguridad y bombas adicionales, así como de la energía de Corriente Alterna para la mitigación de accidentes. • La arquitectura compacta permite modularidad de fabricación (en la fábrica), lo que también puede facilitar la implementación de estándares de calidad más altos. • La potencia más baja conduce a la reducción del término fuente, así como un menor inventario radiactivo en un reactor (reactores más pequeños). • Potencial para la ubicación por debajo del nivel del suelo (subterránea o subacuática) de la unidad del reactor que proporciona más protección contra riesgos naturales (por ejemplo, sísmicos o tsunamis según la ubicación) o provocados por el hombre (por ejemplo, impacto de aeronaves). • El diseño modular y el tamaño pequeño se presta para tener múltiples unidades en el mismo sitio. • Menor requerimiento de acceso al agua de enfriamiento, por lo tanto, adecuado para regiones remotas y para aplicaciones específicas como la minería o la desalinización. • Capacidad para remover el módulo del reactor o el desmantelamiento en sitio al final de la vida útil. El licenciamiento es un desafío para los SMR, los costos de certificación del diseño, licencia de construcción y operación no son necesariamente menores que para reactores grandes, lo que supone una gran carga para los desarrolladores y los proponentes [3]. 4.2. Experiencia Nacional en SMRs México a través del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares ha participado y adquirido experiencia en este concepto de reactores a través de convenios de colaboración con la compañía Westinghouse. El alcance de la participación fue en tareas relativas a los cálculos del Análisis Probabilístico de Riesgos para eventos internos en el diseño del reactor IRIS (en inglés, International Reactor Innovative & Secure). IRIS de Westinghouse (International Reactor Innovative & Secure) es un diseño de reactor que se desarrolló durante más de dos décadas. Se propuso una capacidad de 1000 MWt, 335 MWe, aunque S241 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 podría escalarse a 100 MWe. IRIS es un reactor de agua a presión modular con sistema integral de refrigerante primario y circulación por convección. El combustible es similar a los LWR (Reactor de Agua Ligera) actuales y (al menos para la versión de 335 MWe) los ensambles de combustible serían idénticos a los de AP1000. El enriquecimiento es del 5% con veneno quemable e intervalo de recarga de hasta cuatro años (o más con un mayor enriquecimiento y combustible MOX). La certificación de diseño de los EE. UU, se encontraba en la etapa previa a la solicitud, pero ahora figura como "inactiva", y el concepto ha evolucionado en el SMR de Westinghouse [4]. 4.3. Actualidad en Otros Países de los SMRs. 4.3.1. Soporte de los Estados Unidos para los SMRs En abril de 2018, el DOE seleccionó 13 proyectos para recibir $ 60 millones USD de financiamiento de I + D de costo compartido para tecnologías nucleares avanzadas, incluidos los primeros reconocimientos en el marco de la Iniciativa de Oportunidades Industriales de los Estados Unidos para el Desarrollo Avanzado de la Tecnología Nuclear. 4.3.2. Soporte del Reino Unido para los SMRs En diciembre de 2017, el Departamento de Negocios, Energía y Estrategia Industrial (BEIS), el departamento sucesor de DECC (Department of Energy & Climate Change), anunció que el concurso de SMR había sido cerrado. En cambio, se lanzó un nuevo concurso de reactor modular avanzado de dos fases, diseñado para incorporar una gama más amplia de tipos de reactores. El financiamiento total para el concurso es de hasta £ 44 millones, y se recibieron 20 ofertas para el plazo inicial del 7 de febrero de 2018. 4.3.3. Otros países Países como China han desarrollado la tecnología para reactores modulares pequeños, el proyecto más avanzado se encuentra en China, donde Chinergy está comenzando a construir el HTR-PM (Reactor de Alta Temperatura) de 210 MWe, que consta de dos reactores gemelos enfriados por gas a alta temperatura, que se basan en la experiencia de varios reactores innovadores de los años 1960 a 1980. Urenco (es una compañía de combustible nuclear que opera varias plantas de enriquecimiento de uranio en Alemania, los Países Bajos, los Estados Unidos y el Reino Unido) ha pedido el desarrollo europeo de reactores intrínsecamente seguros, muy pequeños de 4 MWe, basados en conceptos de HTR moderados con grafito. Está buscando apoyo del gobierno para un prototipo de "batería U" que funcionaría durante 5-10 años antes de requerir recarga de combustible o servicio. Ya operan en Siberia cuatro unidades pequeñas en la planta de cogeneración Bilibino. Estas cuatro unidades de 62 MWt (térmicos), son un diseño inusual de agua hirviendo moderada con grafito con canales de agua / vapor a través del moderador. Producen vapor para calefacción urbana y 11 MWe (red) de electricidad cada uno, lejos de cualquier red. Son los reactores de potencia comercial más S242 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 pequeños del mundo y han tenido un buen desempeño desde 1976, más baratos que las alternativas de combustibles fósiles en el clima severo de esta región ártica, pero se retirarán para el 2023. También en la categoría de reactores pequeños están los reactores de agua pesada presurizados de 220 MWe (PHWR) basados en tecnología canadiense, y los PWR chinos de 300-325 MWe como los construidos en Qinshan Phase I y en Chashma en Pakistán, y ahora llamados CNP-300 (China Nuclear Power Unit). La Corporación de Energía Nuclear de la India (NPCIL, Nuclear Power Corporation of India Limited ) se está centrando ahora en las versiones de 540 MWe y 700 MWe de su PHWR, y está ofreciendo versiones de 220 y 540 MWe a nivel internacional. Estos pequeños diseños establecidos son relevantes para situaciones que requieren unidades pequeñas a medianas, aunque no son tecnología de punta. Otra línea importante de desarrollo es en reactores rápidos muy pequeños de menos de 50 MWe. Algunos están concebidos para áreas alejadas de las redes de transmisión y con pequeñas cargas; otros están diseñados para operar en grupos en competencia con unidades grandes. Las tablas I y II muestran una lista de reactores pequeños en operación y reactores pequeños en construcción, respectivamente [3]. Nombre Capacidad Tabla I. Reactores pequeños en operación Tipo Desarrollador CNP-300 300 MWe PWR SNERDI/CNNC, Pakistan & China PHWR-220 220 MWe PHWR NPCIL, India EGP-6 11 MWe LWGR at Bilibino, Siberia (cogen, soon to retire) Nombre Tabla II. Diseño de reactores pequeños bajo construcción Capacidad Tipo Desarrollador KLT-40S 35 MWe Integral PWR OKBM, Russia RITM-200 50 MWe Integral PWR OKBM, Russia CAREM-25 27 MWe Integral PWR CNEA & INVAP, Argentina HTR-PM 2x250 MWt HTR INET, CNEC & Huaneng, China ACPR50S 60 MWe CGN, China PWR 5. PROPUESTA DE ACTIVIDADES PARA INCURSIONAR EN LOS SMRs En los últimos años, ha habido un renacimiento de las actividades de investigación y desarrollo sobre los combustibles del Reactor Rápido Refrigerado por Metal Líquido (LMFR) y las opciones del ciclo del combustible. Se tiene contemplado estudiar los orígenes y la naturaleza del daño por S243 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 radiación a los materiales estructurales utilizados en los reactores rápidos, la selección y la composición química de los materiales de encamisado y envolvente utilizados para los LMFR. En las siguientes subsecciones se indican algunos tópicos o temas que se tiene contemplado abordar, y al mismo tiempo llevar a cabo el proceso de formación de cuadros de trabajo y así incursionar o incorporarse en los desarrollos de diseños de reactores modulares pequeños. Estimar el estado actual y las perspectivas futuras de los materiales estructurales para los ensambles de combustible del LMFR en general, y los materiales de encamisado y envolvente de combustible, en particular se centra en la necesidad de desarrollar aceros que sean fácilmente compatibles con los refrigerantes líquidos metálicos. Entre otros temas enfocados a la seguridad están los relacionados con las técnicas y metodologías del Análisis Probabilístico de la Seguridad. 5.1. Evaluación Probabilística de Riesgo Un área clave de la estrategia de Evaluación Probabilística de Riesgo (PRA) del Reactor Modular Pequeño Avanzado es el desarrollo de metodologías y herramientas que se usarán para predecir la seguridad, la protección, el rendimiento y la viabilidad de despliegue de los sistemas del SMR a partir del Proceso de diseño a través de la fase de operación. El objetivo de la actividad del PRA de los SMR será desarrollar métodos y herramientas cuantitativos y el marco de análisis asociado para evaluar una variedad de riesgos. Estos riesgos se centrarán en los diseños de SMR y las estrategias operativas, ya que se relacionan con la base técnica detrás de la caracterización de la seguridad. El desarrollo y la implementación de métodos de evaluación de seguridad centrados en SMR pueden requerir nuevos métodos analíticos o la adaptación de los métodos tradicionales al diseño avanzado y las características de operación de los SMR. El desarrollo de modelos de seguridad específicos de SMR para la determinación de margen proporcionará un caso de seguridad que describe los posibles accidentes, las opciones de diseño (incluidos los controles postulados) y respalda las actividades de concesión de licencias al proporcionar una base técnica sobre seguridad. En los diseños de SMR, como en los diseños de reactores más grandes, la estrategia de defensa en profundidad se utiliza para proteger al público y al medio ambiente de las liberaciones accidentales de radiación. Ciertas características comunes de los reactores más pequeños se prestan a características de seguridad pasivas e inherentes, tales como tamaños de núcleo relativamente más pequeños que permiten diseños de sistemas de refrigerante integrales y relaciones de superficie / volumen mayor del reactor o densidades de potencia del núcleo más bajas que facilitan la eliminación pasiva del calor de decaimiento. Usando los beneficios de tales características, el objetivo principal es eliminar o prevenir, a través del diseño, la mayor cantidad posible de iniciadores de accidentes y las consecuencias de los accidentes. Los iniciadores de accidentes plausibles restantes y las consecuencias se abordan mediante combinaciones apropiadas de sistemas de seguridad activos y pasivos. El resultado esperado es una mayor simplicidad de la planta con altos niveles de seguridad que, a su vez, pueden permitir reducir los requisitos de emergencia fuera del sitio [5]. S244 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 5.2. Daños por Radiación en Materiales Estructurales del Núcleo en Reactores Rápidos de Metal Líquido A partir de que los SMR están en desarrollo para todas las líneas principales de reactores como son los Reactores de Agua Ligera (LWR), Reactores de Agua Pesada (HWR), Reactores Enfriados por Gas (GCR) y los Reactores Refrigerados por Metal Líquido (LMCR), en esta última línea hay dos reactores de cría. Se está considerando llevar a cabo investigaciones sobre la tecnología de reactores rápidos, en actividades tales como el estudio de daño por radiación sobre los materiales estructurales del núcleo debido a intensos ambientes de neutrones, además de estudios sobre compatibilidad de los aceros con los refrigerantes de metal líquido. 5.2.1. Daño por radiación debido a intensos ambientes de neutrones En diversos entornos de reactores hay campos intensos de fotones, partículas cargadas y neutrones, cada uno de los cuales posee una amplia gama de energías. Todos estos tipos de radiación pueden causar cambios en los materiales estructurales. En general, sin embargo, se experimenta un balance diferente de las contribuciones de daños no solo para cada material sino también para cada tipo de reactor y para cada tipo de ubicación como núcleo, manto, reflector, vasija de contención, etc. También se estudian otros aspectos que afectan al desempeño del combustible, así como los criterios de diseño para tubos de encamisado y envolvente En los reactores basados en la fisión nuclear, los neutrones existen en un rango de energía que abarca alrededor de 10 órdenes de magnitud, pero la contribución relativa de cualquier rango de energía dado varía principalmente con el tipo de refrigerante principalmente y el tipo de combustible de manera secundaria. Los neutrones crean dos tipos de daño, uno de los cuales predomina en las energías inferiores (transmutación) y el otro en las energías superiores (desplazamiento atómico). Para las aleaciones estructurales ubicadas en las regiones del núcleo y cercanas al núcleo de los reactores rápidos, el daño predominante se produce como resultado de las colisiones de los neutrones de alta energía con los átomos en el metal, lo que crea más del 95% del daño por desplazamiento. En comparación con los reactores enfriados por agua, la transmutación es solo una contribución de segundo orden al proceso de daño en aleaciones austeníticas y especialmente ferríticas irradiadas en reactores rápidos. Los campos de partículas cargadas y fotones no aumentan significativamente el desplazamiento atómico en los reactores rápidos, sino que contribuyen principalmente al calentamiento interno del componente, que generalmente se manifiesta como calentamiento gamma. 5.3 Compatibilidad de los Aceros con los Refrigerantes de Metal Líquido. 5.3.1. Compatibilidad con sodio líquido. Un gran número de reactores rápidos experimentales refrigerados por sodio ya fueron construidos, lo que permite afirmar que el uso del sodio como refrigerante es hoy una tecnología conocida y S245 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 madura, haciendo que el riesgo de introducción de nuevas tecnologías tenga grandes oportunidades de éxito, el gran desafió hoy es probar la competitividad económica del mismo [6]. La evaluación de los efectos ambientales del sodio en las propiedades de resistencia mecánica es esencial para asegurar la integridad estructural durante toda la vida útil diseñada en los reactores rápidos enfriados con sodio. El encamisado del combustible se ve particularmente afectado por el sodio, ya que el encamisado es extremadamente delgado y las temperaturas de funcionamiento son muy altas. Por lo tanto, es importante comprender la compatibilidad de los materiales con sodio a temperaturas elevadas. Es imperativo que el líquido refrigerante de sodio utilizado tenga un estricto control de la química, particularmente con respecto a los elementos responsables de la fragilidad del metal líquido (As, Sb, Bi) y también del carbono y el oxígeno, que son los principales responsables de la degradación de las propiedades mecánicas y la corrosión. 5.3.2. Compatibilidad del plomo – bismuto líquido con aceros inoxidables Estudiar los mecanismos de erosión-corrosión por Pb-Bi, así como la corrosión en Pb-Bi eutéctico. La compatibilidad de los aceros con un flujo de plomo líquido-bismuto eutéctico (45Pb-55Bi) es una de las cuestiones clave para los reactores rápidos enfriados con Pb-Bi. Este problema es mucho más crítico que en los sistemas enfriados con sodio. Se puede concluir, resumiendo, que las tecnologías para el uso de plomo o de plomo bismuto eutéctico como refrigerante precisan ser sedimentadas, necesitando aún muchas pruebas de resistencia a la corrosión en alta temperatura; el mapeo de la corrosión en función de la temperatura, velocidad de desfogue y presencia de oxígeno, para materiales del reactor y del encamisado del combustible; pruebas de degradación de las propiedades mecánicas de los materiales estructurales [6]. Algunos defectos formados por la disolución de elementos de aleación en Pb-Bi pueden mejorar el desprendimiento de un trozo de acero de la matriz de acero. Por lo tanto, la penetración de Pb-Bi puede causar erosión a gran escala. Estos estudios concluyen que los aceros con bajo contenido de Cr y el acero austenítico se erosionan más fácilmente bajo el bajo potencial de oxígeno presente en el flujo de Pb-Bi, por lo tanto, los aceros con alto contenido de Cr (sin Ni) deberían ser una opción preferida para resistir la corrosión en Pb-Bi [7]. 6. CONCLUSIONES Y EXPECTATIVAS Las decisiones acerca de la viabilidad y factibilidad para considerar la opción de los reactores modulares pequeños deben ser tomadas por el Gobierno Federal a través de la Secretaría de Energía. El fortalecimiento de la actividad nuclear en México a través de la promoción de nuevas tecnologías energéticas contribuirá al cumplimiento de los compromisos nacionales hacia el combate al cambio climático. Promover la inclusión de cualquier tipo de reactor modular pequeño como parte del Plan de Expansión del Sistema Eléctrico Mexicano complementando así la participación de las energías S246 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 renovables que permitiría en parte satisfacer las necesidades futuras de energía eléctrica, al mismo tiempo evitando la dependencia del uso del gas y energéticos fósiles. Dar continuidad a la adquisición de experiencia y entrenamiento en el campo de la energía nuclear en México a través del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares y otras instituciones, y en algunos aspectos replantearse como es el caso de los diferentes diseños de Reactores Avanzados, Avanzados/Pasivos y de Nueva Generación, con el objeto de reactivar y dar impulso a las actividades que conduzcan al desarrollo científico y tecnológico en estos temas. Considerando la experiencia adquirida a través de la operación de la Central Nucleoeléctrica de Laguna Verde y además de tomar en cuenta la colaboración que ha existido entre el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares y la Central, se propone se estudie la posibilidad de que ambas instituciones trabajen en un programa conjunto sobre las tecnologías de diseños de pequeños reactores modulares estudiando sus potencialidades y características de diseño, así como los desafíos que enfrenta su licenciamiento y determinar su posible viabilidad. Esperamos iniciar las tendencias de México en estas tecnologías estableciendo proyectos de investigación auspiciados por el Organismo Internacional de Energía Atómica entre otros, e incluir colaboración con otras instituciones mexicanas. REFERENCIAS 1. IAEA-TECDOC SERIES. Deployment Indicators for Small Modular Reactors. Methodology, Analysis of Key Factors and Case Studies. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY VIENNA. IAEA-TECDOC-1854. 2018. 2. Antony Froggatt, Mycle Schneider. Nuclear Power Versus Renewable Energy-A Trend Analysis. POINT OF VIEW. Vol. 103. p. 487-490. (2015). 3. http://www.world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/nuclear-power reactors/small-nuclear-power-reactors.aspx. (2019). 4. G. Mendoza. J. Viais. A. Maioli. D. Finnicum. Modeling of Emergency Heat Removal System of the IRIS. Congreso Internacional Conjunto Cancún 2004 LAS/ANS-SNM-SMSR. XV Congreso Anual de la SNM y XXII Reunión Anual de la SMSR. Cancún, Q. R., México, 11-14 de Julio, 2004. 5. IAEA Nuclear Energy Series. Design Features to Achieve Defence in Depth in Small and Medium Sized Reactors. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY VIENNA, 2009. 6. G. Mendoza, J. Klapp. Contribución de los Reactores Rápidos de IV Generación al Desarrollo Sustentable. “Contribución de la Energía Nuclear al Desarrollo Sustentable de América Latina” 2007 XXV Reunión Anual de la SMSR y XVIII Congreso Anual de la SNM. Cancún, Quintana Roo, México, del 1 al 5 de Julio 2007. p. 520-537. 7. IAEA Nuclear Energy Series. Structural Materials for Liquid Metal Cooled Fast Reactor Fuel Assemblies Operational Behaviour. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY VIENNA, 2012. S247 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 S248 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Análisis de la expansión del sistema eléctrico mexicano con reactores nucleares avanzados Emilio Javier Yañez, Juan Luis François y Cecilia Martín del Campo Departamento de Sistemas Energéticos, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, Av. Universidad 3000, C.U., 04510 Ciudad de México emilioj.2491@gmail.com; juan.luis.francois@gmail.com; cecilia.martin.del.campo@gmail.com Resumen El objetivo del presente trabajo es plantear escenarios a largo plazo (2019-2050), contemplando la introducción de nuevas capacidades nucleares para finales de la próxima década e inicio del 2030, y analizar el ciclo de combustible asociado. Realizamos un estudio tomando como referencia las nuevas capacidades nucleares proyectadas para los años 2029, 2030 y 2031 en el programa de desarrollo del sistema eléctrico nacional (PRODESEN 2018), y proponemos la introducción de reactores rápidos refrigerados por sodio para los años 2035, 2036, 2037 y 2038. Se calculan la variables asociadas tanto para el Front End como para el Back End, como son: toneladas de uranio natural requerido, necesidades de conversión y enriquecimiento de uranio, combustible necesario a fabricar, toneladas de uranio natural ahorradas por el uso de mezclas de óxidos de plutonio y uranio (MOX), toneladas de combustible descargado acumulado, entre otras, como elementos para la toma de decisiones a cerca de la participación de la tecnología nuclear en la planeación del sistema eléctrico nacional. En un primer escenario se estudió la incorporación de reactores nucleares avanzados de agua ligera presurizada de tipo AP1000, y en un segundo escenario se analizó, además de los AP1000, la introducción de reactores nucleares rápidos. Se estudiaron, también, diferentes configuraciones del ciclo de combustible nuclear, tales como la incorporación de MOX y la implementación de estrategias de reciclado y reprocesado de combustible nuclear gastado. Como herramienta principal de análisis se empleó el sistema de cálculo de ciclo de combustible nuclear NFCSS (por sus siglas en inglés), del Organismo Internacional de Energía Atómica. Se obtuvieron resultados que nos permiten plantear que se pueden hacer recargas de combustible MOX para los reactores AP1000 con parte del combustible descargado de la Central Nuclear Laguna Verde. La introducción de nuevos reactores nucleares de tipo AP1000 sentarán las bases para la incorporación de reactores rápidos con ciclos de combustible más sustentables. 1. INTRODUCCIÓN El desarrollo e implementación de un sistema energético fuerte y eficiente es un tema de suma importancia, el cual concierne a prácticamente todas las naciones comprometidas a alcanzar un desarrollo superior. En materia energética es sumamente conveniente contar con una planificación energética a corto, mediano y largo plazo, con el fin de poder predecir el comportamiento de la curva de demanda y suministro energético en el sector nacional y regional. México al igual que la S249 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 mayoría de las naciones en vías de desarrollo experimentará un aumento en la demanda energética en las próximas décadas, lo cual se puede traducir si no se incluyen fuentes de energías limpias, en un aumento en el consumo de los combustibles fósiles y por consiguiente un aumento en las emisiones de gases de efecto invernadero, emisiones que, mediante el acuerdo de París, el país se ha comprometido a reducir , en 45% para el año 2030 con respecto al año 2010. Gran parte del sector energético nacional ha prestado fuerte interés en la exploración e implementación de nuevas fuentes alternativas de energías limpias mediante el uso fundamentalmente de fuentes de energía solar-fotovoltaica, eólica, hidroeléctrica, geotérmica y nuclear. Por otra parte, está contemplado un considerable retiro de capacidades de generación eléctrica en el periodo de tiempo comprendido entre 2018-2032 (ver Figura 1). Figura 1. Capacidades a retirar del sistema eléctrico nacional [1] Es de conocimiento por parte de los expertos en materia energética a nivel nacional que, para poder hacer frente a los retos energéticos futuros y cumplir con los compromisos de reducción de emisiones de dióxido de carbono (CO2), es necesario trazar una ruta que incluya de manera coherente todas las alternativas reales y necesarias para alcanzar dichos retos y compromisos. En el Programa de Desarrollo del Sistema Eléctrico Nacional (PRODESEN) del año 2018 [1], se contempla la opción nuclear como una vía para robustecer el sistema eléctrico nacional. En este documento se plantea la opción de incorporar nuevas capacidades nucleares en los años 2029, 2030, 2031, de tal manera que para estos años se pueda incrementar la capacidad de generación eléctrica en hasta 4000 MW de potencia [1]. S250 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 En este sentido, el objetivo del presente trabajo es plantear escenarios a largo plazo (2019-2050), contemplando la introducción de nuevas capacidades nucleares para finales de la próxima década e inicio del 2030, y realzar el análisis del ciclo de combustible asociado, los cuales contribuyan al desarrollo sostenible de la energía nuclear. Dos escenarios han sido contemplados; en un primer escenario se plantea la introducción de reactores nucleares avanzados de agua ligera a presión de tipo AP1000 en los años 2030, 2031 y 2032, en sinergia con los reactores nucleares de la Central Nuclear Laguna Verde, y en un segundo escenario se evalúa la incorporación de reactores nucleares rápidos enfriados con sodio, de tipo EFR, en los años 2035, 2036, 2037 y 2038. Centrándonos fundamentalmente en el ciclo de combustible nuclear asociado a los escenarios planteados, donde a su vez se plantean estrategias de incorporación de combustible de óxidos mixtos (MOX), reprocesado del combustible nuclear descargado de las capacidades nucleares a instalarse y de la Central Nuclear Laguna Verde. Se analizan aspectos relacionados con el front end y back end del ciclo de combustible nuclear como son: toneladas de uranio natural requerido, necesidades de conversión y enriquecimiento de uranio, combustible necesario a fabricar, toneladas de uranio natural ahorradas por el uso de mezclas de óxidos de plutonio y uranio (MOX), toneladas de combustible descargado acumulado, y la repercusión en la no proliferación mediante las estrategias de reprocesado y uso de combustible nuclear, así como el impacto en el desarrollo sustentable de la energía nuclear, aspectos documentados en la estrategia INPRO [2] del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA). 2. MODELADO DEL CICLO DE COMBUSTIBLE NUCLEAR El Sistema de Simulación del Ciclo de Combustible Nuclear (NFCSS) es un sistema de simulación basado en escenarios, para estimar los requerimientos de servicio y los materiales del ciclo de combustible nuclear a largo plazo, así como la producción de materiales. El Sistema de Simulación del Ciclo de Combustible Nuclear fue desarrollado por el OIEA para estimar el ciclo de combustible nuclear a largo plazo, requerimientos de materiales y servicios, para una opción dada del ciclo de combustible nuclear [3]. El NFCSS puede calcular, por año, durante largos periodos de tiempo, los requisitos del ciclo de combustible nuclear para todos los tipos de reactores. Los cálculos se pueden realizar para un reactor, parque de reactores en un país o parque de plantas de energía nuclear en todo el mundo. Se pueden calcular las cantidades de uranio natural, conversión, enriquecimiento y fabricación de combustible. Además, las cantidades y calidades (composición isotópica) de los combustibles descargados se pueden evaluar para permitir que el usuario aplique una estrategia de reciclaje si lo desea. La velocidad de cálculo del sistema es lo suficientemente rápida como para permitir la comparación de diferentes opciones en un tiempo considerablemente corto. El NFCSS está diseñado para ser una mezcla óptima de precisión, simplicidad y velocidad. El usuario puede optar por utilizar las reservas de combustible gastado para desarrollar una estrategia de reciclaje. La estimación de la acumulación de actínidos, incluidos los actínidos menores, es una de las capacidades de la simulación. Esas estimaciones de acumulación podrían usarse para comparar cualquier opción futura de ciclo de combustible para la transmutación de actínidos menores. El modelo utiliza enfoques simplificados para calcular los requisitos del ciclo de combustible y las salidas, lo que hace posible estimar los requisitos de servicio del ciclo de combustible a largo plazo para las estrategias de ciclo de combustible tanto abierto como cerrado. S251 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 El NFCSS se puede describir como una herramienta de simulación que realiza cálculos utilizando un conjunto de parámetros de entrada para producir un conjunto de parámetros de salida. Los parámetros de entrada utilizados en el modelo se pueden dividir en tres grupos: ¾ Parámetros de la estrategia: capacidad nuclear y estrategias de reprocesamiento y reciclaje, mezcla de tipos de reactores y factores de carga, etc., sobre una base anual. ¾ Parámetros de combustible: quemado de descarga promedio, enriquecimiento inicial promedio y ensayo de colas promedio, etc., sobre una base anual. ¾ Parámetros de control: participación del combustible MOX en el núcleo de los reactores que utilizan este tipo de combustible, tiempos de demora de los diferentes procesos, coeficientes de pérdida en los procesos, uso de uranio empobrecido o enriquecido y el número de ciclos de reprocesamiento, etc. Los resultados se dividen en los siguientes grupos: ¾ Front End: requisitos de uranio natural, requisitos de conversión, requisitos de servicio de enriquecimiento y requisitos de combustible fresco. ¾ Back End: combustible gastado producido, generación de nucleidos individuales, incluyendo uranio, plutonio y actínidos menores y requerimientos de reprocesamiento. En la Figura 2 se muestran los parámetros de entrada y salida del NFCSS. El lado izquierdo muestra los parámetros de entrada requeridos, mientras que el lado derecho muestra la lista de parámetros de salida para el Front End y el Back End [3]. Figura 2. Esquema simplificado NFCSS S252 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3. ESCENARIOS ESTUDIADOS Con el objetivo de realizar un análisis del ciclo de combustible nuclear asociado, en el presente trabajo dos escenarios han sido considerados. En el primero se consideró la introducción en el sector energético nacional de reactores nucleares avanzados de agua ligera a presión de tipo AP1000 con 1110MWe en los años 2030, 2031, y 2032, y en un segundo escenario se estudió la posible introducción en los años 2035, 2036, 2037 y 2038 de reactores rápidos refrigerados con sodio del tipo EFR con 1400MWe, en sinergia con los reactores AP1000. En ambos escenarios se supone que la Central Nuclear de Laguna Verde (CNLV) recibirá los permisos necesarios para operar hasta el año 2050, es decir, que la Comisión Nacional de Seguridad Nuclear y Salvaguardias (CNSNS) otorgará a la central la extensión de su licencia de operación para que la unidad 1 pueda operar hasta el 2050 (su licencia vence en 2020) y la unidad 2 hasta el 2055, ya que su licencia vencerá en 2025 [4]. La potencia eléctrica, utilizada en este trabajo, de cada uno de los dos reactores de la CNLV es de 810 MWe. El rango de tiempo considerado en nuestros escenarios inicia en el 2019 y termina en el 2050. A continuación, se exponen y explican los resultados principales obtenidos, los cuales se generaron en archivos de salida en formato Excel, luego de sus correspondientes corridas en el NFCSS. Las gráficas presentadas son elaboración propia a partir de estos resultados. La Figura 3 muestra el comportamiento de la capacidad instalada en función del tiempo. Mediante la introducción de los tres reactores de tipo AP1000, la capacidad nuclear instalada significaría 2.3% de la capacidad total estimada para el año 2050, por otra parte, con la introducción de los reactores rápidos en los años 2035, 2036, 2037 y 2038, la capacidad total instalada sería de 10738 MWe, representando un 5% de la capacidad total prevista para el año 2050. Figura 3. Capacidad nuclear proyectada a instalar S253 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 4. Demanda anual de uranio natural Con la incorporación de reactores nucleares rápidos, los requerimientos de uranio natural (ver Figura 4) no se verían afectados debido a que el combustible nuclear usado por estos reactores es de tipo MOX, por tanto, proviene del reprocesado de combustible nuclear gastado. Para los dos escenarios estudiados se esperan picos en las demandas de uranio natural, para los años 2030, 2031, y 2032 con valores de 867, 1066 y 1264 toneladas de uranio natural respectivamente, estos picos están directamente relacionados con la carga inicial de combustible para la puesta en marcha de los reactores AP1000. En los años posteriores al año 2032 se necesitarán entre 800 y 900 toneladas de uranio natural para suplir la demanda de combustible de los reactores en operación. Un comportamiento similar al anterior se espera en los requisitos de conversión de uranio a hexafluoruro de uranio (UF6) para su posterior enriquecimiento. Por su parte en la Figura 5 se muestran las unidades de trabajo separativo (SWU, por sus siglas en inglés) involucradas en el proceso de enriquecimiento, donde se observa el comportamiento similar al resto de las variables, debido a que coincide con las cargas iniciales de los AP1000. Figura 5. SWU requeridas por año S254 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Como resultado del proceso de enriquecimiento de combustible podemos apreciar en la Figura 6 las demandas de uranio enriquecido para la puesta en funcionamiento de los reactores AP1000, se observan aumentos escalonados en las necesidades de uranio enriquecido para los años 2030, 2031 y 2032 con valores de 119, 141 y 163 toneladas de unario enriquecido, tendiendo a estabilizar esta demanda posterior al año 2032 y oscilando entre valores de 95 y 100 toneladas para los siguientes años hasta el 2050. Figura 6. Demandas anuales de uranio enriquecido Con el objetivo de determinar las demandas de combustible asociadas a los reactores rápidos, en nuestro caso el EFR, se calculó el inventario de uranio empobrecido y plutonio físil necesario para la fabricación de combustible tipo MOX y su posterior quemado en el núcleo del reactor. Se observa en la Figura 7 aumentos en la demanda de uranio empobrecido procedente de combustible descargado de reactores de agua ligera (LWR) con valores que van desde 33 hasta 67 toneladas de combustible de bajo enriquecimiento para los años 2035 y 2038. De igual manera, la Figura 8 presenta las toneladas de plutonio requeridas en el periodo de tiempo comprendido desde el 2035 hasta el 2050. Figura 7 Demanda de uranio de bajo enriquecimiento S255 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Como veremos en la sección 3.2, estas demandas iniciales de plutonio en los reactores rápidos pueden reducirse si se establecen estrategias de reprocesado de combustible para el año 2032, previa entrada de los reactores rápidos, además para estos años se tendrá un stock de combustible nuclear gastado de 403 toneladas procedente de la central Laguna Verde (este valor se obtuvo en corridas para los BWR de Laguna Verde en el rango de tiempo 2019-2050 considerado en los escenarios), y además se tendrán descargadas 65 toneladas de combustible quemado en los reactores AP1000. Figura 8 Requerimiento de plutonio reprocesado Por tanto, buena parte del plutonio fisil contenido en el combustible gastado, puede ser reprocesado y extraído para la fabricación de combustible de reactores rápidos. Las demandas iniciales de plutonio son: 8.4, 12.63, 16.8, y 21.10 toneladas para los años 2035, 2036, 2037 y 2038 respectivamente. 3.1. Estrategias de Introducción de Combustible MOX En la búsqueda de alternativas que permitan lograr un ciclo de combustible nuclear óptimo y de esta forma poder cerrar el ciclo, se analizó la posibilidad de introducir combustibles de tipo MOX en los reactores AP1000, y analizar el comportamiento de los parámetros del FRONT END y del BACK END. Se tomaron en cuenta tres variantes de introducción del MOX, una en la que el MOX represente el 20% del total de combustible en el núcleo, otra donde representa el 30% y por último la variante donde el MOX representa el 50% del combustible total en el núcleo. Las nuevas demandas de uranio natural con la introducción de combustible MOX se muestran en la Figura 9, y de manera más detallada se aprecia en la Figura 10 el ahorro en toneladas anuales de uranio natural que representaría la incorporación de combustible MOX, llegando a ahorros de hasta 438 toneladas de uranio en la fase de incorporación al sector eléctrico y logrando ahorrar entre 203 y 215 toneladas de uranio natural posterior a su incorporación al sector eléctrico mexicano. S256 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 9 Requerimiento de uranio natural para los escenarios con MOX Figura 10 Toneladas de uranio natural ahorradas por la introducción de MOX Por otra parte, las demandas de uranio enriquecido se pueden reducir considerablemente con la estrategia de incorporación de combustible MOX, como se observa en la Figura 11. Sin considerar la incorporación de combustible MOX las demandas de uranio enriquecido para los años 2030, 2031 y 2032 son: 120, 142 y 163 toneladas de uranio enriquecido por los años mencionados, para la estrategia de incorporación de MOX al 20% los valores anteriores son: 101, 119 y 136 toneladas. S257 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 11 Requerimiento de uranio enriquecido con la introducción de MOX Por lo que incluso a valores bajos de incorporación de combustible MOX (20%) se observan ahorros considerables en el uranio natural. Para el caso de introducción de combustible MOX en un 50% se logra ahorrar; 45, 57 y 66 toneladas de uranio enriquecido para los años 2030, 2031 y 2032. Figura 12 Plutonio reprocesado requerido para los escenarios con MOX En la Figura 12 se observan las toneladas de plutonio requeridas anualmente para la implementación he introducción de combustible MOX, los valores más altos se observan para una participación del combustible MOX del 50% necesitándose entre 3.3 y 5.6 toneladas de plutonio reprocesado entre los años 2030 y 2032. Para los casos de 20% y 30% de participación de combustible MOX, se esperan picos en el uso de plutonio reprocesado de 2.2 y 3.3 toneladas de plutonio, respectivamente. En los S258 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 años siguientes al 2032 se esperan demandas de plutonio de 1.28, 1.9 y 3.10 toneladas para las diferentes vías de incorporación de MOX planteadas. 3.2. Reprocesado de Combustible Gastado Se consideró la posibilidad de reprocesar el combustible acumulado de la central nuclear de Laguna Verde, y posteriormente el combustible de los reactores nucleares planteados en nuestros escenarios, se estudió la posibilidad de empezar a reprocesar combustible en el año 2028, previo a la entrada de los reactores AP1000 en el año 2030. Figura 13. Comparativo de requerimiento de plutonio vs el stock de plutonio para Laguna Verde con 50% de reprocesado En la Figura 13 se muestra el comportamiento en la demanda anual de plutonio para la fabricación de combustible MOX con los diferentes porcentajes de participación de éste en el núcleo del reactor. La curva etiquetada “stock.Rep.LV.50%” representa el “stock” de plutonio procedente del combustible nuclear gastado en la central nuclear Laguna Verde mediante el reprocesado del mismo a partir del año 2028, mientras que las restantes leyendas representan las demandas de plutonio para 20%, 30%, y 50 % MOX de forma anual, y el escenario base AP1000.30c1, el cual representa los reactores AP1000 sin combustible MOX. Como se puede apreciar en la gráfica, la extracción del plutonio vía reprocesado podría suplir la demanda inicial del plutonio para el caso de 20% de participación de combustible MOX, siendo estas cantidades incapaces de cubrir la demanda para aportaciones de MOX al 50% en el núcleo. S259 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura14. Comparativo de requerimiento de plutonio vs el stock de plutonio para Laguna Verde con 100% de reprocesado De igual forma, si se lograra reprocesar el 100% del combustible nuclear descargado de la central nuclear Laguna Verde, y teniendo en cuenta que solo se ha analizado el rango de tiempo 2019-2050, se pueden suplir las cargas iniciales de los reactores AP1000 tanto para cargas de MOX al 20 % como para el 30%, (ver Figura 14). La Figura 15 muestra la demanda anual de plutonio para los reactores rápidos (color amarillo), mientras que las curvas etiquetadas con: Rep.20%, Rep.50% y Rep.100% representan el stock de reprocesado de combustible de los reactores BWR y AP1000 a partir del año 2032, con varias tasas de reprocesado del combustible gastado desde 20%, 50% y 100% del combustible descargado. Figura 15. Comparativo de requerimiento de plutonio para EFR vs el “stock” de plutonio para Laguna Verde y los AP1000 con 100% de reprocesado S260 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 4. CONCLUSIONES Se obtuvieron datos relacionados con el ciclo de combustible nuclear, los cuales nos indican la cantidad de recursos de combustible nuclear que podrán estar involucradas en un posible despliegue de nuevos reactores nucleares en las próximas décadas, y que, en su caso, deberán tomarse en cuenta para futuras planificaciones. Si se logra reprocesar combustible gastado de la central Laguna Verde, éste podría tener un impacto positivo en la puesta en marcha de reactores AP1000 con recargas parciales con combustible tipo MOX. Una vez terminada la primera etapa de expansión del parque nuclear mexicano, donde estarían desplegados los reactores AP1000, todo el ciclo de combustible asociado sentaría las bases para, que en un plazo de tiempo mayor (2040), comenzar la introducción de reactores rápidos al país, ya que la sinergia entre los reactores rápidos y los reactores térmicos garantizarían a futuro una mayor eficiencia de los recursos fisiles. Según nuestras estimaciones, bajo las condiciones existentes, a partir del año 2040 estaríamos planteando la introducción de reactores rápidos. Incluso con la pequeña flota de reactores que proponemos en el trabajo, al 2050 la representación de la capacidad nuclear con respecto a la capacitad total es de 5%, lo cual advierte sobre el uso desproporcionado de otras fuentes alternativas con relación a las fuentes nucleares. Mediante nuestro estudio quedaron cubiertos muchos aspectos relacionados al ciclo de combustible nuclear, por lo que con base en ellos podremos estimar los costos relacionados, y el ahorro neto de elegir una alternativa u otra en el ciclo de combustible. AGRADECIMIENTOS Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), por el aporte económico otorgado a Emilio Yañez para la realización de este trabajo que es parte de su investigación de doctorado. REFERENCIAS 1. SENER, "Programa de Desarrollo del Sistema Eléctrico Nacional 2018-2032. (PRODESEN)", Ciudad de México, México (2018). 2. International Atomic Energy Agency, "Guidance for Application of an Assessment Methodology for Innovative Nuclear Energy Systems", IAEA-TECDOC-1575, Vienna, Austria (2008). 3. International Atomic Energy Agency, "Nuclear Fuel Cycle Simulation System", (2011). 4. Comisión Nacional de Seguridad Nuclear y Salvaguardias, "Informe de Rendición de Cuentas de Conclusión de la Administración 2012-2018", https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/415721/CNSNS_Informe_Consolidado_RC2 012-2018.pdf (2018). S261 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 S262 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Plataforma de cálculo numérico y de diseño gráfico con aplicaciones en fusión M. Salvador, R. M. Chávez, A. Aguilera, L.R. Hernández, A. Acosta, M. García, F. Sánchez Grupo de Investigación en Fusión, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad Autónoma de Nuevo León Pedro de Alba S/N, ciudad universitaria, San Nicolás de los Garza, N. L., México max.salvadorhr@uanl.edu.mx A. Aguilera Fábrica de Software FIME, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad Autónoma de Nuevo León Pedro de Alba S/N, ciudad universitaria, San Nicolás de los Garza, N. L., México antonio.aguileramo@uanl.edu.mx Resumen La aplicación del supercómputo es esencial en el actual siglo XXI pues permite desarrollar investigación sobre fenómenos complejos que involucran el desarrollo de modelos físico teóricos en fusión nuclear, ejemplo de ellos son los códigos generados para el diseño de una instalación experimental de confinamiento magnético y aceleradores de partículas esto dentro del Grupo de Investigación en Fusión (GIF) de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (FIME) de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL). Esta Plataforma de Supercómputo, Cálculo y Diseño (PSCD) se ha constituido como un soporte altamente redituable en la investigación, el cual nos ha permitido abordar fenomenologías complejas en el desarrollo de la Fusión y sus aplicaciones, como son el desarrollo cálculo numérico para la gestación de códigos para estudios de campos magnéticos, diseño de bobinas Dshaped en configuraciones Tokamak, cálculo y diseño para aceleradores de partículas y sistemas de calentamiento ECRH, o el de desarrollar Proyectos de Sustentación Económica como el de una Plataforma de Seguridad y Exploración – 1 Experimental. Siendo así, el GIFUANL ha desarrollado un sistema integral que posee software especializado aplicado en áreas de multifísica, multiusuario y multiplataforma, potencializando la simbiosis teóricoexperimental, el trabajo en paralelo, con gran capacidad de almacenamiento y velocidad de procesamiento, desarrollando algoritmos propios y aquellos que nos permitan explotar la capacidad informática para el diseño avanzado. 1. INTRODUCCIÓN En el presente siglo la humanidad ha avanzado enormemente en el área del procesamiento de cualquier clase de información, datos, gráficos, animaciones, etc., abordando diferentes fenomenologías presentes tanto en la investigación científica avanzada como en la innovación tecnológica de la industria. En este documento hacemos referencia al Sistema Integral por el cual está compuesta la Plataforma de Supercómputo, Cálculo y Diseño (PSCD) del Grupo de S263 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Investigación en Fusión (GIF) la cual funge como una de las herramientas principales para el diseño. El Grupo de Investigación en Fusión, tiene como objetivo fundamental la generación de ciencia y tecnología e innovación tecnológica, debido a ello busca desarrollar una nueva fuente de energía, limpia y poderosa: la fusión nuclear para fines enteramente pacíficos en el área de la generación de energía a través de sus diseños Tokamak. También posee diversos proyectos que se han gestado en la PSCD, como son: el diseño del Sistema de Calentamiento Electrón Ciclotrón, la Plataforma de Seguridad y Exploración – 1 eXperimental (PSE-1X), el diseño de un Motor convencional para un Cohete, entre otros. El supercómputo, cálculo numérico y diseño, son áreas altamente redituables en el que las diferentes áreas de investigación se hacen presentes, nuestra Universidad reconoce el apoyo que se brinda al estructurar estables y avanzadas herramientas computacionales, sabemos que otras entidades tanto nacionales como internacionales han realizado esfuerzos para explotar sistemas integrales como el nuestro, apoyando directamente la generación de ciencia y tecnología. Nuestra Plataforma PSCD se encuentra constituida bajo el esquema de multiplataforma, multiusuario y multifuncional, se explota en supercómputo y supercálculo, así como en Diseño 3D CAD, gracias a la mejora sustancial de procesamiento, y a la actual estabilidad y flexibilidad de los sistemas operativos (SO). La Plataforma nos ha permitido trabajar en los diseños de nuestras configuraciones de confinamiento magnético, el Tokamak de Baja Razón de Aspecto y mediano tamaño “T” [1] como el diseño del Tokamak Esférico de Apoyo hacia “T”, el TEA-T así como sus sistemas inherentes, también nos ha permitido abordar estudios sobre los aspectos de ingeniería presentes en los sistemas que conforman a dichas instalaciones, estudios mecánico-térmicos, electromagnetismo, estudios para el diseño de conductores, así como otros proyectos que son enteramente diferentes a los presentes en Fusión, como la Plataforma de Seguridad y Exploración - 1 eXperimental (PSE-1X), y de igual manera proceder a los estudios correspondientes de mecánica, simulaciones de aerodinámica. Debido a la correcta explotación de la PSCD, éste último Proyecto PSE-1X ha ganado 15 premios en la generación de Patentes como de Modelos Industriales en el Premio UANL a la Invención Ediciones 2016, 2017 y 2018 El GIF posee como resultado de la Plataforma PSCD, el desarrollo de un diseño completo para un sistema avanzado Girotrón, para el calentamiento de plasmas a 60 GHz – 300kW [2], así como la construcción de un sistema de calentamiento por RF a 2.45 GHz, ambos sistemas entran en operación para los Tokamaks del GIF. En nuestra la PSCD ha jugado un papel fundamental tanto en diseño 3D CAD como en simulaciones, explotando códigos como el E-GUN y que serían arduos para su comprensión de no contar con la suficiente capacidad de cálculo, el GIF presenta 2 trabajos sobre ambos desarrollos en este XXX Congreso de la Sociedad Nuclear Mexicana. En este presente artículo mostramos ciertos resultados obtenidos con la adecuada explotación de la PSCD: algunos involucran el diseño 3D CAD sobre los Tokamaks de la Plataforma TeóricaExperimental de Fusión, simulaciones de campo magnético, diseños sobre la Plataforma de Seguridad y Exploración – 1 Experimental, simulaciones respecto al flujo de viento y presión. También algunos realizados por simulaciones atomísticas computacionales centradas en la S264 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 interacción del silicio intersticial dentro del carburo de silicio (material de baja activación de interés para la comunidad de Fusión). A continuación, mostraremos nuestra contribución apoyados fuertemente en la PSCD procedemos con la Silicon Graphics SGI Altix XE250 del GIF a la que se le conoce como POLAR. 2. PLATAFORMA SGI ALTIX XE 250 La estabilidad de los sistemas operativos posee gran parte de la atracción en cualquier sistema computacional sobre todo aquellos orientados a supercómputo y supercálculo, pues le permitirán a cualquier plataforma la correcta administración de recursos y esto se traduce en el empleo adecuado de su operatividad en la escala de tiempo hombre-máquina, así como en la obtención de resultados concretos, cuanto más sí existen varios desarrollos ejecutándose en paralelo. Ahora no sólo en el ámbito científico imperan estas valoraciones, al día de hoy los teléfonos inteligentes presentan incluso zonas que afectan e involucran la compra de dispositivos que posean sistemas operativos absolutamente confiables y estables. Actualmente, el mercado ha desarrollado nuevos procesadores con mayor cantidad en velocidad de procesamiento, y se exige que se cumplan características en las plataformas no sólo de estabilidad y velocidad sino también de compatibilidad pues tanto los sistemas operativos ampliamente difundidos comercialmente (ej. Microsoft Corp.) y aquellos que poseen licencia libre (ej. GNU/Linux), compiten ampliamente en el mercado actual de computadoras y telefonía, siendo un mercado muy importante el de plataformas para aplicaciones científicas pero mayor extendido hoy: el de telefonía. En toda esta gran cantidad de sistemas operativos que operan, juega un rol fundamental: la distribución de los recursos. El primer sistema operativo que citamos arriba (aplicado para el mercado de computadoras) ha decidido orientarse más al ambiente de gráficos (propios para cualquier diseño), los sistemas de Microsoft todavía controlan más 52% del mercado de computadoras, empero los sistemas con base GNU/Linux también cuentan con un notable 48%, estos últimos sistemas se encuentran impactando en gráficos pero con mucha mayor medida de telefonía celular, es de todos conocido que la aplicación más importante para sistemas con base UNIX sigue siendo la modelización (éste último es el sistema operativo número uno instalado en las supercomputadoras a nivel mundial [3]), o lo que es lo mismo cálculo numérico. En telefonía, el uso de sistemas basados en UNIX ó GNU/Linux se encuentra con mucha mayor difusión adoptado, casi el 99% de los dispositivos lo emplea, incluso en las naciones industrializadas éste SO sigue siendo de uso prioritario en el área de la investigación. La visión que presentamos en este documento es la correcta unión de varios SO, brinda una mayor flexibilidad para el desarrollo de ciencia y tecnología (no solo en el área nuclear, sino en casi todas las áreas del conocimiento); esta es la razón que hace atractivo al supercómputo y supercálculo y de diseño gráfico, tanto en el aula como en la industria, permitiendo así, establecer una simbiosis en el lado científico que va desde la comprensión de fenómenos experimentales y los modelos que ayudan a comprenderlos, reproducirlos e incluso que puedan predecir el comportamiento del fenómeno bajo estudio. También es atractivo el supercómputo por el diseño, pues existen programas que permiten la creación y/o la S265 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 innovación tecnológica a través del diseño de piezas que pueden ser sometidas a simulaciones de elemento finito que reproducen lo físico partiendo de lo teórico. Nuestra PSCD ha sido configurada para explotar de manera total las funciones de supercálculo, se encuentra equipada con un sistema operativo Gentoo GNU / Linux y Windows 7 como anfitrión, siendo capaz de satisfacer las necesidades primeramente de cálculo numérico aplicado en modelización y el diseño de las partes que conforman nuestros proyectos. Gracias a esta arquitectura realizamos al mismo tiempo diseño con fuerte impacto en la tecnología (ciencias de la ingeniería) y simulación de fenómenos con una fuerte aplicación del conocimiento científico (ciencias físicas). De entre los programas de diseño mecánico que utilizamos en nuestra plataforma, contamos con algunos que requieren un SO de Microsoft Corp., siendo el más destacado SolidWorks. El uso de GNU/Linux, nos da la posibilidad de implementar un alto control en la administración de recursos físicos y de software, así como de la seguridad; y a la vez podemos ejecutar programas de análisis importando las geometrías realizadas previamente en SolidWorks hacia el software de simulaciones en multifísica COMSOL, permitiéndonos someter a nuestros diseños a análisis mecánicos, eléctricos, magnéticos, térmicos, y de radiofrecuencia. 3. APLICACIÓN DE MULTIPLATAFORMA La propiedad multiplataforma nos permite explotar diversas utilidades en el mismo espacio de tiempo entre diferentes SO. Actualmente se encuentran en nuestra máquina dos sistemas operativos: Gentoo GNU / Linux que es el anfitrión y dentro de un sistema virtualizado tenemos Windows 7, la peculiaridad de este acomodo de sistemas es que gracias al núcleo XEN y a la propiedad VT (virtualization technology) que poseen los procesadores de esta gama de INTEL, nos es posible una virtualización completa sin penalizaciones significativas de rendimiento, utilizando múltiples sistemas operativos, tantos y tales como la capacidad de la máquina pueda soportar, según la asignación específica de recursos físicos que se deseen. XEN puede aislar componentes de hardware para uso único y pleno de cada máquina virtual dotando así de un rendimiento superior a otras máquinas virtualizadas. Dicho sistema es actualmente el hypervisor de mayor desempeño en el mercado, y gracias a su licencia GPL se convierte en nuestra mejor opción: posibilita y facilita la virtualización de un sistema como W7 sin ser modificado. Esto gracias a los aportes de INTEL en arquitectura VT (Codename Vanderpool), lo cual hace que los sistemas como Windows se ejecuten con la misma fluidez que los de GNU/Linux. 4. APLICACIONES MULTIUSUARIO Una de las grandes ventajas de tener un servidor con poderosas capacidades de cálculo y de gráficos, es la posibilidad de tener múltiples conexiones remotas con retardos imperceptibles para el usuario, explotando totalmente las distintas características contenidas en la SGI Altix, conocida como S266 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 POLAR, todo esto sin comprometer la seguridad en el tráfico de la información. Al principio de nuestras consideraciones en supercómputo, usamos como protocolo de conexión Secure Shell (SSH) entre el servidor y las terminales; mediante un servidor gráfico X instalado del lado del cliente accesábamos a nuestro sistema operativo huésped para poder interactuar con el sistema operativo virtualizado. Hoy en día se ha instalado VirtualGL para que el procesamiento gráfico se realice de forma remota permitiéndonos reducir el tráfico en la red. Contamos además con una administración de tiempo máquina en el uso de los procesadores; el criterio que hemos establecido para la asignación de los tiempos es según la prioridad del usuario y sobre todo del proceso a realizar. Esta capacidad de multiusuarios nos permite trabajos en paralelo y una diversidad de funciones de ejecución independiente, esto aunado a la característica de hyperthreading. POLAR ha sido probada con múltiples conexiones remotas trabajando a potencia plena y con uso real en sistemas GNU/Linux, el acceso se permite en modo terminal, así como en servidores gráficos. En la Figura 1, se puede apreciar con mayor la claridad la potencia del hardware y de los componentes que integran nuestro computador. Figura 1. Esquema del hardware y componentes de la SGI Altix XE250: POLAR. Dentro del repertorio de software instalado, POLAR presenta cinco vertientes principales: Compiladores e intérpretes como lo son GNU Compiler Collection 4.4, Python 2.6, Perl 5.10, Intel Fortran Compiler 11.0, GNU Fortran, Java JDK 1.6; librerías y paquetes gráficos como Gnuplot, Grace, COMSOL Multiphysics, Xmakemol, Visual Molecular Dynamics (VMD), GIMP, SolidWorks; librerías de cálculo numérico como LAPACK-BLACS-SCALAPACK; editores de texto y consolas de programación como Vim, Emacs, TeX / LaTeX, Openoffice.org; entre otras utilidades como Bash, GMAKE, GZIP, ZIP - UNZIP, BZIP2, LZMA, Ghostscript. S267 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 5. APLICACIONES DEL SUPERCÓMPUTO Y SUPERCÁLCULO El Grupo de Investigación de Fusión tiene dos objetivos que involucran al supercómputo, al supercálculo y al diseño 3D CAD. El primero es diseñar todos y cada uno de los Proyectos del GIF, totalmente, participando casi todas las áreas de las ciencias de la ingeniería y de las ciencias físicas. El segundo objetivo es el de generar modelos físico-teóricos computacionales que traten de reproducir el fenómeno de interés; bajo éste precepto tenemos que definir las aplicaciones de explotación de supercómputo y supercálculo que desarrollamos a través de los siguientes conceptos como son: cálculo numérico, simulaciones computacionales, física computacional, modelización multiescala. El supercomputo es muy importante ya que abre nuevas puertas directamente en la academia para la generación de nuevas líneas de investigación y optimizar el tiempo de los proyectos que estén realizándose, así como la oportunidad de asignar recursos para la creación de una plataforma de cómputo de alto rendimiento (High Performance Computing, HPC) que esta misma pueda ser administrada por los usuarios y los administradores del sistema en este caso alumnos del área de sistemas, por ende, se tocan dos áreas de oportunidad muy importantes: La primera satisfacer las necesidades para cómputo de alto rendimiento de la academia consolidando todos los recursos que estos ya poseen y los próximos recursos que se puedan adquirir. La segunda poder reforzar las competencias en el área de sistemas de TI de los alumnos que se encuentran administrando el sistema generando experiencia profesional y desarrollo académico/personal para que estos mismos puedan vincularse con la investigación o el sector privado. 6. INFRAESTRUCTURA DE CÓMPUTO La Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, cuenta con la infraestructura de varios SITES (con clima controlado y acceso), algunos se dedican a transmisión de datos mientras que otros SITES se orientan al alojamiento de servidores administrativos y de alumnos, en el apartado de servidores además de POLAR se cuenta con 4 servidores HP PROLIANT DL 360 G6 con doble procesador Intel Xeon 5504 y 32 GB de RAM cada uno, así como almacenamiento de 300 GB en Raid 1 para la tolerancia de datos en estos servidores de los cuales utilizan la tecnología VMware Vsphere para la virtualización de varios servidores administrativos así como servidores aplicativos de la Fábrica de Software FIME y diversos servicios para la Facultad. S268 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 2. Imagen de los servidores Kappa, Lambda y Sulaco, en donde se virtualizan varios servicios de la FIME. En 2 servidores se planea montar un clúster con PROXMOX VE para la virtualización y la alta disponibilidad de los servicios que se prestan al personal docente y administrativo, así como los servicios que tiene la Fábrica de Software FIME. Además, se cuenta con el servidor GAMA el cual administra la página de la FIME, y varias aplicaciones. Se posee además un servidor llamado PANDORA, el cual tiene páginas de personal docente y servicio de FTP. La FIME cuenta con toda esta infraestructura de hardware de la parte administrativa además de los servidores personales de investigadores, con todas las instalaciones físicas y de red se puede consolidar toda una plataforma para la creación de un centro de datos/cómputo, con una administración centralizada en todos los servidores y así optimizar los recursos que se pueden destinar al Data Center, esto permitiría posicionar a la FIME como un referente en el HPC/Data Center. Principalmente el beneficio de construir un Data Center/Centro de Cómputo de Alto Rendimiento en la FIME es permitir a los investigadores realizar en menor tiempo proyectos que requieran calculo pesado. Por otro lado, el beneficio económico bajo una sola administración y operación del centro de datos optimizaría el costo para la adquisición de hardware adquiriendo solo lo necesario, así como minimizar el tiempo de ocio de los equipos de cómputo. El otro beneficio que se puede conseguir en la construcción del Data Center es el académico que permitiría la especialización y el desarrollo profesional de alumnos, que bajo supervisión podrían administrar el centro de datos involucrando a todos los servidores, dando soporte técnico a usuarios y mantenimiento a la plataforma, todas estas competencias impactan fundamentalmente en la formación de recursos humanos. La gestación del conocimiento adquirido se proyectaría hacia los alumnos y un mejor desempeño profesional, consecuentemente la Facultad a través de talleres, y/o edición de material didáctico podría reforzar el área de sistemas. S269 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 7. CALCULO NUMÉRICO: EJEMPLOS DE MODELIZACIÓN Dependiendo fuertemente del interés a desarrollar es que se pueden manejar, (por ejemplo, en el concepto de modelización multiescala dentro de la Teoría de la Elasticidad y Plasticidad), cajas de simulación de dinámica molecular, en las cuales se puede comprender el origen del estado primario de daño por irradiación, que cubre tiempos de femto hasta nanosegundos y en donde los potenciales, debido a la exactitud que se desea, consume demasiados recursos del equipo para su ejecución, necesitándose una plataforma estable, adecuada, potente en su velocidad de procesamiento. A Figura 3. Caja de simulación del carburo de silicio, temperatura de 1950 K, utilizamos para la visualización el programa Visual Molecular Dynamics (VMD), observamos la difusión de un intersticial tetraédrico de silicio (amarillo) rodeado de 4 carbonos (azul). Los tipos de códigos que se aplican y/o desarrollan en la modelización multiescala, pueden situarse en dos consideraciones. La primera tiene que ver con la exactitud del potencial que debe de ser capaz de reproducir correctamente un comportamiento experimental, pero, esta exactitud ésta limitada por el tamaño permisible de la caja de simulación, es decir, la explotación tiempo máquina. Existen códigos que poseen (como el VASP ab initio) [4] potenciales exhaustivos que emplean a la mecánica cuántica a través de la Teoría de la Densidad Funcional (DFT, siglas en inglés) con cajas de simulación de 100 átomos, que consumen una gran cantidad de recursos computacionales en su ejecución; existen códigos semiempíricos que cuentan con aproximaciones y/o inserciones de parámetros empíricos que permiten mayor ligereza al momento de resolver las ecuaciones de movimiento en la dinámica molecular, como nuestro modelo tight binding (Código TBSiC) [5], y que pueden manejar cajas de simulación de 1000 átomos permitiendo una disminución coherente de tiempo de ejecución hora máquina. Conforme uno establece la exactitud del potencial es que podrá reproducir con mayor certeza en la simulación un comportamiento experimental. Nosotros hemos partido para la creación de nuestro TBSiC de la idea que en su momento tuvieron Weissmann y Fu [6], en su trabajo sobre las superficies de silicio bombardeada con iones de carbono y en las parametrizaciones para el carbono de Xu et al [7] y para el silicio de Kwon et al [8]. Y por último están los que emplean valores completamente empíricos como son el de Tersoff [9] o de LennardJones que, aunque pueden manejar cajas de simulación de cientos de miles de átomos, fallan al no poder reproducir con exactitud valores de energías de formación de defectos y/o de su difusión debido a las consideraciones propias del potencial. S270 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 La Figura 1, fue obtenida en una simulación con energía constante a 1950 K, en ella apreciamos la difusión de un intersticial de silicio introducido como defecto en un tetraedro de carbono y hemos observado a esta temperatura, que el silicio intersticial solo interacciona con átomos de su misma especie, y que difunde a través del fenómeno de kick-out, en el cual un átomo de una especie solo interacciona con otro similar. Hemos encontrado a través de nuestro modelo tight binding, que las energías de activación de los defectos intersticiales de silicio y carbono, implantados en cristales de carburo de silicio con 65 átomos a baja temperatura (1500-1000 K), poseen los siguientes valores: 0.51 (eV) para el intersticial de carbono, y de 0.55 (eV) para el intersticial de silicio [10]. En este presente estudio hemos incrementado la estadística a 217 átomos y considerado toda una escala de temperatura que va desde los 2200 a los 1000 K y se corrobora experimental y teóricamente con [11, 12] que los valores de energía de activación del intersticial de carbono respecto al silicio son proporcionales a la masa, es decir, el carbono intersticial difunde con mayor rapidez que el silicio intersticial, respetando el fenómeno de kick-out para cada especie, existiendo un consenso en la estabilidad de los defectos puntuales en el β-SiC [13]. Lo que buscamos con este estudio es comprender la primera fase del daño por irradiación en el β-SiC, realizando nuestro estudio en la nano-escala permitiéndonos extrapolar valores de energía de formación de los defectos y de difusión, hacia estudios Montecarlo y de la dinámica de dislocaciones que sirvan para macroscópicamente, comprender la evolución de clústers de defectos, mejorando las propiedades macroscópicas, tiempo de vida, de los materiales bajo estudio. Tabla 1. Comparación de algunos valores de energías de formación de defectos intersticiales de Silicio (SiTC SiTSi) en el β-SiC, todos ellas en (eV). Defecto SiTC SiTSi Ab initio 6.17 8.71 Tight binding 6.84* - 6.32† 7.54* - 7.02† Tersoff 15.18 14.64 Para comparar el uso de recursos, podemos mencionar algunas simulaciones por ejemplo en la máquina JEN50 del Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales y Tecnológicas de España (CIEMAT), una simulación de 200,000 pasos de tiempo, con 192 procesadores (de los cuáles se usaron solo ocho debido a la cola de trabajos) MIPS R14000 a 900 MHz la cuál es una SGI ORIGIN 3800, poseía un tiempo de ejecución para 65 átomos, a 1600 K de temperatura de: 16 horas. Cajas de simulación de 217 átomos de carburo de silicio más un defecto intersticial, pueden tardar 11 días ejecutándose en máquinas como la JEN50. El lenguaje de programación de nuestros códigos se encuentra en Fortran. S271 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 8. DISEÑO APLICADO A LAS INSTALACIONES DE CONFINAMIENTO MAGNÉTICO Actualmente el Grupo de Investigación de Fusión ha desarrollado y diseñado 4 Instalaciones Experimentales de Confinamiento Magnético Tokamak, contando con 2 versiones de diseño de cámara de vacío el Tokamak “T” que es de Baja Razón de Aspecto, y 2 para el Tokamak Esférico de Apoyo hacia “T”, el TEA-T, empero lo que deseamos resaltar con nuestra plataforma, no es sólo el diseño que se puede gestar, sino el análisis científico de cada diseño nuestro a través de software especializado. Las configuraciones magnéticas Tokamak, son resultado del esfuerzo de un grupo mexicano de investigación que busca y desea que México pueda participar enteramente en el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER) en construcción actualmente en Cadarache, Francia. Figura 4. Vista renderizada de la Instalación Experimental de Confinamiento Magnético, esta imagen es un prototipo de diseño, en ella se aprecia el interior de la cámara de vacío, el solenoide central y las bobinas que rodean a la instalación a través de un corte en la parte superior del Tokamak “T” [14]. Trabajar con una plataforma que es capaz de sostener dos ámbitos importantes tanto en la ciencia (modelización de fenómenos complejos) y la tecnología (diseño de sistemas validados por software especializado) nos conduce a un nivel que, propiamente a través de terminales, se puede crear toda una instalación y no sólo eso, sino también el validarla, estudiarla, mejorarla, e impactar en la innovación tecnológica para beneficio de nuestro propio País. Todas las piezas que conforman a nuestras instalaciones fueron primero diseñadas con base en las ciencias de la física y de la ingeniería, apoyados con programas en su mayoría realizados por el mismo GIF de cálculo numérico, una vez determinada, por ejemplo, la forma de la bobina D-Shaped se procede a establecer con los mejores parámetros para la generación de campo, el diseño del S272 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 conductor, se comenta que para ello, en un conductor de cobre, se emplean tiempos de corto circuito de máximo 700 ms, una vez determinada forma, generación de campo magnético, área del conductor, se procede a realizar en software de 3D CAD, el diseño en 3D de la bobina, usamos el SolidWorks para éste fin. Después de ello procedemos a aplicar simulaciones de elemento finito para estudios de temperatura, resistencia mecánica, corriente, campo magnético, etc. Figura 5. Simulación de campos magnéticos sobre bobinas. El diseño de las geometrías de nuestros Tokamak, se han corroborado respecto a sus tres factores dimensionales como son la razón de aspecto (A), su factor de seguridad (q) y su razón (β) entre la presión cinética del plasma y la presión magnética [15]. Tenemos que decir que para el diseño de las bobinas toroidales se necesitó en primera instancia determinar la forma de la geometría de la bobina y después el amplio estudio de conductores que nos permitieron explorar una gran matriz de áreas de los mismos y entre los cuáles se ha elegido uno que cuenta con la suficiente área para soportar en su través una corriente promedio de 10,000 A, las bobinas toroidales generan en el primer desarrollo 1.6 T se generaron programas en lenguaje Fortran para cubrir este fin. Como parte del diseño, se realizan diversos análisis como son: mecánicos para las estructuras, térmicos para las bobinas debido a la corriente, de refrigeración para bobinas y cámara de vacío, generación de campos magnéticos por las bobinas, esfuerzos en cámaras de vacío, el diseño nos permite desarrollar versiones optimizadas sobre cada una de nuestras propuestas. S273 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 9. DISEÑO APLICADO A LA PLATAFORMA DE SEGURIDAD Y DE EXPLORACIÓN – 1 EXPERIMENTAL (PSE-1X) Nuestra Plataforma se compone además de POLAR de un servidor gráfico, que cuenta con las siguientes características: 16GB RAM, 6 Core AMD Processing, Nvidia Quadro Graphics al que le denominamos PANDA. Entre sus funciones está precisamente el diseño mecánico tanto en 2D como en 3D, apoyando también con simulaciones. Para sostener los objetivos del GIF, se ha diversificado el interés y se han desarrollado nuevos proyectos como el de la Nave Dirigible Doble Rígido, PSE1X. Figura 6. Estudio realizado con el software COMSOL Multiphysics y el Módulo de SolidWorks para fluidos que permite comprender la velocidad del viento en la Plataforma de Seguridad y Exploración – 1 eXperimental (PSE-1X) y la distribución de las presiones Es una nave que permite -dependiendo de la carga- sostener hasta 500 toneladas, y es multifuncional, multipropósito, de gran altura y las áreas de trabajo en las que puede desarrollarse son: Plataforma de control de tráfico terrestre, estación retransmisora de señal, meteorológica, de seguridad y vigilancia, publicidad, defensa, portadrones y de pasajeros. La Figura 5 es tan sólo un ejemplo de las simulaciones que actualmente desarrollamos sobre la PSE1X, gracias a la Plataforma de Supercómputo, Cálculo y Diseño, éste proyecto en específico ha desarrollado 5 Modelos Industriales hoy con título por el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI) y 7 desarrollos de Patente también ya depositados ante el IMPI, ha ganado 15 premios en las Ediciones 2016, 2017, 2018 del Premio UANL al a Invención, la nave en sí tiene como características: autosustentable, puede emplear energías renovables (solar y eólica); mayor capacidad de vuelo (4 semanas); navegación redundante; construida modularmente permitiendo generar varias configuraciones aerodinámicas; innovación en materiales para resistir mayor carga, y el empleo de Impresión 3D para ellos. S274 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 10. CONCLUSIONES El supercómputo nos ha permitido la generación de conocimiento y el desarrollo de nuevas tecnologías, al reproducir mediante modelos físico-teóricos y de análisis, múltiples fenómenos que abarcan desde la modelización multiescala en el área de la ciencia y tecnología nuclear, como el diseño en 3D de nuestras instalaciones experimentales de confinamiento magnético Tokamak: “T” y “TEA-T”. En este esfuerzo científico tecnológico, participan adecuadamente aplicaciones que permiten explotar todos los recursos de nuestra Plataforma POLAR, PANDA para convertirla en algo más que una simple herramienta computacional: nuestro centro neurálgico de supercómputo, cálculo y diseño: PSCD. Es ampliamente notable el incremento de la capacidad que al día de hoy poseen los sistemas computacionales, como bien se ha comentado no sólo en diseño sino también en cálculo, nuestra PSCD nos ha permitido abordar con mayor libertad Proyectos de Sustentación Económica que sostienen el interés primordial del GIF para iniciar la siguiente fase: la construcción del Tokamak Esférico de Apoyo hacia T, TEA-T. El Proyecto TEA-T ésta siendo llevado a cabo en conjunto con la Universidad Estatal de San Petersburgo (SPbSU) en la Federación Rusa, el GIF de la UANL entonces desea consolidar el área de la Fusión por Confinamiento Magnético en nuestro País. La elección de un sistema operativo (GNU/Linux) junto con sus aplicaciones libres, ha sido de vital importancia debido a las ventajas que presenta la licencia GPL. Esto nos permite desarrollar códigos para la implementación de conocimientos en el ámbito de la generación de la energía en el campo de la fusión nuclear, sin tener que destinar recursos económicos para la obtención de Licencias, exceptuando a nuestros programas de Diseño en 3D y de análisis en Multifísica que corren con Licencia Comercial. El proyecto del Data Center/Centro de cómputo de alto rendimiento proyecta un gran potencial que con el apoyo del Posgrado de la FIME, como ha sucedido hasta ahora, podrá contribuir al fortalecimiento de la plataforma a través de la unión de los proyectos de investigadores y el financiamiento de las convocatorias de infraestructura existentes, adquiriendo el equipamiento necesario para la creación de la plataforma de cómputo y alto rendimiento beneficiando a el área de investigación y academia otorgándoles una plataforma para desarrollo de sus proyectos, todo el equipo con el que actualmente cuenta la FIME se puede fortalecer gracias al apoyo que pueden otorgar los profesores investigadores y la necesidad que día a día crece para el computo de alto rendimiento. Se debe contar con un espacio físico con las características ideales para la construcción de este Data Center/Centro de cómputo de alto rendimiento las cuales son, energía regulada, clima controlado, seguridad física, planta de emergencia, personal de atención para servicio técnico e infraestructura así como sus respectivas certificaciones. S275 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 AGRADECIMIENTOS Agradecemos de antemano al Programa para el Mejoramiento de Profesorado (PROMEP) clave: UANL-EXB-156 por el Apoyo Económico de este proyecto. Así mismo agradecemos el soporte que realiza la Dirección General de Informática (DGI) de nuestra Universidad hacia nuestra SGI Altix XE 250: POLAR. REFERENCIAS 1. Salvador, M., et al, Mexican Design of the Tokamak Experimental Facility, 23ra IAEA Fusion Energy Conference; Daejeon, Korea, (2010). 2. Guevara, J.A.; et al, 60 GHz 300 kW Gyrotron General Design for the Mexican Tokamak “T”, 26 IAEA Fusion Energy Conference, Kyoto, Japan (2016) 3. http://www.top500.org/stats/list/34/osfam “Operating system Family share for 11/2009” 4. Bernardini, F., Colombo, L. “Interaction of doping impurities with 30° partial dislocations in SiC: an ab initio investigation”, Phys. Rev. B 72, 085215 (2005). 5. Colombo, L. “Tight-binding molecular dynamics”, Rivista del Nuovo Cimento 28, no.10, 1 (2005). 6. Fu.C.C.; Weissmann, M.; “Tight Binding molecular dynamics study of amorphous carbon deposits over silicon surfaces”, Phys. Rev. B 60 (1999) 2762-2770. 7. Xu. C.H.; Wang, C.Z.; Chan, C.T.; Ho, K.M.; “A transferable tight binding potential for carbon”, J. Phys.: Condens. Matter 4 (1992) 6047-6054. 8. Kwon, I.; Biswas, R.; Wang, C.Z.; Ho, K.M.; Soukolis, C.M.; “Transferable tight-binding models for silicon”, Phys. Rev. B 49 (1994) 7242-7250. 9. Mura, D.; Colombo, L. et al, “Structural and chemical order of bulk Si1-xCx amorphous alloys”, Phys. Rev. B, Vol. 58, 16, 1998. 10. Salvador,M.; Perlado,J.M.; Mattoni,A.; Bernardini,F.; Colombo,L. “Defect energetics of β-SiC using a new tight-binding molecular dynamics model”, Journal of Nuclear Materials (08 2004), Elsevier; ISSN: 0022-3115; Vol. 329, pages 1219-1222. 11. Rüschenschmidt, K., Bracht, H., Laube, M. et al, “Self-diffusion in isotopically enriched silicon carbide and its correlation with dopant diffusion”, J. Appl. Phys. 96 (2004), 1458-1463, ISSN: 0021-8979. 12. Lucas, G., Pizzagalli, L., “Ab initio molecular dynamics calculations of threshold displacement energies in silicon carbide”, Physical Review B, Vol. 72, Article Number: 161202, ISSN: 10980121, (2005). 13. Lucas, G., Pizzagalli, L.,,“Theoretical study of the recombination of Frenkel pairs in irradiated silicon carbide”, Journal of Physics Condensed-Matter, Vol. 19, Article Number: 086208, ISSN:0953-8984 (2007). 14. Angular and Articulated Pellet Mechanism on the Mexican Tokamak Experimental Facility, Symposium on Fusion Technology, Porto, Portugal (2010) 15. Ludwig, G.O.; Del Bosco, E.; Ferreira, J.G.; Berni, L.A.; et al; “Spherical Tokamak development in Brazil”, Brazilian Journal of Physics, Vol. 33, no.4, pp. 848-859, December 2003. S276 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Diseño D-shaped para las bobinas toroidales en dispositivos de confinamiento magnético de fusión. M. Salvador, L. R. Hernández, J. González, S. Martínez Grupo de Investigación de Fusión, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad Autónoma de Nuevo León Pedro de Alba S/N, ciudad universitaria, San Nicolás de los Garza, N.L., México max.salvadorhr@uanl.edu.mx, raulhdz0296@gmail.com E. Chapa Grupo de Investigación de Fusión, Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Universidad Autónoma de Nuevo León Pedro de Alba S/N, ciudad universitaria, San Nicolás de los Garza, N.L., México emiliochvi@gmail.com G. M. Voryobov Departamento de Física. Universidad Estatal de San Petersburgo, Federación Rusa. Resumen El presente artículo cubre el diseño de las bobinas ‘D-shaped’ para un sistema toroidal que conforma una parte fundamental de un reactor nuclear de fusión por confinamiento magnético. Para ello, se empieza del análisis puramente matemático de la curvatura en forma de ‘D’ sin entrar en el aspecto electromagnético del arreglo como primera aproximación de la superficie. Se llega a una ecuación diferencial cuya solución puede ser dada de manera analítica o numérica, en nuestro trabajo, esto se logró a través de una metodología numérica programando un algoritmo en lenguaje Fortran. Se establecieron criterios sobre nuestros valores dimensionales para proseguir con la configuración del diseño de la bobina toroidal en tres dimensiones con ayuda del software SolidWorks (diseño 3D CAD). Presentamos entonces el diseño de los sistemas magnéticos toroidales dándole la debida importancia a la relación del radio de la bobina ‘D-shaped’ con el campo electromagnético que se puede generar, siendo así mostramos los campos magnéticos toroidales generados con diversos valores de corriente sobre la bobina y su relación con el aspecto geométrico respecto al radio mayor de la instalación. El presente estudio permite entonces determinar la correcta geometría que debe aplicarse a bobinas toroidales de reactores de fusión por confinamiento magnético, el presente estudio puede generar geometrías aplicadas a Tokamaks convencionales, de Baja Razón de Aspecto y Tokamaks Esféricos. También el estudio permite sentar la base para determinar el diseño del área del conductor que conforma la bobina. S277 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 1. INTRODUCCIÓN Un Tokamak es, en esencia, un dispositivo magnético toroidal diseñado para permitir el confinamiento sobre un plasma, el cuál debe poseer ciertas características tales como: densidad, temperatura y confinarle en un tiempo suficiente para gestar las reacciones de fusión en él. Las condiciones extraordinarias presentes en el plasma hacen atractivo a este dispositivo como una fuente de explotación de energía. Esta configuración magnética toroidal es una de las concepciones de generación de fusión nuclear más prometedoras en nuestro actual siglo, desde que, en 1950, Igor E. Tamm y Andrei D. Sakharov por parte del Instituto Kurchatov en tiempos de la Unión Soviética (U.R.S.S.) publicaron su artículo fundamental sobre la fusión magnética [1, 2, 3, 4]. A lo largo de los años, avances en los dispositivos de fusión por confinamiento magnético en el área de la fusión nuclear han demostrado que la humanidad está cada vez más cerca de conseguir energía gracias al aprovechamiento de ellos, en este sentido los Tokamaks son las máquinas que más se han desarrollado en este ámbito, por lo tanto, tales sistemas han obtenido total interés e inversiones en grandes países. En Francia actualmente se está concluyendo la construcción del primer reactor por confinamiento magnético, es un Tokamak y es el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER, siglas en inglés) [20], este máquina, tiene como objetivo el demostrar la integración de todos los sistemas inherentes a un reactor de confinamiento magnético como la seguridad y la explotación de la fusión nuclear como fuente de energía, las investigaciones sobre ITER han avanzado con certeza y hoy incluso existe la proyección hacia un reactor mucho más compacto que se llama DEMO. Los países que actualmente están participando en ITER son: la Federación Rusa, los Estados Unidos de América, la Unión Europea, Japón, la República Popular de China, India, Corea del Sur, y del Grupo del G5, sólo Brasil, México y Sudáfrica no participan. En la Universidad Autónoma de Nuevo león (UANL) a través del Grupo de Investigación en Fusión (GIF) conformado por personal de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (FIME) y la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas (FCFM) ha desarrollado 4 diseños de instalaciones de confinamiento magnético y 1 de ellas será construida en colaboración con la Universidad Estatal de San Petersburgo en la Federación Rusa. Nuestra instalación entonces permitirá fortalecer el campo de la Fusión Nuclear en México. Los diseños generados muchas veces se encuentran determinados por las configuraciones del mismo reactor, es decir, los parámetros que determinan el cizallamiento del campo electromagnéticos, los materiales que soportan a la generación de esos campos, así como el tiempo de operación de ellos, afecta el rendimiento de la máquina. Para optimizar y generar mayores beneficios de uso en reactores nucleares de fusión, se reconoce la indispensabilidad en los avances en áreas científicas como ciencias físicas, ciencias de la ingeniería. En la UANL en Monterrey, México, se han generado diseños Tokamak de: Baja Razón de Aspecto (LAR, siglas en inglés) como Tokamaks Esféricos (ST, siglas en inglés) [5, 6], nuestros diseños consideran en esta primera fase, materiales clásicos para los conductores de los sistemas de bobinas, con la intención de que en un futuro migremos a materiales superconductores para los sistemas S278 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 magnéticos en nuestras instalaciones. Así, se conseguirá una descarga de mayor duración en nuestros dispositivos, el GIF de la UANL tiene actualmente en vigor un convenio con la Universidad Estatal de San Petersburgo, para la construcción de Tokamaks Esféricos. de 0.5 T, Uno de nuestros diseños se enfoca a un ST pequeño y cuenta con un campo toroidal de a éste le llamamos: Tokamak Esférico de Apoyo hacia “T” (TEA-T), éste pequeño dispositivo reforzará el Diseño del Tokamak “T”, el cual evoluciona de 1.6 T a 3 T proyectándose ya no como un Tokamak de Baja Razón de Aspecto sino una configuración Tokamak Esférico de Alto Campo Magnético. Se debe reconocer que, en la configuración magnética de un Tokamak, el campo toroidal requiere ser mayor que el campo poloidal ( >> ) además de la corriente máxima del plasma debe cumplir con, siendo un factor importante en el régimen del confinamiento. Mineev [7] calcula la corriente máxima del plasma con la siguiente relación . En la historia, cuando se comenzó a estudiar el fenómeno del confinamiento magnético del plasma, se utilizaron bobinas toroidales con forma circular, debido a la simplicidad del diseño, instalación y análisis de los sistemas, pero con el paso del tiempo se han realizado estudios sobre la mejora en la estabilidad del plasma [8, 9, 10, 11], además que, debido a los campos magnéticos generados, estos afectan con tensiones-esfuerzos el conjunto de sistemas de bobinas, como a la máquina en sí [12] y ello determina la geometría de las bobinas para reducir los esfuerzos y mejorar el confinamiento [13, 14]. Hoy en día se cuentan con geometrías interesantes para las bobinas toroidales con bobinas Dshaped estableciendo la idea que actualmente ha sido proyectada en las instalaciones de ITER [15]. Debido a estos trabajos previos que han reportado excelentes beneficios es que también diseñamos nuestras bobinas con la forma D-shaped para nuestros dispositivos de confinamiento Tokamak. La fusión nuclear se encuentra cada vez más cerca de lograrse, de conseguirse, los Programas Internacionales que en conjunto y a través de convenios enriquecen el quehacer científico de la fusión, serán altamente redituables. El GIF de la UANL hace este esfuerzo para precisamente dotar a México de esta fuente de energía. El diseño de una geometría para una bobina D-shaped cuenta con un atractivo tanto en el aspecto de la Física como de la Ingeniería, pues existen cargas que tanto los conductores, sus carcasas, y sus soportes tendrán que resistir, todo un esfuerzo mecánico que, aprovechando dicha geometría, puede distribuir mejor dichas cargas, de esto dependerá la integridad de la máquina al momento de realizar las descargas de alta corriente con una interacción múltiple de campos magnéticos considerables. 2. DISEÑO DE LA BOBINA ‘D-SHAPED’ 2.1. Diseño de la geometría D-shaped. El diseño geométrico de las bobinas toroidales en un dispositivo de confinamiento, está gobernado por dos consideraciones: el esfuerzo mecánico en la bobina y el calor removido, ciertos dispositivos de investigación para el confinamiento magnético poseen bobinas toroidales regularmente circulares S279 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 o rectangulares debido a los bajos campos magnéticos en pequeños Tokamaks, sin embargo, el nivel de las fuerzas se incrementa considerablemente en Tokamaks mayores, debido a que el estrés mecánico (F) es proporcional al cuadrado del campo Toroidal ( ) y el radio mayor (R) pudiendo generar una deformación en las bobinas [8, 9, 10, 17]. Esto tuvo solución gracias al análisis de File et al [10, 12, 13, 14], incorporando un nuevo tipo de bobinas toroidales ‘D-shaped’, donde el radio de curvatura llega a ser pequeño cuando la presión magnética es grande [17]. El campo magnético en el diseño toroidal es inversamente proporcional al radio (r) [13, 14], así como la presión magnética es proporcional a . Obteniendo así que, esto para tener una distribución uniforme del estrés mecánico. Una geometría toroidal en la forma D-shaped depende de: (1) (2) La descripción analítica para la generación de la forma de las bobinas toroidales D-shaped en un caso ideal con bobinas continuas (no uniones eléctricas) puede ser expresada a través de la ecuación diferencial [13, 14, 17]: (3) (4) Donde (k) es la relación entre el radio externo-interno de la D-shaped, la ecuación 3 permite trabajar el radio (r) de la D-shaped en función de la altura (z). Se debe hacer notar que la distribución espacial del campo magnético depende de la geometría, y que el factor (k) puede ser también como sigue a través de las siguientes ecuaciones: (5) Donde (T) es la tensión promedio. Se reporta del artículo de Raeder [17] dos soluciones a la ecuación (3) a partir de una parametrización, ignorando la proporcionalidad inversa del campo magnético con respecto al radio (es decir, campos magnéticos toroidales ideales) y tratando a las bobinas como filamentos de corriente infinitamente delgados, es decir, el análisis puramente matemático. Su trabajo, da una solución analítica con funciones de Bessel, y otra, una solución numérica, siendo esta última S280 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 solución la base para este trabajo. A continuación, procederemos a describir nuestro desarrollo matemático y resultados de nuestras simulaciones. 2.1.1. Solución Numérica. Con la intención de solucionar la ecuación (3) con la parametrización brindada en el artículo de Raeder [17] y mostradas en las ecuaciones (7) y (8), se logra una dependencia de la altura (z) de la bobina y su radio (r) con respecto al ángulo: (7) (8) Donde ‘ ’ es la longitud de la curvatura. Las ecuaciones anteriores, deben cumplir las siguientes condiciones iniciales para conseguir la forma en ‘D’: (9) (10) Donde ‘ ’ es el punto donde el radio (r) es mayor. Las integraciones analíticas de las ecuaciones (7) y (8) dan como resultado una expresión que fácilmente puede emplearse (11) pero otra que necesita una integración numérica o en su defecto, usar las funciones modificadas de Bessel de primera clase y orden n: (11) (12) Desarrollamos un algoritmo que programamos en Fortran, dicho programa estable para cada radio (r), y altura (z) que, facilitamos la solución a ambas ecuaciones (11) y (12) escribiendo un programa en el lenguaje de programación Fortran. De lo cual se consigue la siguiente gráfica: S281 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 1. Gráfica de la solución numérica de las ecuaciones 11 y 12. Tenemos la capacidad de estudiar y cubrir diferentes relaciones de radio, altura, características de la bobina que obviamente en el mundo de los Tokamaks interesan pues se pueden abordar: convencionales, de baja razón de aspecto y Tokamaks Esféricos. Este desarrollo realizado por el GIF- UANL le ha permitido desarrollar las dos últimas configuraciones, el Tokamak ”T” que es de Baja Razón de Aspecto y el TEA-T el cual es un Tokamak Esférico. Se desea conseguir la superficie D-shaped con mediciones óptimas y para ello, visualizaremos distintas gráficas pues nos interesa obtener en el centro el valor. Figura 2. Diferentes gráficas modificando la relación de radios (k) para ‘n’ cantidad de bobinas. 3. ESTUDIOS DE GENERACIÓN DE CAMPO MAGNÉTICO RESPECTO AL RADIO MAYOR (R) Cuando uno trata de calcular los campos del conductor, se puede integrar la Ley de Biot-Savart [12, 18]: (13) S282 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 es el vector del campo magnético en la posición , es la permeabilidad magnética Donde del espacio libre, I es la corriente conducida por el conductor, es el vector localizado en el conductor, dl es el segmento diferencial conductor en la dirección del flujo de la corriente. Al ser un diseño complejo de la bobina como el que se propone, el Grupo de Investigación en Fusión [19] estableció para la generación del campo magnético toroidal ( ) a través de la bobina Dshaped: (14) La integral (13) tiene problemas por divergir cuando se aproxima a usando una ecuación más fundamental, siendo la Ecuación de campo: , este problema se evita (15) Aquí dA, es la diferencial del área de la sección eficaz del conductor y J es la densidad de corriente, se ha encontrado que para bobinas circulares, rectangulares o D-shaped, la integral (15) puede ser parcialmente evaluada permitiendo una línea integral de una dimensión con un argumento que permite relacionar los valores y . La distribución radial del campo magnético toroidal para una bobina delgada puede ser aproximada en su evaluación por las siguientes ecuaciones: (16) (17) y pueden desaparecer, es decir, la forma de las Las singularidades de los radios, cuando bobinas toroidales de campo D-shaped, se convierte en circular cuando N es pequeño. Siendo así, es posible evaluar el campo magnético de la bobina. Es verdad que analizar un sistema completo como el que proponemos puede resultar arduo, sin embargo, se pueden realizar análisis generales que al final dan resultados coherentes con respecto a los obtenidos para la generación del campo magnético y la tensión), por lo tanto, estableceremos que el campo magnético toroidal en una sección transversal no es uniforme, pero mantiene una relación con respecto al radio mayor de la D-shaped de la siguiente manera (ver FIGURA 3): (18) S283 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Se asume y respeta que los resultados generales no dependen del traslape perfecto de las secciones eficaces del toro o del solenoide, sino que dependen de la exactitud con la cual un campo toroidal está en concordancia con la consideración electromagnética básica: (19) (20) En la ecuación (19) , I es la corriente de alimentación en la bobina conductora, es el total de vueltas sobre todas las bobinas (ej. JET tiene 32 bobinas por 24 vueltas cada una = 768); R, es el radio en el cual el campo es requerido. Este diseño de forma de bobina nos permite trabajar con el diseño del conductor, en este caso es cobre, para ello consideramos tiempo de corto circuito. Esto quiere decir que, ese campo (o capa) toroidal depende de cómo está empaquetado uniformemente y cómo está cerrado en el espacio, la ecuación (19) contiene además un número ya determinado de vueltas para el toroide, estas portan al igual, una corriente también establecida, si existiesen algunas zonas con cierto espacio entre ellos, entonces sí, la mejor exactitud provendría de las integraciones de línea de campo a lo largo de toda la bobina para nuestra D-shaped, ecuación (15). El Toro Conjunto Europeo (JET, siglas en inglés) integra en sus cálculos la validación de consideraciones básicas (ecuaciones 19 y 20) para calcular el campo en el interior del toroide y su tensión [16], presentado también por la División de Energía por Fusión y el Oak Ridge National Laboratory en sus estudios respecto al traslape [8]. Para esto, se escribió un programa en Fortran y se generaron las curvas que se aprecian en la Figura 3 que involucran la ecuación (19) que concentra la relación del radio y su barrido de campo magnético, con un valor de corriente de 10,000 A y número de vueltas de 8, 9, 12, 15, 20, 22, 25 y 30 vueltas por bobina, que multiplicadas por el número total de bobinas (12, 14 y 16), darán completamente el número total de vueltas por bobinas en el toroide para determinar el campo toroidal más adecuado en cada configuración de corriente. S284 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 3. Gráficas del campo magnético manteniendo la corriente de 10, 000 A en la bobina D-shaped para un campo magnético de 1.6 T a 0.41 m. La forma correcta de la interpretación para la generación del campo toroidal es determinar el campo magnético en el centro de nuestra cámara de reacción [16] para encontrar los campos toroidales externos ( ) e internos ( ). El JET reporta la generación de 4 T usando la ecuación (19) con una corriente de 78, 000 A a 3 m de radio con el razonamiento escrito anteriormente. 4. DISEÑO 3D CAD Con ayuda del software SolidWorks, el uso de las ecuaciones (11) y (12), y con la Figura 2 se obtuvieron los radios interior y exterior de la bobina D-shaped con un mayor aprovechamiento para la confinación del plasma. Figura 4. Propuesta de la bobina D-shaped del Grupo de Investigación en Fusión S285 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Se visualiza en la Figura 4 una bobina D-shaped reproducida paralelamente en el espacio y haciendo una conexión entre todas para tener un circuito cerrado por el cual una corriente puede conducir. Se hizo un estudio con el conductor a tiempo de corto circuito. 5. CONCLUSIONES El sistema magnético toroidal en un reactor nuclear de fusión es uno de los estudios primordiales en el diseño de un reactor de confinamiento magnético, debido a que generará el espacio donde el plasma quedará confinado, gracias a las contribuciones de Tamm, Sakharov y avances establecidos por File y Reader (entre otros científicos), es que el Grupo de Investigación en Fusión (GIF) diseñó a través de consideraciones matemáticas las bobinas toroidales para sus dispositivos Tokamak, dando inicio a un panorama enorme de investigación como aspectos magnéticos, térmicos, mecánicos, y se orienta hacia materiales superconductores de alta temperatura, además de proyectar las siguientes áreas de interés como lo son la construcción del TEA-T con la Universidad Estatal de San Petersburgo (SPbSU, por sus siglas en inglés). El GIF-UANL posee investigadores, desarrollos tecnológicos, convenios científicos y de acuerdo a sus estimaciones de tiempo, nuestras configuraciones Tokamak entrarán en operación pronto, así que nuestros esfuerzos se enmarcan en el progreso para contribuir en los avances científico-tecnológicos de la fusión por confinamiento magnético en Tokamaks. El siguiente paso que posee el GIF por delante es la construcción de la evolución del Tokamak “T” que evoluciona de 1.6 T a 3 T y que deja de ser de Baja Razón de Aspecto para convertirse en un Tokamak Esférico, para ello es que se apoyará en el diseño de un pequeño Tokamak Esférico de Apoyo hacia “T” de 0.5 T que reforzará el diseño y construcción final del Tokamak “T”. AGRADECIMIENTOS El Grupo de Investigación en Fusión agradece al PRODEP (anterior PROMEP), por el apoyo brindado gracias a la aprobación del Proyecto de Fusión (UANL-EXB-156), que ha permitido generar nuestra Plataforma de Supercómputo, Cálculo y Diseño (PSCD) con nuestras máquinas POLAR (SGI Altix XE250) y PANDA. REFERENCIAS 1. A.D. Sakharov. “Fizika Plasmy i Problema Upravlyaemykh Termoyadernykh Reaktsii”, Vol. 1; Ed. M. A. Leontovich; Moscú, p. 20, (1958). 2. I.E. Tamm. “Fizika Plasmy i Problema Upravlyaemykh Termoyadernykh Reaktsii”, Ed. M. A. Leontovich; Moscú, p. 3, (1958). 3. E.A. Azizov. “Tokamaks: from A.D. Sakharov to the present (the 60-year history of Tokamaks) /A.D. Sakharov’s 90th Birthday Commemoration”, Russian Academy of Sciences, (2012). S286 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 4. 5. V.D. Shafranov. “Atom. Energ.”, 19 (2) 120 (1965). Azizov, E.A.; Mineev, A.B.; “On the limits of compactness of Tokamak-based neutron sources”, Problems of Atomic Science and Technology, Ser. Thermonuclear Fusion, (2012). 6. Azizov, E.A.;. Mineev, A.B.; “Joint Upgraded Spherical Tokamak”, Troitsk Institute for Innovation and Thermonuclear Research. 7. A.B. Mineev. Physico-Technical Fundamentals of Controlled Thermonuclear Fusion, Publishing House of the Saint Peterburg Polytechnic University, en Ruso (2006). 8. W.H. Gray, et al. “Bending free toroidal shells for Tokamak fusion reactors”, The Johns Hopkins University Press, (2001). 9. Y.V. Gribov.; L.E. Zakharov.; S.V. 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S287 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 S288 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Consideraciones generales sobre la cámara de vacío del Tokamak “T” M. Salvador, L.R. Hernández, D.I. Sánchez, M.A Villarreal, J. González, S. Martínez, M. García Grupo de Investigación en Fusión, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad Autónoma de Nuevo León, Pedro de Alba S/N, ciudad universitaria, San Nicolás de los Garza, N.L., México max.salvadorhr@uanl.edu.mx J.A. Guevara, E. Chapa Grupo de Investigación en Fusión, Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Universidad Autónoma de Nuevo León, Pedro de Alba S/N, ciudad universitaria, San Nicolás de los Garza, N.L., México G.M. Vorobyov Departamento de Física, Universidad Estatal de San Petersburgo Federación Rusa Resumen La cámara de reacción de un reactor de fusión nuclear es una de las partes esenciales e importantes dentro de la constitución e integridad del reactor, marca con su tiempo de operación la vida de un reactor de fusión, sea de confinamiento magnético o inercial, el Grupo de Investigación en Fusión (GIF) de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL) ha realizado 4 diseños de cámaras de vacío, 2 diseños corresponden al Tokamak de Baja Razón de Aspecto, conocido como el Tokamak “T”, los otros 2 corresponden al Tokamak Esférico de Apoyo hacia “T”, TEA-T, además debido a la colaboración con la Universidad Estatal de San Petersburgo de la Federación Rusa, se ha propuesto un último diseño el cual es también un Tokamak Esférico. En este artículo entonces, analizaremos de manera general las consideraciones generales sobre el diseño de la cámara de un Tokamak como lo es “T”, estableciendo las características inherentes para la concreción de los diseños, que nacen de un estudio sobre la geometría de la forma D-Shaped para reactores de fusión por confinamiento magnético, en este caso orientado a la configuración Baja Razón de Aspecto Tokamak. La cámara del presente diseño presenta las consideraciones generales sobre estructura y elementos que constituyen la cámara y tiene como objetivo sentar consideraciones de ingeniería y aspectos de la física inherente a los Tokamaks. 1. INTRODUCCIÓN En la época actual la energía por Fusión Nuclear promete un desarrollo muy concreto, desde que se originó en los años 50 del pasado siglo XX, la forma en la cual el plasma se debe controlar ha sido un tema complejo y a la vez interesante, ya que éste presenta condiciones extremas las cuales son necesarias para realizar la fusión, pues para llegar a ello debe cumplir con el criterio de Lawson en S289 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 densidad, temperatura y tiempo de confinamiento (η, T, τ) que establece directamente la explotación de un plasma termonuclear. Entonces una de las áreas fundamentales en fusión es el diseño de las cámaras de reacción en reactores de fusión, donde un plasma puede desarrollarse, estabilizarse, confinarse, y sus materiales de cara al plasma, deben de resistir toda la radiación neutrónica que nace de las reacciones de fusión (14.1 MeV, energía de los neutrones), fungiendo como barrera primaria contra la emisión de radiación. En la cámara de reacción o de vacío, se desarrollará el plasma, y es la alta frontera de la interacción plasma-materia, es la sección donde se convertirá y transmitirá la energía naciente del plasma y donde todos los sistemas son soportados estructuralmente y se conectan para generar, sostener y controlar la fusión. Entonces la cuestión de la geometría de la cámara constituye per se, una actividad de investigación vital. En Fusión por Confinamiento Magnético (FCM), la cámara ayuda a estabilizar el plasma; en Fusión por Confinamiento Inercial (FCI), deberá contar con las aberturas propias para que los sistemas de iones (pesados o ligeros) puedan iluminar al blanco y realizar la fusión nuclear. En ambos confinamientos han existido varias máquinas experimentales y decenas de conceptos que han explotado diversas configuraciones geométricas, para ambas formas de confinamiento, el material de cara al plasma tiene que mantener sus propiedades termomecánicas la mayor cantidad de tiempo posible para ser efectivo en la conversión de energía y determinar con ello, el tiempo de operación de la máquina, además debe de resistir a ese bombardeo de neutrones, activándose y transmutándose lo menos posible, varios estudios se han realizado respecto a los materiales de primera pared, tanto teóricos como experimentales, desde la primera fase de daño por irradiación desarrollando códigos (VASP ab initio, Tight Binding [1] o empleando potenciales clásicos empíricos) enmarcando a la dinámica molecular hasta la dinámica de dislocaciones en la modelización multiescala [2], para entender los mecanismos de daño, generación de grietas, hinchamiento, y condiciones extremas bajo irradiación con el fin de mejorar los materiales de cara al plasma, aunado a ello, también habrá que decir que existen conceptos y proyectos sobre la reproducción de tritio dentro de las cámaras, el cual es uno de los combustibles que pueden explotarse en un reactor de fusión nuclear, siendo así también existen estas consideraciones de cámaras reproductoras de tritio dentro del vasto mundo de las cámaras de reacción. Todos los materiales de cara al plasma que conforman a un reactor de fusión entonces sufren abrasiones, desgaste, sirven para reproducir tritio, proteger al personal fuera de la instalación, deben soportar condiciones extremas termomecánicas y de radiación, además de ello, la cámara esta refrigerada, proporcionando la evacuación del calor con un refrigerante que circula alrededor de ella. Las cámaras de reacción deben cumplir con tres funciones principales: ƒ ƒ ƒ Hacer más eficiente la conversión y aprovechamiento de la energía del neutrón engendrado por el plasma termonuclear. Proporcionar protección a la estructura exterior tanto de los sistemas como de las personas. Contribuir a la estabilización pasiva del plasma. S290 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Ésta comprobado que, el flujo de neutrones ocasiona, sobre los materiales de las cámaras de reacción de primera pared en fusión y/o en las vasijas de fisión, un debilitamiento, una merma considerable en las características termomecánicas de los materiales involucrados (hinchamiento, fragilización, pérdidas de conductividad térmica, resistencia a la tensión-compresión, etc.), además de una activación del material [3]. Esto efectos son debido al bombardeo de neutrones los cuales originan enormes cascadas de desplazamientos de los diferentes átomos que conforman los materiales; algunos neutrones con energía suficiente llevan a cabo, dentro del material, reacciones inelásticas que vuelven activo a lo inerte, originando con ello, la primera fase de daño por irradiación neutrónica. Figura 1. Modelo del Reactor Termonuclear Experimental Internacional, ITER (siglas en inglés), mostrando la cámara de reacción, cortesía ITER. Los problemas que comprometen la capacidad de la fusión nuclear radican en la presencia de las radiaciones (sobre todo neutrones) y como hemos visto la consecuente producción de los elementos radioactivos, para ello entonces tenemos que considerar los criterios de elección de los materiales estructurales: ƒ ƒ Sí recapitulamos un poco, podremos decir que el daño que se producirá en los materiales estructurales será mayor en un reactor de fusión que en uno de fisión, pues el flujo de neutrones es mayor en la primera. La vida estimada de los componentes de primera pared, resulta entonces limitada ocasionando la disminución de la seguridad para el personal de la planta, fiabilidad de sistemas y sobre todo en la economía de la instalación. La activación de los materiales estructurales puede ser un problema y aumentar los costes en el funcionamiento de la planta como su posterior desmantelamiento. S291 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 ƒ En los reactores de primera generación, será inevitable la presencia de tritio, y habrá que tratarle para evitar el peligro de su actividad hacia las personas y el medioambiente. Tendremos que hacer hincapié que todos los problemas relacionados con la radiación que nacerá de las reacciones, van a depender en gran medida de la respuesta de la irradiación de los materiales del reactor, sobre todo aquellos que serán considerados como de primera pared de la cámara de reacción. Ya que no basta solamente elegir aquel que presente las mejores características en las propiedades mecánicas, térmicas, y la eficiencia de transmisión del calor (sellando el rendimiento de la máquina en un factor económico que dependerá de la conversión de energía para la generación de electricidad), también es necesario garantizar que sus propiedades se mantendrán lo máximo posible contra los efectos de la radiación y que se disminuya lo más que se pueda, el nacimiento de radionucleidos peligrosos de vida media o larga. Los criterios de elección que debemos considerar de un nivel de activación dependen de la definición de material de baja activación que se basa siempre por la definición de situaciones precisas de referencia, como pueden ser, reciclaje manual o remoto, enterramiento superficial o profundo, etc.; y que se rigen por el seguimiento de las normas legales en los cuáles se fijen los límites de actividad considerados aceptables en cada caso. 2. PARÁMETROS DE LAS CÁMARAS DE VACÍO EN TOKAMAKS El Tokamak se caracteriza generalmente por su forma de dona (geométricamente llamada toro), con una sección transversal en forma de D (ver Figura 1), la cual es determinada así por los efectos que realizan los campos magnéticos confinantes: el poloidal y el toroidal. Cuando el plasma caliente se confina mediante campos magnéticos que actúan como trampa magnética para las partículas cargadas del plasma (las cuáles obedecen a las leyes de Lorentz) se le conoce como confinamiento magnético, puede llegar a conseguir la combustión del mismo mediante el aporte de energía por los propios subproductos de fusión y sistemas externos de calentamiento. Aquí juega un papel fundamental el aspecto geométrico, la dirección toroidal se denota con el símbolo (φ) y ella, gira alrededor de la cavidad de la cámara de reacción o dicho de otro modo, como si la línea del campo magnético fuese perpendicular a la figura que estamos observando, a su vez la dirección poloidal que se le denomina con el símbolo (Θ), gira envolviendo a la dona o donut en un plano perpendicular a la dirección toroidal. Las partes principales de que consta un Tokamak, son: el solenoide central, las bobinas de campo toroidal, las bobinas poloidales de control de plasma ó bobinas de campo vertical, las bobinas de corrección y la cámara de reacción o de vacío. La determinación de la geometría que permite una configuración magnética de una instalación se encuentra determinada por 3 parámetros principalmente [4]: ƒ Parámetro Se define como el cociente entre la presión cinética y la presión magnética: S292 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 (1) ƒ Factor de seguridad (q) Se determina por la siguiente ecuación: (2) ƒ Relación de aspecto ( }) Representa la relación geométrica existente entre el radio mayor de la instalación y el radio menor del plasma en la sección toroidal: (3) De los parámetros anteriores, se genera una variedad de configuraciones. En la Figura 2, se muestra una configuración en donde se denota como Radio Mayor a R0, siendo (a) el radio menor del plasma, (k) la elongación y q95 el factor de seguridad en la sección transversal de una configuración Tokamak. Figura 2. Parámetros principales de una configuración magnética Tokamak El Tokamak es una configuración magnética originada en la URSS en la década de los años 50, y el reactor más importante al día de hoy y que entrará en operación pronto es el: Reactor Termonuclear Experimental Internacional, ITER, y demostrará la viabilidad de la fusión S293 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 termonuclear para fines pacíficos, aunado a esto, existen diversas configuraciones que generan y acoplan los conceptos anteriormente citados, trabajando con la densidad y temperatura del plasma, así como el tiempo de confinamiento. Esto puede apreciarse ya en las ecuaciones anteriormente citadas relacionando dichas configuraciones entre estos parámetros fundamentales (ver Figura 3): SpheroTokamak (ST), Spheromak, Campo reversible (FRC), Tokamak, etc. La situación actual dentro del panorama internacional de investigación en fusión nuclear pone de relievo la amplia participación en la investigación con la configuración Tokamak, pudiendo decirse y afirmarse entonces que los primeros dispositivos de ignición serán los Tokamaks, como es el caso de ITER, más en el futuro, cuando se hayan comprendido bien todas las características inherentes de la fusión, otro tipo de dispositivos de confinamiento magnético como los stellarators podrían ser aprovechados también como reactores de fusión. Figura 3. Parámetros principales de diversas configuraciones magnéticas que relacionan al factor de seguridad (q), a la razón de aspecto (A), y al parámetro (β) [4] 3. CONSIDERACIONES DE LA CÁMARA TOKAMAK “T” En la Universidad Autónoma de Nuevo León, el Grupo de Investigación en Fusión conformado entre dos Facultades: Ingeniería Mecánica y Eléctrica (FIME) y la de Ciencias Físico Matemáticas (FCFM), considera los siguientes objetivos, 1.- Formación de recursos humanos altamente capacitados en el área de las energías alternativas como lo es la Fusión Termonuclear, 2.Generación de conocimiento científico e innovación tecnológica en el campo de ingeniería y de la física nuclear para beneficio de nuestro País, 3.- Participación en proyectos de gran impacto científico-tecnológico en beneficio de México. El Tokamak “T” es un Tokamak con Baja Razón de Aspecto (A) esto indica que posee una adecuada elongación (k), también tiene un apreciable factor de seguridad (q) y tendrá una alta corriente de plasma en donde el parámetro que habrá que considerar beneficiar entonces es el (β) que nos indica la relación entre la presión térmica y magnética, la cámara del Tokamak “T” es una D-shaped. S294 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 La descripción analítica para la generación de la forma D-shaped en un caso ideal con bobinas continuas (no uniones eléctricas) puede ser expresada a través de la ecuación diferencial [5, 6, 7, 8]: (4) (5) Figura 4. Dimensiones de la cámara de vacío del Tokamak “T”, estos fueron determinados gracias al desarrollo general de las ecuaciones citadas en este documento, propuesta A. El diseño de una instalación de confinamiento magnético Tokamak, puede verse altamente beneficiado si consideramos una cámara que pueda aprovechar la geometría de la bobina, como en nuestro caso. En la Figura 1 vemos la propuesta A, comparada con la propuesta B de la Figura 5, en la parte inferior de la propuesta A, se presenta un perfil que cuenta con una sección recta que tiene como función la preparación del espacio para un divertor. En la propuesta B, dicha sección desaparece perfilando la estructura a una cámara consecuente con la D-shaped. S295 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 5. Propuesta B de la cámara de vacío del Tokamak “T”, esta cámara ya posee una sección completamente D, que se acopla a la geometría de la bobina de campo toroidal Tabla I. Características generales de la cámara de vacío del Tokamak “T” Material de la cámara: Acero inoxidable SS 304 LN Espesor de la pared de la cámara: 7 a 10 mm Altura de la cámara: 1 metro Secciones de la cámara: 6 secciones. De 15 a 18 aberturas puestas a 120°, blanket: losetas intercambiables. Refrigerante: Agua Divertor: Single null La cámara posee un diseño de Doble “casco" Radio mayor: 41 cm Radio menor: 18.5 cm Campos magnéticos: 1.6 Tesla Corriente máxima del plasma: 277 kA Sistema de calentamiento: Óhmico en su primera fase de calentamiento, Calentamiento auxiliar RF y/o partículas neutras en la segunda Duración del plasma: bobinas de cobre 300 ms, máximo 1 segundo Densidad electrónica del plasma: Temperatura de electrones: aprox. 516 eV Temperatura de iones: aprox. 280 eV La cámara del Tokamak “T”, se encuentra dividida en 6 sectores toroidales, unidos por soldaduras en el plano central, además, posee puertos de acceso alternos. El diseño propuesto tanto en A como en B, es el de toda una estructura soldada, hecha de acero y con dobles corazas como camisas (doble S296 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 casco), por este espacio entre las planchas de la cámara, circulará un refrigerante (líquido o gas) para proteger a los sistemas externos por el calor, entre el soporte de la primera pared y la pared exterior, este espacio cuenta con un espesor entre placa de 5 centímetros. Las cámaras de nuestras propuestas pueden no llevar materiales de primera pared fijados a ellas, el concepto desarrollado de nuestra cámara proyecta para el futuro el uso de materiales de cara al plasma que son importantes para los sistemas de potencia por fusión. La cámara de vacío del Tokamak “T”, tiene 18 puertos (superiores, ecuatoriales e inferiores), las zonas localizadas en los puertos superiores, pueden usarse como entrada a los canales que podrán hacer circular refrigerante al diseño propuesto de cámara de doble casco, aprovechando la gravedad. Los puertos ecuatoriales se usarán para acceder al plasma, para diagnosticarle con sus sistemas y para colocación de antenas de RF para calentarle, también para acceder por medio de un brazo autómata al reemplazo de los módulos de losetas que pertenecen a la cámara que se deslizarán a ciertos puntos de recogida, además se usarán para el posicionamiento de los sistemas de calentamiento y/o sistemas de diagnosis. Debido a la interacción de los campos magnéticos del Tokamak “T”, del campo poloidal y de la presión magnética, el plasma puede aproximarse a la pared e inducir corrientes “espejo” que pueden producir campos magnéticos que ayuden a alejar al mismo plasma de la cámara, el diseño de la cámara del Tokamak “T” de la propuesta B de la Figura 5, si solo se considerase el acero estructural para su operación de cara al plasma, beneficiaría directamente estas corrientes espejo, el acero y el espesor deben ser tales que permitan el paso de los campos magnéticos externos, sobre todo el vertical, por ende el espesor del material de la cámara se sugiere sea desde 7 mm hasta 10 mm como máximo. El acero SS 304 LN, que deseamos usar como material estructural de la instalación experimental, puede limpiarse fácilmente y por ser de baja conductividad eléctrica, los campos magnéticos podrán confinar al plasma. En una instalación como la que se ha diseñado en él GIF, se realizarán descargas de limpieza de baja potencia en la cámara para que así exista la más mínima cantidad de impurezas posibles, ya que ellas le quitan temperatura al plasma y eso afectaría enormemente a los perfiles de energía deseados en descargas óptimas. En un Tokamak, la cámara debe de evitar que se produzcan descargas en las paredes en vez de al plasma, los puertos ayudan a ello, deberán poseer material aislante y distribuir el alto voltaje que el embobinado primario puede ocasionar. En la cámara, las mayores fuerzas electromagnéticas son las disrupciones del plasma. La corriente pasa del plasma a los conductores de la construcción de la cámara. Esto sumado a la interacción de corrientes y los campos magnéticos llevan a la aparición de fuerzas. Dependiendo el sistema y sus componentes se distingue [8]: ƒ ƒ ƒ Falla a lo largo de un radio mayor Movimiento rápido a lo largo de la vertical con la formación de las corrientes de Halo simétricas. Movimiento rápido a lo largo de la vertical con la formación de Halo-corrientes asimétricas. S297 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 En el primer caso, la componente vertical de la fuerza total en la cámara de vacío es cero. A la presión asociada con la presencia de un vacío en la cámara, las fuerzas dirigidas hacia el centro de la cámara se agregan y conectan con la transferencia de corriente desde el plasma a la cámara. En el segundo caso, el plasma se mueve muy rápido a lo largo de la vertical, de modo que aparece una corriente que fluye a través del plasma y los elementos conductores de la estructura, la conocida corriente de Halo. Esta corriente tiene una topología inusual, se cierra por un lado alrededor de la periferia del plasma, por el otro, a través de la cámara de vacío gestando la aparición de un componente vertical de la fuerza que actúa durante el breakdown (la ruptura) de la cámara y tiende a romper la cámara. En el último caso, el movimiento vertical rápido con la formación de halo-corriente asimétrico, la asimetría aparece en los horizontes del toroide. Esta asimetría se tiene en consideración al introducir el llamado factor de pico de selección toroidal (toroidal pick-factor), cuya magnitud es de escala de dos. Y finalmente surge una fuerza direccional horizontal. Figura 6. Vista renderizada de la Instalación Experimental de Confinamiento Magnético, esta imagen es un prototipo de diseño, en ella se aprecia el interior de la cámara de vacío, el solenoide central y las bobinas que rodean a la instalación a través de un corte en la parte superior del Tokamak “T”. Durante las disrupciones del plasma, hay corrientes de Eddy que varían con el tiempo y que son inducidas en la cámara de vacío y en los componentes que están de cara al plasma. Además, las corrientes halo fluyen parcialmente por estas estructuras durante los eventos de desplazamiento vertical, con el campo magnético, como resultado, se obtienen las fuerzas electromagnéticas, si estas S298 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 fuerzas fueran constantes tendríamos una respuesta no dinámica de la cámara de vacío, pero este no es el caso. Por lo tanto, se ve necesaria la opción de desarrollar reforzamientos diseñados para las diferentes tensiones, deformaciones y desplazamientos de la cámara. El diseño de las geometrías de nuestros Tokamak, considera para el diseño, diversos análisis como son: mecánicos y electromagnéticos para las estructuras, térmicos para las bobinas debido a la corriente, de refrigeración para la cámara de vacío, generación de campos magnéticos por las bobinas, esfuerzos en cámaras de vacío, consideración de las corrientes de Eddy, el diseño nos permite desarrollar versiones optimizadas sobre cada una de nuestras propuestas. 4. CONCLUSIONES El Tokamak “T” por ser una máquina de experimentación, no manejará plasmas radioactivos sino aquellos de hidrógeno, debido al perfil de energía, por ende, no habrá una reacción termonuclear que prodigue tritio con los hitos que esto implica. Hemos comentado con suficiente énfasis que uno de nuestros objetivos principales es la formación de personal en el área de la Fusión Termonuclear, también la Generación de Conocimiento e Innovación Tecnológica, y ello nos permitirá establecer el Programa Mexicano de Energía por Fusión, siendo uno de los frutos de este esfuerzo, que nuestro personal participe y extrapole el desarrollo tecnológico hacia instalaciones de primer nivel como lo es ITER, en México. Los estudios que se realizan en este tipo de investigación sobre la cámara son vastos: Interacción plasma-pared permitiendo el desarrollo tecnológico para la generación de materiales que se activen y transmuten lo menos posible, mantenimiento remoto en instalaciones de potencia. Estudios sobre disrupciones que conlleva el desprendimiento de impurezas que irán directamente al plasma ocasionando pérdidas en la energía (enfriándolo), empero en la extracción es inevitable que las impurezas se mezclen con el plasma por ende se deben abordar técnicas apropiadas para la evacuación y limpieza del plasma (divertores), que también en esta instalación experimental de confinamiento magnético se desea desarrollar. También sobre el diseño de cámaras a través de simulaciones de elemento finito, para la optimización de la misma. Se ha comentado que gracias a la potencia de cálculo podemos simular mediante modelos físicos los diversos fenómenos que se presentan en el material bajo irradiación en instalaciones de potencia, y que se caracterizan por la disminución de sus propiedades termomecánicas. Los materiales que actualmente se encuentran en investigación son los Aceros Ferríticos Martensíticos, las aleaciones de Vanadio-Cromo-Titanio y el Carburo de Silicio. El supercómputo nos ha permitido la generación de conocimiento y el desarrollo de nuevas tecnologías, al reproducir mediante modelos físico-teóricos y de análisis, múltiples fenómenos que abarcan desde la modelización multiescala en el área de la ciencia y tecnología nuclear, como el diseño en 3D de nuestras instalaciones experimentales de confinamiento magnético Tokamak: “T” y “TEA-T”. El GIF de la UANL hoy tiene un Proyecto conjunto con la Universidad Estatal de San Petersburgo (SPbSU) en la Federación Rusa, para la construcción de un Tokamak Esférico de Apoyo hacia T, el S299 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 TEA-T. El Proyecto TEA-T ésta siendo llevado a cabo en conjunto con el GIF de la UANL para consolidar el área de la Fusión por Confinamiento Magnético en nuestro País. AGRADECIMIENTOS Agradecemos de antemano al Programa para el Mejoramiento de Profesorado (PROMEP) clave: UANL-EXB-156 por el Apoyo Económico de este proyecto. REFERENCIAS 1. Colombo, L. “Tight-binding molecular dynamics”, Rivista del Nuovo Cimento 28, no.10, 1 (2005). 2. Perlado, J.M.; Domínguez,E.; Lodi,D.; Malerba,L.; Marian,J.; Prieto,J.; Salvador, M.; Díaz de la Rubia, T.;Alonso, E.; Caturla,M.J.; Colombo,L.. “Multiscale modeling of radiation damage of metals and SiC in inertial fusion reactors” Fusion Technology, Vol.39, núm: 2, pp. 579-584. 3. Perlado,J.M.; Sanz,J.; Velarde,M.; Reyes,S.; Caturla,M.J.; Arévalo,C.; Cabellos,O.; Domínguez,E.; Marian,J.; Martínez,E.; Mota,F.; Rodríguez,A.; Salvador, M.; Velarde,G. “Activation and damage of fusion materials and tritium effects in inertial fusion reactors: strategy for adequate irradiation” Laser and Particle Beams, Cambridge University Press; ISSN: 0263-0346; Vol. 23, pp. 345-349 (2005). 4. G.O. Ludwig, E. Del Boscco, J.G. Ferreira, L.A. Berni, R.M. Oliveira, et al, “Spherical Tokamak Development in Brazil”, Brazilian Journal of Physics, Vol.33, no.4, Diciembre, (2003). 5. File, J.; Mills, R.G.; Sheffield, G.V.; “Large superconducting magnet designs for fusion reactors”, Plasma Physics Laboratory, Princeton University. 6. DeMichele, D.W.; Darby, J.B.; “Three-dimensional mechanical stresses in toroidal magnets for controlled thermonuclear reactors”, 5th Symposium on Engineering Problems of Fusion Research, (1973). 7. Raeder, J. “Some analytical results for toroidal magnetic field coils with elongate minor crosssections”, IPP 4/141, (1976). 8. Anatoly Borisovich Mineev, “Physico-Technical Fundamentals of Controlled Thermonuclear Fusion", Publishing House of the Saint Petersburg Polytechnic University, ISBN 5-7422-1117-1, sólo en lengua Rusa, (2006). S300 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Dependencia de la fracción de neutrones retardados con la biblioteca ENDF-B7 y JEFF 3.1.1 en una celda BWR Alejandro Campos Muñoz Instituto Politécnico Nacional - Escuela Superior de Física y Matemáticas Av. Instituto Politécnico Nacional s/n Edificio 9 Unidad Profesional “Adolfo López Mateos” Col. San Pedro Zacatenco, Del. Gustavo A. Madero, Ciudad de México C.P. 07738 acamposm1204@gmail.com Vicente Xolocostli Munguía, Armando Miguel Gómez Torres Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Carretera México - Toluca, La Marquesa, Estado de México, México. C.P. 52750 vicente.xolocostli@inin.gob.mx; armando.gomez@inin.gob.mx Resumen Controlar un reactor nuclear es una de las tareas más importantes durante la operación, usualmente se requiere de mecanismos externos que desempeñen esta labor, las barras de control son el mecanismo que permite controlar un reactor nuclear; controlar la población de neutrones es lo que se logra al insertar o extraer barras de control, sin embargo no todos los neutrones que nacen de la fisión lo hacen al mismo tiempo, existen los que nacen prácticamente al momento de ocurrir la fisión, llamados neutrones inmediatos, y los que nacen después de un tiempo, llamados neutrones retardados, y justamente son éstos últimos los que ofrecen el tiempo necesario para controlar el reactor. Existen diversas formas de calcular la fracción de neutrones retardados, y a nivel de códigos puede utilizarse la aproximación de 6 u 8 grupos de precursores de neutrones retardados como son el caso de las bibliotecas ENDF y JEFF, respectivamente. Se ha modelado una celda de combustible de un reactor tipo de BWR 10 x 10 con el código SERPENT y se ha realizado un quemado hasta los 30 MWd/KgU para ver el efecto de utilizar las bibliotecas ENDF y JEFF para el cálculo de la beta efectiva, también se simuló la celda con el código CASMO-4 para validar el modelo realizado con el código SERPENT. Los resultados muestran que la fracción de neutrones retardados disminuye con el quemado debido a la formación de plutonio, también se observa que los valores calculados con JEFF 3.1.1 son un 3% más grandes que los calculados con ENDF-B7. Hacer una simulación de algún transitorio con un código determinístico es el siguiente paso para apreciar realmente el impacto de utilizar una u otra biblioteca de datos nucleares. 1. INTRODUCCIÓN Poder controlar un reactor nuclear es uno de los aspectos principales y más importantes al diseñar un reactor, se debe poder controlar la reactividad por diferentes medios que pueden ser activos o pasivos; dentro de los medios pasivos podemos señalar algunos como: el coeficiente de reactividad por temperatura del combustible, el coeficiente de reactividad por temperatura del moderador y la introducción de venenos quemables al combustible, por otra parte el principal mecanismo activo para controlar la reactividad en un reactor nuclear son las barras de control. Las barras de control permiten absorber neutrones para que no puedan inducir una fisión en el combustible; debido a que S301 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 el tiempo de generación de neutrones está ´íntimamente relacionado con el periodo del reactor, si únicamente se tuviesen neutrones inmediatos que se emiten en un tiempo del orden de 10-15 s después de ocurrir la fisión el periodo del reactor sería demasiado corto como para insertar un agente externo que disminuya la reacción en cadena; sin embargo, gracias al tiempo de retardo del nacimiento de los así llamados neutrones retardados el periodo del reactor aumenta y es posible insertar un mecanismo de control en un tiempo suficiente para evitar una posible alta multiplicación de neutrones en el tiempo [1]. Por lo mencionado anteriormente, conocer la fracción de neutrones retardados que se tienen en el reactor a lo largo del ciclo de operación es fundamental para la seguridad durante el mismo. Este trabajo busca establecer las diferencias entre calcular la fracción de neutrones retardados con diferentes bibliotecas de datos nucleares, ENDF-B7 y JEFF 3.1.1, es este caso, para diferentes pasos de quemado entre 0 y 30 MWd/KgU; así también determinar las consecuencias sobre la fracción de neutrones retardados al quemar el combustible. 1.1. Neutrones Retardados En los problemas de reactores estáticos, los neutrones de fisión inmediatos y retardados siempre aparecen juntos como el número total de neutrones de fisión. Sin embargo, la dependencia temporal del flujo de neutrones, puede estar fuertemente influenciada por la pequeña fracción de los neutrones de fisión que se producen con retrasos de entre un segundo a varios minutos. Aunque esta fracción es pequeña, puede jugar un papel dominante en muchos fenómenos cinéticos. En los reactores térmicos que usan U235 y U238 a altos quemados, varios isótopos contribuyen significativamente a la producción de neutrones retardados, por esto, los datos nucleares de los neutrones retardados de varios isótopos fisionables se deben considerar. Después de que el proceso de fisión y la producción de neutrones inmediatos se ha completado, los productos de la reacción de fisión consisten de: • dos núcleos radioactivos, • varios neutrones inmediatos, y • varios rayos gamma. Ninguno de los núcleos de los productos de fisión resultantes puede emitir directamente un neutrón adicional. Sin embargo, algunos de los núcleos productos de fisión pueden decaer en núcleos hijos para los que la energía de excitación es mayor que la energía de enlace del neutrón. Tales núcleos pueden emitir inmediatamente un neutrón, el cual es retardado por el comparativamente más largo tiempo que le toma tener un decaimiento beta. Prácticamente, el retraso completo viene por el decaimiento beta y únicamente una parte despreciable viene por la emisión del neutrón. Los términos núcleo “precursor” y “emisor” se usan comúnmente para denotar los núcleos “padre” e “hijo” respectivamente que producen neutrones retardados. Los neutrones retardados se emiten en promedio con energías considerablemente más pequeñas que los neutrones inmediatos [1]. S302 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 El número promedio total de neutrones, ν, que se compone de neutrones inmediatos y retardados, se expresa en términos de los rendimientos relevantes (yields) en neutrones por fisión: (1) donde y son el número promedio de neutrones inmediatos y retardados emitidos por fisión, respectivamente. La producción de neutrones retardados se describe usualmente usando la fracción de neutrones retardados: (2) Dado que la fracción de neutrones retardados producidos arriba de los 4MeV es muy pequeña, se asume independiente de la energía del neutrón incidente en el rango completo de cálculos neutrónicos. Los rendimientos de neutrones retardados totales, , son significativamente diferentes para diferentes isótopos. Se observan, sin embargo, dos regularidades: 1. El rendimiento total de neutrones retardados se incrementa cuando incrementa el peso atómico de un elemento dado. 2. El rendimiento total de neutrones retardados disminuye cuando aumenta el número de protones. Hay aproximadamente 40 de un total de 500 diferentes productos de fisión que tienen la propiedad especial requerida para ser emisores de neutrones retardados. Todos los 40 precursores tienen diferentes vidas medias y por ello los neutrones retardados correspondientes aparecerán con diferentes tiempos de retardo. La consecuencia de las diferencias en las vidas medias es que los neutrones retardados correspondientes tendrán un efecto diferente en la dependencia temporal del flujo neutrónico. Por esto, las diferencias en las vidas medias se deben tomar en cuenta. Una aproximación adecuada para obtener datos condensados de los neutrones retardados se sugirió históricamente por el hecho de que el conocimiento experimental en relación a la producción de neutrones retardados estuvo disponible principalmente en la forma de curvas promediadas de . fuentes, Esta complicada superposición puede representarse con precisión usando seis funciones exponenciales sin incluir un término de acumulación, representando la producción de precursores por decaimiento beta: (3) S303 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 donde representa el número de fisiones que ocurrieron. La ecuación anterior representa una fuente de neutrones retardados que resulta del decaimiento de . seis grupos “promediados” de precursores, todos ellos producidos al tiempo Los rendimientos de los “grupos de neutrones retardados” y las constantes de decaimiento de se obtienen para cada isotopo por medio de un ajuste de mínimos cuadrados del lado los grupos derecho de la ecuación a los valores experimentales: (4) Esta estructura de seis grupos de retardados es de uso general en la cinética de reactores. 1.2. Bibliotecas de Datos Nucleares En los últimos años, ha habido un progreso significativo en el desarrollo de las Bibliotecas de Datos Nucleares. Diferentes actualizaciones y versiones de ´estas han sido realizadas y subsecuentemente validadas y utilizadas, algunas de éstas son: • ENDF/B: Estados Unidos [2] • JEFF: Unión Europea [3] • JENDL: Japón • CENDL: China por mencionar algunas. En este trabajo se utilizaron las Bibliotecas de Datos Nucleares ENDF-B7 y JEFF 3.1.1 para realizar las simulaciones. También ha habido intentos por mejorar los datos básicos de neutrones retardados para ser consistentes con el resto de los datos de secciones eficaces en estas bibliotecas. Ésto es importante ya que en el proceso de evaluar los parámetros de neutrones retardados con códigos de celda estos datos de secciones eficaces son usados en el proceso de homogeneización y colapsamiento. En adición, diferentes técnicas de corrección pueden ser utilizadas en el proceso de evaluación de la fracción de neutrones para obtener una estimación más precisa de la fracción de neutrones ). retardados efectiva ( Interesados en mejorar la precisión de los datos de neutrones retardados, en la década de los 90 la Agencia de Energía Atómica (NEA), formó el “OECD - NEA WPEC SG6” para cumplir dicho propósito [4]. Los resultados más importantes a los que se llegaron fueron: • Recomendar un nuevo conjunto de rendimientos de neutrones retardados para los isótopos fisiles principales. S304 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 • Desarrollo de un nuevo modelo de 8 grupos para agrupar los precursores de neutrones retardados que tiene una mejor base física que el modelo de 6 grupos. • Investigar la necesidad de parámetros de neutrones retardos obtenidos explícitamente en función de la energía del neutrón incidente. A pesar de que se ha mejorado la precisión de los datos a nivel microscópico, para calcular la fracción de neutrones retardados efectiva se debe tomar como base las medidas macroscópicas de los datos de emisión de neutrones retardados, usando medidas integrales y efectos dependientes del tiempo. Las recomendaciones hechas por la NEA fueron tomadas en cuenta en el desarrollo de las Bibliotecas de Datos Nucleares, particularmente la biblioteca ENDF utiliza un modelo basado en 6 grupos de precursores, mientras que la Biblioteca de datos nucleares JEFF utiliza un modelo basado en 8 grupos de precursores de neutrones retardados. 2. MODELO DE CELDA BWR El modelo utilizado para hacer la comparación entre las simulaciones utilizando las bibliotecas de datos nucleares ENDF-B7 y JEFF 3.1.1 es el de una celda de combustible tipo BWR 10 x 10. Se realizó el modelo de la celda con dos códigos: el código CASMO-4 [5] y el código SERPENT. La simulación realizada con CASMO-4 fue hecha con el propósito de validar el modelo realizado con SERPENT. La celda que fue simulada tiene las siguientes características: • 25 diferentes tipos de combustibles UO2 (enriquecimiento 3% - 5%). • 8 combustibles con Gd (5% y 6%). como el que se muestra en la Figura 1. Se realizó el quemado de la celda con el código SERPENT a los siguientes quemados: 0.0, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 5.0, 10.0, 15.0, 20.0, 25.0 y 30.0 MWd/KgU, en cada paso de quemado se obtuvo la siguiente información para cada una de las bibliotecas utilizadas [6]: • Factor de multiplicación infinito. • Fracción de neutrones retardados efectiva. • Densidades atómicas ( S305 y ). Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 1: Modelo de la celda BWR 10 x 10 utilizada para las simulaciones. 3. RESULTADOS Los resultados obtenidos para el factor de multiplicación infinito para validar el modelo de SERPENT con CASMO-4 se muestran en la Tabla I. Tabla I: Valores de a 0.0 B. dif* [pcm] CASMO-4 SERPENT (ENDF-B7) SERPENT (JEFF 3.1.1) * dif = CASMO-4 – SERPENT 1.16277 1.16005 1.15875 272 402 Los resultados de la Tabla I muestran que las desviaciones entre los valores de SERPENT y CASMO-4 caen dentro de lo permitido ya que son códigos con diferentes métodos de solución. Al comparar CASMO-4 con SERPENT (ENDF-B7) las diferencias son menores ya que CASMO-4 también utiliza la Biblioteca ENDF. Donde B representa el quemado en MWd/KgU. La Figura 2 muestra la evolución del factor de multiplicación a lo largo de los pasos de quemado dados. de 0.0 a 5.0 MWd/KgU tiene un valor prácticamente constante y La Figura 2 muestra que la después de los 5.0 MWd/KgU aumenta debido a que se ha consumido el Gd, y finalmente la disminuye a quemados más grandes. La Figura 3 muestra las zonas “calientes” que representan la potencia relativa por fisiones (rojoamarillo) y las zonas “frías” que representan el flujo térmico relativo (azul); puede observarse que al tener combustible fresco las zonas con mayor potencia son en los elementos con Gd, al ir S306 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 aumentando el quemado la potencia se distribuye de forma más uniforme en el ensamble de combustible. Figura 2: Dependencia del factor de multiplicación con el quemado. Figura 3: Interacciones de los neutrones en la celda a diferentes quemados. S307 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Otro parámetro que se graficó con respecto al quemado fue la fracción de neutrones retardados efectiva, la Figura 4 muestra cómo varia con cada una de las bibliotecas utilizadas. Figura 4: Dependencia de la fracción de neutrones retardados efectiva con el quemado. La Figura 4 muestra que en general los valores calculados con JEFF 3.1.1 de son ligeramente mayores ( 3%) a los calculados con ENDF-B7. Adicionalmente puede notarse de la Figura 4 que la disminuye con el quemado, como era de esperarse pues la β del plutonio es menor que la del uranio. Finalmente se graficó el inventario de los principales isotopos fisiles en un reactor térmico, la Figura 5 muestra la evolución de la densidad atómica de estos isótopos con el quemado. La Figura 5 muestra que los isótopos del plutonio van aumentando conforme el quemado, por lo que disminuye ya que el yield del plutonio es más pequeño. Lo al momento de tener plutonio la cual explica el decremento que muestra la Figura 4. 4. CONCLUSIONES Con los resultados obtenidos se pudo validar el modelo de la celda BWR realizado con el código SERPENT mediante la comparación con el código CASMO-4, el cual es un código licenciado, teniendo una desviación de 272 pcm, como se muestra en la Tabla I. con ambas bibliotecas de datos nucleares los resultados son Al comparar los valores de prácticamente los mismos y se puede observar que utilizar venenos quemables, como el gadolinio, ayudan a controlar la reactividad positiva del combustible al principio de ciclo; también es S308 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 importante escoger adecuadamente los pasos de quemado, haciendo pasos pequeños al principio del ciclo para lograr ver el consumo de los venenos, por otra parte al tener un aumento del factor de multiplicación después de los 5 MWd/KgU permite alargar el ciclo de operación. (a) ENDF-B7 (b) JEFF 3.1.1 Figura 5: Densidades atómicas de los principales isótopos fisiles. S309 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Finalmente, al comparar los valores de la fracción de neutrones retardados a lo largo del quemado ambas bibliotecas siguen la misma tendencia, es decir, la disminuye conforme el quemado aumenta, lo cual no es bueno ya que el periodo disminuye y es más difícil controlar el reactor. De la calculados con JEFF 3.1.1 son mayores, alrededor de un Figura 4 se observa que los valores de 3%, lo que puede llevar a la conclusión de que utilizar esta biblioteca (en consecuencia utilizar una aproximación de 8 grupos de precursores de neutrones retardados) llevará a que los resultados de la simulación de algún transitorio sean menos conservadores. Sin embargo, se requiere hacer un análisis de sensibilidad a la variable aplicando un código determinístico dinámico para poder cuantificar el impacto de utilizar una u otra biblioteca de datos nucleares. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen el apoyo financiero recibido del proyecto estratégico No. 212602 (AZTLAN Platform) del Fondo Sectorial de Sustentabilidad Energética CONACyT-SENER para la elaboración de este trabajo. Así mismo el autor Alejandro Campos Muñoz agradece al Instituto Politécnico Nacional y al CONACyT por la beca recibida para sus estudios de maestría. REFERENCIAS 1. K. Ott and J. Neuhold. Introductory Nuclear Reactor Dynamics. American Nuclear Society, USA (1985). 2. “National Nuclear Data Center ENDF B-VII.” (2019). URL https://www.nndc.bnl.gov/endf/b7.1/. 3. “Nuclear Energy Agency JEFF 3.1.1.” (2019). URL https://www.oecd-nea.org/dbdata/jeff/. 4. G. Spriggs, et al. “An 8-group Delayed Nuetron Model Based On a Consistent Set of HalfLives.” Progress in Nuclear Energy, 41, pp. 223–251 (2002). 5. Rhodes, J. and Edenius M. “CASMO-4 A Fuel Assembly Burnup Program.” Technical report, Studsvik Scandpower. 6. Leppänen, J., et al. “The Serpent Monte Carlo code: Status, development and applications in 2013.” Annals of Nuclear Energy, 82, pp. 142–150 (2015). S310 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Desarrollo de un algoritmo de cálculo simbólico para la resolución de las ecuaciones de decaimiento y transmutación de Bateman. Carlos Antonio Cruz López, Juan Luis François Lacouture Universidad Nacional Autónoma de México Departamento de Sistemas Energéticos Paseo Cuauhnáhuac 8532, Col. Progreso, C.P. 62550, Jiutepec Morelos cacl@ier.unam.mx; juan.luis.francois@gmail.com Resumen El modelo matemático más adecuado para describir los cambios en la composición isotópica de un reactor nuclear, consiste en un plantear un conjunto de ecuaciones diferenciales lineales acopladas. En 1910 el matemático Harry Bateman propuso una solución para dicho sistema de ecuaciones, la cual se conoce desde entonces como la solución de Bateman. Aun cuando dicha solución permite resolver la mayoría de los problemas de transmutación y decaimiento que se presentan en varias ramas de la ingeniería nuclear, tiene dificultades para resolver estructuras donde existen elementos repetidos en transformaciones sucesivas. Estas últimas estructuras se conocen como cadenas cíclicas, y para tratar con ellas existen principalmente dos metodologías. La primera consiste en realizar pequeñas modificaciones en los parámetros conocidos como constantes de decaimiento efectivas, y de esta manera poder usar la ecuación de Bateman. La otra consiste en desarrollar soluciones más generales que admitan la posibilidad de tener elementos repetidos. Sin embargo, estas soluciones generales suelen involucrar pasos de análisis o cálculo más complejos, y por lo tanto requieren de un mayor tiempo de cómputo o de la necesidad de aproximar funciones como derivadas e integrales. En el presente trabajo, se ha desarrollado un algoritmo que puede construir las soluciones a cadenas cíclicas de una forma rápida a través del cálculo simbólico. Dicho algoritmo, utiliza un análisis combinatorio de las posibles posiciones que pueden ocupar elementos repetidos, y a través de un conjunto de funciones de variables del tipo “string”, construye las soluciones de una forma veloz y dinámica. Así mismo, el presente trabajo incluye un análisis del tiempo de cómputo que consume dicho algoritmo, y propone una forma de realizar una comparación con las soluciones existentes. 1. INTRODUCCIÓN El combustible de un reactor nuclear experimenta cambios en su composición isotópica en el transcurso del tiempo. Dichos cambios se deben principalmente a tres procesos que se presentan en forma de transformaciones sucesivas: el fenómeno de fisión, el de captura y el de decaimiento radiactivo. Estas transformaciones dan lugar a nuevos isótopos, y a la reducción o desaparición de otros. Dado que las propiedades neutrónicas de un reactor dependen de forma considerable de la composición isotópica del combustible, es necesario cuantificar matemáticamente estos cambios. S311 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Si se utiliza el conjunto de funciones para denotar la concentración del isótopo como función del tiempo, es posible representar una sucesión de transformaciones sucesivas mediante la siguiente estructura: (1) Donde representa la reacción mediante la cual el isótopo se ha transformado en el isótopo . Estructuras como la que se muestra en (1), donde los isótopos tienen a lo más un sucesor y a lo más un antecesor, reciben el nombre de cadenas lineales. A pesar de que en la práctica es más probable encontrar estructuras de transformaciones sucesivas más complejas, llamadas redes de decaimiento y transmutación, es posible reducir prácticamente cualquier estructura compleja a un conjunto de cadenas lineales a través del proceso de linearización y superposición [1]. Por lo tanto, desarrollar soluciones para cadenas lineales como la descrita en (1) es fundamental para el análisis de problemas de quemado y activación en ingeniería nuclear. Gracias a los trabajos de Rutherford [2] y Rubinson [3], es posible modelar las transformaciones sucesivas en (1), a través del siguiente sistema de ecuaciones diferenciales acopladas: (2) Donde representa el coeficiente de ramificación efectivo, que es el porcentaje de las transformaciones que experimenta el isótopo y que dan lugar a la creación del isótopo . Por otro lado, los coeficientes son una generalización de la constante de decaimiento radiactiva, que incluye también la razón de pérdidas por captura y fisión. Si se consideran las siguientes condiciones iniciales: (3) Entonces, es posible resolver la ecuación (2) usando la solución que propuso en 1910 el matemático Harry Bateman, quien resolvió un sistema similar que solo consideraba decaimiento radiactivo [4]. Dicha solución es la siguiente [5]: (4) La ecuación (4) es útil para resolver un gran número de problemas de quemado y activación. Sin embargo, no puede usarse cuando existen elementos o isótopos repetidos en una cadena lineal, es decir cuando hay dos isótopos iguales en (1), situación que por lo regular se presenta en estructuras conocidas como cadenas cíclicas. Como se puede observar, en dicho caso sucederá que la resta será igual a cero para algún par de y , y por lo tanto el término dentro de la productoria en (4) no estará definido. Dado que las cadenas cíclicas son comunes, sobre todo en estructuras S312 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 originadas por la transmutación y decaimiento de isótopos pesados, este tópico es de vital importancia e interés para el desarrollo de códigos de quemado y activación. Para superar este problema se desarrollaron dos metodologías durante el siglo pasado. La primera de ellas consistió en introducir pequeñas modificaciones en las constantes de decaimiento efectivas, de tal forma que la resta que se mencionó antes nunca sea igual a cero. La segunda metodología, consistió en desarrollar soluciones más generales que consideraran la posibilidad de que uno o más elementos en una cadena lineal pudieran repetirse. El desarrollo de soluciones generales comenzó prácticamente desde 1927 [6] y ha continuado a lo largo de los años, siendo la más popular la desarrollada por Cetnar en el 2006 [7], y siendo la desarrollado por Dreher en el 2013 [8] la que se ha publicado más recientemente. Sin embargo, como algunos autores han señalado [9], el uso de las soluciones generales involucra un mayor tiempo de cómputo, debido a que prácticamente se construye una solución para cada cadena lineal con elementos repetidos. Además, que algunas soluciones generales no pueden implementarse de forma directa en un algoritmo debido a su complejidad, y por lo tanto tienen que ser aproximadas. En el presente trabajo se propone una metodología alternativa para resolver cadenas cíclicas, que consume una menor cantidad de tiempo de cómputo, y que no necesita ninguna aproximación. Esencialmente, esta metodología consiste en utilizar una formulación integral y por método de Laplace para construir la solución de cadenas cíclicas, acelerando dicho proceso mediante la implementación de un algoritmo de cálculo simbólico. Para dicha formulación, fue necesario llevar a cabo un análisis combinatorio que identificara todas las posibles configuraciones de cadenas con elementos repetidos que pueden presentarse, descartando aquellas que físicamente son imposibles. Luego, a través del cálculo simbólico, se construyen estas soluciones usando un algoritmo con variables del tipo “string”. Como se mencionó, a diferencia de la implementación computacional de otras soluciones generales, el cálculo simbólico (también conocido como álgebra computacional) puede reducir de forma considerable el tiempo de cómputo sin necesidad de aproximar numéricamente la solución de cadenas cíclicas. La estructura del presente trabajo es la siguiente: en la Sección 2, se describe de forma breve el desarrollo de soluciones generales, así como los principales métodos matemáticos que se han usado para obtenerlas. La Sección 3 contiene una breve descripción del cálculo simbólico, y en ella se analizan las principales partes del algoritmo desarrollado. La Sección 4 contiene la metodología para realizar comparaciones, y los resultados preliminares, y finalmente en la Sección 5 se presentan las conclusiones. S313 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 2. SOLUCIONES GENERALES. De esta sección en adelante, se entenderá por solución general cualquier solución del sistema descrito en (1) y (2), que tiene las condiciones iniciales dadas en (3), y que admite el caso donde existan elementos repetidos. Luego de una profunda revisión, se encontraron al menos 17 publicaciones relacionadas con el desarrollo de soluciones generales para la ecuación de Bateman, o que resuelven sistemas similares al descrito en (2). Dichas soluciones pertenecen a un amplio rango de disciplinas, que van desde la astrofísica, hasta la teoría de transporte, incluyendo a la ingeniería nuclear. Así mismo, la metodología usada para el desarrollo de dichas soluciones no siempre fue la misma. En la Tabla I se listan de forma cronológica las publicaciones. Es posible clasificar este conjunto de soluciones en 4 tipos, de acuerdo con las herramientas matemáticas usadas para obtenerlas: solución por transformada de Laplace, solución por formulación integral, solución por expansión en serie de potencias y la solución por límites en incrementos. En el presente trabajo se seleccionaron dos soluciones para ser programadas en cálculo simbólico. La primera de ellas fue la solución basada en una formulación integral. Como se verá más adelante, esta metodología involucra esencialmente el cálculo de integrales. Después se consideró la solución obtenida por Transformada de Laplace, porque esta involucra el cálculo de múltiples derivadas. De esta forma se consideró adecuado comparar la implementación del cálculo simbólico, determinando qué era más rápido: calcular derivadas o calcular integrales. Para el resto de las soluciones, basta decir que la solución por expansión en series de potencia, usa justamente esta técnica en una parte de la solución de Bateman, para evaluar el caso en que existen constantes de decaimiento idénticas. La solución por límite en incrementos consiste en plantear la ecuación (4) con elementos repetidos, cuya constante efectiva de decaimiento es modificada con un incremento , al que posteriormente se hace tender a cero. Vale la pena mencionar que, por la forma en la que están expresadas estas soluciones, no resulta evidente comprobar que son equivalentes. Aún más, soluciones como la de Cetnar [7] están escritas en forma de sumatorias anidadas, mientras que otras como las de Wilson [10] o Dreher [8] están expresadas en términos de derivadas múltiples. 2.1. Solución por formulación integral. La solución por formulación integral parte de la ecuación (2). Si se arreglan los términos y se , se tiene que: multiplica dicha ecuación por el factor integrante (5) S314 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Lo cual se reduce a: Tabla I. Listado de publicaciones relacionadas con soluciones generales Año 1927 Autores Método Ref. Año Meyer y Integral [6] 1994 Schweildler 1949 1961 Rubinson Clayton 1973 1978 1980 1981 Bell Newman Tasaka Miles 1989 Raykin y Shlyakhter 1993 Blaauw Autores Vukadin Integral [3] 1996 Pommé et al. Laplace [11] 1997 Mirzadeh y Walsh Límite [12] 1999 Wilson Laplace [13] 1999 Popovic’ Integral [14] 2006 Cetnar Integral [15] 2008 Slodička y Balážová Integral [16] 2013 Dreher Método Serie de potencias Ref. [18] Integral Integral [19] [20] Integral Laplace Límite Límite [10] [21] [7] [22] Límite [8] Laplace [17] (6) Como se puede observar, la ecuación por formulación integral es del tipo recursivo, en cuanto a que para poder obtener . Con el fin de analizar el comportamiento de este requiere conocer método cuando existen elementos repetidos, es necesario desarrollar la ecuación (6) para varios términos, comenzando con . Para ello se considerará que: (7) Algo que puede obtenerse sin dificultades de la ecuación (2) y las condiciones iniciales (3). Así, considerando en la ecuación (6), y sustituyendo (7), se tiene que: (8) En este primer caso, podemos observar que (8) contiene una diferencia de constantes de decaimiento efectivas, entre el isótopo 1 y el isótopo 2. Si se diera el caso que el isótopo 1 es igual al isótopo 2, es claro que esa resta sería igual a cero, y el resultado de la integral sería simplemente . Repitiendo este proceso para el caso , se obtiene: (9) S315 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Nuevamente aparece una diferencia de constantes de decaimiento efectivas, esta vez entre la que corresponde al isótopo 2 y la que corresponde al isótopo 3. Repitiendo este procedimiento para el caso , y utilizando el Teorema de Fubini [23], se tiene que: (10) Con igual a: (11) Una parte del presente trabajo consistió en desarrollar y analizar la ecuación (11), en la cual se observaron varias propiedades que resultan útiles para las cadenas cíclicas. En primer lugar, dicha ecuación permite reducir todos los casos en los que existan elementos repetidos que a su vez sean consecutivos. De esta forma, es posible simplificar la sumatoria de la exponencial en (11), y disminuir la dificultad de la integral. Por otro lado, mediante cambios de variable, es posible reordenar algunos términos que resulten similares, aun cuando no sean consecutivos. Sin embargo, debido a que las diferencias en (11) no están multiplicadas por la misma variable , esta tarea no es del todo sencilla. Sin embargo, es posible realizar dicho procedimiento a través de un análisis combinatorio sobre las distintas configuraciones en las que pueden presentarse los elementos repetidos en las cadenas cíclicas. 2.2. Solución por transformada de Laplace. Como se mencionó anteriormente, existen varias formulaciones de la solución general, algunas de las cuales resultan más fáciles de programar que otras. Por ello, como una primera aproximación se tomó la decisión de utilizar la solución general obtenida por la transformada de Laplace para el presente estudio. Sin embargo, en el futuro, es posible que esta investigación se extienda para realizar una comparación con todas las soluciones generales. El método de solución por Laplace fue utilizado por primera vez por Harry Bateman en 1910 De hecho, fue la primera vez que dicha técnica se utilizó para resolver ecuaciones diferenciales [24]. Esencialmente, se deben utilizar las siguientes relaciones: (12) Luego, es necesario reescribir (2) de forma matricial, aplicar (5) y las condiciones iniciales dadas en (3): S316 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 (13) Después de múltiples sustituciones, es posible obtener de (13) la siguiente expresión: (14) Luego, para resolver el sistema solo es necesario encontrar la transformada inversa de (14). En este punto es donde Harry Bateman supuso que todas las constantes de decaimiento efectivas eran distintas. Es decir, que el conjunto de eran raíces simples del polinomio de variable que está en el denominador de (14). En tal caso, es posible usar fracciones parciales y escribir: (15) De esta forma se tiene que la transformada inversa de (14) es igual a: (16) Considerando que , es posible verificar que (16) es igual a (4). Sin embargo, para el caso general el paso (15) es más complejo, puesto que el polinomio no necesariamente tiene raíces simples, ya que, si hay elementos repetidos, algunos de los binomios estarán elevados a una potencia igual al número de veces en que se presenta dicha repetición. En este caso, se considerará que de los isótopos que componen (1), hay un total de distintos, donde . claramente Luego se considerará el conjunto de números para denotar el número de veces que los isótopos aparecen repetidos. En este sentido el isótopo , aparecerá veces repetido en (1). Es posible verificar sin dificultad que . Con estas nuevas condiciones la ecuación (14) se transforma en: (17) S317 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Donde representan el coeficiente de ramificación y la constante de decaimiento del isótopo que se encuentra en la posición en la sucesión dada en (1). La parte derecha de (17) también puede reescribirse usando fracciones parciales [25]: (18) Donde: (19) Con estas definiciones la transformada inversa de (17) se reduce a: (20) Finalmente, se considerará la siguiente igualdad: (21) Donde representa a la función gamma. Usando (21), la solución general por el método de Laplace es igual a: (22) 2.3. Análisis algorítmico de las soluciones. A pesar de que no resulta evidente, las ecuaciones (10) y (22) son equivalentes. Gracias a la forma en cómo fueron obtenidas y por la manera en que fueron expresadas, cada una de ellas tiene ventajas y desventajas que son necesarios analizar. Las ventajas de la ecuación (10), están relacionadas con el tipo de integral que se debe resolver en cada paso del proceso recursivo. Cuando dos constantes de decaimiento son iguales, entonces el . proceso de integración se reduce a encontrar integrales de la forma Estas integrales han sido estudiadas por años, y existen tablas con fórmulas que permiten calcularlas. Su principal desventaja, por otro lado, es que el proceso de comparación entre las constantes de decaimiento efectivas es lento, porque se hace por pares. Por su parte, la ecuación (22) realiza la comparación entre las constantes de decaimiento una sola vez y de manera rápida. Para llevar a cabo esta tarea, se determina cuántos elementos repetidos hay, y por lo tanto se calculan los números , eliminando la necesidad de analizar por pares, como sucede en la ecuación (10). S318 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Sin embargo, la principal desventaja se relaciona con la determinación de los coeficientes , que involucran el cálculo de derivadas de orden superior de la función racional que está en la parte derecha de la ecuación (17). Esta dificultad en cuanto al cálculo de derivadas no solo se presenta en la solución por transformada de Laplace, sino también en la solución propuesta por Dreher y [8] por Slodička y Balážová [22]. Si bien es posible aproximar dichas derivadas, como lo propone Dreher [8], también resulta conveniente buscar alternativas para construir las funciones de forma exacta, puesto que, a diferencia de muchos otros problemas en ingeniería nuclear, en este caso contamos con soluciones analíticas exactas, como puede observarse en (10) y en (22). En este punto es donde interviene el cálculo simbólico, una herramienta computacional que permite construir funciones matemáticas que luego pueden ser incorporadas a un código, para su evaluación. A diferencia de los métodos numéricos, que aproximan valores de funciones, el cálculo simbólico permite aproximar funciones con otras funciones, o calcularlas de forma exacta. Esta herramienta computacional es sumamente útil cuando se utilizan fórmulas recursivas, como la dada en (10), porque permite la construcción de funciones a través de bucles. Esta construcción por bucles es igualmente útil cuando se calculan derivadas de orden superior, puesto que en esencia se trata de derivar una función, y luego definir esta “derivada” como una nueva función, y volver a derivarla, lo que esencialmente también es un bucle. Así, la comparación de la presente investigación se reduce a determinar qué es más rápido, a nivel de cálculo simbólico, calcular integrales o calcular derivadas. 3. CÁLCULO SIMBÓLICO. Es necesario distinguir entre dos tipos de cálculos: los basados en métodos numéricos, y los que se basan en métodos analíticos, o por manipulación de fórmulas. Existen diferencias esenciales entre estas dos metodologías. En primer lugar, para el cálculo simbólico es necesario conocer la solución exacta, y realizar ciertas manipulaciones mientras que en el cálculo numérico no. Así mismo, este último cálculo involucra un mayor número de evaluaciones, que en ocasiones se traducen a pasos recursivos, mientras que el simbólico suele necesitar de la sola evaluación de una fórmula analítica. Así mismo el cálculo numérico permite aproximar con un alto grado de precisión una operación o ecuación, a través de una serie de operaciones numéricas de tipo algebraico o funcional, sin necesidad de conocer la solución exacta del problema. Mientras que el cálculo simbólico, requiere esencialmente la manipulación de expresiones y el análisis de las relaciones entre ellas. Cuando el cálculo simbólico se incorpora a un programa de cómputo, es que se habla de computación algebraica [26]. Si bien el cálculo numérico es quien dominó desde el principio la computación científica, el cálculo simbólico también se fue desarrollando a través varios sistemas algebraico computacionales (denotados por las siglas CAS por su acrónimo en inglés Computer S319 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Algebra System), encontrándose entre los más destacables Mathematica (donde se incluye a Wolfram Alpha) [27], Maple [28], Maxima [29] y SymPy [30] entre otros. 3.1. Operaciones comunes en la formulación integral. A través de un estudio de la ecuación (11) se encontraron las siguientes operaciones recurrentes: (23) La operación descrita en (23) puede abreviarse a través de una función binaria dada por . por una función La siguiente operación común, consiste en la multiplicación de exponencial: (24) Si se avanza en una integración adicional, se tiene que la siguiente expresión (25) Es igual a: (26) Finalmente, la última expresión identificada y de la que se obtuvo una fórmula general está relacionada con el cálculo del siguiente producto: (27) El cual es igual a: (28) 3.2. Construcción de una librería de cálculo simbólico. Como se mencionó al principio de esta sección, existen varios CAS con los que se puede llevar a cabo la resolución de (11) y (22). Al principio de esta investigación se seleccionó la paquetería SymPy, que es una biblioteca de licencia libre para el lenguaje Python [30]. Sin embargo, durante el desarrollo del algoritmo surgieron algunas dificultades con el uso de SymPy, relacionadas con la forma en cómo este sistema CAS realizaba algunas factorizaciones y simplificaciones. Si bien era posible superar estos problemas con un estudio más profundo de la S320 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 forma en cómo se definieron algunas funciones y clases en dicha librería, se consideró más apropiado desarrollar un sistema CAS propio, y que solo dependiese de variables del tipo “string”. Esto último, permitiría que el sistema de cálculo simbólico desarrollado, pudiera implementarse en otros códigos sin muchas dificultades. La discusión que se presentará en la siguiente sección, proporciona los aspectos más relevantes de la librería desarrollada para la resolución de la ecuación (11), siendo este procedimiento similar al utilizado para resolver la ecuación (22). 3.3. Funciones y paréntesis. Para la resolución de la ecuación (11) se necesitan 7 funciones. Cuatro de ellas son operaciones binarias, y tres aceptan un solo argumento. Estas funciones se representarán por una letra, o un par de estas, así como un par de paréntesis para denotar o “encerrar” su argumento. En la Tabla II se listan las principales funciones, con la operación matemática a la que corresponden. La mayoría de los lenguajes de programación pueden manipular variables del tipo “string” (también llamadas “character”), así que, aunque la siguiente descripción corresponde a la manipulación de este tipo de variables que se hace en el lenguaje de programación Python 3.5, puede extenderse a otros lenguajes sin muchas dificultades. Para representar las constantes de decaimiento efectivas se utilizará la letra “l” acompañada de un número. Así, por ejemplo, la constante quedará representada por “l4”. No se utilizará ninguna variable para representar los coeficientes de ramificación efectivos, puesto que la ecuación (11) no las contiene. Función Representación Argumentos Simbólica 2 Propiedades 2 2 1 1 2 S321 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 1 si es constante Tabla II. Representación de las principales funciones con cálculo simbólico y sus propiedades. Es importante dotar a las funciones de ciertas propiedades, por ejemplo, la de conmutación , puesto que esto permite al programa simplificar algunas operaciones para resolver las ecuaciones. El algoritmo comienza con la siguiente ecuación: (29) Que en cálculo simbólico se escribe como: (30) A continuación, se deben buscar todas las integrales que existen en la expresión (30). Dado que esta expresión se almacenará en una variable del tipo “string”, para realizar dicha búsqueda solo hace falta identificar en dicha variable cuántas veces aparece la letra “ ”. Este procedimiento se puede realizar en Python 3.5 a través del método “count”. Una vez localizadas las integrales, deben resolverse una a una mediante iteraciones. En primer lugar, se debe identificar el argumento de estas, lo cual se realiza mediante una función que analiza la cantidad de paréntesis izquierdos y derechos que hay. Nuevamente, esta tarea puede realizarse mediante el método “count”. Luego, se deben simplificar los argumentos de las integrales, lo que es necesario prácticamente en un solo caso: cuando las integrales contienen exponenciales de diferencias. Justamente, esta operación se relaciona con el análisis de las constantes de decaimiento efectivas de las cadenas cíclicas. Así, la función integral tiene las siguientes posibilidades en base a su argumento: (31) Que en términos de cálculo simbólico pueden escribirse: (32) S322 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Existe una posibilidad adicional que no se ha incluido, debido a que requiere de la definición de productoria y sumatoria, que no se incluyeron en la Tabla II por simplicidad. Sabemos que , de esta forma (30) se transforma en: (33) Si se utiliza la propiedad distributiva con respecto a la resta en el segundo producto se tendría (34) Sustituyendo esto en (33), se tiene finalmente que: (35) Es importante notar que la última expresión se obtuvo solamente aplicando las propiedades de la Tabla II a la ecuación (30), sin ninguna manipulación matemática normal. Si transformamos la ecuación (35) a su equivalente matemática, tenemos: (36) Que es justamente el resultado de la ecuación matemática en (29). Este ejemplo muestra cómo puede resolverse uno de los pasos de la ecuación (11), usando cálculo simbólico. Es claro que se necesitaron pasos de identificación, sustitución y la aplicación de varias propiedades, que podrían volver este procedimiento difícil si se realizara manualmente, pero por fortuna dichas tareas pueden realizarse sin dificultad en un algoritmo computacional. Si la expresión en (35) se almacena en una variable del tipo “string” llamada , para calcular el siguiente paso en la solución de (11), solo hace falta resolver la siguiente expresión de cálculo simbólico: (37) La cual es el equivalente de la ecuación (6). En este punto, el algoritmo para la resolución de las integrales que se describió en líneas anteriores vuelve a efectuarse. Un proceso similar se llevó a cabo para la construcción y resolución de las derivadas definidas en la ecuación (19), y por lo tanto para la resolución de la ecuación (22). Una vez construidas las soluciones, se desarrolló un algoritmo de “traducción”, que permite que expresiones de cálculo simbólico como la mostrada en (53) puedan incorporarse a un código y evaluarse. 4. Comparación Existen dos formas de comprobar la utilidad del cálculo simbólico en la resolución de la ecuación general de Bateman. La primera de ellas consiste en resolver un conjunto de cadenas cíclicas con un algoritmo que contenga cálculo simbólico, y con otro que no lo haga, analizando el tiempo de S323 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 cómputo que ambos códigos requieren para obtener resultados similares. Sin embargo, esta comparación es compleja, porque la mayor parte de los algoritmos que implementan soluciones generales, ocupan aproximaciones de derivadas o de integrales. Por lo tanto, la comparación deberá incluir un análisis de qué tan precisa puede ser una solución que no use cálculo simbólico en comparación con una que sí lo use. Dicho proceso requiere de un análisis más profundo que compare las soluciones generales con las que usan aproximaciones, un tópico que formará parte de un futuro trabajo. Por ahora, el análisis que puede realizarse en términos computacionales se reduce a verificar que las soluciones obtenidas para un conjunto de cadenas cíclicas sean correctas, y analizar cuál de ellas es más eficiente en cuanto al tiempo de cómputo. Resulta claro que en el futuro se construirán con cálculo simbólico el resto de las soluciones, para determinar cuál de ellas resulta más conveniente de ser incluida en un algoritmo computacional. Por lo anterior, el presente análisis consistió en tres pasos. Primero, usando cálculo simbólico, se resuelve la ecuación general de Bateman usando la solución de Laplace y la solución integral. La estructura que se resolvió es similar a la mostrada en (25). Luego, se verificaba que dichas soluciones fueran idénticas. Finalmente, se consideró el tiempo que le tomó a cada solución construir la ecuación. La Figura 1 contiene una gráfica comparativa en términos del tiempo de cómputo que necesitó cada una de las soluciones para construir la ecuación general de Bateman, variando la longitud de la cadena cíclica. Para esta comparación se utilizó el lenguaje de programación Python 3.5, y se utilizó un equipo de cómputo con un procesador Intel i-7 de sexta generación, con 2.6GHz de velocidad de reloj base. Figura 1. Ciclos de cómputo para el método de Formulación Integral, y para el método de Transformada de Laplace, en función de la extensión de la cadena cíclica con la estructura dada en (25). Nótese que no se proponen tiempos de ejecución, porque esto está fuertemente condicionado por el hardware y arquitectura de un equipo, optándose mejor por ciclos (definidos fácilmente como una S324 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 base normalizada). Como se puede observar en la Figura 1, el método de formulación integral es más veloz que el método basado en la transformada de Laplace. Esto puede explicarse en cuanto a que es más rápido calcular integrales del tipo exponencial, que el cálculo de derivadas de funciones racionales. Sin embargo, es posible observar que la diferencia entre el tiempo se mantiene aproximadamente constante. Por otro lado, es posible observar que el tiempo de ambos métodos aumenta de forma de forma considerable para los últimos puntos de la gráfica. Luego de una inspección se observó que esto se debe a la presencia de una variable , cuyo exponente incrementa. Esto a su vez incrementa el número de términos, como puede apreciarse en la ecuación (27), y se traduce a una derivada de orden mayor en el caso de la ecuación (19). 5. Conclusiones. En el presente trabajo se construyeron dos soluciones generales de la ecuación de Bateman usando cálculo simbólico. Para ello se identificaron las principales propiedades de la formulación integral, y se realizó un análisis del cálculo de derivadas de alto orden relacionadas con el método por transformada de Laplace. Usando variables del tipo “string” fue posible construir una librería CAS especializada en la resolución de integrales y derivadas relacionadas con la ecuación de Bateman. Al únicamente utilizar funciones de este tipo de variables, la metodología desarrollada puede extenderse fácilmente a otros lenguajes de programación. Al realizarse una comparación entre la construcción de la solución basada en el tiempo real, y la solución basada en la transformada de Laplace, se concluyó que el primer proceso es más rápido, y que dicha diferencia entre los tiempos de cómputo permanece aproximadamente constante. En ambos casos, el tiempo incrementa de forma notoria cuando aumenta la longitud de la cadena cíclica. Es posible concluir del presente trabajo, que a través del cálculo simbólico pueden aprovecharse las soluciones generales que diferentes autores han publicado, sin necesidad de que algunas operaciones relacionadas con ellas sean aproximadas, y por lo tanto pierdan exactitud. Adicionalmente, el cálculo simbólico permite construir las soluciones en tiempo real, lo que permitirá que los códigos tengan flexibilidad para simular cadenas cíclicas más complejas. AGRADECIMIENTOS Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología por brindar el apoyo económico a C.A. Cruz para la realización de este trabajo que forma parte de su investigación doctoral. Los autores agradecen el apoyo financiero recibido del proyecto estratégico No. 212602: “AZTLAN Platform: Desarrollo de S325 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 una plataforma mexicana para el análisis y diseño de reactores nucleares”, del Fondo Sectorial de Sustentabilidad Energética CONACYT - SENER. A la UNAM, por el apoyo otorgado a través del proyecto PAPIIT-IN115517. REFERENCIAS 1. Stammler, R. J. J., Abbate, M. J., Methods of Steady-State Reactor Physics in Nuclear Design, Academic Press Inc, Estados Unidos (1983). 2. Rutherford, E., Radio-Activity, Cambridge Physical Series, Cambridge, Inglaterra (1904). 3. 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S327 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 S328 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Simulación de arreglos nucleares experimentales críticos con el código Serpent Dan Adrian Alba Montiel y Carlos Filio López Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Física y Matemáticas Unidad Profesional “Adolfo López Mateos” Col. Lindavista 07738, México D. F. daalba_esfm@hotmail.com; cfilio@esfm.ipn.mx Resumen Del manual NEA/NSC/DOC/(95) que contiene especificaciones de referencia (benchmark) de seguridad de criticidad, que se han derivado de experimentos realizados en varias instalaciones críticas nucleares en todo el mundo, se eligieron cuatro arreglos experimentales para su simulación con el código Monte Carlo Serpent. Se simularon los siguientes arreglos experimentales: 18 configuraciones de arreglos críticos de barras de combustible de UO2 de bajo enriquecimiento con razones de volumen de agua a combustible de 1.5 a 3.0, con número de especificación LEU-COMP-THERM-006; 29 configuraciones de arreglos de barras de combustible de U(2.35)O2 moderadas con agua y reflejadas por dos paredes de plomo, uranio empobrecido o de acero, con número de especificación LEUCOMP-THERM-017; esfera desnuda de 239Pu metálico (4.5 at.%. 240Pu, 1.02 wt.% Ga), con número de especificación PU-MET-FAST-001 y el experimento crítico de referencia de una esfera de plutonio reflejada por torio, con número de especificación PU-MET-FAST-008. En este trabajo se describen los arreglos experimentales críticos; se proporciona la geometría con sus dimensiones, la composición de los materiales que constituyen el combustible, el moderador, las estructuras de soporte y del material usado como reflector. Asimismo, se presentan los resultados del factor de multiplicación obtenido con el código Serpent y la comparación de estos resultados con el resultado experimental. Se muestra que los modelos de simulación preparados para simular estos arreglos experimentales en el código Serpent fueron correctamente diseñados, ya que las diferencias de los resultados numéricos del factor de multiplicación con los experimentales fueron muy pequeñas. Adicionalmente, se confirmó la validez y confiabilidad de este código para su uso en cálculos neutrónicos para cualquier arreglo de combustible nuclear. Este trabajo es la base de la tesis de licenciatura en ciencias fisicomatemáticas, con especialidad en ingeniería nuclear, que desarrolló el autor Dan Adrian Alba Montiel, alumno de la Escuela Superior de Física y Matemáticas del IPN. 1. INTRODUCCIÓN El Departamento de Energía de los Estados Unidos de Norte América inició en octubre de 1992 el “Proyecto de Evaluación de Experimentos de Referencia de Criticidad Segura (CSBEP, de sus siglas en inglés). Conforme científicos de otros países interesados se involucraron, el proyecto se convirtió rápidamente en un esfuerzo internacional de tal forma que este proyecto se convirtió en una S329 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 actividad oficial de la Organización para la Cooperación y Desarrollo Económico - Agencia de Energía Nuclear (OCDE-NEA) en 1995, proyecto (ICSBEP). Como resultado de este proyecto se elaboró el manual NEA/NSC/DOC/ (95) que contiene especificaciones de referencia (benchmark) de seguridad de criticidad que se han derivado de experimentos que se realizaron en varias instalaciones críticas nucleares en todo el mundo. Las especificaciones de referencia están destinadas a ser utilizadas por los ingenieros de seguridad de criticidad para validar técnicas de cálculo utilizadas para establecer márgenes subcríticos mínimos para operaciones con materiales fisionables. Los datos de referencia de seguridad de criticidad evaluados se dan en siete volúmenes. Estos volúmenes contienen 284 evaluaciones con especificaciones de referencia para 2352 críticas, casi críticas o configuraciones subcríticas. Con el fin de obtener experiencia en la simulación de experimentos de criticidad en arreglos de combustible nuclear, del manual mencionado, se eligieron cuatro arreglos experimentales de criticidad para simularlos con el código Monte Carlo “Serpent”. Se presentan en este trabajo las descripciones de cada uno de los arreglos experimentales, los resultados del factor de multiplicación que se obtuvieron de su simulación con el código Serpent y la comparación de estos resultados con el valor del factor de multiplicación experimental. 2. SIMULACIÓN DE 4 ARREGLOS CRÍTICOS DE COMBUSTIBLE NUCLEAR Del manual titulado “International Handbook of Evaluated Criticality Safety Benchmark Experiments” [1] se seleccionaron 4 tipos de arreglos experimentales de criticidad de combustible nuclear para su simulación con el código Serpent [2]. Se describen brevemente estos experimentos, proporcionando el arreglo geométrico, las características del tipo de combustible empleado y los parámetros experimentales que se obtuvieron para lograr el estado crítico del arreglo. Para cada arreglo experimental se muestran los resultados del factor de multiplicación obtenido con el código Serpent y se compara con el resultado experimental. 2.1. Descripción y Simulación del Experimento LEU-COMP-THERM-006 [3] En el Volumen IV del documento “NEA/NSC/DOC/ (95)03/IV” [3] se reportan los experimentos denominados “Arreglos críticos de barras de combustible de bajo enriquecimiento con razones de volúmenes de agua a combustible de 1.5 a 3.0”, de estos se seleccionó el experimento LEU-COMPTHERM-006 para su simulación con el código Serpent. Para realizar el experimento, en el que se formaron reticulados cuadrados de UO2 con 2.6wt% de enriquecimiento y moderados con agua ligera, se construyó un tanque cilíndrico metálico, con un diámetro de 1.832m y de 2.078m de altura, en el que las barras de combustible están sostenidas por un conjunto de placas con rejillas de acero inoxidable, las que se colocan en la parte superior e S330 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 inferior del tanque y la criticidad se alcanza ajustando el nivel de agua utilizando una bomba de agua de alimentación; se emplearon seis detectores de neutrones situados a una distancia de 15cm de la periferia del reticulado y no se usaron barras de control. En la Figura 1 se muestra una sección transversal vertical del tanque. Figura 1. Sección transversal vertical del tanque experimental Las pastillas de combustible tienen un diámetro de 1.25cm y están revestidas por un tubo de aluminio. La longitud de la región de combustible es de 144.15cm. En la Figura 2 se muestran detalles de las especificaciones de la barra de combustible. S331 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 2. Barra de combustible En la Tabla I se indican las especificaciones de la barra de combustible. Tabla I. Especificaciones de la barra de combustible Elemento Valor Composición de Uranio 235 238 2.596 0.005 97.4004 0.005 U (wt%) U (wt%) Pastilla de UO2 Diámetro (cm) Densidad (g/cm3) Altura (cm) Región activa (cm) Revestimiento de aleación de aluminio Diámetro interior (cm) Espesor (cm) O/M (Relación de oxígeno a materiales metálicos) 1.25 0.005 10.4 0.05 1.27 144.15 0.3 1.265 0.0005 0.076 0.0005 2.04 El espaciado de centro a centro de las varillas (“pitch”) de los reticulados oscila entre 1.849 y 2.293 cm, lo que corresponde a una relación de volumen de agua y combustible que varía de 1.5 a 3.0 (la razón de volumen de agua a volumen de combustible se logra remplazando las rejillas con otro conjunto que tiene diferente espaciamiento). Los reticulados cuadrados se colocan en el centro del tanque. Los niveles críticos del agua en los núcleos experimentales se midieron en el intervalo de temperatura de 10 a 30°C. En la Figura 3 se muestran algunos de los patrones de barras de combustible de los núcleos experimentales. S332 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 3. Arreglos de los reticulados En el código Serpent se realizó un modelo tridimensional del arreglo, en el que cada barra de combustible (pin) se representó explícitamente; se consideró la región superior de los reticulados que se encuentra por encima del nivel crítico del agua y la región de 30cm del reflector de agua inferior. En el modelo se omitieron las rejillas, las placas de soporte y el espesor del tanque. El espesor del reflector de agua lateral es de más de 40 cm. La sección transversal horizontal del tanque central se muestra en la Figura 4. Figura 4. Modelo tridimensional en Serpent S333 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 En la Tabla II se muestran los resultados experimentales de los niveles críticos de agua para 18 diferentes reticulados cuadrados, así como los resultados del factor de multiplicación obtenidos con el código Serpent para cada uno de estos niveles experimentales de agua con una temperatura de 20°C. Los autores de los experimentos reportan el promedio de la medición de dos o más alturas críticas y consideran que corresponden a una keff de 1.000. Las diferencias en pcm entre el factor de multplicación calculado keff y el experimental se obtuvieron mediante la expresión ((keff – 1.000)/ keff) x 105. Tabla II. Resultados experimentales del nivel crítico y del factor de multiplicación obtenido con el código Serpent Espaciamiento No. (cm) Caso 1.849 1.956 2.150 2.293 Número de varillas Nivel crítico (cm) keff (SERPENT) 1 19X19 99.45±0.93 1.00007±0.00134 7 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 20X20 21X21 17X17 18X18 19X19 20X20 21X21 16X16 17X17 18X18 19X19 20X20 15X15 16X16 17X17 18X18 19X19 73.73±0.83 60.81±0.52 114.59±1.69 75.32±0.90 60.38±0.21 51.65±0.17 46.01±0.08 78.67±0.25 59.96±0.10 50.52±0.04 44.55 40.44 90.75±0.07 64.42±0.09 52.87±0.04 46.06±0.04 41.54±0.01 0.99930±0.00124 1.00160±0.00152 1.00120±0.00129 0.99809±0.00128 0.99976±0.00126 0.99910±0.00126 1.00045±0.00131 1.00039±0.00127 1.00172±0.00124 1.00011±0.00117 0.99893±0.00128 0.99831±0.00131 1.00115±0.00136 1.00193±0.00134 1.00008±0.00128 0.99886±0.00124 1.00080±0.00127 -70 160 120 -191 -24 -90 45 39 171 11 -107 -170 115 192 8 -114 80 (pcm) 2.2. Descripción y Simulación del Experimento LEU-COMP-THERM-017 [4] De los experimentos mencionados en el punto anterior (2.1), se seleccionó el experimento denominado LEU-COMP-THERM-017 para su simulación con el código Serpent. En este experimento se formaron arreglos de 3 reticulados rectangulares de UO2 con 2.35wt% moderados con agua ligera. Estos arreglos se colocaron entre un par de paredes reflectoras de tres materiales diferentes, a saber: uranio empobrecido, acero y plomo. Para obtener la criticidad con cada par de S334 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 paredes, los experimentadores variaron la separación entre las barras de combustible, la separación entre los reticulados, y la separación entre los reticulados y las paredes reflectoras. También, para este experimento se tuvieron razones de volúmenes de agua a combustible de 1.5 a 3.0. Los experimentos se realizaron en un tanque de acero de 0.952 cm de espesor. Las dimensiones internas del tanque son 1.8 x 3.0 x 2.1 metros de profundidad. En la Figura 5 se muestra el contenedor que se utilizó para formar estos arreglos. La Figura 6 muestra el arreglo para el caso número uno, dentro del contenedor. En la Tabla III se muestran las dimensiones de las paredes usadas en el experimento. Figura 5. Contenedor de los arreglos de combustible Figura 6. Caso experimental No. 1 Tabla III. Medidas de las paredes reflectoras Material de la pared Plomo Uranio empobrecido Altura (mm) 1234 1219 Largo (mm) 1640 1523 Grosor (mm) 102 76.5 S335 Acero 1219 1473 102 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 En la Tabla IV se indican las configuraciones para cada uno de los arreglos experimentales; para los 7 primeros casos el pitch fue de 2.032 cm y para los restantes casos el pitch fue de 1.684 cm. Para los casos del 1 al 14 los reticulados fueron de 19 x 16 barras de combustible y para los arreglos restantes el reticulado central fue de 25 x 18 barras de combustible y los reticulados laterales fueron de 20 x 18 barras de combustible. Caso Separación entre los ensambles (cm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 13.1 12.98 10.51 11.09 13.19 13.37 12.96 9.95 7.82 9.888 10.438 10.438 9.598 8.748 8.566 Tabla IV Arreglo de las 29 configuraciones. Material Caso Separación Separación Separación de la pared entre los entre entre paredes paredes reflectora ensambles reflectoras y (cm) reflectoras y ensambles ensambles (cm) (cm) 0.0 Plomo 16 9.166 0.66 0.66 Plomo 17 9.096 1.321 2.616 Plomo 18 9.246 1.684 0.0 Uranio 19 8.866 2.344 1.321 Uranio 20 8.646 3.005 1.956 Uranio 21 8.126 3.912 2.616 Uranio 22 7.256 6.726 5.405 Uranio 23 9.646 0.0 10.676 Uranio 24 9.696 0.66 0.0 Acero 25 8.086 3.276 0.66 Acero 26 7.646 0.0 1.321 Acero 27 9.086 1.321 2.616 Acero 28 9.416 2.616 3.912 Acero 29 8.776 3.912 0.0 Acero Material de la pared reflectora Acero Acero Acero Acero Acero Acero Acero Plomo Plomo Plomo Uranio Uranio Uranio Uranio En la Figura 7 se muestran las dimensiones de la barra de combustible. Figura 7. Barra de combustible S336 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Los experimentadores reportan que para los 29 casos el valor de la keff es igual a 1. Se utilizó el código Monte Carlo “Serpent” para simular los 29 arreglos experimentales descritos anteriormente. En la Tabla V se presentan los resultados obtenidos con Serpent para el factor de multiplicación, junto con su incertidumbre. Las diferencias en pcm con los resultados experimentales se obtuvieron mediante la expresión ((keff – 1.000)/ keff) x 105. Tabla V Resultados de Serpent Caso keff (SERPENT) (pcm) Caso keff (SERPENT) (pcm) 1 1.00055 ± 0.00128 55 16 0.99924 ± 0.00130 -76 2 0.99638 ± 0.00126 -363 17 0.99884 ± 0.00132 -116 3 0.99855 ± 0.00125 -145 18 0.99732 ± 0.00125 -269 4 0.99936 ± 0.00125 -64 19 0.99944 ± 0.00130 -56 5 0.99921 ± 0.00132 -79 20 0.99628 ± 0.00128 -373 6 1.00204 ± 0.00133 204 21 0.99885 ± 0.00125 -115 7 0.99703 ± 0.00127 -298 22 0.99924 ± 0.00129 -76 8 1.00026 ± 0.00129 26 23 0.99927 ± 0.00123 -73 9 0.99651 ± 0.00126 -350 24 0.99806 ± 0.00125 -194 10 0.99844 ± 0.00123 -156 25 0.99875 ± 0.00122 -125 11 0.99990 ± 0.00132 -10 26 0.99593 ± 0.00134 -409 12 0.99771 ± 0.00129 -230 27 0.99661 ± 0.00127 -340 13 1.00019 ± 0.00127 19 28 1.00018 ± 0.00133 18 14 1.00010 ± 0.00088 10 29 0.99783 ± 0.00128 -217 15 0.99511 ± 0.00127 -491 2.3. Simulación del Experimento PU-MET-FAST-001 [5] A principios de la década de 1950, el conjunto crítico 239Pu Jezebel fue fabricado y operado en el Laboratorio Científico de Los Alamos (Referencia 1). En realidad, se construyeron tres ensamblajes S337 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 de Jezabel, uno que usa Pu (4.5 a. % 240Pu, 1.02 wt. % Ga) y que se conoce como el 239Pu Jezebel, uno que usa Pu (20 a. % 240Pu) y que se conoce como el 240Pu Jezebel, y otro que usa 233U y se refiere como el 233U Jezebel. Solo el 239Pu Jezebel se describe en el volumen I del documento NEA/NSC/DOC(95)03/I. El 239Pu Jezebel era un ensamble crítico de 239Pu de fase delta desnudo, de forma casi esférica. Se consideró aceptable para su uso como un experimento crítico de referencia, por lo que en este trabajo se seleccionó para su simulación con el código Serpent. Para fines de seguridad de criticidad, la masa casi esférica se construyó en cuatro piezas principales, cada una de aproximadamente la misma masa, que se ensamblaron para proporcionar una subdivisión de tres partes para la seguridad operacional. Debido a la toxicidad del plutonio, todas las partes fueron niqueladas. La Figura 8 muestra el ensamble experimental en su configuración desmontada y en la Figura 9 se muestra la parte activa del original 239Pu Jezebel. En la referencia indicada, se proporciona la descripción detallada del experimento. En este trabajo solo se proporcionan los datos que se requirieron para la simulación con el código Serpent. Figura 8. Jezebel en su configuración desmontada o segura S338 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 9. Parte activa del original 239Pu Jezebel. La composición promedio de la aleación de plutonio de fase delta utilizada en el ensamble es de 98.98 wt. % de Plutonio y 1.02 wt. % de galio. La esfera es de 17.020 gramos de aleación de plutonio con una densidad de 15.61 g/cm3 y con un radio de 6.3849 cm. Las densidades atómicas se muestran en Tabla VI. Núclido Ga Pu 240 Pu 241 Pu 239 Tabla VI Densidades atómicas Densidad atómica átomos/barn-cm 1.3752 x 10-3 3.7047 x 10-2 1.7512 x 10-3 1.1674 x 10-4 En la Tabla VII se presenta el resultado obtenido con el código Serpent para el factor de multiplicación y su diferencia en pcm con el resultado experimental reportado; esta diferencia se obtuvo mediante el uso de la expresión indicada anteriormente. Tabla VII Resultados de Serpent Experimental 1.000 keff (SERPENT) 1.00033±0.00157 S339 (pcm) 33 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 2.4. Simulación del Experimento PU-MET-FAST-008 [6] Desde diciembre de 1960 hasta noviembre de 1961, se operó un ensamble crítico en el Laboratorio Científico de Los Álamos utilizando una masa esférica de plutonio en fase delta reflejada por torio. El experimento se diseñó para estudiar las propiedades neutrónicas del torio en apoyo de un posible reactor rápido de cría de 233U. La incertidumbre en la masa crítica de este experimento original hizo que el ensamblaje se configurara nuevamente y se tomaran las medidas de reactividad. El promedio de los resultados para dos configuraciones experimentales críticas se utilizó para determinar la masa crítica final. El resultado de este experimento se consideró aceptable como un experimento crítico de referencia. El experimento se realizó utilizando la máquina de ensamble Thor, una modificación de la máquina del ensamble universal Planet. Las modificaciones fueron al accionamiento de la barra de control y al mecanismo de seguridad. El núcleo de plutonio se construyó de tres partes principales; una tapa polar superior, una tapa polar inferior y una sección central. Juntas, las tres partes se aproximaron a una esfera de 10.59 cm de diámetro cuando se ensamblaron. La tapa polar superior y la sección central permanecieron estacionarias, mientras que la tapa polar inferior estaba ubicada en un elevador neumático. La sección central tenía un orificio (“glory hole”) de 1.27 cm de diámetro. Este orificio se llenaba de plutonio, según fuera necesario. Todas las partes de plutonio fueron recubiertas con níquel de 0.013 cm de espesor. Las diferentes piezas del núcleo se muestran en la Figura 10. Figura 10. Las diferentes piezas del núcleo El reflector cilíndrico de torio estaba compuesto por un reflector periférico, el bloque de seguridad superior, el bloque de seguridad inferior y un vernier cilíndrico de control. Estos se combinaron para formar un cilindro de 21.0 pulgadas de diámetro con una altura de 21.0 pulgadas. El bloque de seguridad superior de 6 pulgadas de diámetro rodeaba la tapa polar superior y la sección central encajaba dentro de la parte superior del reflector. El bloque de seguridad inferior de 5 pulgadas de diámetro sostenía la tapa polar inferior y encajaba dentro de la parte inferior del reflector. La barra de control de 3 pulgadas de diámetro entró en la parte inferior a través del bloque de seguridad S340 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 inferior directamente debajo de la tapa polar inferior. La barra de control tenía una distancia total de recorrido de 5 pulgadas. El bloque de seguridad superior y el reflector tenían un orificio (“glory hole”) de 1.27 cm que se alineaba con el orificio de relleno de plutonio en la sección central del núcleo. Todas las partes de torio se recubrieron con 0.0013 cm de cromo. La configuración experimental se muestra en la Figura 11. El ensamblaje se efectuó levantando la tapa polar inferior y el bloque de seguridad inferior dentro del arreglo. En caso de un problema, se realiza un desmontaje rápido retrayendo el bloqueo de seguridad superior e inferior, así como el uso de la barra de control (Referencia 1). Para ajustar la reactividad se utilizaron las piezas de relleno de plutonio, introduciéndolas en el orificio para tal fin. Figura 11. Configuración experimental del arreglo completo. La composición promedio del núcleo de plutonio está dada por la Tabla VIII. El plutonio también contiene 1.01 wt. % de galio. La densidad del núcleo de plutonio es de 15.29 g/cm3. El reflector es un cilindro cuadrado de 53.34 cm de diámetro, con 100 wt. % de 232Th y una densidad de 11.58 g/cm3. Tabla VIII. Composición del material del combustible. Isótopo Wt.% 239 Pu 93.59 240 Pu 5.10 241 Pu 0.30 Galio 1.01 Las densidades isotópicas del combustible y del reflector se muestran en la Tabla IX[4]. S341 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Tabla IX Densidades isotópicas Densidad atómica (átomos/barn-cm) Núcleo 239 Pu 3.6049×10-2 240 Pu 1.9562×10-3 241 Pu 1.1459×10-4 Galio 1.3338×10-5 Reflector de Torio 232 Th 3.0054×10-2 En las referencias no se menciona la temperatura a la cual se realizó el experimento. En la simulación de este experimento se supuso una temperatura de 293 grados kelvin. El factor de multiplicación experimental reportado fue de 1.000. Isótopo En la Tabla X se presenta el resultado obtenido con Serpent para el factor de multiplicación y su diferencia en pcm con el resultado experimental reportado; esta diferencia se obtuvo mediante el uso de la expresión indicada anteriormente. Tabla X. Resultados de Serpent. keff Experimental 1.000 keff (SERPENT) 0.99937±0.00160 (pcm) -63 3. CONCLUSIONES En este trabajo se simularon con el código Monte Carlo Serpent cuatro arreglos experimentales críticos tomados del manual NEA/NSC/DOC/(95) que contiene especificaciones de referencia (benchmark) de seguridad de criticidad, que se han derivado de experimentos realizados en varias instalaciones nucleares en todo el mundo. De acuerdo a las pequeñas diferencias de los resultados obtenidos con el código Serpent del factor de multiplicación con los resultados experimentales reportados en este manual, se mostró que los modelos para simular estos arreglos experimentales fueron correctamente diseñados y que adicionalmente se confirmó la validez y confiabilidad de este código para su uso en cálculos neutrónicos para cualquier arreglo de combustible nuclear. Los experimentadores calcularon las incertidumbres en el factor de multiplicación efectivo haciendo uso del código TWOTRAN las cuales no se incluyen en este trabajo ya que se desconoce la versión usada para este código. Por otra parte, los experimentadores reportan el factor de multiplicación efectivo medido es igual a la unidad, para los arreglos experimentales simulados en este trabajo. S342 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Entre los resultados que se obtienen con el código Serpent se encuentran las secciones transversales macroscópicas de los materiales que forman los arreglos experimentales, estas se pueden usar como datos de entrada para códigos que resuelven numéricamente las ecuaciones de transporte y difusión de neutrones, para simular con estos códigos los arreglos experimentales mostrados en este trabajo. AGRADECIMIENTOS Agradezco el apoyo del Dr. Edmundo del Valle Gallegos por darme acceso al código Serpent y a sus computadoras, así como a la M. en C. Lucero Arriaga Ramírez y al M. en C. Julian Arturo Duran Gonzalez por su asesoría en el uso del código Serpent. Agradezco también a la Sociedad Nuclear Mexicana por el apoyo brindado para asistir al congreso. REFERENCIAS 1. OECD/NEA, International Handbook of Evaluated Criticality Safety Benchmark Experiments, Nuclear Energy Agency, París, Francia (2000). 2. Jaakko Leppänen, Serpent – a Continuous-energy Monte Carlo Reactor Physics Burnup Calculation Coden (User’s Manual), VTT Technical Research Centre of Finland, Finland, 2004. 3. Yoshinori Miyoshi, Takuya Arakawa, Critical Arrays of Low-Enriched Pu-239 Fuel Rods with Water-to-Fuel Volume Ratios Ranging from 1.5 to 3.0, OECD/NEA, París, Francia (2000). 4. Soon S. Kim, Virgina F. Dean, Water-Moderated U(2.35)O2 Fuel Rods Reflected by Two Lead, Uranium, or Steel Walls, OECD/NEA, París, Francia (2000). 5. R. Douglas O'Dell, “Bare Sphere of Plutonium-239 Metal (4.5 at.%. 240pu, 1.02 wt.% Ga), , OECD/NEA, París, Francia (2000). 6. Roger W. Brewer, Benchmark Critical Experiment of a Thorium Reflected Plutonium Sphere, OECD/NEA, París, Francia (2000). S343 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 S344 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Desarrollo de un módulo de quemado para el código de transporte de neutrones “Gemma” Hirepan Palomares Chávez y Gustavo Alonso Vargas Instituto Politécnico Nacional Avenida Instituto Politécnico Nacional San Pedro Zacatenco, Nueva Industrial Vallejo, Ciudad de México. C.P. 07738 hirepan.49@gmail.com.; gustavoalonso3@gmail.com Samuel Vargas Escamilla Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Carretera México Toluca-La Marquesa s/n, Ocoyoacac, Estado de México. C.P. 52750 Samuel.vargas@inin.gob.mx Guillermo Ibarra Reyes Comisión Nacional de Seguridad Nuclear y Salvaguardias Dr. José Ma. Barragán 779, Narvarte, Ciudad de México. C.P. 03020 guillermoibarra@gmail.com Resumen En este trabajo se presenta el desarrollo de un módulo de quemado de combustible para el código Gemma. Como el código Gemma lee secciones eficaces macroscópicas, se le implementó una subrutina para calcular densidades atómicas con lo cual calcula las secciones macroscópicas a partir de una biblioteca de secciones eficaces microscópicas, se le agregaron nuevas tarjetas de entrada que tienen que ver con la densidad de potencia y los pasos de quemado y se generaron bibliotecas de secciones eficaces microscópicas con el código de NJOY utilizando la biblioteca evaluada ENDF. Como un primer desarrollo del código, en la matriz de quemado se considera únicamente el consumo de combustible por absorción de neutrones, sin formación de plutonio y sin la aparición de los productos de fisión. Para la solución de las ecuaciones de quemado en un paso de tiempo se aplica un método predictor-corrector y se resolvieron con el método CRAM (Chevyshev Rational Approximation Method) que tiene buena estabilidad en una región cercana al eje real negativo, lo cual es una característica de las matrices de quemado. Los resultados que se presentan son preliminares, ya que el código aún está en desarrollo, el factor de multiplicación disminuye muy rápido en quemados cortos por lo que faltan incorporar más isotopos a la matriz de quemado que le puedan restar reactividad al sistema cómo productos de fisión. S345 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 1. INTRODUCCIÓN Gemma es un código que resuelve la ecuación de transporte de neutrones en dos dimensiones por el método de las caracteristicas y aún está en desarrollo [1], como parte de este desarrollo está la incorporación de un módulo de quemado de combustible. Para hacer un módulo de quemado se necesita un código que proporcione flujos neutronicos (Gemma) para calcular tazas de reacción, además también se necesita un conjunto de bibliotecas de secciones eficaces microscópicas procesadas para actinidos y productos de fisión. Los cálculos de quemado de combustible son muy importantes, ya que nos permiten seguir el cambio de composición de los materiales con respecto al tiempo así como los parámetros neutrónicos del núcleo de un reactor nuclear. Para llevar a cabo estos cálculos se resuelven las ecuaciones de quemado de Bateman, lo cual consiste en resolver un sistema de ecuaciones diferenciales lineales mediante la solución de una matriz exponencial, por lo tanto se necesita un método que resuelva este conjunto de ecuaciones de manera eficiente con un tiempo de cómputo reducido. La composición de los materiales cambia durante el paso de tiempo y las tazas de reacción también cambien en este intérvalo. Para hacer un cálculo de quemado se considera que las tazas de reacción calculadas al inicio del paso de tiempo permanecen constantes, por lo tanto se necesita una metodología que disminuya el error de cálculo que introduce esta consideración. En el módulo desarrollado en éste trabajo se resuelven las ecuaciones de Bateman considerando las tazas de reacción constantes, aplicando un método predictor corrector junto con el método CRAM. Las bibliotecas de secciones eficaces microscópicas de los isótopos del sistema que se tomaron en consideración en la matriz de quemado se procesaron desde la biblioteca evaluada ENDF en espectro continuo utilizando el código NJOY para obtener las bibliotecas en forma de multigrupo[2]. 2. CÁLCULOS DE QUEMADO El propósito de los cálculos de quemado es obtener el cambio neto del contenido del isótopo físil del combustible en un sistema nuclear para un tiempo determinado de operación. Estos cálculos recaen en dos ecuaciones principales: la ecuación de transporte de neutrones, la cual esencialmente, es un balance de neutrones y las ecuaciones de quemado de Bateman que expresan el cambio de composición para un isótopo en específico, debido a las reacciones nucleares inducidas por neutrones. La principal suposición que se hace para resolver las ecuaciones de quemado en un paso de tiempo es que la distribución de neutrones permanece constante en un paso de tiempo, lo cual significa que las tazas de reacción con neutrones también permanecen constantes. Para un paso de tiempo se resuelve la ecuación de transporte, obteniendo las tazas de reacción y posteriormente se obtiene el cambio de densidades atómicas de los isótopos por la solución de las ecuaciones de quemado de Bateman. Este método de cálculo es refinado mediante la aplicación de un método predictorS346 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 corrector. 2.1. Ecuación de Transporte de Neutrones La ecuación de transporte de neutrones independiente del tiempo en su forma de eigenvalor y para multigrupo es [3]: (1) Usando las siguientes secciones eficaces promediadas en energía: (2) (3) (4) (5) Para los flujos escalares que se utilizan en las tazas de reacción: (6) 2.1.1. Ecuaciones de Quemado El cambio de densidad atómica de un núclido “i” está dado por las ecuaciones de quemado de Bateman[4]: (7) las unidades de cada una de las variables de la ecuación de Bateman se muestran en la Tabla I. Las ecuaciones de quemado resultan en un sistema de I ecuaciones diferenciales lineales ordinarias, si se toma a como un vector que contiene a todos los núclidos del sistema, se puede escribir en notación matricial: S347 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 (8) donde la solución es: (9) Variable Tabla I: Variables de la Ecuación de quemado de Bateman. Descripción Unidades Densidad atómica del núclido i Yield de fisión para el núclido j a partir de la fisión del núclido i -- Sección eficaz microscópica de fisión del núclido j Sección eficaz microscópica de absorción del núclido i Sección eficaz microscópica de capture del núclido i-1 Flujo escalar de neutrones Constante de decaimiento del núclido k al núclido i Constante de decaimiento del núclido i Para encontrar la solución se debe calcular la matriz exponencial ( ). La matriz de quemado A tiene IxI elementos, donde cada uno de ellos denota una taza de reacción. Si se asume que los núclidos están ordenados respecto a su masa atómica, la matriz de quemado tiene la forma que se muestra en la Figura 1, donde los elementos diferentes de cero se concentran cerca de la diagonal principal, lo cual representa las diferentes tazas de reacción y en las ultimas columnas del lado derecho se concentran las tazas de aparición para los productos de fisión. Figura 1: Forma de la matriz de quemado para un ordenamiento de los núclidos tomando en cuenta su masa atómica (adaptación al español de la referencia []) S348 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 2.2. Método de solución para el Quemado Para incorporar el módulo de quemado al código Gemma\cite{reyes2018gemma} se necesitó hacer nuevas tarjetas en el archivo de entrada, una de ellas es depletion, que representa los pasos de quemado en (MWd/TU) y la otra power density la cuál es la densidad de potencia del problema en (W/g-combustible). El uso de estas tarjetas en el archivo de entrada es como sigue: depletion 0 0.1 0.5 1 3 5 10 15 30 power density 37 Para el tratamiento de la geometría, Gemma divide una celda en distintas regiones, cada una con su material correspondiente. En el caso de un pin, el nivel de refinamiento se indica mediante la siguiente tarjeta: refine pin [pin-id] [n] [inner] [outer] donde [n] es el factor de división de la celda donde el número de sectores en que se divide es 2n, [inner] es el número de anillos internos agregados y [outer] el número de anillos externos agregados. Por ejemplo si tuvieramos la tarjeta “refine pin 1 3 2 1” , el pin 1 se dividiría en las regiones que se muestran en la Figura 2. Figura 2: Refinamiento de una celda unitaria en el código Gemma Después de hacer el cálculo de transporte, Gemma proporciona los flujos neutrónicos escalares en cada una de las regiones y para cada grupo de energía, ahora bien, para el quemado únicamente se toman en cuenta las regiones que contienen combustible por lo que se tienen tazas de reacción diferentes en cada región de combustible y diferente grado de quemado, entonces la taza para una reacción x y un núclido i será: S349 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 (10) donde RF es el número de regiones de combustible. Al resolver las ecuaciones de quemado para cada región de combustible se tendrán diferentes resultados de densidades atómicas para cada región en particular, por lo que para hacer el siguiente cálculo de criticidad se homogenizan las densidades atómicas en todas las regiones de combustible que pertenezcan al mismo elemento utilizando la ecuación (11). (11) donde Vr es el volumen de la región generada por la discretización espacial. En Gemma los flujos están normalizados a la fuente total de fisión es igual a 1, es decir: (12) donde F representa el componente de las fisiones en la ecuación de transporte. Dado lo anterior, se necesita renormalizar los flujos, tal que la densidad de potencia promedio se igual a la de la tarjeta de entrada. Para esto, se calcula un factor de renormalización por potencia fp mediante un proceso iterativo (ver Figura 3) y esta dado por las Ecuaciones (13), (14), (15) y (16). Para la primera iteración se calcula fp inicial dado por la Ecuación (17), la integral de la Ecuación (16) se obtiene al evaluar la Ecuación (19), las variables de las Ecuaciones (13), (14), (15), (16) y (17) se describen en la Tabla II. (13) (14) (15) (16) (17) En la metodología de refinar el cálculo con la aplicación de un método predictor-corrector primeramente se hace un cálculo de criticidad para obtener a keffn y φn para n = 0, una vez hecho el primer cálculo de criticidad se resuelve la Ecuación (19) para obtener el resultado predictor, es decir, Nn+1(p). Seguidamente se actualizan las secciones eficaces macroscópicas a XSn+1(p), después se hace un segundo cálculo de criticidad para obtener keffn+1(p) y φn+1(p); en seguida se resuelven las ecuaciones de quemado con la Ecuación (19) con φn+1(p) para obtener el resultado corrector: S350 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Nn+1(c). Finalmente se obtienen las densidades del siguiente paso de tiempo (nuevas condiciones iniciales) promediando los resultados corrector y predictor obtenidos previamente: (18) Tabla I: Variables de las Ecuaciones (13), (14), (15), (16) y (17). Variable Descripción Unidades Tamaño del paso de quemado en unidades de energía Joules Tamaño del paso de quemado n Mwd/THM Densidad másica de la region r g/cm3 cm3 Volumen de la región r Fracción masa de metal pesado en la región r -- Fracción masa del núclido fisionable m’ en la región r -- Tamaño del paso de quemado s Densidad de potencia dada en la tarjeta de entrada “power density” Energía liberada por fisión del núclido fisionable m W/g-fuel J Densidad atómica del núclido fisionable m en la región r Sección eficaz microscópica de fisión para el isótopo m en la región r para el grupo de energía g Flujo escalar de neutrones en la región r para el grupo de energía g átomo-cm3 cm2 cm-2s-1 Figura 3: Diagrama de flujo de datos para un paso de quemado. S351 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Adicionalmente, se vuelven a actualizar las secciones eficaces para repetir los pasos anteriores. Debida a la naturaleza de la matriz de quemado, es decir, su alto grado de dispersión y la gran diferencia entre la magnitud de un elemento a otro, por ejemplo la taza de decaimiento de un núclido de baja vida media comparado con la taza de reacción de otro, puede conducir a eigenvalores de una magnitud arbitrariamente grande. Se ha calculado el espectro de la matriz de quemado para una gran variedad de problemas y los eigenvalores se concentran en una región cercana al eje real negativo [5]. Una metodología que proporciona una solución robusta y precisa para las ecuaciones de quemado implica aproximar a mediante una función racional. Dentro de las opciones está la aproximación CRAM (Chevyshev Rational Approximation Method) en donde se requieren tiempos de cómputo más bajos [6]. La aproximación CRAM[7] está dada por la Ecuación (19): (19) donde αi y θi son los residuos y polos respectivamente de la función racional y k es el orden de la aproximación racional. Para un orden de k=16, estos valores están dados en la Tabla III. La solución del método CRAM (de orden 16) involucra el cálculo de 8 matrices inversas, es decir, (AΔt - Iθi)-1, con i dentro de [1,k]. Regularmente como las matrices de quemado son bastante dispersas y dependiendo de las bibliotecas de secciones eficaces procesadas, puede llegar a tener dimensiones bastante grandes, computacionalmente hablando i.e. 300x300, 1000x1000, NxN. Entonces para resolver calcular la matriz inversa se utilizara el método de factorización en LU, que involucra la solución de 2N sistemas triangulares de ecuaciones lineales: (20) (21) donde X = A-1. El algoritmo de cálculo para desarrollar el código será entonces el que se muestra en el Algoritmo (1). En cada paso de quemado proporcionado por el usuario, se hace un primer cálculo de criticidad utilizando las secciones eficaces macroscópicas al principio del paso de tiempo, con este cálculo de criticidad se obtienen los flujos escalares multigrupo de neutrones para cada región. Después se calculan las tazas de reacción de absorción para generar una matriz de quemado en cada región de combustible y se resuelve para obtener las densidades atómicas al final del paso de tiempo, siendo éste el cálculo predictor. Enseguida se actualizan las secciones eficaces macroscópicas con las densidades atómicas obtenidas en el cálculo predictor para hacer el segundo cálculo de criticidad y obtener los flujos escalares multigrupo de neutrones. Con los flujos de neutrones obtenidos en el segundo cálculo de criticidad se vuelven a calcular las tazas de reacción de absorción para construir nuevamente una matriz de quemado, la cual se resuelve para obtener las densidades atómicas del S352 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 cálculo corrector. Finalmente se promedian los resultados predictor y corrector para actualizar las secciones eficaces macroscópicas que se utilizarán en el siguiente paso de tiempo. Tabla III: Coeficientes utilizados en el Método CRAM Coeficiente Parte Real Parte Imaginaria θ1 −1.084 391 707 869 698 784 4 × 101 +1.927 744 616 718 165 104 9 × 101 θ2 −5.264 971 343 442 646 833 9 × 100 +1.622 022 147 316 792 839 4 × 101 θ3 +5.948 152 268 951 177 212 8 × 100 +3.587 457 362 018 322 104 5 × 100 θ4 +3.509 103 608 414 918 085 1 × 100 +8.436 198 985 884 374 224 0 × 100 θ5 +6.416 177 699 099 434 583 7 × 100 +1.194 122 393 370 138 590 6 × 100 θ6 +1.419 375 897 185 666 035 6 × 100 +1.092 536 348 449 672 267 7 × 101 θ7 +4.993 174 737 717 996 691 8 × 100 +5.996 881 713 603 942 287 7 × 100 θ8 −1.413 928 462 488 886 150 8 × 100 +1.349 772 569 889 274 542 7 × 101 α1 −5.090 152 186 522 492 032 6 × 10−7 −2.422 001 765 285 228 906 4 × 10−5 α2 +2.115 174 218 246 603 128 6 × 10−4 +4.389 296 964 738 067 206 9 × 10−3 α3 +1.133 977 517 848 393 006 3 × 102 +1.019 472 170 421 585 701 7 × 102 α4 +1.505 958 527 002 346 691 9 × 101 −5.751 405 277 642 182 234 4 × 100 α5 −6.450 087 802 553 964 877 5 × 101 −2.245 944 076 265 209 616 8 × 102 α6 −1.479 300 711 355 799 880 0 × 100 +1.768 658 832 378 293 688 2 × 100 α7 −6.251 839 246 320 791 687 6 × 101 −1.119 039 109 428 322 831 3 × 101 α8 +4.102 313 683 541 002 065 1 × 10−2 −1.574 346 617 345 546 706 1 × 10−1 α0 +2.124 853 710 495 223 632 1 × 10−16 +0.000 000 000 000 000 000 0 × 100 Algoritmo 1 Solución de un paso de quemado mediante la aplicación de un método predictor-corrector Foreach step in depletion do Calc keffn → φn with Nn // Primer cálculo de criticidad Calc fp (p) // Cálculo predictor de fp Foreach r in Rf do // Para todas las regiones de combustible buildMatrix(φn, σx) // Construir la matriz de quemado S353 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 solveStep(Nn, φn): Nn+1(p) // Solucionar CRAM predictor End for upDateXS(Nn+1(p)) // Actualizar XS con el resultado predictor Calc keffn+1(p) → φn+1(p) // Cálculo de criticidad predictor Calc fp(c) // Cálculo corrector de fp Foreach r in Rf do buildMatrix(φn+1(p), σx) // Construir la matriz de quemado solveStep(Nn, φn+1): Nn+1(c) // Solucionar CRAM corrector End for Nn+1 = [Nn+1(p) + Nn+1(c)]/2 // Promediar predictor y corrector upDateXS(Nn+1(p)) // Actualizar XS con el resultado promediado End for 2.3. Cambios de las Tarjetas de Entrada Como ya se mencionó, anteriormente el usuario le tenía que proveer las secciones eficaces manualmente al códido, por ejemplo para un problema de 4 grupos de energía el uso de la tarjeta de materiales donde se incluía la sección macroscópica total, la nu Sigma de fisión macroscópica, el espectro de fisión χg y la matriz de dispersión macroscópica, era la siguiente: material UO2 Σt,1 Σt,2 Σt,3 Σt,4 νΣf,1 νΣf,2 νΣf,3 νΣf,4 χ4 χ3 χ2 χ1 Σs,1-→1 Σs,1-→2 Σs,1-→3 Σs,2-→1 Σs,2-→2 Σs,2-→3 Σs,3-→1 Σs,3-→2 Σs,3-→3 Σs,4-→1 Σs,4-→2 Σs,4-→3 Σs,1-→4 Σs,2-→4 Σs,3-→4 Σs,4-→4 Ahora mediante la tarjeta del material se indican los diferentes isotopos que contiene el material con su respectiva densidad mediante una nomenclatura ZAID. Al leer estos isotopos, busca su biblioteca de secciones eficaces dentro de un directorio que contiene todas las bibliotecas que se han procesado con el código NJOY[2], para después calcular las secciones macroscópicas. Se implementaron dos opciones para proveer la composición del material: 1. Proporcionar las densidades atómicas de los diferentes isótopos. Ejemplo: material <material-id> <ZAID1>.<temperatura id> <densidad atómica 1> S354 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 <ZAID2>.<temperatura id> <densidad atómica 2> 2. Después del identificador del material se especifica la densidad másica y seguido de cada isotópo se especifica el porcentaje en masa. Ejemplo: material <material-id> <ZAID1>.<temperatura id> <densidad atómica 1> <ZAID2>.<temperatura id> <densidad atómica 2> Las unidades con las que trabaja Gemma son, para densidad másica (gr cm-3) y para densidad atómica (átomo barn-1 cm-1). Para iniciar el desarrollo del código de quemado se tomó en cuanta una matriz de dimensiones 2x2 donde se considera unicamente las tazas de absorción del U238 y U235. Por lo tanto la matriz de quemado tomó la siguiente forma: (22) 3. RESULTADOS Para probar el código se resolvió un problema de referencia para reactores LWR con combustible de nueva generación [8]. El problema consiste de un sólo elemento de combustible con UO2 y Zirconio natural cómo encamisado, la geometría y la composición de los materiales se muestra en las Tablas IV y V respectivamente. Los resultados del problema se compararon con el código Serpent[9], la comparación de keff se muestra en la Figura 4 y en la Tabla VI y la comparación de las densidades atómicas se muestra en la Figura 5 y la Tabla VII. Para este problema se utilizaron bibliotecas de secciones eficaces que fueron procesadas con el código NJOY en el formato WIMS, se utilizaron 69 grupos de energía con 13 grupos rápidos, 14 grupos en la región de resonancia y 42 grupos térmicos. Tabla IV: Geometría del problema. Descripción Cm Pitch 1.265 Diámetro de la pastilla de combustible 0.824 Diámetro interno del encamisado 0.824 Diámetro externo del encamisado 0.952 S355 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Tabla V: Composición de los materiales utilizados en el benchmark Combustible Enriquecimiento de 235U 6.5 wt% 10.36 gr/cm3 Densidad másica Temperatura 900 K -1 -1 Densidades atómicas (barn cm ) 235 U 238 U 16 O 1.5122E-03 2.1477E-02 4.5945E-02 Encamisado Densidades atómicas (barn-1cm-1) Zr-nat 1.5122E-03 Moderador 0.997 gr/cm-3 Densidad másica Temperatura 300 K Fracción Masa 1 H O 0.11191 0.88809 16 Mwd/THM Tabla VI: Tabla de resultados de la Figura 4. Gemma Serpent 0 1.57981 1.59786 10 1.57665 1.49252 25 1.57208 1.47542 50 1.56324 1.46364 75 1.55307 1.46349 100 1.54129 1.45893 125 1.52751 1.46240 150 1.51123 1.46059 175 1.49176 1.45961 200 1.46817 1.45893 225 1.43904 1.46026 250 1.40235 1.45565 S356 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 4: Factor de multiplicación efectiva como función del quemado Mwd/THM Tabla VII: Tabla de resultados de la Figura 5. Gemma Serpent NU235(at/b·cm) NU238(at/b·cm) NU235(at/b·cm) NU238(at/b·cm) 0 0.0015122 0.0214770 0.0015122 0.0214770 10 0.0014719 0.0214548 0.0015117 0.0214746 25 0.0014318 0.0214326 0.0015113 0.0214745 50 0.0013125 0.0213652 0.0015106 0.0214742 75 0.0012337 0.0213197 0.0015098 0.0214740 100 0.0011166 0.0212505 0.0015091 0.0214738 125 0.0010394 0.0212036 0.0015084 0.0214735 150 0.0009246 0.0211319 0.0015077 0.0214733 175 0.0008489 0.0210830 0.0015070 0.0214731 200 0.0007365 0.0210076 0.0015063 0.0214728 225 0.0006624 0.0209556 0.0015056 0.0214726 250 0.0005525 0.0208742 0.0015048 0.0214723 S357 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 5: Densidad atómica en función del quemado 4. CONCLUSIONES En la Figura 4 el valor calculado para la keff con el código Gemma sigue una tendencia de disminuir, a comparación del código Serpent que tiende a permanecer constante después de un quemado de 50 MWd/THM; igualmente con las densidades atómicas, en el código Gemma tienden a disminuiry en el código Serpent tienden a permanecer constantes para este grado de quemado (250 MWd/THM). Si bien son quemados muy cortos (un reactor comercial alcanza quemados de alrededor 60,000 70,000 MWd/THM) la keff no debería de disminuir tan rápido cómo se calculó con el código Gemma, esto se le atribuye a que en la matriz de quemado que se resuelve en Gemma unicamente se consideran el U235 y el U238, además de que no se están considerando formación de actinidos ni productos de fisión que le pueden restar reactividad al sistema. Sin embargo el código de quemado aún se encuentra en pleno desarrollo, estos fueron los primeros resultados obtenidos. Para continuar con la implementación del quemado, se incorporarán a la matriz nuevas cadenas de quemado, así como nuevos isótopos para poder proceder con la validación del código. S358 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 REFERENCIAS 1. Guillermo Ibarra Reyes y col. “Gemma: Development of a two-dimensional neutron transport code with the method of chracteristics”. En: Annals of Nuclear Energy, 115, p. 367 – 376 (2018). 2. Robert Macfarlane y col. “The NJOY Nuclear Data Precessing System, Version 2016”, (2017). DOI: 10.2172/1338791. 3. E. E. Lewis y W.F. Miller. Computational Methods of Neutron Transport. John Wiley & Sons, (1984). 4. D. Knott y A. Yamamoto. “Lattice physics computations – Handbook of Nuclear Engineering”, Editado por D. G. Cacuci, Vol. II Reactor Design. Springer Science, (2010), p. 913-1239. 5. Maria Pusa y Jaakko Leppänen. “Computing the matrix exponential in burnup calculations”, En: Nuclear Science and engineering 164.2, p. 140 – 150 (2010). 6. AE Isotalo y PA Aarnio. “Comparison of depletion algorithms for large systems of nuclides”. En Annals of Nuclear Energgy 38.2-3 (2011), p. 261- 268. 7. Maria Pusa. “Rational approximations to the matrix exponential in burnup calculations”. En: Nuclear Science and Engineering 169.2, p. 155 – 167 (2011). 8. Akio Yamamoto y col. “Benchmark problem suite for reactor physics study of LWR next generation fuels”. En: Journal of Nuclear Science and Technology, 39.8, p. 900 – 912. 9. Jaakko Leppänen. “Serpent – a continuous-energy Monte Carlo reactor physics burnup calculation code”. En: VTT Technical Research Centre of Finland Vol. 4 (2013). S359 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 S360 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Validation exercise of the domestic code AZNHEX through implementation of macroscopic neutron cross-sections generated by SERPENT Lucero Arriaga-Ramirez1, Roberto Lopez-Solis2, Armando Gomez-Torres2∗, and Edmundo del-Valle-Gallegos1 1 Instituto Politécnico Nacional – Escuela Superior de Física y Matemáticas, Av. Instituto Politécnico Nacional s/n Edificio 9, Delegación Gustavo A. Madero, CDMX guten_tag_04@hotmail.com; edmundo.delvalle@gmail.com 2 Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, Carretera México - Toluca La Marquesa s/n, Ocoyoacac, Estado de México C.P. 52750, Mexico rcarlos.lope@gmail.com; armando.gomez@inin.gob.mx Abstract In this work, an exercise for validation of the domestic deterministic code AZNHEX is described. The AZNHEX code is a deterministic code, part of the AZTLAN Platform, a set of nuclear codes for nuclear reactor analysis and design, being currently under development for different institutions in Mexico. The code AZNHEX is aimed to solve the neutron diffusion equation in hexagonal geometry, making it suitable for Fast Reactor and VVER Reactor analysis. The reference core chosen for this exercise is the Chinese Experimental Fast Reactor, a 65 MWth pool-type sodium-cooled fast reactor developed by the China Institute of Atomic Energy. The exercise consists of the simulation of every fueling step, for a total of 16 steps, ten subcritical and six critical. The methodology followed was to simulate every core configuration in the stochastic code SERPENT for macroscopic cross-section generation; these cross-sections were input in the deterministic code AZNHEX in each full core model. The keff results for both codes were compared among each other with relatively small differences; these results are a step forward in setting the AZNHEX code and the AZTLAN Platform in general as a reliable tool for nuclear analysis. Further exercises will include control rod worth measurements and reactivity coefficients calculations. 1. INTRODUCTION The AZTLAN[1] Platform project is a Mexican national initiative led by the National Institute for Nuclear Research, which brings together the nuclear institutions of higher education in Mexico: the National Polytechnic Institute, the National Autonomous University of Mexico and the Autonomous Metropolitan University, in an effort to take a significant step towards positioning Mexico, in the medium term, in a competitive international level on nuclear reactors analysis and modeling software. S361 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 The core of the AZTLAN Mexican reactor analysis platform consists of a thermo-hydraulic code (AZTHECA), a neutron transport code (AZTRAN) and two neutron diffusion codes, namely AZKIND and AZNHEX. These codes are currently in the testing phase by simulating a variety of fuel assemblies and nuclear reactor cores to compare and verify their results with those obtained by codes globally used in the nuclear community such as SERPENT, CASMO/SIMULATE, MCNP, and others. AZNHEX is a novel 3D neutron diffusion code for nuclear core analysis with hexagonal-z geometry, and it is part of the Mexican project on the development of domestic nuclear analysis software “AZTLAN Platform”. Currently, the code is under development, but some important steps have been made in the verification procedure of the code. A composite nodal method for prismatic hexagons has been developed and applied to solve the neutron diffusion equations for cores built by the union, side by side, of hexagonal prisms. A Galerkin finite element method is used starting by the strong form to get the corresponding weak form. The verification and validation process [2] of the AZNHEX code started with some academic exercises. In a further study [3], to move toward much more realistic scenarios the OECD/NEA UAM Sodium Fast Reactor Benchmark was used together with the SERPENT code for further verification. One of the exercises of the OECD/NEA Sodium Fast Reactor Benchmark is focused on the neutronic characterization of global parameters (keff, sodium void worth, Doppler, etc.) and feedback coefficient evaluation. This Benchmark was intended to confirm the ability of participants and their neutronic codes to provide generally consistent results when analyzing SFR core characteristics and thus, it represents a very good exercise for the AZNHEX development team. In the exercise presented in this paper, a new benchmark was treated, the Chinese Experimental Fast Reactor [4] was chosen for this exercise due to the availability of its experimental data from the China Institute of Atomic Energy. More information on this benchmark will be presented in the next section. 2. DESCRIPTION OF THE BENCHMARK CORE China Experimental Fast Reactor (CEFR) is the first fast reactor of China, which reached its first criticality in 2010. It is in the China Institute of Atomic Energy, at a southwest suburb of Beijing. It is a 65MWth pool-type sodium-cooled fast-spectrum reactor. The first loading of the reactor core was uranium dioxide fuel, with the enrichment of U-235 at 64.4%. Table I and Figure 1 show the main characteristics of the core and a cross section of the whole core under full fueling state. Under non-fueled state the fuel sub-assemblies are replaced by mock-up fuel, which are essentially fuel sub-assemblies without the fuel, these mock-up fuels are then replaced by real fuel subassemblies in every fueling step. Ten subcritical fueling steps were simulated in which the core had 24, 40, 46, 55, 61, 65, 68, 69, 70, and 71 fuel Sub-assemblies (SA) inserted. S362 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Table I. Main parameters of the CEFR nuclear core Parameter Value Thermal/electric power, MWth/MWe 65/20 Designed life, year 30 Maximum burn-up, MWd/t 60000 Maximum neutron flux, cm-2 s-1 3.2E15 Refueling period, days 80 Diameter/height of main vessel, m 8.0/12.2 Covering gas pressure, MPa 0.005 Core inlet/outlet temperature (full power), °C 360/530 Equivalent diameter/height of active core (fuel 60/45 region), cm SA lattice pitch (installation temperature), mm 61.0 Enrichment of U-235 of fuel, % 64.4 Number of fuels SAs 79 Total mass of UO2/U in fuel, kg 417/367 Total mass of UO2/U in blanket, kg 356/313 Total mass of B4C in control SAs, kg 6.9 Total mass of B4C in boron shielding SAs, kg 552 Figure 1. Cross-section of the fully fueled CEFR core After the fuel sub-assembly number 72, the core reaches supercriticality and one of the control rods is inserted at different heights until the lower end of the control section which is 70 mm above the S363 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 lower end of the fuel region, where criticality is reached. Every fueling step of the core must be modeled individually in both the stochastic code SERPENT and the deterministic code AZNHEX for a fair comparison. 3. DESCRIPTION OF THE CODES In this section the codes used for this work will be briefly described, for a more detailed description the reader is encouraged to follow the mentioned references. 3.1. SERPENT SERPENT is a three-dimensional continuous-energy Monte Carlo reactor physics code with burnup capability. It is being developed at VTT Technical Research Centre of Finland since 2004, and its version used in this study is the 2.1.29. According to the developers, SERPENT main capabilities are listed below: - Spatial homogenization and group constant generation for deterministic reactor calculations. - Fuel cycle studies involving detailed assembly. - Level burnup calculations. - Validation of deterministic lattice transport codes. - Full-core modeling of research reactors, SMRs, and other closely coupled systems. - Coupled multiphysics applications. - Educational purposes and demonstration of reactor physics phenomena. For fuel depletion analysis, by default, SERPENT solves the Bateman’s depletion equations according to the Chebyshev Rational Approximation Method (CRAM), which is based on the predictor midpoint step technique [5]. SERPENT also uses a methodology to better represent the changes due to material composition variation. This code uses a predictor–corrector method with linear interpolation based on Euler’s method [6]. 3.2. AZNHEX AZNHEX [7] is the tool aimed for the design and analysis of cores with hexagonal-z geometry elements. It is based on the numerical solution of the multigroup neutron diffusion equations in 3D for steady state or time-dependent problems [8], [9], [10], for the calculation of the effective neutron multiplication factor keff, neutron flux, and power distribution. The first step was to apply a GordonHall transformation to each quadrant of hexagonal cross sections (see Figure 2) of all the assemblies in a core as it is described in [11]. With this transformation, the starting multi-group neutron diffusion equations with constant XS are changed to a set of partial differential equations with nonS364 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 constant coefficients. The next step was to apply the classical Galerkin finite element method using the well-known RTN-0 (Raviart-Thomas-Nédélec of index zero) nodal approximation to approximate the space dependency of the neutron flux and the precursors' concentration as well. To discretize the time-dependency of the final set of ordinary differential equations the theta-method leading to the fully implicit scheme when θ=1 and the semi-implicit when θ=1/2. Figure 2. Coordinates transformation from a 1/4 of hexagon-z cell into square-z cell. For more information on nodal methods [12][13] and for more on the Gordon-Hall transformation [14][15]. 4. IMPLEMENTATION OF THE MODELS IN THE CODES In order to simulate the cores in AZNHEX, a set of macroscopic cross sections (XS) must be generated for each region inside the core, for this task the stochastic code SERPENT is used. 4.1. Neutron Cross-Section Generation with 2D models Every sub-assembly in the core is divided into different axial regions, a set of infinite 2D models in SERPENT are made for each of these different regions and the resulting XS are taken into AZNHEX. Figure 3 shows a cross section of the cell model for the fueled region and an unfueled region. It is important to note that given the way the stochastic codes like SERPENT work, in order to have neutron sources some fuel is needed to be added in the cells of the unfueled region, this is why in Figure 3 the central unfueled region in the center is surrounded by fuel sub-assemblies. In S365 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 order to make the cell infinite, reflection conditions are given to the walls. Once the XS are generated, they are taken to AZNHEX for the full core simulation. 4.2. Neutron Cross-Section Generation with 3D models A different way of generating the macroscopic XS is to model the complete 3D core in SERPENT and extract them for each defined zone. This carries some extra considerations in the definitions of each region, since even when two assemblies are identical, they must be considered different in the case that they are far from each other or are subject to very different neutron fluxes or other conditions due to their positions. Figure 4 shows how different regions are considered for each type of assembly in the core (fuel, reflector and shield). It is important to consider that each assembly is divided into different axial zones, which in the end lead to a relatively big number of total regions in the core. Figure 3. 2D cells for fuel (left) and unfueled (right) region. S366 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figure 4. Region separation for each assembly type. 4.3. Discretization of the Energy Spectrum Two energy grouping schemes were used in this work: - 2 energy groups (gr). 24 energy groups (gr). In the case of the 2 groups, the boundary between the two groups is given at 0.625 eV. By default, the lower energy limit considered is 1e-4 eV and 20 MeV for the upper limit. For the 24-energy group structure selected for XS generation in this work, the Table II shows the upper limits of each group. Table II. Upper limits on the 24 energy groups. Group Up. Limit Group Up. Limit Group Up. Limit (MeV) (MeV) (MeV) 1 2.0000E+01 9 3.0197E-01 17 5.5309E-03 2 1.0000E+01 10 1.8316E-01 18 3.3546E-03 3 6.0653E+00 11 1.1109E-01 19 2.0347E-03 4 3.6788E+00 12 6.7379E-02 20 1.2341E-03 5 2.2313E+00 13 4.0868E-02 21 7.4852E-04 6 1.3534E+00 14 2.4788E-02 22 4.5400E-04 7 8.2085E-01 15 1.5034E-02 23 3.1203E-04 8 4.9787E-01 16 9.1188E-03 24 1.4894E-04 4.4. Description of the simulated The object of the presented work is to simulate each fueling step on the CEFR core. In every fueling step some mock-up Fuel Assemblies (FA) were replaced by active Fuel Assemblies (FA), 16 fueling S367 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 steps were simulated which include Control Rod (CR) insertion at different heights from the bottom of the active zone and are described in Table III. Figure 5 shows the core layout in every fueling step. Table III. Description of fueling steps. Fuelin Inserted FA Position of CR Inserted SS g step assemblies 1 24 Out of core 0 2 40 Out of core 2 3 46 Out of core 2 4 55 Out of core 2 5 61 Out of core 2 6 65 Out of core 2 7 68 Out of core 2 8 69 Out of core 2 9 70 Out of core 2 10 71 Out of core 2 11 72 Out of core 2 12 72 1CR at 190 mm 2 13 72 1CR at 170 mm 2 14 72 1CR at 151 mm 2 15 72 1CR at 70 mm 2 16 72 2CR at 70 mm 2 S368 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figure 5. Layout of the fuel region for each of the fueling steps simulated (from left to right, top to bottom: 24, 40, 46, 55, 61, 65, 69, 70, 71, and 72 FAs inserted). S369 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 5. RESULTS AND DISCUSSION All the cases in Table III were simulated by different methodologies; - SERPENT: The calculation taken as reference is a 3D model of the whole core in the code SERPENT version 2.1.29 with a set of microscopic XS generated by the organizers of the reference benchmark. 2D: A set of macroscopic XS is generated following the 2D methodology described in section 4.1 with the 24 energy groups (gr) described in section 4.3. The XS obtained were implemented in AZNHEX in a full core simulation. 3Da: The set of XS obtained by the 3D methodology in section 4.2 for 2 energy groups (gr), considering only one set of XS for each type of sub-assembly as shown in Figure 4 left, the XS are fed into AZNHEX for a full core simulation. 3Db: The set of XS obtained on the same way as 3Da, but the XS are implemented in AZNHEX in a compact core model where only the active zone (where the fuel is located) plus two rings of reflector. 3Dc: The set of XS is generated on a 3D model where every assembly zone is divided into more subzones, as described in Figure 4 central and right. The results of the simulations made are shown in the Table IV and in the Figure 6. Fueling Step 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Table IV. The keff values for each simulated fueling step. SERPENT AZNHEX 2D (24 gr) 3Da (2 gr) 3Db (2gr) 0.68185 0.65268 0.73255 0.70231 0.83798 0.82223 0.90229 0.86424 0.87822 0.84664 0.92588 0.88563 0.93142 0.91720 0.99520 0.94892 0.95679 0.94465 1.02109 0.97060 0.97187 0.96127 1.03673 0.98355 0.98595 0.97633 1.05136 0.99655 0.99043 0.98099 1.05594 1.00063 0.99480 0.98587 1.06070 1.00487 0.99922 0.99059 1.06523 1.00891 1.00374 0.99540 1.06986 1.01308 1.00266 0.99421 1.06831 1.01228 1.00259 0.99412 1.06821 1.01223 1.00251 0.99402 1.06804 1.01211 1.00223 0.99369 1.06770 1.01192 1.00067 0.99195 1.06565 1.01088 S370 3Dc (2gr) 0.74947 0.90049 0.93700 0.98978 1.00795 1.02040 1.03256 1.03645 1.04081 1.04539 1.04934 1.04679 1.04636 1.04656 1.04605 1.04190 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figure 6. Behavior of keff for the 16 simulated fueling steps As can be seen, the results vary depending on the methodology used for neutron XS generation. The difference of the keff values in pcm are shown in Table V and in Figure 7, where all the simulations with the XS for two-group overestimate the value of keff comparing them with the reference value, and the case executed with XS for 24 groups underestimate them. In almost all fueling steps the differences against the reference are high, but still a tendency of improvement can be observed in every step as long as more fuel is included leading to a less diffusive problem. The only case where this tendency is not observed is the case for XS generated in a 3D model for two energy groups with only one set of XS by each type of assembly, where the difference is more or less maintained in all cases. This can be due to the lack of refining in the XS generation for every assembly type without considering its position inside the core. The case where the XS were generated with 2D models with 24 energy groups showed the results closer to the reference, it is suspected that can be due to the refining in the energy groups and not to the use of the 2D methodology because, as shown later, the use of the same XS for each assembly type regarding on their position is not the best option. In the fueling step of the same XS generated in 3D for 2 energy groups but used in a full and compact core (3Db and 3Dc) the results are interesting. In the step of the compact core the results are closer to the reference core, not because is a more correct model but due to the lack of the extra shielding rings increases the neutron leakage and thus reduces the keff value. Still it is interesting to see that in the compact core the tendency of reducing the difference as the fuel is being loaded is observed, but in the case of the full core model is not observed. S371 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 For the case of the XS extracted by zone directly from the 3D model with the subzones separations (3Dc), a big difference between codes is obtained, but the tendency of reducing it as the core is being loaded is observed which is satisfactory, the difference between codes can be reduced by the use of a more refined energy grouping. Table V. Differences in pcm between calculations and the SERPENT reference value Fueling AZNHEX step 2D (24 gr) 3Da (2 gr) 3Db (2gr) 3Dc (2Gr) 1 -2917 5069 2046 6762 2 -1575 6430 2626 6251 3 -3158 4766 741 5879 4 -1422 6378 1750 5836 5 -1214 6431 1382 5116 6 -1060 6486 1168 4853 7 -962 6541 1060 4662 8 -944 6551 1020 4602 9 -893 6589 1007 4601 10 -863 6601 968 4617 11 -834 6612 934 4543 12 -845 6565 962 4413 13 -848 6562 964 4377 14 -849 6553 960 4405 15 -854 6547 969 4381 16 -872 6498 1021 4123 Figure 7. Differences in pcm of the different calculations in AZNHEX. S372 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 6. CONCLUSIONS The AZNHEX code for simulating nuclear cores was tested and in that matter the exercise was a success. Another important thing tested was the methodology for XS generation. It is observed that 2-group discretization while easy to implement in AZNHEX and not so computationally costly it is not ideal for having reliable results. On the same manner while generating the XS by zones in a 3D stochastic model would seem like to be the ideal method for generating them, it is very sensible to the assembly type subdivision as shown in the results obtained. A careful selection of the energy group number and the energy limits for each group must be done in combination to the 3D methodology in order to have the right results. The effect of the extra layers of reflector and shielding in the full core compared to the compact core is very interesting, as expected by reducing the number of reflector layers the compact core suffers from neutron leakage which tends to decrease keff, and in this case as the original full core model is much above from the reference core, making it closer to the reference value. This can be attributed to the fact that with the full core the keff value is some thousands pcms above criticality and as explained before the code is not as reliable with values too far from 1.0.In the Figure 6 shows the behavior of the keff for the 16 steps that were simulated, it is observed that the behavior for 2D (24 gr) and 3Db (3 gr), seems to limit below and above respectively the Serpent while 3Da (2gr) and 3Dc (2 gr) have a behavior similar but then they separate. In the Figure 7 shows that 2D, 3Da and 3Db behave in a similar way, although at different levels, but 3Dc does not look like anything, this may be because the AZNHEX code does not have ADFs or an angular approximation greater than P1, which is not feasible to obtain results similar to those of SERPENT. Regarding future work, a further study on the sensibility on the energy grouping limits can be made in order to find the ideal energy discretization scheme. ACKNOWLEDGEMENTS The authors of this work thank the financial support received for the strategic project No. 212602 (AZTLAN Platform) of the Sectorial Fund for Energy Sustainability CONACYT-SENER. REFERENCES 1. A.M. Gómez Torres, F. Puente Espel, E. del Valle Gallegos, J.L. François, C. Martin-del-Campo, G. Espinosa-Paredes, “AZTLAN: Mexican Platform for Analysis and Design of Nuclear Reactors”, Proceedings of ICAPP 2015. Nice, France. May 03-06, (2015). S373 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 2. Juan Galicia-Aragon, Juan-Luis Francois, Guillermo Bastida-Ortiz, Cecilia Martin-del-Campo, Julio A. Vallejo-Quintero, Edmundo del-Valle-Gallegos, “Initial verification of AZNHEX hexagonal-z neutron diffusion code with MCNP6 for two different study cases”, Progress in Nuclear Energy, Vol. 106, p. 284-292 (2018). 3. Edmundo del-Valle-Gallegos, Roberto Lopez-Solis, Lucero Arriaga-Ramirez, Armando GomezTorres, Federico Puente-Espel, “Verification of the multi-group diffusion code AZNHEX using the OECD/NEA UAM Sodium Fast Reactor Benchmark”, Annals of Nuclear Energy, Vol. 114, p. 592-602 (2018). 4. Xingkai Huo, Technocal Specifications for Neutronics Benchmark of CEFR Start-Up Tests (CRP-I31032), China Institute of Atomic Energy, Beijing, China, 2018. 5. Davide Chersola, Guglielmo Lomonaco, Riccardo Marotta, Guido Mazzinic. “Comparison between SERPENT and MONTEBURNS codes applied to burnup calculations of a GFR-like configuration”. Nuclear Engineering and Design. Vol 273, p. 542–554 (2014). 6. Pusa, M., Leppänen, J. “Computing the matrix exponential in burnup calculations”, Nuclear Science and Engineering, Vol 164, p. 40-150, (2010). 7. Jaime Esquivel Estrada, Métodos Nodales Aplicados a la Ecuación de Difusión de Neutrones Dependiente del Tiempo en Geometría Hexagonal-Z. M. Sc. Thesis, Instituto Politecnico Nacional, ESFM, Mexico City (2015). 8. A. F. Henry, Nuclear Reactor Analysis, The MIT Press, Cambridge, Massachusetts, (1975). 9. J.J. Duderstadt, J. Hamilton, Nuclear Reactor Analysis, John Wiley & Sons, New York, (1976). 10. J.R. Lamarsh, Introduction to Nuclear Reactor Theory, Addison-Wesley Pub. Co., (1996). 11. J.P. Hennart, E.H. Mund, E. Del Valle, “A composite nodal method for hexagons”, Nuclear Science and Engineering, Vol 127, p. 139-153, (1997). 12. E. del Valle, J.P. Hennart, D. Meade, “Finite element formulations of nodal schemes for neutron diffusion and transport problems”, Nuclear Science and Engineering, Vol. 92, p. 204-211, (1986). 13. P. Lesaint, P.A. 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Estela Mayoral Villa Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Fı́sica y Matemáticas, Instituto Politécnico Nacional Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Carretera México – Toluca s/n, La Marquesa, 52750 Ocoyoacac, México narehc@hotmail.com; estela.mayoral@inin.gob.mx Dr. Carlos Enrique Alvarado Rodríguez Departamento de Ingenierı́a Quı́mica, División de Ciencias Naturales y Exactas, Universidad de Guanajuato Noria Alta s/n, 36050 Guanajuato, Gto. México ce.alvarado@ugto.mx Dr. Armando Miguel Gómez Torres Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Carretera México – Toluca s/n, La Marquesa, 52750 Ocoyoacac, México armando.gomez@inin.gob.mx Dr. Edmundo del Valle Gallegos Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Fı́sica y Matemáticas, Instituto Politécnico Nacional edmundo.delvalle@gmail.com Resumen La convección natural es de gran importancia en muchas aplicaciones de ingeniería. En este trabajo se presenta el desarrollo de códigos SPH (Smoothed-particle hydrodyna- mics) para analizar la transferencia de calor en el núcleo de reactores nucleares, por el momento, a través del mecanismo de convección natural, que se presenta en el espacio que existe entre la pastilla combustible y el encamisado, mejor conocido como huelgo. La hidrodinámica de partículas suavizadas (SPH) es un método computacional utilizado para simular la dinámica de medios continuos, tales como la mecánica de sólidos y los flujos de fluido. Ha sido desarrollado por Gingold y Monaghan (1977) inicialmente para problemas astrofísicos. Su uso abarca múltiples campos de investigación, incluyendo astrofísica, balística, vulcanología y oceanografía. Es un método de Lagrange (donde las coordenadas se mueven con el fluido) sin malla, y la resolución del método se puede ajustar fácilmente con respecto a variables como la densidad. Las ecuaciones de medio o fluido continuo, las cuales son la conservación de masa, momento y energía del fluido, se presentan en su forma Lagrangiana y posteriormente se presentan discretizadas en ecua- ciones SPH. Se describe brevemente el código DualSPHysics, al cual se le están haciendo las implementaciones y modificaciones requeridas, para analizar la termohidráulica de la barra de combustible. El método S375 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 numérico se valida comparando los resultados obtenidos de simulaciones realizadas con datos experimentales reportados en la literatura. 1. INTRODUCCIÓN Los métodos de simulación y modelado numéricos son fundamentales para el análisis, control y operación de un reactor nuclear, permitiéndonos estudiar y resolver problemas relacionados con la termohidráulica, la neutrónica y la dinámica de fluidos los cuales se encuentran involucrados de manera acoplada en estos sistemas. Actualmente el uso de modelado numérico ha cobrado especial interés para la evaluación de la seguridad de Centrales Nucleares en el análisis de transitorios y accidentes severos. En un reactor de agua en ebullición (BWR) el combustible nuclear, el moderador, los elementos de control y parte del sistema de remoción de calor se encuentran en la misma estructura, dentro de la vasija del reactor, y se presenta la complejidad de que el agua que se utiliza como moderador es, de igual forma, empleada como vehículo de remoción de calor. Al entrar en contacto el agua líquida con el combustible, éste le transfiere calor proporcionando la energía necesaria para que pase a estado gaseoso. El vapor de agua generado pasa entonces a las turbinas de los turbogeneradores de vapor que convierten la energía de vapor en potencia eléctrica. Cuando ocurre la transición de fase se afectan las propiedades de transferencia de calor y aunado a ello la nucleación provocada por el proceso de ebullición genera alteraciones en la dinámica del fluido. En los reactores BWR, la transición de fase de líquido a vapor juega un papel muy importante, lo que marca una diferencia entre estos y los reactores de agua a presión (PWR) donde se opera a presiones elevadas que no permiten que el agua presente esta transición de fase. Un fenómeno muy importante que puede ocurrir en los BWR y que debe preverse es la posibilidad de que se forme una capa de vapor en la superficie del encamisado del combustible, esta capa de vapor presenta una alta resistencia a la transferencia de calor actuando entonces como un aislante térmico, lo cual conlleva a que la barra de combustible no se enfríe adecuadamente, se sobrecaliente y pueda llegar a fundirse, este fenómeno es conocido como secado (dryout). El patrón de flujo de la dinámica del fluido en un reactor tipo BWR también es un factor muy importante en la transferencia de calor a través del sistema de remoción de calor, el comportamiento turbulento del fluido (principalmente en la región de transferencia de calor en ebullición nucleada saturada) favorece la transferencia de calor en el sistema de remoción de calor y su control debe ser el adecuado para poder optimizar el funcionamiento del mismo. Para ello se pueden hacer diseños especiales para inducir la turbulencia que favorezcan, junto con los procesos de ebullición, la extracción del calor generado por los procesos de fisión. En general se han empleado métodos de simulación numérica de tipo Euleriano para estudiar estos sistemas, entre los cuales destacan elemento finito, volúmenes finitos y diferencias finitas. Este tipo de métodos y códigos conocidos como de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD: Computational Fluid Dynamics) han mostrado ser una herramienta muy importante en el diseño, control y operación de los reactores nucleares PWR, sin embargo para los BWR, debido a la S376 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 transición de fase, su aplicación presenta algunas restricciones y limitantes importantes sobre todo cuando se trata de estudiar problemas con fronteras móviles o difusas, transiciones de fase, geometrías complejas y sistemas dinámicos o fluidos turbulentos, que son los casos que se presentan en muchos de los fenómenos fundamentales que acontecen en un reactor nuclear BWR [2]. La principal limitante de las soluciones Eulerianas en este sentido, es que los sistemas se resuelven por la discretización de las ecuaciones diferenciales acopladas que rigen al sistema en una malla, la cual no es dinámica ni adaptiva, a los cambios estructurales que se presenten lo que conlleva al uso de aproximaciones para poder resolver el sistema. Así mismo la incorporación de más efectos físicos, resulta en un incremento en la complejidad de la solución numérica que puede llevar a fuertes inestabilidades numéricas [3]. Las técnicas tradicionales de modelos unidimensionales (o de parámetros concentrados) se basan en modelos simplificados en los que se incorporan correlaciones empíricas y aproximaciones que introducen incertidumbres difíciles de cuantificar. Por ello es cada vez más necesaria la incorporación de modelos físicos de primeros principios para representar a los principales fenómenos que ocurren en los reactores de agua ligera (LWR) como ebullición, condensación, intercambio de materia y energía entre fases, transporte de partículas, etc. en sustitución del uso de correlaciones empíricas que adicionalmente tienen intervalos de validez limitados. 2. MÉTODO SPH (SMOOTH PARTICLE HYDRODYNAMICS) El método SPH (Hidrodinámica de Partículas Suavizadas), es un método numérico para la solución de problemas de dinámica de fluidos computacional. Se trata de un método Lagrangiano, es decir, el fluido se sustituye por un conjunto significativo de partículas distribuidas de manera arbitraria esperándose así que el modelo sea más flexible y versátil que los convencionales métodos basados en malla, ya que las propiedades del fluido viajan con cada partícula. En los últimos años se ha aplicado en numerosos campos de la dinámica de fluidos. En particular, reproduce fácilmente fenómenos de superficie libre en los que se estudien la rotura de olas, interacciones fluido estructura y comportamientos no lineales de fluidos [4]. Figura 1: Imagen de fluido continúo (arriba) y de partículas en SPH (abajo). (Tomada de la referencia [4]). S377 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 2.1. Método de Interpolandos SPH se basa en la teoría de los interpolandos integrales. El principio fundamental es aproximar cualquier función A(r) por: (1) Donde r es el vector de posición; W es la función de peso o kernel; h es la distancia de interacción llamada distancia de suavizado que controla el dominio de Ω. El valor de h deberá de ser mayor que la distancia inicial de separación entre partículas. La aproximación 1, en notación discreta, lleva a la siguiente aproximación de la función en la posición de la partícula a: (2) Donde la sumatoria se realiza sobre las partículas vecinas b que se encuentran en la región de soporte compacto de la función kernel. La masa y la densidad de las partículas vecinas se denotan como mb y ρb respectivamente y Wab = W (ra − rb, h) es la función de peso o kernel. Figura 2: Esquema de la función peso o kernel. S378 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3. MODELO SPH PARA CONVECCIÓN NATURAL La transferencia de calor por convección natural en cilindros concéntricos alineados horizontalmente, puede caracterizarse por dos parámetros a dimensionales: el número de Rayleigh Ra y el número de Prandtl P r, que se definen como: donde g es el módulo de aceleración gravitacional, β es el coeficiente de expansión volumétrica del fluido, L es el espacio entre los cilindros, ∆T es la diferencia de temperatura entre los cilindros, ν es la viscosidad cinemática del fluido y α es la difusividad térmica del fluido. El número de Prandtl es la relación de la difusividad viscosa respecto a la difusividad te´rmica. El número de Rayleigh se puede considerar como la relación de la energía potencial gravitatoria respecto a la energía debido a la disipación viscosa y la difusión te´rmica. Para el flujo viscoso con transferencia de calor por convección natural, se utiliza la forma lagrangiana de las ecuaciones de conservación de masa, momento y energía: (5) (6) (7) donde ρ es la densidad del fluido, t es el tiempo, u es la velocidad del fluido, p es la presión del fluido y µ es la viscosidad dinámica del fluido, T es la temperatura del fluido, Cp es el calor específico a presión constante y k es la conductividad térmica del fluido. FB denota la fuerza boyante que actúa sobre el fluido. El movimiento del fluido debido al cambio de la temperatura lo proporciona la fuerza Boyante FB anexada en la ecuación de momento: F B = −gβ(T − Tr) (8) donde g es la aceleración de la gravedad, β es el coeficiente de expansio´n volume´trica del fluido, y Tr es la temperatura de referencia. S379 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Usando las fórmulas de suma de partículas de una función y sus derivadas, las ecuaciones gobernantes se pueden discretizar en SPH de la siguiente forma: (9) (10) + (11) donde los subíndices a y b indican partículas SPH, m es la masa de una partícula. Wab ≡ W (ra − rb, h), aquí h es una longitud de suavizado que se utiliza para controlar el ancho del kernel. ‫׏‬a Wab denota el gradiente de W tomado respecto a la partícula a. El término η = 0.01h2 se agrega para evitar la singularidad cuando dos partículas están demasiado cerca una de otra [5]. 3.1. Modelo de Densidad Variable en Función de la Temperatura En el formalismo de SPH, el fluido es tratado como ligeramente compresible, lo cual facilita el uso de una ecuación de estado para determinar la presión del fluido, que es mucho más rápido que resolver una ecuación como la de Poisson usada en el tratamiento incompresible. La ecuación de estado de Tait, relaciona la presión y densidad. Se puede apreciar que una pequeña oscilación en la densidad puede generar una gran variación en la presión. (12) El parámetro B es una constante relacionada con el módulo de la compresibilidad del fluido, ρ0 = 1000.0 Kg/m3 es la densidad de referencia, tomada como la densidad del fluido en la superficie y γ es la constante politrópica, normalmente entre 1 y 7. En este fluido compresible se define una velocidad del sonido, c, que viene dada por la raíz cuadrada de la derivada de esta ecuación de estado respecto a la densidad: (13) (14) S380 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 donde c0 es la velocidad del sonido para la densidad de referencia (en la superficie del fluido); la constante B es igual a B = densidad. y además proporciona un límite para el máximo cambio de Con las ecuaciones anteriores no podemos calcular el cambio de volumen o densidad en función de la presión y temperatura, como sería si utilizáramos otra ecuación de estado, sin embargo, es posible emplear el coeficiente de expansio´n volume´trica para calcular el cambio de volumen en función de la temperatura y posteriormente cambiar la densidad de referencia en la ecuación de estado para que el fluido tienda a valores de nuevas densidades. El modelo desarrollado es el siguiente. Establecemos una relación entre el cambio de volumen y la temperatura utilizando el coeficiente de expansio´n volume´trica. Donde Vf y Vi son los volúmenes finales e iniciales respectivamente, β es el coeficiente de expansión volumétrica, Tf y Ti son las temperaturas finales e iniciales. Considerando la relación entre densidad, masa y volumen. (16) Y sustituyendo la densidad en la ecuación (15) obtenemos que: (17) De esta forma se evoluciona la densidad de referencia ρ0 = ρf en la ecuación (12) en cada paso de tiempo, así el fluido tiende al valor de una nueva densidad cuando cambia la temperatura del fluido. Este cálculo se realiza por partícula en cada paso de tiempo. 3.2. Modelo de Conductividad Te´rmica Variable Como sabemos la difusividad térmica del fluido combina la conductividad te´rmica del mismo con su densidad y el calor específico a presión constante. k α= (18) ρCp S381 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Al establecer previamente un modelo para el cambio de densidad del fluido en función de la temperatura, podemos utilizar este modelo para variar la conductividad de cada partícula en función del cambio de densidad, con la siguiente fórmula. donde el subíndice indica nuestra partícula SPH de interés. 4. CÓDIGO DUALSHPYSICS El código DualSPHysics proviene del código SPHysics, que es un modelo de SPH de código abierto desarrollado por investigadores de la Universidad Johns Hopkins (USA), La Universidad de Vigo (España), la Universidad de Manchester (Reino Unido) y la Universidad de Roma, La Sapienza. El código se puede descargar gratuitamente de la página www.sphysics.org. Si bien SPHysics permite simular problemas con alta resolución y una amplia gama de formulaciones, el problema principal para su aplicación a problemas reales de ingeniería es el tiempo de ejecución computacional excesivamente largo, lo que significa que SPHysics rara vez se aplica a grandes dominios. La aceleración de hardware y la computación paralela son necesarias para que SPHysics sea más útil y versátil para aplicaciones de ingeniería. Las Unidades de Procesamiento de Gráficos (GPU) se originaron en la industria de los juegos de computadora y ahora se han establecido como una alternativa barata a la Computación de Alto Rendimiento (HPC) para la computación científica y el modelado numérico. Las GPU están diseñadas para administrar grandes cantidades de datos y su poder de cómputo se ha desarrollado en los últimos años mucho más rápido que las unidades de procesamiento central convencionales (CPU). Compute Unified Device Architecture (CUDA) es un marco y lenguaje de programación paralelo para la computación de GPU que utiliza algunas extensiones al lenguaje C/C++. Investigadores e ingenieros de diferentes campos están logrando altas aceleraciones implementando sus co´digos con el lenguaje CUDA. Por lo tanto, la computación de potencia paralela de las GPU también se puede aplicar a los métodos de SPH donde los mismos bucles para cada partícula durante la simulación pueden paralizarse. El código FORTRAN de SPHysics es robusto y confiable, pero no está correctamente optimizado para grandes simulaciones. DualSPHysics esta desarrollado en lenguaje C++ y CUDA para realizar simulaciones en la CPU o GPU respectivamente. El nuevo código de la CPU presenta algunas ventajas, como un uso más optimizado de la memoria. El paradigma de programación orientado a objetos proporciona un código que es fácil de entender, mantener y modificar con un sofisticado control de los errores disponibles. Además, se implementaron mejores optimizaciones, por ejemplo, S382 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 las partículas se reordenan para dar un acceso más rápido a la memoria, y se implementa el mejor enfoque para crear la lista de vecinos. El lenguaje CUDA gestiona la ejecución paralela de hilos en las GPU. Los mejores enfoques se consideraron implementados como una extensión del código C++, por lo que se implementaron las optimizaciones más apropiadas para paralelizar la interacción de partículas en la GPU [6]. 5. RESULTADOS La validación del modelo y de la implementación hecha en el código DualSPHysics, para simular la convección natural, se probó un caso reportado en la literatura en dos dimensiones, obteniéndose los siguientes resultados. La figura 3 muestra el sistema estudiado, que consiste en un sistema de cilindros concéntricos alineados horizontalmente, en donde los dos cilindros están a temperatura constante de diferente magnitud, siendo el cilindro interior el de mayor temperatura, así como los componentes empleados para mantener las condiciones experimentales. El diámetro exterior del cilindro interno es de 3.56 cm, con un espesor de 0.51 cm y el dia´metro interior del cilindro externo es de 9.25 cm, con un espesor de 0.45 cm, con lo cual se mantiene una relacio´n L/Di = 0.8 [7]. Figura 3: Diagrama del aparato experimental. (a) Cilindro interno. (b) Cilindro externo. (c) Calentador. (d) Canales de agua de enfriamiento. (e) Ventana. (Tomada de la referencia [7]). La Figura 4 muestra los perfiles de temperatura para una de las pruebas de agua por encima de RaL = 105. La posición vertical superior es 0° con 180° en la parte inferior. Las capas límite térmicas cerca de ambos cilindros están bien definidas, al igual que la inversión de temperatura en la región central [7]. S383 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Cabe resaltar que para estos resultados, se dejó que el aparato alcanzara un estado estacionario, que llevó al menos 8 horas para el circulamiento del agua. Figura 4: Distribución adimensional de temperatura radial en agua para RaL = 2.09 × 105, Pr = 5.45, L/Di = 0.8. ◦, 0°; a, 15°; O, 30°; ❑, 60°; §, 90°; O, 120°; Q, 150°; #, 180°. (Tomada de la referencia [7]). La tabla I muestra los valores utilizados en la simulación y las figuras 5, 6, 7 y 8, muestran distintos instantes de tiempo de la simulación para diferentes parámetros calculados. Tabla I: Datos de la simulación Distancia entre partículas 0.02 cm Viscosidad Laminar + SPS 1 × 10−6 m2/s Temperatura inicial del fluido 278.15 K StepAlgorithm Verlet Kernel Wendland Tiempo de simulación 4 segundos Temperatura del contorno frío 278.15 K Temperatura del contorno caliente 343.15 K Calor específico a presión constante 4.1813 kJ/kg·K Difusividad térmica del fluido 1.84 × 10−7 m2/s Coeficiente de expansión volumétrica 0.582 × 10−3 °C−1 Partículas contorno 17644 Partículas fluidas 143192 S384 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 (a) 0 segundos (b) 1.2 segundos (c) 2.4 segundos (d) 3.6 segundos Figura 5: Distribución de la temperatura a diferentes instantes de simulación. (a) 0 segundos (b) 1.2 segundos (c) 2.4 segundos (d) 3.6 segundos Figura 6: Variación de la densidad a diferentes instantes de simulación. (a) 0 segundos (b) 1.2 segundos (c) 2.4 segundos (d) 3.6 segundos Figura 7: Perfiles de velocidad a diferentes instantes de simulación. (a) 0 segundos (b) 1.2 segundos (c) 2.4 segundos (d) 3.6 segundos Figura 8: Cambio de la conductividad térmica a diferentes instantes de simulación. En la figura 5, se aprecia el efecto que la fuerza boyante ejerce sobre el fluido, al formar lo que coloquialmente se denomina como “pluma”. Lo que muestra un estado estable con una 1 pluma, ya que se identifican cuatro estados de convección diferentes en simulaciones numéricas, estado estable con 1 pluma (SP1), estado inestable con 1 pluma (UP1), estado estable con n (n > 1) plumas (SPN) y estado inestable con n (n > 1) plumas (UPN). En la figura 9 se hace una comparación entre los S385 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 resultados de la simulación realizada en el código DualSPHysics y los resultados obtenidos que se publicaron en el experimento de la referencia [7]. Figura 9: Comparación entre resultados experimentales y simulados. 6. CONCLUSIONES A pesar de ser un método relativamente nuevo para la solución de problemas de dinámica de fluidos, el método SPH es más flexible y versátil que los métodos basados en malla. Aunque, por el momento, la limitante de este método es el tiempo de cómputo, ya que actualmente las verificaciones de las implementaciones se están corriendo sobre CPU, esto se puede apreciar notoriamente en la figura 9, al no poder alcanzar el estado estacionario del sistema en la simulación realizada con el código DualSPHysics. En un futuro se planea emplear la paralelización del código DualSPHysics sobre GPU's, lo cual acelerará el tiempo de cómputo de manera significativa. Además se pretende utilizar la facilidad que ofrece el mismo código para introducir geometría detallada de modelado CAD, mediante archivos con formato *.stl, esto para simular lo más detalladamente posible las barras de combustible de un reactor nuclear. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen el apoyo financiero recibido del proyecto estratégico No. 212602 (AZTLAN Platform) del Fondo Sectorial de Sustentabilidad Energética CONACyT-SENER para la elaboración de este trabajo. Así mismo el autor Felipe de Jesús Pahuamba Valdez agradece al Instituto Politécnico Nacional y al CONACyT por la beca recibida para sus estudios de maestría y S386 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 al Dr. Carlos Enrique Alvarado Rodríguez, por la ayuda técnica brindada para la realización de este proyecto. REFERENCIAS [1] “Best Practice Guidelines for the Use of CFD in Nuclear Reactor Safety Application – revision.” Informe de la OECD sobre las buenas prácticas de aplicación de CFD. [2] J. M. Perez. Development of CFD Thermal Hydraulics and Neutron Kinetics Coupling Methodologies for the Prediction of Local Safety Parameters for Light Water Reactors. Ph.D. thesis, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Alemania. [3] A. N. Charles. Smoothed Particle Modelling of Liquid-Vapour Phase Transitions. Ph.D. thesis, School of Applied Sciences, RMIT University. [4] A. Barreiro, A. J. C. Crespo, J. M. Domı́nguez, and M. Gómez-Gesteira. “Aplicación del modelo SPH en la protección de costas.” Universidade de Vigo, España (2012). [5] X. Yang and S.-C. Kong. “Numerical study of natural convection states in a horizontal concentric cylindrical annulus using SPH method.” Department of Mechanical Engineering, Iowa State University, USA (2017). [6] E. P. L. et. al. Users Guide for DualSPHysics code. Universidade de Vigo (ES) and the School of Mechanical, Aerospace and Civil Engineering from The University of Manchester (RU). [7] T. H. Kuehn and R. J. Goldstein. “An experimental and theoretical study of natural convection in the annulus between horizontal concentric cylinders.” J Fluid Mech. S387 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 S388 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Síntesis de fitatos de circonio para recuperar uranio en solución Ordoñez Regil E., Almazán Torres M.G. Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Departamento de Química Carretera México-Toluca, s/n, La marquesa, Ocoyoacac C.P. 52750 eduardo.ordonez@inin.gob.mx ; guadalupe.almazan@inin.gob.mx Escalante Gutiérrez D.C., Ortiz Landeros J. Instituto Politécnico Nacional Departamento de Ingeniería Metalúrgica y Materiales Av. Luis Enrique Erro s/n, Zacatenco, Delegación Gustavo A. Madero, C.P. 07738 CDMX descalanteg27@gmail.com ;jlanderos@gmail.com Resumen El desarrollo de la tecnología de la producción de electricidad por medios nucleares nos impone la necesidad de tener en cuenta el control de las diferentes fases del proceso así como de los residuos producidos por los reactores nucleares. En este sentido se han desarrollado muchos sistemas de recuperación de radionúclidos que por una u otra causa están libres en la naturaleza. Se han empleado materiales naturales y sintéticos altamente eficientes en la purificación de efluentes contaminados, pero por su costo de producción resultan de aplicación muy restringida. En la naturaleza existen compuestos que tienen la propiedad de reaccionar con algunos contaminantes, tal es el caso del hexafosfato de inositol (IP6) que se presenta abundantemente en los cereales y otras plantas. Este fosfato, soluble en agua tiene la propiedad de reaccionar con muchos metales, los atrapan y precipitan haciendo muy sencilla su aplicación tecnológica en la descontaminación y remediación de derrames tóxicos. En este trabajo se presentan los avances sobre la factibilidad de usar el complejo de ácido fítico con circonio (IV) para recuperar al ion uranilo de soluciones, en condiciones controladas. 1. INTRODUCCIÓN Uno de los mayores retos que ha tenido que enfrentar la industria nuclear, y que ha frenado en gran medida su expansión y desarrollo, tiene que ver con el uso de material nuclear y el manejo de los residuos radiactivos que se generan como resultado de la producción de energía eléctrica. Esto se debe a su alto contenido de elementos radiactivos, particularmente actínidos, entre los que se encuentran emisores alfa, altamente tóxicos y de vidas medias largas [1]. Algunos actínidos, particularmente el uranio, han estado presentes en la corteza terrestre desde su origen [2], encontrándose distribuido de manera heterogénea, contribuyendo así a la dispersión de la radiactividad natural en los diferentes medios, sólo que la concentración y distribución de estos actínidos en el ambiente, depende del medio en el que se encuentran (agua, suelo, rocas) [3]. S389 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Uno de los métodos que se han propuesto para limitar la movilidad de actínidos consiste en reducir su solubilidad en agua y suelo transformado éstos de formas potencialmente móviles a formas termodinámicamente estables [4]. El reactivo seleccionado debe ser compatible con el agua o suelo, potencialmente usado para ayudar en el proceso de inmovilización [5]. Dicho sistema deberá primero capturar los iones metálicos pesados y entonces remover estos del flujo de agua a través de un proceso llamado proceso de intercambio catiónico. Dada la gran variedad de sitios de coordinación posibles en las biomoléculas, es difícil describir la formación de complejos por los métodos clásicos de química en solución. La estrategia que se presenta en este trabajo es el estudio de los mecanismos intermoleculares involucrados en la interacción catión-ligando en sistemas simples [6]. Así pues, en este estudio se propone estudiar el sistema ácido fítico/circonio, que servirá de sustrato adecuado para colectar los complejos formados en solución con el U (VI) [7]. Dado que el ácido fítico, altamente reactivo por sus 12 sitios protonados, es soluble en agua y el principio de acción de este método se basa en la formación de un complejo de varias moléculas de ácido fítico ligadas a un átomo central de circonio, lo que le confiere una alta insolubilidad, dejando aún muchos sitios activos protonados que son los que pueden reaccionar con el uranilo. El ácido fítico o Hexakis[dihidrogeno(fosfato)] de (1r,2R,3S,4s,5R,6S)-cichlohexano-1,2,3,4,5,6hexailo (C6H18O24P6) es un ácido orgánico que contiene fósforo. El ácido fítico se encuentra en forma natural en los cereales, nueces, legumbres y semillas, donde cumple con funciones biológicas importantes. Una característica interesante del ácido fítico es su capacidad para acomplejar iones metálicos pesados. Las interacciones entre iones pesados y ácido fítico forman compuestos insolubles que precipitan lo que les impide interaccionar con otras sustancias. En particular, el ácido fítico presenta buena afinidad frente a algunos actínidos como el uranio, por lo que se ha propuesto su uso en la remoción de actínidos en suelos y aguas [8]. Debido a estas características se plantea la hipótesis de poder formar complejos de fitatos de circonio que son insolubles y aun en esta forma tienen sitios activos que pueden reaccionar con el uranilo disperso en solución, a lo largo de un amplio margen de pH, de 2 a 12 [9], formando diferentes complejos ternarios Fitato-CirconioUranilo 2. METODOLOGÍA El material de prueba para la sorción de uranilo (Zr-IP6) fue sintetizado en el laboratorio radioquímica del ININ, usando reactivos analíticos comerciales, con pureza certificada. compuesto obtenido fue caracterizado por varias técnicas, tanto físicas como químicas y evaluación para sorber el uranio en solución se realizó elaborando una cinética de sorción condiciones controladas de El su en 2.1. Síntesis del Zr3(IP6)4 El Zr3(IP6)4 fue sintetizado mediante la reacción descrita por Sun P.[10], con 10 g de ZrCl4 en ácido clorhídrico concentrado y 30 ml de hexametafosfato de inositol al 50% (IP6) disuelto en 30 ml de agua para formar un gel, que está formado por el producto de la reacción directa de 3 átomos de circonio enlazando directamente 4 moléculas del compuesto de IP6 en forma lineal. Se tomaron S390 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 porciones pequeñas para hacer una serie de análisis para establecer la pureza y eficiencia de la síntesis de este compuesto. 2.2. Caracterización estructural del Zr3(IP6)4 2.2.1. Difracción de rayos X La identificación de la fase obtenida se evaluó mediante un difractómetro de rayos X D8 Discover, usando una fuente de radiación de Cu Kα (λ=1.540 Å) y 20 mA. El difractograma fue obtenido en un intervalo de 4° a 70° en un ángulo 2θ. Los patrones de difracción de rayos X se compararon con los patrones del JCPDS de la base de datos del Departamento de Materiales 2.2.2. Espectroscopia infrarroja. Los espectros infrarrojos, se obtuvieron utilizando un espectrómetro PEKIN-ELMER modelo 1600FTIR, se obtuvieron espectros de trasmitancia en un intervalo de número de onda de 4000 a 400 cm1 , la preparación de las muestras se realizó con bromuro de potasio (KBr) grado infrarrojo el cual fue homogenizado junto con 5 % en peso de la muestra de Zr-IP6 en un mortero de ágata, y se prepararon de pastillas por prensado. 2.2.3. Espectroscopia Raman Los espectros Raman se realizaron en un equipo Horiba Jobin Yvon modelo Labram HR 800 equipado con un microscopio confocal Olympus modelo BX41, como fuente de irradiación, se empleó un láser de 663 nm, además el análisis fue empleado un objetivo 50X, se utilizó un filtro D06 con un arreglo de 400 μm. Con el propósito de disminuir la señal del ruido de los espectros se utilizaron alrededor de 150 adquisiciones con un tiempo de exposición de 2 segundos, el espectro se realizó en un rango espectral de 100 a 1500 cm-1 . 2.2.4. Microscopia electrónica de barrido y de trasmisión. Con estas técnicas se puede controlar de manera visual el material obtenido en la síntesis, la microscopía electrónica de barrido se realizó en un equipo PHILIPS modelo XL-30, para esto, las muestras libres de humedad y bien dispersadas se fijaron en porta muestras con cinta autoadherible de carbón y se recubrieron con una capa delgada de Au. Se obtuvieron imágenes de los gránulos que componen el fitato de circonio, así como el análisis elemental puntual. La microscopia electrónica de transmisión se realizó en el equipo JEM 2010HT. Con la técnica de polvo que se dispersó en un solvente inerte, de aquí se toma una gota que es colocada en una rejilla de cobre, cubierta con una membrana de polímero plástico, esto se deja secar y se coloca en la cámara de alto vacío del el microscopio. S391 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 2.3. Caracterización superficial del Zr3(IP6)4 Estas pruebas tienen como objetivo determinar el comportamiento de la superficial de las partículas que componen el fitato de circonio. 2.3.1. Determinación del área superficial. Esta prueba será de gran utilidad para conocer los el área que está asociada a los gránulos del fitato de circonio. Se realizó en un equipo Bel Japan, modelo Belsorp Max, con gases de nitrógeno y helio de ultra alta pureza iniciando la isoterma de absorción-desorción a 77K. Pesando una pequeña cantidad del compuesto en una probeta calibrada para este fin según el método clásico N2-BET. 2.3.2. Determinación de sitios activos de superficie. Este parámetro es útil para determinar la cantidad de cationes reactivos que pueden ser atrapados por unidad de peso en base seca del material de prueba. Esta prueba se realiza mediante la titulación acido-base. Las curvas de titulación fueron realizadas en un titulador automático Tritablab 90, equipada con una auto-bureta ABU901 y un baño termostático para mantener el proceso a una temperatura de 30°C. Durante todo el experimento, la suspensión se mantuvo en agitación y bajo atmósfera de nitrógeno. 2.3.3. Pruebas de Sorción de uranilo en solución. Una solución madre 1X10-2 M de uranilo fue preparada a partir de cristales de nitrato de uranilo UO2(NO3)2.6H2O. Se pasó de la forma nitratos a perclorato adicionando un poco de agua destilada y 2 mL de ácido perclórico al 60%, se calentó en la plancha hasta sequedad. Este procedimiento se repitió 2 veces más. Posteriormente el concentrado fue recuperado con un poco de agua desionizada y aforado a 25 mL. Se prepararon lotes de 10 ml de solución 1X10-3 M de perclorato de uranilo, con sal de fondo perclorato de sodio 0.1 M sobre porciones de 100 mg de Zr-IP6 en tubos cónicos polipropileno de 15 ml y se agitaron en un rotador circular por diferentes espacios de tiempo y al final se separó el sobrenadante por medio de centrifugación a 3000 rpm. Midiendo el contenido de uranilo en el sobrenadante por medio de centelleo líquido contrastando con un estándar de referencia. De esta manera se elaboró una cinética de sorción durante un lapso de 20 min a 16 h a pH=4. 2.3.4. Calculo del coeficiente de partición (Kd) Uno de los modelos empíricos o fenomenológicos más utilizados para la determinación de los parámetros que permite comparar los diferentes sorbentes es el coeficiente de partición. El concepto de Kd es el modelo típicamente usado en geoquímica, este supone que la constante de equilibrio de distribución Kd representa la relación de la concentración del radionúclido sorbido sobre la superficie del solido de prueba y la concentración total del radionúclido disuelto inicialmente, es decir la suma de todas las especies acuosas del sorbato. S392 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Se ha producido el Zr3(IP6)4 mediante la técnica sol gel propuesta por SUN [9], mezclando una solución clorhídrica de ZrCl4 por goteo sobre hexametafosfato de inositol al 50% (IP6) disuelto en 30 ml de agua, a medida que el ZrCl4 se adicionaba a la solución de IP6, se iba formando un gel blanquecino que fue agitado toda la noche, al día siguiente se centrifugo a 3000 rpm.y la pasta se secó a 90°C, posteriormente se lavó nuevamente hasta que se eliminó el exceso de reactivos, se secó nuevamente y se pulverizo en mortero de ágata. La primera prueba que se hizo a este compuesto fue la de difracción de rayos X de polvos. Esta prueba nos reveló en primer lugar, que el compuesto está formado por una mezcla de fases diferentes que corresponden al fitato de circonio con pequeñas cantidades de ZrO2, como lo muestra la Figura 1. En que aparece un difractograma con señales cristalinas muy finas, que indican pequeñas concentraciones de ZrO2, ya que el fitato de circonio es completamente amorfo y no aparece en el difractograma. Estas conclusiones fueron obtenidas al comparar estos resultados con los de nuestra base de datos. El análisis por espectroscopía Raman confirma que existe una fracción de óxido de circonio en esta mezcla, ya que se aprecian los 18 modos vibracionales en el ZrO2 monoclínico, en la Figura 2 se presenta un análisis de 100 a 700 cm-1 en que se aprecian ciertas diferencias entre los espectros del corrimiento Raman, lo que nos indica que el material obtenido es heterogéneo 3500 35000 Z3IP 6_a Z3IP 6_b Z3IP 6_c 189 177 Ag Ag 3000 30000 Intensidad Raman 2500 2000 Z3IP6 1500 382 330 346 Bg Bg Ag 25000 20000 102 Ag 220 Eg 15000 304 Ag 474 Ag 635 566 501 A g 6 16 A g Bg Bg 536 Bg 1000 10000 500 5000 100 0 10 20 30 40 50 60 70 Angulo 2 Theta Figura 1. Difractograma XRD del Zr-IP6 200 300 400 500 600 700 -1 C o rrim ie nto R a m a n (cm ) Figura 2. Espectro Raman del Zr-IP6 La espectroscopia infrarroja nos ha dado la pauta para considerar que el compuesto obtenido es una mezcla de la menos dos compuestos (Figura 3), siendo la de Zr-IP6 la mayoritario, debido a la intensidad de las bandas presentadas en las longitudes de onda de 1440 y de 511 cm-1, correspondiente al enlace fosforado de la parte inorgánica de la molécula compuesta, en la banda de 1080 cm-1 se aprecia la confirmación de la presencia del IP6, ya que la banda corresponde a la unión C-O-P. La microscopia electrónica de barrido, a 5,000X mostro que hay materia orgánica en aglomerados de diferentes tamaños, entre los cuales se encuentran dispersas estructuras cristalinas de manera aleatoria (Figura 4). En la micrografía de TEM a 80,000 X se parecía en detalle la conformación de un aglomerado a base de gránulos firmemente cementados de Zr-IP6 y con algunos S393 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 micro cristales de óxido de circonio adheridos a la superficie, como se aprecia en la Figura 5. Los patrones de difracción de ambas partes del esta partícula mostraron patrones de anillos para el ZrIP6 y espectro de difracción de puntos para la partícula de ZrO2. 120 P=O 1446 100 2360 O=C=O 2925 2977 C-H Alifatico 80 675 805 1389 878 1631 O=P(OH) 511 P=O +4 Zr 60 40 1050 C-P-O P-O-H 3427 OH de H3PO4 4000 3500 3000 2500 2000 1500 cm 1000 500 -1 Figura 3. Espectro FTIR Figura 4. Micrografía SEM Figura 5. Micrografía TEM Figura 6. Productos de reacción más frecuentes del circonio con el ácido fítico. En la Figura 6 se muestran dos de los principales productos de reacción del ácido fítico con tetracloruro de zirconio, normalmente son designados por la relación estequiométrica de su fórmula condensada quedando, la primera molécula como (3:4) 3 de Zr y 4 de IP6, la segunda seria (1:4), 1 de Zr y 4 de IP6. Después de hacer los análisis estructurales, solo fue posible determinar la existencia de grupos Zr-IP6 sin determinar aun su estequiometria, lo cual queda aún pendiente. La determinación de la cantidad de sitios activos en la superficie del Zr-IP6 se realizó por medio de la titulación ácido-base, en la que el consumo de NaOH 0.1 N es equivalente a la cantidad de radicales +H en los sitios de reacción en la superficie del polvo del fitato en la suspensión que se titula. La cantidad de sitios resulta de una serie de factores que asocian la solución titulante con el peso del fitato sólido, como se explica en la Ecuación 1:. S394 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 ml 20 15 N1:Número de OH- presentes en el blanco N2: Numero de OH- adsorbidos por el Zr-IP6 NA:Constante de Avogadro (6.023x1023) A: Área superficial del Zr-IP6 (m2⋅g-1) V: Volumen inicial de la titulación (L) C: Concentración del compuesto en la solución (g⋅L-1) 10 5 0 2 4 6 8 10 pH 12 Figura 7. Titulación ácido-base del fitato de circonio De los 12 sitios protonados disponibles en el ácido fítico se aprecia en la Figura 7, que algunos sitios han sido ocupados por átomos de circonio en la molécula de fitato de circonio analizada, con lo que queda claramente establecido en enlace iónico del circonio en los sitios ácidos del IP6. Tabla 1. Resultados para las pruebas de área superficial y densidad de sitios activos Material Zr-IP6 Área superficial (m²/g) 6.144 2 Densidad de sitios activos (s/nm ) 3.43 Estos valores para las constantes de superficie son relativamente altos y por tanto muy convenientes para hacer las pruebas de sorción de iones metálicos en solución. Las pruebas de sorción de uranilo en la superficie del Zr-IP6 se realizaron por medio del método de lotes, como se ha descrito en epígrafes anteriores. Como primera prueba se elaboro una cinética de sorción de Zr-IP6 sobre una solución de uranilo con concentración de 0.1 M con un pH inicial de 4, en tiempos de 20 y 40 min, 1, 1.5, 2, 4, 6 y 16 horas y se observa un máximo de sorción para estas condiciones a 32% (Figura 8) y se hizo una regresión para determinar Kd mediante la fórmula (2). El concepto de Kd es el modelo típicamente usado en geoquímica, este supone que la constante de equilibrio de distribución Kd representa la relación de la concentración del radionúclido sorbido sobre la superficie del solido de prueba y la concentración total del radionúclido disuelto inicialmente. También se puede calcular en un primer tiempo la capacidad de sorción (qe) de la concentración de uranilo en el equilibrio y con esto el porcentaje de uranilo sorbido y no hay disolución del fitato de circonio en estas condiciones aunque el pH final del procedimiento es cercano de 2. S395 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Coeficiente de particion Kd 4 10 Kd % Sorbido 40 30 Model Hill y=Vmax*x^n /(k^n+x^n) Equation 3 10 0.17418 Reduced Chi-Sqr qe= 7.61 μg/g 0.96427 Adj. R-Squa Value 20 -2 0 2 4 Standard Er D Vmax 13.5588 0.45712 D k 0.30245 0.03326 D n 1 0.16458 6 8 10 (2) Kd = 13.5 mg/g 12 14 16 2 10 % sorción = 32.27 18 Tiempo (h) Figura 8. Cinética de sorción de uranio en Zr-IP6 4. CONCLUSIONES -Se pudo obtener un compuesto Zr-IP6, con reactivos analíticos de IP6 y ZrCl4 en condiciones controladas y de forma repetitiva. -Los análisis químicos y estructurales revelaron la presencia mayoritaria del Zr-IP6 y pequeñas impurezas de ZrO2 . -Las pruebas de sorción mostraron que el Zr-IP6 tiene buenas aptitudes para sorber el uranilo en solución, a pH=4, se pudo determinar una sorción de 32.2% sin pérdida de Zr-IP6 por disolución. AGRADECIMIENTOS Se reconoce el apoyo técnico de; Isidoro Martínez, Pavel López Carbajal y a Jorge E. Pérez por los análisis de DRX, SEM y TEM. REFERENCIAS 1. R. Guillaumont, ”Radiochemical Approaches to the migration of elements from Radwaste repository”. RadiochimicaActa 66/67(1994) 231-242. 2. J.K. Osmond, J.B.Cowart, “Natural Uranium and Thorium Series Disequilibrium: New Approaches to Geochemical Problems”. Nuclear Science Applications 1(1982)303-352. 3. P. Grabowski, H. Bem, “Uranium isotopes as a tracer of groundwater transport studies”. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 292 (2012)1043–1048. 4. Jensen M.P., Nash K.L., Morss L.R., Appelman E.H., Schmidt M.A. “Immobilization of Actinides in Geomedia by Phosphate Precipitation” Humic and Fulvic Acids 17 (1996) pp 272285 S396 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 5. Zhang W. “Column Leaching Test to Study Mobilization of Radionuclides in Liner System of Onsite Disposal Facility at Fernald Site Master” Thesis at University of Cincinnati, August 2001. 6. Hummel W., Puigdomenech I., Rao L., Tochiyama O. Thermodynamic data of compounds and complexes of U, Np, Pu and Am with selected organic ligands C. R. Chimie 10 (2007) 948-958. 7. Shlewit H., Alibrahim M. “Recovery of uranium from phosphate by carbonate solutions” Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 275, 1 (2008) 97-100. 8. Betts K. “Phytic acid immobilizes radionuclides” American Chemical Society 31, 6, (1997) 263 9. Synthesis and characterization of phytate-uranium (VI) complexes. G. Tovar-Valdín, E. Ordóñez-Regil, M-G. Almazán-Torres, S. Martínez-Gallegos. Journal of Radioanal. Nucl. Chem 318, 3 (2018) 2129–2137 P. Sun, Z. Li, M. Song , S. Wang, X. Yin, Y. Wang. " “Preparation and characterization of zirconium phytate as a novel solid intermediate temperature proton conductor” Materials Letters 191 (2017) 161–164 S397 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 S398 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Adsorción de U (VI) en caolinita Ana Karen Cuevas Jaramillo, J. Ignacio Dávila Rangel∗, Hugo López del Río, Liliana Miranda Castro Unidad Académica de Estudios Nucleares, UAZ Ciprés 10 Fracc. La Peñuela, Zacatecas, MX cuja2105@hotmail.com; idavilara@gmail.com; hlopez@hotmail.com Resumen La caolinita es una arcilla ampliamente utilizada en diferentes industrias, pues sus propiedades como material adsorbente son muy conocidas, lo que ha favorecido el uso de este material. La adsorción de uranio en caolinita fue investigada utilizando técnicas de adsorción en batch bajo diferentes condiciones experimentales como: la relación V/m (cantidad de material), tiempo de contacto entre las fases líquida y sólida, pH de la solución de uranio, concentración inicial de uranio y temperatura. La cantidad de material de 0.480 g y una relación V/m de 16.634 mL/g fueron las más adecuadas para este proceso de adsorción; mientras que la cinética mostró que la adsorción de uranio alcanza el equilibrio en 1440 minutos. La adsorción se favoreció a condiciones de un pH de 6 y una concentración de 150 ppm y el proceso de adsorción de uranio en bentonita resultó ser altamente dependiente de la temperatura. Este trabajo contribuye a la comprensión del comportamiento de la caolinita en la adsorción de U (VI). Las respuestas a las variables estudiadas pueden ser consideraciones básicas a tomar en cuenta al momento de decidir su utilización en algún problema en específico. 1. INTRODUCCIÓN La adsorción es uno de los procesos fisicoquímicos más importantes que se produce en las fases sólido-líquido y gas-sólido; ésta se ha convertido en uno de los métodos preferidos para la eliminación, recuperación y reciclaje de diferentes especies metálicas y compuestos químicos de efluentes acuosos. Es un proceso de transferencia de masa por el cual una sustancia es transferida desde una fase líquida hasta la superficie de un sólido donde se une por interacciones físicas y/o químicas. Se han estudiado varios tipos de adsorbentes para eliminar y recuperar uranio, ya sea en forma pura, natural, o modificados superficialmente con otras especies. En general, todo material sólido con estructura porosa puede ser empleado como adsorbente pero, la capacidad de adsorción dependerá de su estructura interna y área superficial; adicionalmente, la selectividad para fijar esta especie está condicionada por la naturaleza química y la polaridad de la superficie adsorbente. Las arcillas y sus compuestos se consideran particularmente efectivas para la adsorción de algunos elementos, debido a su bajo costo y alta estabilidad química. S399 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 El mineral caolinita es uno de los minerales mayoritarios en los diez primeros metros de la corteza continental, la caolinita es un silicato de aluminio hidratado formado normalmente por la descomposición de feldespatos y otros silicatos de aluminio; esta descomposición se debe a los efectos prolongados de los procesos de meteorización en los que intervienen el agua y el dióxido de carbono. La fórmula estructural de la caolinita es Al2Si2O5 (OH)4 y su composición centesimal responde a: SiO2=46.53 %, Al2O3=39.49 % y H2O=13.98 %. La estructura de la caolinita es de las más sencillas, es aquella que consiste en el apilamiento indefinido de capas formadas por hojas tetraédricas (T) y octaédricas (O) ósea la lámina tipo 1:1, una hoja de tetraedros de silicio-oxígeno unida a otra hoja de octaedros de aluminio-oxígeno-OH. La sustitución del silicio por otro elemento, como el aluminio, o bien la sustitución del aluminio en la hoja tipo O por otro elemento de menor carga, por ejemplo el magnesio, causa un cambio químico en el material pero mantiene esencialmente la misma estructura. Este material ha sido estudiado en la adsorción de diferentes tipos de iones metálicos, ya sea natural o modificada, un ejemplo es el estudio de la adsorción del Cu2+ bajo un campo magnético, en donde se analizaron los efectos del campo mediante el diseño de la variación del tiempo de exposición, la densidad del flujo magnético y el método de exposición magnética [1], también se ha investigado la eliminación de Fe (III) a partir de una solución acuosa por medio de caolinita, montmorillonita y sus formas de ácido activadas [2]. Arcillas de caolinita y metacaolinita obtenidas del sur de Camerún se utilizaron para estudiar su capacidad de adsorber Ni (II), el estudio destacó varios parámetros y se estableció que la eliminación de Ni (II) depende del pH, de la concentración inicial del soluto y de la masa del material adsorbente [3]. Srivastava y colaboradores estudiaron la adsorción de Cd (II), Cu (II), Pb (II), y Zn (II) en caolinita en sistemas de uno y múltiples elementos en función del pH y de la concentración en una solución con concentración de 0.001 M de NaNO3 [4]. La adsorción de U (VI) en caolinita purificada fue estudiada por experimentos en lote bajo condiciones ambientales por Zhang y colaboradores en el 2013 [5]. Guanghui Wang y colaboradores estudiaron la adsorción de uranio en solución acuosa con calonita calcinada y activada con ácido, notando que la capacidad de adsorción fue mejor una vez que se modificó el material [6]. Gao y colaboradores investigaron la adsorción de U (VI) en caolinita en función del tiempo de contacto, pH, concentración de U (VI) utilizando esperimentos en lote [7]. La presente investigación tuvo como propósito estudiar las propiedades de adsorción de uranio en soluciones acuosas utilizando caolinita cruda como material adsorbente en función de diferentes parámetros fisicoquímicos experimentales como: efecto de la cantidad de material, efecto del tiempo de contacto, efecto del pH, efecto de la concentración de U (VI), efecto de la temperatura en el medio acuoso. S400 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 2. PARTE EXERIMENTAL 2.1. Acondicionamiento del material El acondicionamiento del material se realizó antes de someter la caolinita al proceso de adsorción. Para eliminar impurezas y granos finos, se sometió a un proceso de lavado por inmersión y agitación con agua desionizada durante un día; posteriormente la suspensión se decantó y la caolinita se sometió a secado por 24 h a 90 ºC. El material seco se trituró para obtener malla #100 (0.150 mm), esta fracción fue utilizada en todos los experimentos. Todos los reactivos utilizados en este estudio fueron grado analítico y se utilizaron sin purificación. 2.2. Caracterización del material Se analizó el material previamente tratado, utilizando análisis de difracción de rayos X con un difractómetro de rayos X (XRD) Bruker D8 Advanced EcoTM, así como también por microscopía electrónica de barrido con un equipo FEI Quanta 650 con 2 detectores de espectrometría de energía dispersa de rayos X (EDS) (Bruker Xflash 5030). 2.3. Efecto de la cantidad de material (relación V/m) La adsorción se efectuó con agitación mecánica, a una temperatura ambiente (25°C), utilizando 8 mL de solución de UO2 (NO3)2·6H2O con una concentración de 100 ppm de uranio, cada una de las series experimentales se realizaron por triplicado. Se utilizaron cantidades de 0.080, 0.160, 0.240, 0.320, 0.400 y 0.480 g de material; para evaluar el efecto de la cantidad de material adsorbente y para la representación de los resultados se obtuvo la relación V/m de cada una de las diferentes cantidades de material trabajadas, siendo las siguientes relaciones: 97.722, 49.813, 33.243, 24.976, 19.928 y 16.634 mL/g (siendo la mayor relación V/m la menor cantidad de material y la menor relación V/m corresponde a la mayor cantidad de material). Después de este procedimiento se trabajó con la relación (V/m) más eficiente. 2.4. Efecto del tiempo de contacto y modelado cinético Para el efecto del tiempo de contacto, la adsorción se trabajó de igual manera con agitación mecánica a una temperatura ambiente (25°C), utilizando 0.480 gramos de caolinita en contacto con 8 mL de solución de UO2 (NO3)2·6H2O a una concentración de 100 ppm de uranio, con tiempos de contacto correspondientes a: 2, 5, 10, 20, 40, 60, 120, 240, 360, 480, 720, 1440, 2880 y 5760 minutos. De ésta serie experimental se obtiene el tiempo de contacto necesario para alcanzar el equilibrio, mismo que se utiliza en los experimentos subsecuentes. Para el modelado de la cinética del proceso de adsorción, el análisis de los datos experimentales de la cinética de adsorción de U (VI) a diferentes tiempos de caolinita se ajustó a la forma no lineal de las ecuaciones referentes a los modelos de cinética de primer orden de Lagergren y de segundo orden de Ho y Ritchie modificado utilizando para ello, el software STATISTICA® 7, versión para Windows® [8 y 5]. S401 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 2.5. Efecto del pH En el estudio del efecto del pH inicial de la solución, el pH se varió en un rango de 2 a 9, con valores de 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9; el valor del pH se ajustó al valor requerido con pequeñas cantidades de soluciones de HCl y NaOH concentrados. De estos experimentos se obtiene el valor de pH óptimo de la solución. 2.6. Efecto de la concentración y modelación de las isotermas de adsorción Una vez definidos la cantidad de masa de material adsorbente, tiempo de contacto y pH, se procedió al estudio del efecto de la concentración de uranio, bajo las mismas condiciones, se trabajó con soluciones de uranio a diferentes concentraciones conocidas: 25, 50, 100, 150, 200 y 250 ppm, se pusieron en contacto con la caolinita y de esta manera se conoció la concentración a la cual existe mayor retención de uranio para caolinita. El análisis de los datos experimentales de las isotermas de adsorción a diferentes concentraciones de uranio se ajustó a la forma no lineal de las ecuaciones referentes a los modelos de las isotermas de Freundlich, Langmuir y Sips utilizando para ello, el software STATISTICA® 7, versión para Windows® 2.7. Efecto de la temperatura del medio acuoso y parámetros termodinámicos Para el efecto de la temperatura, la adsorción se efectuó con agitación mecánica, utilizando 8 mL de solución de UO2 (NO3)2·6H2O con una concentración de 100 ppm de uranio, se varió la temperatura al momento del contacto con la ayuda de un baño térmico, se trabajaron diferentes temperaturas desde: 25°C, 45°C, 65°C y 80°C. Con el fin de conocer el comportamiento del proceso de adsorción en función de la temperatura. La definición del comportamiento de la termodinámica, fue con el fin de obtener los parámetros como la entalpía (ΔH°), la entropía (ΔS°) y la energía libre de Gibbs (ΔG°) para definir si la reacción es endotérmica o exotérmica y la espontaneidad del proceso de adsorción. 2.8 Análisis de uranio Posterior al contacto, el uranio no adsorbido en el sobrenadante se cuantificó por el método de arsenazo (III), el cual fue adaptado del propuesto por Khan, et al., 2006, Loic , et al., 2013 y M. M., et al., 2013 a 651 nm [9, 10 y 11]. El reactivo AZ-III se prepara disolviendo 0.035 g de arsenazo III en 25 mL de HClO4 [3 M] y se afora en un matraz de 100 mL ([Az 350 ppm]). La curva de calibración se obtiene mezclando 1 mL de solución estándar de UO2 (NO3)2·6H2O a diferentes concentraciones (1, 5, 10, 25 y 50 ppm) con 3 mL del reactivo Az-III [350 ppm] y se mide a 651 nm en el espectrofotómetro. Después de este procedimiento se realiza la formación del complejo UO22+-AzIII. Con el sobrenadante que se obtiene de cada uno de los contactos de las diferentes etapas experimentales, y enseguida se efectúa la medición de las muestras. S402 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 El porcentaje de adsorción del metal en la fase sólida se calculó de la siguiente manera: % Ads = Ai − A f × 100 Ai (1) Donde: Ai y Af son la concentración inicial y final de uranio en la solución, respectivamente. 3. RESULTADOS 3.1. Caracterización del material La Figura 1, presenta el difractograma de rayos X de la muestra de caolinita lavada; el cual indica que el mineral principal para este material es la caolinita [Al2Si2O5 (OH)4], ya que lo contiene en mayor proporción, así como también se pueden observar otras señales que confirman la presencia de algunas impurezas de cuarzo [SiO2] y alunita [KAl3 (SO4)2(OH)6]. Q C 3.00E+04 C- Caolinita Al2Si2O5(OH)4 A- Alunita KAl3(SO4)2(OH)6 Q- Cuarzo SiO2 A, C A, C Q Q C, Q A Q Q Q Q Q 5.00E+03 Q 1.00E+04 A C C C A 1.50E+04 A A C A C 2.00E+04 A Intensidad, (cps) 2.50E+04 0.00E+00 0 10 20 30 40 2 θ, (°) 50 60 70 80 Figura 1. XDR de caolinita. S403 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Con el microscopio electrónico de barrido se obtuvieron imágenes de alta resolución de la superficie de una muestra de caolinita lavada (Figura 2), se tomaron imágenes con una resolución de 30 μm y 10 μm, en donde se nota una gran cantidad de partículas finamente conglomeradas, así como también se puede apreciar que cuenta con una estructura del tipo laminar en capas muy delgadas. Figura 2. Microscopía electrónica de barrido (MEB) de caolinita a 30 y 10 μm. 3.2. Efecto de la cantidad de material (relación V/m) La dosificación de material adsorbente es un parámetro importante en el proceso de adsorción, porque determina la capacidad de un adsorbente para una determinada concentración inicial de adsorbato bajo ciertas condiciones. Para evaluar el efecto de la cantidad de material se realizaron experimentos por lotes en el proceso de adsorción de uranio en caolinita. En la Figura 3 se puede observar que la variación del porcentaje de uranio adsorbido, en función de la relación (V/m) del adsorbente, mostró que conforme que la adsorción de uranio se redujera con el aumento de la relación v/m, esto quiere decir que al aumentar la cantidad de material adsorbente (caolinita), también aumenta el porcentaje de adsorción. Esto es esperado porque un número creciente de partículas adsorbentes en la solución permite que más iones de uranio actúen con los sitios de reacción; para una concentración fija de metal, al aumentar la dosis de adsorbente hay más centros activos superficiales capaces de fijar los metales presentes en la disolución. Por lo que se tomó 0.480 g de caolinita como la cantidad óptima para trabajar, la cual da una relación v/m de 16.634 mL/g, con un porcentaje de adsorción de 71.25% ± 0.6355. S404 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 100 90 Adsorción, (%) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 V/m (mL/g) Figura 3. Adsorción de uranio en caolinita en función de la relación V/m. 3.3. Efecto del tiempo de contacto y modelado cinético Se realizaron los experimentos de cinética de adsorción hasta que el sistema caolinita-uranilo alcanzó el equilibrio. La retención de iones metálicos en disolución sobre aluminosilicatos depende del tiempo; según el mecanismo, el tiempo necesario por el sistema para alcanzar el equilibrio se extiende desde micro o milisegundos (cuando la retención se produce por intercambio iónico o complejación superficial) hasta años en algunas reacciones de precipitación y cristalización que tienen lugar en procesos geoquímicos. Es por esto que el tiempo de contacto también es un factor importante en el proceso de adsorción; la variación temporal de la adsorción de uranio sobre la caolinita se presenta en la Figura 4, como puede observarse se encontró que durante los primeros minutos el porcentaje de adsorción está alrededor del 40% (39.10% ± 1.2447) y conforme se va aumentando el tiempo de contacto también lo hace el porcentaje de adsorción hasta alcanzar el máximo valor de 70.48 % ±0.0735 a 5760 minutos; a partir de los resultados encontrados se puede apreciar que el equilibrio no es muy rápido, pues la cinética de la caolinita muestra que la meseta del equilibrio comienza a notarse a partir de los 1440 minutos, puesto que después de este punto la variación del porcentaje de adsorción es mínima; por lo que se consideró un tiempo óptimo de 1440 minutos. S405 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 100 90 Adsorción, (%) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Tiempo, (minutos) Figura 4. Adsorción de uranio en caolinita en función del tiempo de contacto. Con el fin de investigar el mecanismo de adsorción en los sistemas líquido-sólido, los resultados se analizaron con tres modelos cinéticos basados en la capacidad del adsorbente: Pseudo-primer orden, Pseudo-segundo orden, y Ritchie modificada. Los datos experimentales se ajustaron a los modelos cinéticos por regresión no lineal usando el programa de cómputo STATISTICA®. Al aplicar los modelos cinéticos a los resultados, se obtiene que el modelo de Ritchie Modificado es el que mejor representan el comportamiento de los datos experimentales, este comportamiento se explica en términos de que la adsorción sobre una superficie sólida heterogénea es dominada por un fenómeno de adsorción en monocapa, obteniendo un valor de qe=0.9613 mg/g ± 0.0516. 3.4. Efecto del pH La concentración de iones H+ es uno de los factores más importantes que afectan el fenómeno de adsorción [12]. El uranio en disolución acuosa se encuentra en forma de diferentes especies químicas en función del pH de la disolución. Esto es un indicativo de la fuerte dependencia que existirá entre el pH de la disolución y la posibilidad de recuperación del uranio, ya que varían las posibles interacciones entre el uranio y la superficie del material adsorbente. Además, cabe considerar que la superficie del material se puede ver afectada al ponerse en contacto con soluciones ácidas o básicas, provocando reacciones en su superficie que modifiquen la capacidad de establecer interacciones con el uranio. Una variación del pH provoca modificaciones en los grupos funcionales que se encuentran en la superficie del material, pudiendo alterar la capacidad de interacción con las especies metálicas. En solución, el uranio puede estar presente en forma de iones correspondiente a cuatro estados de oxidación: +3, +4, +5 y +6. El uranio hexavalente es el estado de oxidación más estable 2+ formando el ion uranilo (UO2 ) en solución acuosa con una configuración lineal: O-U-O [13]. S406 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 En la Figura 5, se muestra un diagrama de especiación en medio acuoso a distintos valores de pH para el U (VI) a 25°C, en el que se puede observar que a valores menores a un pH de 6 existe mayor presencia del ión uranilo, mientras que conforme se aumenta el valor del pH se forman otras especies químicas. Figura 5. Diagrama de especiación en medio acuoso a distintos valores de pH para el U (VI) a 25°C, [14]. En la Figura 6 se muestra el resultado del porcentaje de recuperación de uranio en función del pH. Los resultados muestran que la adsorción del uranio sobre la caolinita es altamente dependiente del pH. Se observa que mostró una variación más significativa, ya que a valores bajos de pH el porcentaje de adsorción fue menor y conforme se iba aumentando el valor del pH, también aumentaba el porcentaje de adsorción, llegando a un valor máximo de 69.1% ± 0.405 a un pH de 6, después del pH de 7 comienza a disminuir el porcentaje de adsorción, por lo que se consideró como valor óptimo un pH de 6. S407 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 100 90 80 Adsorción, (%) 70 60 50 40 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10 pH Figura 6. Efecto del pH de la solución en la adsorción de uranio en caolinita. Liang Gao y colaboradores realizaron un estudio sobre la adsorción de U (VI) en caolinita, evaluando diferentes parámetros, en donde encontraron un pH óptimo de 6.5, en este caso el valor de pH óptimo para la caolinita fue de 6, un valor muy cercano al de Liang Gao y colaboradores [7]. 3.5. Efecto de la concentración y modelación de las isotermas de adsorción La concentración proporciona una fuerza motriz importante para superar toda la resistencia a la transferencia de masa del uranio entre la fase acuosa y la fase sólida. Normalmente un aumento de la cantidad de uranio en solución, en este caso permite aumentar su recuperación. Este aumento está causado por el equilibrio que se establece entre el metal en solución y el metal adsorbido por el material adsorbente, equilibrio que depende en cada caso de la cantidad de metal inicial de la disolución. Para conocer la efectividad de un material adsorbente es necesario conocer cuál es la cantidad máxima de metal (capacidad máxima) que puede adsorber. Los materiales adsorbentes establecen diferentes equilibrios de recuperación de metal cuando se ponen en contacto con disoluciones de diferentes concentraciones experimentales y son diferentes para cada temperatura. En la Figura 7 se observan los resultados obtenidos para la caolinita, ahí se puede apreciar que la adsorción del metal es altamente dependiente de la concentración inicial del ión metálico. Se puede notar que a bajas concentraciones (50 ppm) el porcentaje de adsorción es de casi el 100% (99.8% ± 3.0), pero conforme se va aumentando la concentración el porcentaje de adsorción va disminuyendo significativamente hasta llegar a un valor de 10.72% ± 1.70 a una S408 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 concentración de 250 ppm, sin embargo la capacidad de adsorción de la caolinita es diferente, pues el valor de la qe aumenta al aumentar la concentración de uranio, llegando a un valor máximo de 1.00 ± 0.077 mg/g de material a una concentración de 150 ppm, después de este punto el valor de qe comienza a disminuir; por lo que se puede decir que la adsorción del metal es altamente dependiente de la concentración inicial del ión metálico, en este caso uranio. Este resultado es similar al reportado por Guanghui Wang y colaboradores en su estudio sobre la adsorción de uranio (VI) en una solución acuosa sobre caolín calcinado y activado por ácido [6]. 100 90 Adsorciión(%) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 50 100 150 200 250 300 Concentración, (ppm) Figura 7. Efecto de la concentración en el porcentaje de adsorción de uranio en caolinita. 5 4.5 4 qe, (mg/g ) 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 50 100 150 200 250 300 Concentración, ppm Figura 8. Efecto de la concentración vs qe en la adsorción de uranio en caolinita. S409 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Al representar los resultados de los equilibrios entre la cantidad de metal adsorbido y la cantidad que queda en la disolución, para unas determinadas condiciones, en este caso a un pH de 6 y temperatura ambiente (25°C) se obtiene la isoterma de equilibrio y su ecuación se puede definir utilizando distintos modelos empíricos, se trabajó con los modelos de Langmuir, Freundlich y Sips. En este caso el modelo que mejor se ajustó a los datos experimentales fue el modelo de Lanmgmuir, el cual nos dice que existe una monocapa del soluto en la superficie del material adsorbente, obteniendo una R= 0.949 y una qmáx= 0.8599 mg/g ± 0.0554. Guanghui Wang y colaboradores en el mismo estudio sobre la adsorción de uranio (VI) en una solución acuosa sobre caolín calcinado y activado por ácido, encontraron que el modelo que predominó en el proceso de adsorción fue el modelo de Langmuir, concordando con los resultados aquí mostrados [6]. 3.6. Efecto de la temperatura del medio acuoso y parámetros termodinámicos La temperatura puede incidir directamente en la adsorción de solutos en disolución. En este caso se trabajaron 4 temperaturas diferentes: 25, 45, 65 y 80°C como puede observarse en la Figura 9 a mayor temperatura mayor porcentaje de adsorción; por lo que pude decirse que el proceso de adsorción de la caolinita y el UO2 2+ es altamente dependiente de la temperatura. Para obtener los parámetros termodinámicos, el coeficiente de distribución (Kd) fue calculado para cada temperatura y se graficó el Ln Kd Vs 1/T, esto para conocer la entalpía (ΔH°, J mol-1) y entropía (ΔS°, J mol-1 K-1), puesto que este gráfico debería de ser lineal y el intercepto equivale a (ΔS/R), mientras que la pendiente sería numéricamente igual a (-ΔH/R), según la ecuación de van t´Hoff: (2) Donde R es la constante ideal de los gases (8.314 J mol-1 K-1) y T es la temperatura (K). Los valores de la energía libre de Gibbs fueron calculados de la siguiente ecuación para una temperatura de 298 K [15 y 16]: (3) Se encontró que el proceso de adsorción de uranio en caolinita tiene un ΔG°= -8.89 Jmol-1, lo cual indica que es un proceso espontáneo, mientras que el valor del ΔH°=36.4 J/mol K nos indica que es un proceso de naturaleza endotérmica. S410 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 100 90 80 Adsorción, (%) 70 60 50 40 30 20 0 20 40 60 80 100 Temperatura, (°C) Figura 9. Efecto de la temperatura en la adsorción de uranio en caolinita. 7 Ln Kd, (mL/g) 6 5 4 3 LnKd = -4378.7 1/T + 18.286 2 1 0.0028 0.0029 0.003 0.0031 0.0032 0.0033 0.0034 1/T, (K-1) Figura 10. Variación del LnKd Vs 1/T en la adsorción de uranio en caolinita. S411 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 4. CONCLUSIONES La eficiencia de la caolinita para la adsorción de uranio en solución acuosa fue investigada, utilizando técnicas de adsorción en batch bajo diferentes condiciones experimentales. Los resultados obtenidos en esta investigación muestran que la caolinita es un material con buenas características físicas y químicas, ya que cuenta con una capacidad de adsorción considerable para el uranio. La capacidad adsorbente de la caolinita fue dependiente de la cantidad de material, tiempo de contacto, pH de la solución, concentración inicial y temperatura. En cuanto a la cantidad de material, fue más eficaz una masa de 0.480 gramos de caolinita; para el tiempo de contacto se pudo notar que la adsorción, alcanzó el equilibrio en un tiempo de contacto entre las fases de 1440 minutos. Para el pH se obtuvo un valor óptimo de 6; mientras que la concentración óptima fue de 150 ppm, con un valor de qe=1.00 ± 0.077 mg/g de material. En el caso de la temperatura, el proceso de adsorción de uranio en caolinita es altamente dependiente, pues a mayor temperatura mayor porcentaje de adsorción y al evaluar los parámetros termodinámicos se encontró un valor de ΔH°=36.4 J/mol K, el cual indica que es un proceso de naturaleza endotérmica y es por esto que a mayor temperatura se obtiene un mayor porcentaje de adsorción. El valor negativo del ΔG°, indica la espontaneidad del proceso. Finalmente este estudio muestra que la caolinita tiene una buena capacidad de adsorción de uranio; su bajo costo y fácil acceso hace que este material se pueda considerar como un buen candidato para ser utilizado como barreras de contención en confinamientos de desechos radiactivos de nivel medio y alto, así como para la remediación de mantos acuíferos. AGRADECIMIENTOS Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) por el apoyo recibido para la realización de este trabajado de investigación. Al Dr. Víctor H. Baltazar H. catedrático del programa de maestría en ciencias e ingeniería de materiales en la Universidad Autónoma de Zacatecas por su apoyo en la caracterización de la caolinita mediante el análisis por difracción de rayos X. REFERENCIAS 1. 3. Jia, . Y.-y otros. “Adsorption Capacity of Kaolinite for Copper (II) under Magnetic Field”. Journal of Wuhan University of Technology, Volumen 19(2), pp. 52-54. (2004). Bhattacharyya , K. G. & Gupta, S. S. “Adsorption of Fe(III) from water by natural and acid activated clays: Studies on equilibrium isotherm, kinetics and thermodynamics of interactions”. Adsorption, DOI 10.1007/s10450-006-0145-0(12), pp. 185-204. (2006). S412 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 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Ignacio Dávila Rangel* , Hugo López del Rio Unidad Académica de Estudios Nucleares, UAZ Ciprés 10Fracc. La Peñuela, Zacatecas, MX rshivan@hotmail.com; idavilara@gmail.com; hlopezdelrio@hotmail.com Resumen El uranio es uno de los metales pesados que se puede encontrar en las aguas residuales industriales, dicho elemento es muy toxico para los seres humanos y el medio ambiente. En este trabajo, la zeolita natural clinoptilolita es usada como un adsorbente para la eliminación de uranio de soluciones acuosas. Esta se estudió en dos lotes, el primero en su forma natural y el segundo lote fue acondicionado a forma Na+, con la finalidad de comparar la capacidad de adsorción. Se estudiaron los efectos de los parámetros de tiempo de contacto, pH y la concentración de uranio en solución, esto para determinar las mejores condiciones de adsorción. El equilibrio se logró a los 50 minutos, mostrando una velocidad de adsorción rápida. La adsorción se demostró a valores de pH de 2 a 10, encontrando un pH de 5 como óptimo. De acuerdo a los resultados obtenidos comprobamos que la clinoptilolita es un adsorbente bastante eficiente logrando un 87.25% de adsorción de uranio en sus condiciones naturales, mientras que la clinoptilolita acondicionada a forma Na+ alcanza los 93.15% de uranio adsorbido. 1. INTRODUCCIÓN El uranio es el elemento natural más pesado, radiactivo y químicamente toxico. En su estado natural aparece como una mezcla de tres isotopos: 234U (0.01%), 235U (0.71%) y 238U (99.28%), químicamente ambos se comportan igual pero tienen propiedades radiactivas diferentes. El 235U es usado como combustible para los reactores nucleares [1]. Existen varios métodos para eliminar el uranio de soluciones acuosas, como la precipitación química, osmosis inversa, extracción por solvente y la adsorción. Entre estos la adsorción es un método muy usual debido a su alta eficiencia, facilidad de manejo y disponibilidad de diferentes materiales adsorbentes. El proceso de adsorción es un proceso de transferencia de masa por el cual una sustancia es transferida desde una fase liquida hasta la superficie de un sólido donde se une por interacciones físicas y/o químicas. Se han estudiado diferentes tipos de adsorbentes para eliminar el Uranio, pero en general todo material sólido con estructura porosa puede ser empleado como adsorbente, pero la capacidad de adsorción dependerá de su estructura interna y área superficial. Diversos investigadores han demostrado la gran eficiencia que tiene la clinoptilolita en los procesos de adsorción, lo cual la han convertido en la zeolita natural comúnmente utilizada en los procesos de intercambio iónico [2]. S415 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 La clinoptilolita es una zeolita de origen natural, perteneciente al grupo de la heulandita. Está constituida por aluminosilicatos cristalinos, donde su estructura consta de una red tridimensional de tetraedros de [SiO4]-4 y [AlO4]-5, con los átomos de silicio o aluminio en el centro y los oxígenos en los vértices. Estos tetraedros, unidad fundamental, se enlazan por sus átomos de oxigeno originando estructuras poliédricas que constituyen las estructuras secundarias. La presencia de [AlO4]-5 origina un exceso local de carga la cual es neutralizada por los denominados cationes de compensación tales como Na+, K+, Ca2+, Mg2+, etc. Los cationes de compensación presentes en la estructura de la clinoptilolita pueden ser desplazados o sustituidos, de acuerdo a su radio iónico y concentración de la carga. A esto se le conoce como capacidad de intercambio catiónico, y está relacionado con la cantidad de aluminio presente en la red zeolitica [3]. El proceso de intercambio iónico en las zeolitas depende de la naturaleza de las especies catiónicas, el tamaño del catión tanto hidratado como deshidratado y la carga del catión, además de la temperatura, la concentración de las especies catiónicas en solución, las especies aniónicas asociadas con el catión en solución y el solvente, así como las características de los materiales. Existen diversas investigaciones sobre la capacidad que tiene la clinoptilolita para adsorción de uranio y otros metales o gases. En 2016 Aghadavoud y colaboradores estudian a la clinoptilolita como un adsorbente natural para la eliminación de uranio de soluciones acuosas, encontrando las condiciones óptimas de tiempo de contacto (2 horas), pH (7.2) y temperatura ambiente logrando adsorber un 98.55% de uranio [4]. Kilincarslan y colaboradores estudian la adsorción de uranio sobre una clinoptilolita de origen turco, encontrando como condiciones óptimas un pH de 5, un tiempo de contacto de 2 horas, de esta forma logran un 82.9% de adsorción de uranio [5]. Olmez y colaboradores estudian el comportamiento de adsorción de una clinoptilolita proveniente de Balikesir Turquía, la cual fue evaluada para eliminar uranio de soluciones acuosas, este estudio indica que la eliminación de Uranio en soluciones acuosas depende de la concentración de Uranio presente, así como del pH (pH 2), tiempo de contacto (60 minutos), temperatura (20°C) los cuales fueron encontrados experimentalmente, en estas condiciones óptimas la clinoptilolita logro adsorber un 85% de Uranio [6]. En esta investigación se tiene como propósito determinar las condiciones óptimas de adsorción en una clinoptilolita mexicana proveniente del Estado de Chihuahua para asegurar el porcentaje mayor de adsorción de uranio de una solución acuosa. La investigación se realizara en función de los parámetros experimentales como el tiempo de contacto, pH y la concentración de uranio. Además de evaluar el resultado de un proceso previo de acondicionamiento a forma Na+ de la clinoptilolita en la capacidad de adsorción. 2. DESARROLLO EXPERIMENTAL El desarrollo de esta investigación fue realizado con una muestra de una clinoptilolita, la cual fue molida y tamizada a una malla 100, posterior a esto el material fue lavado con agua desionizada y secada a una temperatura de 45°C. Los procesos de adsorción fueron realizados en dos lotes el primero fue con la zeolita en sus condiciones normales, el segundo lote fue con material S416 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 acondicionado en forma Na+. 2.1. Acondicionamiento del material a forma Na+ En su estado natural contiene iones intercambiables (K+, Na+, Ca2+ y Mg2+) los cuales se encuentran neutralizando la carga negativa que le confiere el [AlO4]-5, estos pueden ser desplazados cuando se expone la clinoptilolita a soluciones de NaCl, convirtiéndose de esta manera a su forma homoionica, observando que este acondicionamiento a su estado sódico mejora la adsorción del uranio en solución. Con este objetivo es que se acondiciona en forma sódica siguiendo el procedimiento propuesto por Dávila (2009). Para este procedimiento se usaron 50g de material tamizado, los cuales fueron puestos en contacto en 1L de una solución 5M de NaCl con agitación constante por 8 días. Una vez transcurrido el tiempo de contacto se procedió a separar las fases, estas fueron mediante centrifugación a 8000rpm por 8 minutos, el material fue lavado nuevamente con agua desionizada para eliminar el exceso de NaCl, hasta que la prueba con solución de nitrato de plata indico la eliminación total de iones cloruro. El material fue secado a una temperatura de 45°C [7]. 2.2. Intercambio con soluciones de uranio Se realizaron tres etapas de contactos, las cuales tenían como finalidad encontrar las condiciones óptimas para alcanzar un mayor porcentaje de adsorción de uranio. Cada muestra contenía 0.100g de clinoptilolita y 10ml de solución de uranio. Las soluciones de uranio se prepararon con agua tridestilada y nitrato de uranilo hexahidratado (UO2(NO3)2•6H2O) a la concentración deseada en cada etapa. En cada etapa experimental se especifican las condiciones de concentración y pH con las cuales se evaluó la adsorción. En las diversas etapas, las muestras fueron colocadas en el agitador con rotación mecánica para optimizar el contacto entre la solución de Uranio y la Clinoptilolita. 2.2.1. Efecto del tiempo de contacto (cinética de adsorción) En esta etapa se determina el tiempo en el cual se alcanza el equilibrio de intercambio entre el uranio y la clinoptilolita. Se efectuó el intercambio con una solución de 50ppm de uranio y un pH de 4.5. Los tiempos de contacto fueron de 10, 20, 40, 60, 80 y 100 segundos así como 2, 5, 15, 25, 35, 50, 60, 80, 90 y 120 minutos, cada uno con agitación mecánica. De esta serie experimental se determina el tiempo de contacto necesario para alcanzar el equilibrio, mismo que se utiliza en los experimentos subsecuentes. 2.2.2. Efecto del pH Para el estudio del efecto del pH en la adsorción de uranio en la clinoptilolita, cada uno de los diferentes contactos realizados en esta etapa se realizó al tiempo de contacto óptimo determinado en la sección anterior. Se trabajó con una solución de 50 ppm de uranio a diferentes valores de pH. El rango de pH fue de 2 a 12, ajustando este con soluciones de HCl y NaOH concentradas. S417 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 De esta serie experimental se obtiene el valor de pH óptimo de la solución de uranio donde predomina el ión uranilo, para así disponer de una concentración adecuada de uranio para los procesos de adsorción. El pH óptimo obtenido será el mismo usado en los experimentos subsecuentes. 2.2.3. Efecto de la concentración de Uranio Para estudiar el efecto de la concentración de uranio en la adsorción, se efectuaron los experimentos de intercambio a concentraciones de uranio 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 y 80 ppm de uranio, con el tiempo de contacto y pH óptimos encontrados en las secciones anteriores. 2.3 Análisis de Uranio Una vez transcurrido el tiempo de contacto para cada parámetro, se procedió a separar las fases, estas fueron mediante centrifugación a 8000 rpm por 8 minutos, se recuperó el sobrenadante y se cuantifico el uranio presente mediante el método de Arsenazo-III a una longitud de onda de 651nm. La solución del reactivo de Arsenazo-III (Az-III) se preparó disolviendo 0.035g de Az-III en 25mL de HClO4 aforando en un matraz de 100ml. La curva de calibración se obtiene mezclando 1ml de solución estándar de UO2(NO3)2·6H2O a diferentes concentraciones de uranio (1, 5, 10, 25 y 50ppm) con 3mL del reactivo Az-III y se mide a 651nm en el espectrofotómetro. Después de este procedimiento se realiza la formación del complejo UO22+-Az-III, con el sobrenadante que se obtiene de cada uno de los contactos de las diferentes etapas experimentales, se trabajó de la siguiente manera: 1m de sobrenadante y 3ml de Az-III, posterior a la formación del complejo se efectúo la medición de las muestras en el espectrofotómetro. El porcentaje de uranio adsorbido en la clinoptilolita se calculó de la siguiente manera: es la concentración inicial de uranio y Donde (concentración encontrada en el sobrenadante). es la concentración final de uranio 3. RESULTADOS 3.1. Efecto del tiempo de contacto En la figura 1 se muestran los resultados de adsorción para ambos lotes de clinoptilolita evaluados con respecto al tiempo de contacto. Se puede observar que el porcentaje de adsorción de la clinoptilolita en su estado natural es favorable, ya que desde los primeros minutos de contacto esta logra alcanzar hasta el 60% de adsorción de uranio. De igual forma podemos observar que el proceso de acondicionamiento del material a forma Na+ (homoionica) es bastante favorable ya que el porcentaje de adsorción de uranio que se logra oscila entre el 90%. Por lo S418 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 tanto, se decidió utilizar un tiempo de contacto de 50 minutos, en las siguientes etapas experimentales con el propósito de asegurar el equilibrio en el sistema. La velocidad en la cual se llegó al equilibrio fue demasiado rápida, lo cual se debió a que las partículas de granulometría menor realizan la remoción del metal de una manera más rápida, ya que estas presentan una mayor área superficial especifica disponible. Figura1. Efecto del tiempo de contacto en la adsorción de uranio en clinoptilolita. 3.2. Efecto del pH Figura 2. Efecto del pH en la adsorción de uranio en clinoptilolita. El pH de la solución es una variable de suma importancia para la adsorción de radionúclidos en los adsorbentes, e influye en la especiación del metal y los sitios de unión a la superficie del metal. El efecto del pH en la adsorción de uranio de investigó en un rango de 2 a 10, manteniendo los demás parámetros constantes. En la figura 2 se muestra la influencia del pH en la adsorción S419 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 de uranio en la clinoptilolita. Se observa que el comportamiento de adsorción en este estudio responde a un mecanismo de adsorción en el cual depende fuertemente del pH, el cual es favorecido por un pH débilmente ácido. La figura indica que la adsorción de uranio aumenta al aumentar el pH hasta pH 5, alcanzando un 79.53% en la clinoptilolita natural y un 91.34% en la clinoptololita homoionica, después de este la adsorción disminuye a pH altos. [NO 3 − ]TOT = 1.0 UO 2 [UO 2 2+ ]TOT = 0.20 mM 2+ 99.57 μM UO 2 (OH)2 .H 2 O(s) UO 2 (OH)3 − 0.8 Fraction 0.6 UO2 (OH)4 2− 0.4 (UO 2 )2 (OH)2 2+ UO2 OH+ (UO 2 )3 (OH)5 + 0.2 0.0 2 4 6 8 10 12 pH Figura 3. Diagrama de especiación de uranio en función del pH. Como se puede apreciar en la figura 3 a valores de pH bajos el ion uranilo está presente en solución, pero como se observa en la figura 2 el porcentaje de adsorción de uranio a un pH de 2 fue muy bajo, esto es debido a la intensa interacción de los iones H+ con los sitios de adsorción de la clinoptilolita. Por lo tanto, la protonación de la clinoptilolita en condiciones fuertemente acidas disminuye la disponibilidad de los grupos ionizados y por ende la disminución de la tendencia del grupo uranilo a ser adsorbido. Mientras que a valores pH de 3 a 6 se forman varias especies que son fácilmente adsorbidas o intercambiadas iónicamente por la clinoptilolita. A un valor de pH por arriba de 6 se forma un producto de precipitación estable, UO2(OH)2•H2O, por lo cual la adsorción tiende a competir con las reacciones de precipitación dando como resultado una disminución de la adsorción de uranio. 3.3. Efecto de la concentración Uno de los parámetros más importantes en el sistema de adsorción el cual influye en el comportamiento de adsorción de uranio es la concentración de dicho elemento en solución. En la figura 4 se puede observar el comportamiento de la adsorción de uranio respecto a la concentración de uranio en solución. Como se puede apreciar el comportamiento de la clinoptilolita natural fue aumentando su porcentaje de adsorción de uranio conforme aumento la concentración de uranio, el máximo porcentaje de uranio adsorbido fue de 87.25% el cual se logró a una concentración de 50 ppm de uranio, lo cual indica que se ha logrado una saturación S420 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 en los sitios activos disponibles para la adsorción del elemento de interés en la clinoptilolita además de la presencia de reacciones competitivas, específicamente las reacciones de precipitación de uranio las cuales pueden reducir significativamente los iones de Uranio disponibles para la adsorción posterior a esta concentración de uranio. De igual forma se observa que la clinptilolita homoionica desde las concentraciones más bajas de uranio esta logra altos porcentajes de adsorción debido a que esta tiene más sitios activos disponibles los cuales fueron logrados con el acondicionamiento a su forma Na+. Pero de igual forma se aprecia que en la concentración de 50 ppm de uranio esta tiende a saturarse, adsorbiendo un 93.15% de uranio. Figura 4. Efecto de la concentración de uranio en solución en la adsorción en clinoptilolita 4. CONCLUSIONES El presente trabajo describe los experimentos se adsorción de Uranio de una solución acuosa en una zeolita natural, clinoptilolita. Se investigó la adsorción de Uranio sobre la clinoptilolita para determinar las condiciones óptimas de tiempo de contacto, pH y concentración de uranio. De igual forma se comparó la capacidad de adsorción de la clinoptilolita acondicionándola a una forma Na+. La capacidad adsorbente de la clinoptilolita es dependiente del tiempo de contacto, el pH y de la concentración de uranio en solución. Se determinó que el tiempo de contacto en el cual que se llega al equilibrio entre las fases fue de 50minutos. El pH óptimo para la adsorción de Uranio en la zeolita fue de 5. Los valores del porcentaje de adsorción de uranio a diferentes concentraciones de uranio fueron bastante altos, lo cual podemos concluir que 0.100g de clinoptilolita son bastante eficaces para adsorber uranio en un rango de soluciones de 10-80 ppm de uranio. S421 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 De igual forma se comprobó que un proceso de acondicionamiento previo del material a una forma Na+ aumenta significativamente la capacidad de la clinoptilolita para la adsorción de uranio. AGRADECIMIENTOS Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologia (CONACyT) por el apoyo recibido para la realización de este trabajo de investigación. REFERENCIAS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. ATSDR, 1999. Toxicological Profile for Uranium, Atlanta, GA.: U.S. Department of Health and Human Services. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. Pavón, T., Campos, E., y Olguín, T. (2000). Remoción de níquel, cadmio y zinc del agua, utilizando clinoptilolita heulandota. Redalyc.org, 7(3), pp. 251-258. 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Efectos por tratamiento térmico e irradiación gamma en minerales no metálicos y su influencia en la retención de Co2+ y Cd2+ (tesis doctoral). Universidad Autonoma del Estado de México, Toluca, Estado de México. S422 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Concentración de uranio en muestras de agua para su medida por espectrometría alfa César A. Arévalo B., María G. Flores R., Hugo López del R. J. Ignacio Dávila R., Fernando Mireles G., José L. Pinedo V., Carlos Ríos M., Sonia A. Saucedo A. Unidad Académica de Estudios Nucleares, Universidad Autónoma de Zacatecas Ciprés 10, Fracc. La Peñuela, Zacatecas, Zac. 98068, MEXICO. cesar_arevalob@outlook.com; josep_lup@hotmail.com; hlopezdelrio@hotmail.com ; idavilara@gmail.com ; fmireles@uaz.edu.mx; jlpv85@hotmail.com ; criosmtz@hotmail.com ; chena@hotmail.de Resumen La cuantificación de uranio en muestras de agua potable a menudo presenta un reto, ya que la cantidad de uranio en ésta matriz suele ser baja, además se tiene que realizar un proceso radioquímico del elemento para proceder a su análisis por espectrometría alfa. La cuantificación de uranio por éste método incluye cuatro etapas: 1. Coprecipitación del elemento de interés en la muestra de agua, cuyo propósito es hacer una separación preliminar del uranio. 2. Separación química del uranio, en la cual se obtienen los radioisótopos de uranio aislados de los demás elementos que pueda contener la muestra. 3. Preparación de la fuente alfa de uranio por electrodeposición sobre planchetas de acero inoxidable y 4. Conteo de la fuente mediante un sistema de espectrometría alfa. En el presente trabajo se realiza la comparación cualitativa de dos procedimientos de separación química del uranio, el primero se basa en el principio de intercambio iónico usando una resina sintética y el segundo usando la extracción líquido-líquido con tri-n-butil fosfato (TBP) como solvente extractante, las etapas 1,3 y 4 en ambos procedimientos fueron las mismas. La comparativa de estos dos métodos de separación se hace con el fin de seleccionar aquella con la cual se obtenga el mejor espectro alfa posible ya que posteriormente se utilizará para realizar la determinación cuantitativa del desequilibrio radiactivo entre los radioisótopos de uranio contenidos en muestras de agua subterránea, principalmente en la relación 234U/238U. 1. INTRODUCCIÓN El estudio de las relaciones isotópicas dentro de las series naturales de decaimiento, tiene un gran margen de aplicaciones principalmente en ciencias ambientales, oceanografía, hidrología, arqueología etc. [1]. La serie del uranio proporciona una de las huellas isotópicas más sensibles, además su estudio ha sido muy usado para caracterizar las aguas subterráneas. El desequilibrio isotópico en la serie del uranio ocurre comúnmente en aguas subterráneas en circulación y sus rocas asociadas, además de relacionarse con el entorno en el cual estas aguas fluyen. El desequilibrio en la relación 234U/238U es ampliamente usado en investigaciones hidrológicas [2], haciendo posible determinar la tasa de flujo o los tiempos de residencia del agua subterránea. En el ambiente natural el desequilibrio radiactivo entre el 234U y el 238U fue descubierto por Chalov y Cherdynstev a principios de 1950 [3] y a partir de 1960 varios artículos han sido publicados en S423 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 los cuales se da a conocer el desequilibrio radiactivo en la serie del uranio como un nuevo indicador isotópico importante en las investigaciones hidrológicas e hidrogeológicas y dado el tiempo de vida media del 234U de 248 000 años, también puede resultar útil para realizar dataciones de hasta 1 millón de años. Por lo general las metodologías usadas para realizar la determinación de los isótopos de uranio en muestras de agua se divide en cuatro etapas 1. Coprecipitación del uranio en la muestra, 2. Separación química del uranio, 3. Preparación de la fuente de medida por electrodeposición catódica y 4. Conteo de la fuente por espectrometría alfa. El objetivo de éste trabajo es establecer la mejor metodología a seguir para la obtención de espectros alfa que muestre solamente los picos pertenecientes al uranio, ya que si en la fuente de medida están presentes otros radioisótopos emisores alfa con energías similares a las de los del uranio, los picos se superpondrían entre sí lo que dificultaría el análisis del área de los mismo. Por otro lado se requiere separar el uranio de los demás elementos contenidos en las muestras, ya que estos se pueden electrodepositar junto con el uranio, con el fin de obtener un electrodepósito lo suficientemente delgado para disminuir en lo posible la autoabsorción, por ésta razón se hace un énfasis especial en la separación radioquímica del uranio. Las técnicas de separación química del uranio que aquí se desarrollan para su comparación son dos: la primera usa columnas de intercambio iónico como método de separación y la segunda realiza una extracción selectiva de los isótopos de uranio mediante una separación liquido-liquido usando TBP como solvente extractante. 2. PARTE EXPERIMENTAL La obtención de espectros alfa de los radioisótopos de uranio se debe realizar prestando atención a la etapa de separación química del uranio a manera de lograr una fuente de medida lo más uniforme y delgada posible para evitar el fenómeno de autoabsorción a la hora de su conteo y que el análisis espectral no presente interferencias debido a otros radioisótopos de energías similares [4]. Basamos gran parte de nuestro desarrollo experimental en la metodología propuesta por la ASTM (American Society for Testing and Materials): Standard test method for Isotopic uranium in water by radiochemistry [5], realizando algunas modificaciones. 2.1. Coprecipitación del uranio en la muestra. Debido a que el uranio está presente en muy bajas concentraciones en el agua, valores reportados entre 0.1 y 50 ppb, es necesario hacer una separación preliminar del uranio en ésta matriz, esto se lleva a cabo mediante un proceso de coprecipitación, que tiene lugar cuando un hidróxido de hierro precipita y arrastra con él a los actínidos presentes en la muestra de agua previamente acidificada a pH ≥ 1. En el laboratorio se realizó la coprecipitación del uranio partiendo de una muestra de 3L de agua se acidifica a pH 1, se pone a ebullición durante 5 minutos y se agregan 500 mg de bisulfito de sodio (NaHSO3) y 2 ml de una solución de cloruro de hierro (FeCl3) la cual contiene 20 mg de Fe/ml. Después de agregar el FeCl3 se deja ebullir por 10 minutos, pasado este tiempo se agrega hidróxido de amonio (NH4OH) concentrado hasta que la solución se enturbie, se agregan 10 ml S424 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 adicionales de NH4OH y se pone en agitación constante sin calor por 30 minutos, inmediatamente después de la adición del NH4OH se formará hidróxido de hierro que precipita arrastrando al uranio y demás actínidos presentes. El precipitado es separado de la fase acuosa por centrifugación, posteriormente se disuelve en un volumen mínimo de HCl concentrado y se diluye en con 100 ml de HCl 8 M, esto en caso de usar el método de separación por columna, a esta solución la llamaremos solución A. Si la separación del uranio se realizará mediante la técnica del TBP el precipitado se disuelve en 10 ml de HNO3 8M y la llamaremos solución B, ambas, solución A y B están listas para el siguiente proceso. 2.2 Separación Química del Uranio Usando Columna de Intercambio Iónico. El principal objetivo de la separación química del uranio es obtener una solución con los isótopos del uranio aislados de los demás elementos, ya que en la solución obtenida en el proceso de coprecipitación, además del uranio también están presentes cantidades trazas de torio, polonio y el hierro que se le agregó, entre otros, estos elementos pueden causar que la fuente de medida no sea apropiada para su medición por lo que hay que quitarlos y dejar solamente el uranio, para ello se utilizó la técnica de intercambio iónico con resinas. Las resinas de intercambio iónico son muy usadas en radioquímica para la extracción selectiva de varios radionúclidos, particularmente de actínidos, en muestras ambientales. En el laboratorio se usó la resina Dowex AG1 X-8 la cual es del tipo aniónica de base fuerte con grupo intercambiable cloruro (Cl-), se pesaron de 5 a 7 g aproximadamente de esta resina, se puso en un vaso de precipitados y se le agrego un volumen mínimo de HCl 8M para activarla y lograr así su fácil incorporación a la columna (bureta de 50 ml) a la que previamente se le colocó un tapón de lana de vidrio para impedir la salida de la resina, una vez que la resina se asentó se abrió la llave de la columna para liberar el exceso de ácido, luego se hizo fluir por la resina la solución obtenida en la etapa de coprecipitación, recordemos que ésta solución tiene uranio + actínidos + hierro diluidos en HCl 8M, a estas condiciones el uranio queda fijado fuertemente a los grupos moleculares de la resina por intercambio iónico, mientras que los demás actínidos fluyen libremente sin ningún tipo de retención, se vigiló la velocidad del flujo de salida el cual se recomienda que sea de 1ml/min, en la columna quedó también el hierro el cual también debemos eliminar para evitar cualquier tipo de impurezas, esto se logra haciendo pasar por la columna una solución de acetona + HCl 6M en proporción 9:1, la completa elución del hierro se verifica agregando al eluyente una pequeña cantidad de KSCN 0.1 N, si aún hay hierro presente la solución adquirirá una tonalidad rojiza, cuando el eluyente ya no se torne de éste color al agregar el KSCN será indicador que el hierro ya no está presente en la columna, las soluciones obtenidas son desechadas. Se lava la columna con un volumen apropiado de HCl 8M y por último los isótopos de uranio son extraídos selectivamente con 60-80 ml de HCl 0.1 M, a esta condición se sustituye el uranio, el cual está unido a la base de la resina en la forma de un complejo aniónico fuerte que se forma cuando el ion uranilo ésta en una solución acuosa de HCl, (UO2Cl3)-, por un anión cloruro procedente de la solución eluyente. El resultado final es una solución de HCl 0.1 M, que contiene en forma aislada los isótopos de uranio, esta solución se lleva a evaporación cerca de los 20 ml y se le agregan 5 ml de ácido S425 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 nítrico (HNO3), se evapora a sequedad cuidando de no calcinar la muestra y la muestra estará lista para el siguiente proceso. 2.2.1. Separación química del uranio usando la extracción líquido-líquido. El tri-n-butil fosfato o TBP, (C4H9O)3 PO, es muy conocido por su gran capacidad como solvente extractor de nitritos orgánicos y otras sales de soluciones acuosas. Los nitratos más fácilmente extraíbles son los de los lantánidos y actínidos, en especial los cationes tetravalentes y los iones divalentes de los actínidos (UO+2, NpO+2, PuO+2) [7]. La extracción del uranio presente en solución ácida por el TBP puede ser descrita como sigue: [8] La separación líquido-líquido se lleva a cabo de la siguiente manera, partiendo de la solución B obtenida en la etapa de precipitación la cual se transfiere a un embudo de separación (fase acuosa) y se añade 5 ml de TBP (fase orgánica), se agita un par de minutos, el uranio y el torio pasan a la fase orgánica quedando retenidos en ella, mientras que en la fase acuosa quedarán los demás elementos que no son de interés como los son el Fe, Po, Ra y el Pb y pueden ser desechados junto con la fase acuosa [9], se realizan dos lavados consecutivos con HNO3. A la solución de TBP en el embudo de separación se le adiciona 20 ml de Xileno y 15 ml de HCl 1.5 M se agita por un par de minutos y el Th pasa ahora a la fase acuosa quedando solamente el uranio en la fase orgánica, se realizan dos lavados más con HCl 1.5 M y al final se obtendrán 45 ml de HCl en los cuales estarán presentes los isótopos del torio de forma aislada, ésta solución se puede usar para aplicar otros procedimientos para el estudio del torio, en nuestro caso no nos interesa este elemento y la solución fue desechada. Finalmente para hacer la liberación del uranio unido al TBP basta con agregar 15 ml de agua destilada al embudo de separación donde se encuentra el TBP, agitamos un par de minutos y el uranio pasará a la fase acuosa, se realizan dos lavados consecutivos con agua destilada y se obtendrán 45 ml de agua destilada con los isótopos de uranio ya aislados de los demás elementos, esta solución ya está lista para el siguiente proceso. 2.3 Preparación de la Fuente Radiactiva de Uranio El objetivo de esta etapa es obtener una fuente radiactiva de uranio por electrodeposición catódica, para obtener una buena resolución en el espectro alfa es necesario producir un electrodepósito de uranio uniforme, delgado y plano para su conteo, para el buen diseño de la fuente hay que tener en cuenta la naturaleza de la radiación alfa, su corto alcance y el alto poder de frenado que tiene la materia que ha de atravesar, en las muestras ambientales, la presencia de contaminantes no radiactivos aun en cantidades trazas puede llevar a la perdida de energía por autoabsorción con la consiguiente mala resolución. [10] Entre otras características que debe de cumplir la fuente están las siguientes, deben poder ser manipuladas sin perder material depositado, deben ser químicamente estables, y deben eliminarse completamente de la fuente todos los ácidos usados en el proceso con el fin de evitar daños en el equipo de detección. S426 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 En el laboratorio se fabricó una celda de electrodeposición con diversos materiales, el cuerpo de la celda es un vial de vidrio al cual se le quita el fondo, la parte de la boca donde va la tapa será ahora la base en la cual se adaptara un poste de bronce y sobre el cual se apoyara la plancheta, la cual es un disco de acero inoxidable pulida al espejo que funcionara de cátodo, en la parte donde se le quito el fondo, se coloca un tapón de teflón con dos orificios pequeños en el centro, uno por donde se introducirá el alambre de platino (ánodo) y el otro para liberar los gases que se produzcan en el proceso, la celda está dispuesta como se observa en la Figura 1. Figura 1. Celda de electrodeposición. El proceso de electrodeposición es el siguiente: al residuo seco obtenido en el proceso de separación química se le añaden 2 ml de una solución al 5% de NaHSO4·H2O + H2SO4 9 M, se adicionan 5 ml de HNO3 concentrado y se evapora a sequedad sin calcinar la muestra, se disuelve la muestra en 5 ml del electrolito (NH4)2SO4 1M y se transvasa la solución a la celda de electrodeposición, se lava el vaso 2 veces con 2.5 ml de electrolito y los lavados se añaden a la celda para un total de 10 ml de electrolito que contiene al uranio disuelto, agregar unas cuantas gotas de azul de timol que funciona como indicados de pH el cual debe de estar entre 2.5 y 3.5, a este pH la solución se tornara de una tonalidad rosa indicando que el pH es el correcto, se coloca en ánodo de platino a una distancia de 5 mm del cátodo, se conectan los electrodos a la fuente y se ajusta la corriente a 600 mA, en éstas condiciones la electrodeposición se llevará a cabo por una hora, pasado este tiempo se retira el ánodo, se apaga la fuente, se desecha la solución y el disco se enjuaga primero con NH4OH 0.15 M y luego con alcohol etílico, se deja secar y la fuente está lista para su conteo. S427 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 2.4 Medida de la fuente por espectrometría alfa La espectrometría alfa es una técnica de medida que tiene numerosas aplicaciones en el campo de la ciencia, es una técnica muy utilizada en la medida de niveles bajos de radiación de muestras ambientales, sus principales aplicaciones son la obtención de datos de desintegración nuclear, estudios geológicos, datación entre otros. El sistema de espectrometría alfa está conformado por un detector, un sistema electrónico asociado a éste el cual procesa las ionizaciones producidas por el detector y un sistema de tratamiento y almacenamiento de los datos precedente del sistema electrónico que permite la fácil cuantificación e identificación de la energía de las emisiones detectadas.[11] En la cuantificación de electrodepositos de uranio sobre planchetas de acero inoxidable por espectrometría alfa, se hace énfasis en el cuidado que se debe de tener a la hora de hacer un procedimiento radioquímico que permita en primera instancia, el aislamiento completo del radionúclido de interés de la matriz ambiental que lo contiene y segundo la preparación de fuentes apropiadas para su medición. 3. RESULTADOS 3.1 Espectro obtenido por el Método de Separación por Columna de Intercambio Iónico. El espectro obtenido se realizó usando la separación del uranio mediante la incorporación de la solución A (precipitado + 100 ml de HCL 8M), obtenida en la etapa de coprecipitación, en la columna de intercambio iónico conforme a la sección 2.2, el flujo de esta solución por la resina fue demasiado lento, 1 ml/15 min aproximadamente, y en ocasiones el flujo se detenía completamente, se requirieron de 40 a 48 horas para que los 100 mililitros de la solución pasaran en su totalidad por la columna. En la elución del Fe, con acetona y HCl 6 M en proporción 9:1 se usaron aproximadamente 900 ml de acetona para eliminar la mayor cantidad de Fe posible, lo que puede representar un gasto excesivo de este reactivo si se quieren procesar varias muestras. En la etapa de preparación de la fuente, al final de la electrodeposición el disco de acero inoxidable tenía una coloración negra y se observaba una plasta de un grosor considerable en su superficie, atribuible a la presencia aún de Fe, se llevó al equipo de espectrometría alfa para su conteo por 48 horas y se obtuvo el espectro de la Figura 2, donde se observan los picos del 238U y el del 234U, se puede observar una anchura considerable en la base de los picos, indicativo del fenómeno de autoabsorción que pudo producir el Fe que aún estaba presente. S428 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 2. Espectro obtenido usando separación con resina de intercambio iónico. 3.2 Espectro obtenido por el método de separación usando TBP. Una vez obtenida la solución B (precipitado + 10 ml de HNO3 8 M) se aplica la extracción líquido-líquido descrito en 2.2.1, el proceso es más rápido que el de separación por columna con un gasto de tiempo y reactivos mucho menor, el espectro obtenido, después de 24 horas de conteo, se puede observar en la Figura 3, se muestra una mejor resolución en los picos de uranio en comparación al espectro de la Figura 2, lo que sugiere que la autoabsorción es menor o nula, las fuentes al término de la electrodeposición tienen un aspecto más limpio con una ligera capa en la superficie apenas perceptible a simple vista, sin embargo se puede apreciar otros picos más a la derecha los más significativos pertenecen al 212Bi y 212Po, padre e hijo respectivamente, no se ha encontrado en la literatura si el 212Bi represente una interferencia importante en la cuantificación del uranio. Se tomó la decisión de guardar ésta fuente para realizar un segundo conteo una vez que el 212Bi, con un tiempo de vida media de 60.55 minutos, decayera por completo, el espectro de éste segundo conteo se puede ver en la Figura 4, en el cual los picos del 212Bi y 212Po han desaparecido. Figura 3. Espectro obtenido con la separación usando TBP. S429 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 4. Espectro obtenido después del total decaimiento del 212Bi. 3.3 Espectro Obtenido Usando la Combinación de los Dos Métodos de Separación. Con el objeto de mostrar un espectro combinando los dos métodos de separación química, se decidió preparar una tercer muestra donde en primer lugar se realizó la separación por el método de extracción con TBP, con el fin de separar la totalidad de Fe, sin usar acetona, luego al final los 45 ml de agua destilada con los isótopos de uranio que se obtienen son llevados a sequedad y el residuo se disuelve con unas cuantas gotas de HCl concentrado y se diluye en 100 ml de HCl 8M los cuales serán pasados a través de la columna de intercambio iónico. La solución resultante se lleva a electrodeposición y la fuente puede ser medida de inmediato, evitando así la espera del decaimiento de otros radionúclidos como el 212Bi. El espectro resultante se muestra en la Figura 5, donde se puede ver que es muy similar al espectro de la Figura 4. Figura 5. Espectro obtenido combinando los métodos de separación con resina y TBP. S430 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 4. CONCLUSIONES Se realizó la comparación cualitativa de los espectros obtenidos por espectrometría alfa, usando dos métodos distintos para la separación química del uranio proveniente de muestras de agua potable. En el primer método se usó una resina de intercambio iónico para realizar la separación de los isótopos de uranio, sin embargo el uso excesivo de acetona para el procesamiento de una sola muestra, así como el gran consumo de tiempo de trabajo, no lo hace viable para ser usado para tratar varias muestras, además al final de la electrodeposición en la preparación de la fuente, esta mostró una coloración oscura, por lo que creemos que el Fe aún estaba presente lo cual fue más notorio cuando en el espectro los picos del 234U y 238U muestran unas colas debido a la autoabsorción. El segundo método usa la extracción líquido-líquido para la separación de uranio usando TBP como extractante, esta técnica mostró una mayor versatilidad frente a la primera ya que consume menos tiempo y reactivos, pudiendo procesar varias muestras a la vez en tiempos cortos. La fuente de medida al final de la electrodeposición muestra una apariencia más limpia y uniforme, sin embargo en el espectro, ver Figura 3, aparecen un par de picos de altura considerable correspondientes al 212Bi el cual creemos que es electrodepositado junto con el uranio y que decae en la fuente y genera al 212Po como producto de desintegración mismo que origina el segundo pico. No se ha encontrado en la literatura que éstos dos picos sean una interferencia a la hora de hacer la cuantificación de uranio, de hecho con esperar el tiempo suficiente, alrededor de 10 horas, el 212Bi habrá decaído completamente y en la medición ya no aparecerán éstos picos, ver Figura 4. También se hace un intento de combinar los dos métodos de separación química del uranio, el espectro obtenido, ver Figura 5, es muy similar al espectro obtenido solo con el TBP después de que el 212Bi ha decaído en su totalidad. Por último, el método que se considera usar para realizar la determinación cuantitativa de uranio en muestras de agua subterránea y determinar el grado de desequilibrio en la relación 234U/238U, será el de la separación química usando la extracción líquido-líquido con TBP, aunque el uso combinado de ambos métodos arroja un espectro similar, es posible que la combinación afecte directamente a la eficiencia de recuperación del uranio. REFERENCIAS 1. Van Calsteren; Louise Thomas, “Uranium Series Dating Applications in Natural Enviromental Science”, Earth Science Reviews, Vol. 75, p 155-175, (2006). 2. Osmond, J. K.; Cowart, J. B., “The Theory and Uses of Natural Uranium Isotopic Variations in Hidrology”, Atomic Energy Reviw, Vol. 14, p. 621-679, (1976). 3. Ivanovich, M., Harmon, R. S. Uranium Series Disequilibrium:Applications to Eart, Marine and Environmental Sciences. Clarendon Press, United Kingdom (1992). S431 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 4. Equillos, H.E.,Campos, J. M. “Determination of Uranium plus Plutonium by Alpha Spectrometry in Different Matrix”, Technical Memory Autoridad Regulatoria Nuclear, Buenos Aires Argentina, 17-21 Julio 2011,Vol. 188, p. 157-166, (2011). 5. ASTM: D3972-09, Standard Test Method for Isotopic Uranium in Water by Radiochemistry (2009). 6. Douglas A. Skoog, Donald M. West. Fundamentos de Química Analítica. CENCAGE Learning (2015). 7. Alcock, K., Grimley, S. S., Healy, T. V., Kennedy, J., & McKay, H. A. C. “The Extraction of Nitrates by tri-n-butyl phosphate (TBP). Part 1. The system TBP+ Diluent+ H 2 O+ HNO 3”. Transactions of The Faraday Society, Vol. 52, p 39-47. (1956) 8. Sam, A. K. Radiochemical Studies on Environmental Radioactivity in Sudan. 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Lizárraga-Rubio Víctor Manuel, Ibarra-Armenta José Guadalupe y Valerio-Lizárraga Cristhian Alfonso Universidad Autónoma de Sinaloa Av. de las Américas y Blvd. Universitarios, Cd. Universitaria, CP 80000, Culiacán, Sinaloa, México vmlizarraga.fcfm@uas.edu.mx; jgibarra@uas.edu.mx; cvalerio@uas.edu.mx Resumen El modelar los procesos físicos de un tokamak de forma adecuada es de vital importancia para lograr una fusión eficiente antes de construirlo, en este trabajo se plantea un modelo de un fluido de partículas cargadas eléctricamente buscando encontrar configuraciones de equilibrio entre los componentes del plasma usando dos métodos distintos. Para el primer método se hizo una simulación utilizando el método particle-incell, en el cual se calcula directamente la dinámica de las partículas del plasma para hacer un rastreo de sus trayectorias, de las cuales se desprende una colectividad que incluye la creación de partículas cargadas por medio de la ionización. En el segundo se desarrolló un programa diseñado para encontrar la configuración de equilibrio al usar movimientos aleatorios de los componentes del plasma dentro de las celdas de simulación, utilizando la regla de aceptación dada por el Algoritmo de Metropolis y la distribución de probabilidad de Boltzmann en la colectividad canónica, con lo que se decide si la evolución del sistema es la adecuada. Tras obtener algunas configuraciones representativas del equilibrio se hizo estadística con ellas para obtener promedios, así como el cálculo del parámetro ࢼ que mide la razón entre la presión ejercida por el plasma y la presión magnética, con lo que se puede discernir una medida de estabilidad del mecanismo de confinamiento del plasma. 1. INTRODUCCIÓN En la actualidad, la sociedad requiere de una gran cantidad de energía para subsistir, esta energía se obtiene principalmente de la quema de combustibles fósiles, como el gas natural y el carbón, así como la generación en reactores nucleares de fisión, entre otros procesos [1]. Debido a que estos métodos generan residuos que contaminan el ambiente, es necesario migrar a formas de generación de energía limpias y seguras, entre estas se encuentra la generación por fusión nuclear. Para lograr llevar a cabo el proceso de fusión se requiere del trabajo en colaboración de un gran conjunto de científicos de diferentes líneas de investigación, como física nuclear, electromagnetismo, diversas ingenierías y expertos en simulación de los procesos físicos envueltos en el trabajo [2], [3]. En particular, nuestro estudio se enfoca en simulaciones por computadora del plasma usando dos métodos distintos: el método de partícula en celda (PIC), y un método híbrido de Monte Carlo con dinámica, considerando el Algoritmo de Metropolis [4]. S433 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Como ya se comentó, el primer método es el de PIC, el cual fue utilizado para encontrar la evolución en el tiempo del sistema. Para realizar las simulaciones se utilizaron las librerías IBSimu [5] en C++, las cuales contienen herramientas para obtener la distribución de los componentes de un haz de partículas, la densidad de las trayectorias y el espacio fase de este. El programa permite crear librerías propias para el uso que se desee. Al mismo tiempo, se pueden agregar funciones encargadas de aproximar otras cantidades importantes como la presión y la temperatura. El segundo se basa en encontrar la convergencia del sistema a partir de una distribución de probabilidad para cada uno de los microestados disponibles. Este método se utilizó para contrastar con otros métodos usados, como el de solucionar las ecuaciones de magnetostática [6], solucionar la forma del plasma como un problema de eigenvalores no lineal [7] o resolver como un problema de difusión en el espacio de velocidades [8]. Los resultados de la simulación con este método son importantes ya que se pueden utilizar como condiciones iniciales para otros métodos donde se tome en cuenta la dinámica. 2. SIMULACIÓN EN IBSIMU El primer método que se utilizó es el de Partícula en Celda (PIC) con el cual se hace un rastreo de las trayectorias de las partículas dentro de la celda de simulación. La simulación es dividida en un mallado que se utiliza para resolver numéricamente el valor del potencial eléctrico y con este calcular los campos electromagnéticos. Este proceso es iterativo y en cada paso se calcula la trayectoria de cada una de las partículas dada por la fuerza de Lorentz. La trayectoria de cada partícula termina una vez que sale de la celda de simulación, al terminar de iterar todas las trayectorias, estas se reinsertan a la celda para la siguiente iteración, haciendo que la coordenada de sea cero mientras que las coordenadas en y se mantienen iguales. El fin de usar este método es el de considerar solamente una región de la celda de simulación a la vez. La posición y velocidad inicial de cada una de las partículas del haz se genera con una distribución Gaussiana cuya desviación está determinada por el radio del haz, para la posición, y por la temperatura, para la velocidad. Una consideración que se hizo fue que la energía del haz en la dirección de mucho mayor que la energía en la dirección de y . La geometría para la celda de simulación que se utilizó fue la de un cilindro con 4 cm de radio ( , ) y 10 cm de largo ( ). 2.1. METODO DE CONFINAMIENTO Para el confinamiento del haz en las simulaciones se probaron dos métodos distintos: que las paredes laterales del cilindro son reflejantes y un campo magnético no uniforme en la dirección de . Con el primero se tiene que cuando el haz colisiona con estas paredes se tiene una colisión elástica, es decir, que la componente de la velocidad que es tangencial a las paredes se conserva, pero la componente perpendicular tiene un cambio de signo. En el segundo método se utilizó un campo magnético no uniforme en la dirección de dirección con la finalidad de que la fuerza aplicada sobre los electrones del haz haga que se mantengan en la región central del cilindro de ). En la figura (1) se muestra un diagrama del acuerdo con la fuerza de Lorentz ( cambio de la dirección de la velocidad de un electrón al colisionar con la pared del cilindro y la magnitud del campo magnético dependiendo de la posición de y . S434 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 1. Métodos de confinamiento: a) Diagrama del cambio en la dirección de la velocidad de un electrón al colisionar con la pared del cilindro. b) Magnitud del campo magnético en la dirección de . 2.2. DISPERSIÓN CON LAS PARTICULAS NEUTRAS Además de considerar la evolución temporal del sistema debido a los campos electromagnéticos, también se tomó en cuenta la dispersión del haz de electrones con las partículas neutras que se encuentran dentro de la celda. Esto se realizó al decidir en cada iteración si alguno de los electrones se dispersaría de acuerdo con a una probabilidad determinada por la sección eficaz del proceso de colisión, en este caso entre electrones y átomos de argón, que a su vez depende de la concentración de argón presente. La dirección de la velocidad de los electrones después de estas colisiones se escogió siguiendo distribuciones aleatorias con una dependencia de la energía de cada uno de ellos, esto de acuerdo con el modelo utilizado en el trabajo de Vahedi [9]. En la figura (2) se muestra un diagrama del cambio en la dirección de la velocidad de un electrón al dispersarse con un átomo de argón. Figura 2. Diagrama del cambio en la dirección de la velocidad de un electrón al colisionar un átomo de argón. S435 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3. SIMULACION USANDO MONTE CARLO Esta simulación se hizo basándose en el método Monte Carlo el cual se utiliza para resolver problemas, cuya solución analítica es muy compleja, utilizando números aleatorios y estadística para obtener promedios de los microestados del sistema a estudiar, en este caso el del plasma confinado. Para las simulaciones utilizando este método, se busca encontrar la configuración del sistema en equilibrio, donde la energía del sistema pueda converger, al hacer un promedio de todas las configuraciones. Sin embargo, la configuración en equilibrio debe ser la misma que al dejar que un sistema fuera del equilibrio evolucione en un tiempo largo de acuerdo con la hipótesis Ergódica. 3.1. ALGORITMO DE METROPOLIS El Algoritmo de Metropolis es una regla propuesta por Nicholas Metropolis con la cual se encuentra la evolución de un sistema físico de tal manera que esta cumpla cierta distribución de probabilidad tendiendo a las configuraciones de mayor probabilidad, o bien de energía mínima. Si denotamos como a la distribución de probabilidad esperada, a a la configuración inicial del sistema y a a la configuración final a probar, se tiene que esta es aceptada si se cumple la siguiente condición: (1) donde es un numero aleatorio en el intervalo [0,1]. Considerando esta regla de aceptación es evidente que el sistema converge a las configuraciones con mayor probabilidad pues si la probabilidad de la configuración final es mayor a la de la inicial esta es siempre aceptada. 3.2. COLECTIVIDAD CANÓNICA Una vez obtenida la regla de aceptación que gobierna la evolución del sistema es necesario encontrar la distribución de probabilidad seguida por este. Debido a que en este caso se consideró un número de partículas constante en todas las configuraciones, y que el volumen en el cual se pueden mover estas también lo es, la colectividad natural a usarse en estas condiciones es el canónico cuyas variables naturales son justamente el número de partículas, el volumen y la temperatura (NVT). En esta colectividad, la probabilidad de tener al sistema en una configuración con energía es la siguiente: (2) es la constante de Boltzmann y es la temperatura absoluta del sistema. Así donde considerando esta distribución de probabilidad, la regla de aceptación (1) es ahora (3) donde es la energía de la configuración inicial y S436 es la energía de la configuración final. Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3.3. MODELO Para esta simulación se desarrolló un programa en lenguaje C++ encargado de encontrar la evolución del sistema de acuerdo con la regla de aceptación (3). El funcionamiento de este programa está descrito en la figura (3). Figura 3. Diagrama de flujo del funcionamiento del programa desarrollado. 3.3.1 Subdivisión de la celda Debido a que se busca simular un plasma confinado al interior un tokamak, el cual tiene una simetría toroidal, solo es necesario considerar una sección de este, pues el comportamiento del plasma se debe mantener a largo de la trayectoria, suponiendo que los campos magnéticos S437 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 encargados de confinar la trayectoria de las partículas no afectan en gran manera su distribución longitudinal. Sin embargo, para las simulaciones presentadas a continuación no se consideró el campo magnético explícitamente por lo que las partículas están confinadas a una parte de la región a simular de manera simple, es decir, es un confinamiento ideal que será modificado en el futuro al incluir campos magnéticos. Como la distribución de probabilidad depende solamente de la energía del sistema es necesario encontrar una manera de calcular la energía total del sistema para ver la diferencia entre las configuraciones iniciales y finales. Para realizar este cálculo es necesario considerar la interacción entre cada par de partículas dentro de la celda de simulación, lo cual hace que se consuma una gran cantidad de recursos. Por esta razón se propuso subdividir la región a simular en sub-celdas con un volumen aproximado de . El tamaño total de la región del , sin embargo, la celda de toroide a simular es un cilindro de 8 cm de radio y un largo de simulación tiene un tamaño de 6 cm de radio con un grosor de (Figura 2). Estos valores fueron escogidos para representar una columna cilíndrica de plasma. Otra consideración es que los componentes del plasma están uniformemente distribuidas dentro de cada una de las sub-celdas, por lo que la posición promedio de las partículas dentro de cada una está localizada en el centro de la sub-celda. La carga de cada una se aproximó como la carga apantallada de todas las partículas dentro de ellas, explícitamente la carga de la n-ésima sub-celda está dada por la siguiente ecuación, (4) donde es el estado de carga de la i-ésima componente del plasma, es la carga fundamental y es el número de partículas de la i-ésima componente dentro de la sub-celda n. Tomando esto en cuenta la energía de interacción considerada fue solamente la energía Coulombiana entre cada par de sub-celdas de acuerdo con su respectiva carga y posición en la celda de simulación. En la figura (4) se observa la región donde se confina el plasma con respecto al toroide, así como una parte de la sección transversal del toroide subdividida en cada una de las sub-celdas. Figura 4. a) Sección transversal del toroide en azul y celda de simulación donde se encuentra el plasma confinado en café. b) Subdivisión de la sección transversal del toroide en sub-celdas. En verde la celda de simulación almacenada. S438 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 3.3.2 Movimiento de partículas Para obtener una configuración estable es necesario generar una gran cantidad de configuraciones aleatorias, para este sistema se decidió definir un movimiento de las partículas de tal manera que el sistema converja a una configuración en equilibrio al realizar una gran cantidad de estos movimientos. Así, estos se definieron siguiendo los siguientes pasos: • Se seleccionan dos sub-celdas aleatoriamente. • Se elige el tipo de partícula que se moverá. • Se selecciona el número de partículas a moverse dependiendo del punto anterior. • Se acepta o se rechaza el movimiento de acuerdo con la regla de aceptación (3). 3.3.3 Componentes del plasma La composición del plasma en esta simulación fue la siguiente: • 81.8% de moléculas de hidrógeno. • 9.1% de electrones. • 7.3% de deuterones. • 1.8% de protones. Con estas proporciones y tomando una densidad de electrones de se obtuvieron las densidades máximas de los demás componentes, los cuales están enlistados en la tabla I. Tabla I. Densidad de partículas de los distintos componentes del plasma. Componente Densidad de partículas (m-3) Electrón Hidrógeno molecular Protón Deuterón Con estas densidades de partículas la carga neta de la celda de simulación es cero pues la densidad de partículas positivas es igual que la de las negativas, lo cual permite mantener la cuasi neutralidad del plasma durante el proceso de simulación. 3.3.4 Cálculo del parámetro El parámetro está definido como la razón entre la presión termodinámica de un gas y la presión ejercida por el campo magnético. Explícitamente para este caso este está dado por la siguiente ecuación: (5) Donde y son las densidades de iones y electrones respectivamente, y son las temperaturas de los iones y de los electrones, es el campo magnético y es la permeabilidad magnética del vacío. Anteriormente se mencionó que el campo magnético no se utilizó explícitamente en el confinamiento del plasma o para obtener su evolución, sin embargo, si se utilizó en el cálculo del S439 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 parámetro utilizando campos magnéticos simulados con el programa Poisson Superfish [10] para crear el campo no uniforme. Para obtener los valores de la temperatura de los componentes del plasma se utilizó la fórmula de Artsimovich [11,12] para la temperatura de los iones, se consideró una corriente de plasma, , de 12 kA, un campo magnético toroidal, , de 0.47 T, un radio mayor, , de 23 cm, un parámetro de seguridad, q, de 3 y la densidad de partículas propuesta en la sección anterior. Con estos parámetros se obtienen unas temperaturas de 50 eV y 150 eV para los iones y los electrones, respectivamente. Con los datos anteriores y un campo magnético promedio de 450 Gauss, se obtuvo una beta promedio de ~80% lo cual indica que se obtiene un confinamiento del haz, sin embargo, este no puede considerarse estable. 4. PRUEBAS Y RESULTADOS Las primeras simulaciones realizadas con el método PIC fueron pruebas para aprender acerca del método de solución de este. En la figura (5) se muestran la evolución de un haz durante los primeros pasos de una corrida de prueba utilizando un haz con 4000 electrones, una energía de 50 keV en la dirección de , una temperatura en la dirección de y de 10 eV y un campo magnético nulo. Se puede observar como el haz se va dispersando debido a la velocidad radial que tienen los electrones. Figura 5. Evolución del haz durante las primeras iteraciones de la simulación. S440 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 En las simulaciones con el método de confinamiento de la pared reflejante se consideró un haz con las mismas características del haz de la figura anterior. En la figura (6) se muestran gráficas del espacio fase de este haz, dos en la dirección en y dos en la dirección de , en las cuales se puede observar que la distribución inicial de velocidades está dada por la distribución de Maxwell-Boltzmann y la final tiene aspecto de un gas ideal. Figura 6. a-b) Gráfica del espacio fase en la dirección de . c-d) Espacio fase en la dirección de . Luego se hicieron simulaciones con y sin campo magnético para observar el efecto que tiene este en el perfil del haz. Se observó que la trayectoria del haz para la simulación con el campo magnético es más centrada y menos dispersa. En la figura (7) se muestra la densidad de trayectorias en ambas simulaciones. S441 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 7. a) Densidad de trayectoria obtenidas en la simulación sin campo magnético (a) y con campo magnético (b). Para las siguientes simulaciones se agregó la dispersión del haz debido a la colisión con el gas neutro dentro de la cámara. En la figura (8) se muestran las trayectorias durante las primeras iteraciones de la simulación considerando un haz con las mismas propiedades de las dos anteriores y con un campo magnético nulo. Se puede observar como la trayectoria de algunos de los electrones cambia en cada una de las iteraciones. Figura 8. Termalización del haz de partículas debido a la dispersión con un gas neutro a en las primeras iteraciones, ilustrando el funcionamiento del algoritmo. S442 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Para la simulación con el método Monte Carlo se tomaron en cuenta las siguientes condiciones: una temperatura de los iones de 50 eV y una temperatura de electrones de 150 eV. En la figura (9) se muestran los resultados de esta simulación en los cuales se puede observar como las partículas se aglomeran en sub-celdas adyacentes y con una carga neta opuesta, esto debido a que la energía es menor en estos casos. Este comportamiento de aglomeración en ciertas regiones es similar al observado en el trabajo [13]. Es importante recalcar que esta distribución de los componentes del plasma es la de un mínimo local de la energía. Figura 9. a-c) Número de electrones, protones y deuterones localizados en cada una de las sub-celdas. d) Carga neta de cada una de las sub-celdas. 5. CONCLUSIONES Se obtuvieron resultados preliminares del comportamiento de un haz de electrones al ser confinado por medio de colisiones elásticas con una pared reflectora o con un campo magnético, así como la dispersión que tiene este en presencia de un gas neutro. Con esto se observó el comportamiento esperado de obtener la distribución de un gas ideal conforme avanza el tiempo, S443 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 lo cual nos permitirá agregar la repulsión de Coulomb y otros procesos físicos a las simulaciones en trabajos futuros. También, con el método Monte Carlo se obtuvo que al confinar el plasma de manera artificial se llega a una configuración final de equilibrio local, en la aproximación utilizada, que muestra algunas de las características esperadas, como el que las partículas se aglomeren en ciertas regiones aumentando la densidad local del plasma. Este comportamiento es benéfico para encontrar los puntos donde la fusión sería más probable. AGRADECIMIENTOS Se agradece al “Programa de Desarrollo Institucional Consolidación 2017” de la Universidad Autónoma de Sinaloa: Proyectos PROFAPI2015/125 y a la Secretaría de Educación Pública (SEP), “Apoyo a la incorporación de nuevos PTC de PRODEP/Uas-ptc-129” por el apoyo económico brindado. REFERENCIAS 1. “U.S. Energy Information Administration (EIA)”, http://www.eia.gov (2009). 2. John M. Dawson, “Particle Simulation of plasmas”, Rev. Mod. Phys., 55, p.403 (1983). 3. L. Neri, D. Mascali, L. Celona, S. Gammino, y G. Ciavola, “A 3D Monte Carlo code for the modeling of plasma dynamics and beam formation mechanism in electron cyclotron resonance ion sources”, Review of Scientific Instruments, 83, 02A330 (2012). 4. Metropolis et al., “Equation of State Calculations by Fast Computing Machines”, J. Chem. Phys., 21, p.1087 (1953). 5. “Página principal de IBSimu”, http://ibsimu.sourceforge.net/index.html (2015). 6. M. D. Kruskal y R. M. 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Guevara, Grupo de Investigación de Fusión, Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Universidad Autónoma de Nuevo León Pedro de Alba S/N, ciudad universitaria, San Nicolás de los Garza, N.L., México sihigzzg@gmail.com G.M. Vorobyov Departamento de Física, Universidad Estatal de San Petersburgo Federación Rusa Resumen Dentro el ámbito de la Fusión Nuclear por Confinamiento Magnético, existen varias consideraciones para poder lograr el anhelado encendido del plasma, una de ellas radica en la temperatura del plasma, el cual debe de encontrarse a cientos de millones de grados centígrados y que junto con la densidad y el tiempo de confinamiento deben cumplir con el criterio de Lawson, con ello, se indicaría el cumplimiento de las condiciones necesarias para realizar fusión, en este rubro se han desarrollado diversas técnicas de calentamiento aplicadas en Fusión. En el presente trabajo, el Grupo de Investigación en Fusión (GIF) de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL), proyecta un sistema de pre-ionización por RF para un plasma confinado magnéticamente, se encuentra actualmente en desarrollo y en proceso de construcción, la fuente de microondas es económica y servirá como sistema de pre-ionización en el Tokamak Esférico de Apoyo hacia “T” (TEA-T), utilizando un magnetrón de 2.45 GHz, La fuente de microondas magnetrón diseñada polariza al cátodo del magnetrón, se ha modificado para obtener un funcionamiento de modo pulsado, esto se logra a través de ciertas modificaciones en el circuito doblador de voltaje de onda completa del dispositivo de calentamiento y así tener estable el magnetrón durante varios milisegundos de operación. Este sistema de RF será empleado en un plasma confinado magnéticamente a través de un campo de 0.5 T con 5 ms en descarga, otorgándonos una excelente base experimental en el TEA-T. 1. INTRODUCCIÓN Dentro el ámbito de la Fusión Nuclear por Confinamiento Magnético, existen varias consideraciones para poder lograr el anhelado encendido del plasma, una de ellas radica en la temperatura del plasma, el cual debe de encontrarse a cientos de millones de grados centígrados para cumplir con el criterio de Lawson, y que junto con la densidad y el tiempo de confinamiento en el plasma reunirían las condiciones necesarias para realizar fusión. El Calentamiento por Resonancia Electrón Ciclotrón (ECRH) es ampliamente usado para tiempos de descarga en S445 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 plasmas mayores de dispositivos de confinamiento magnético, en el presente trabajo el Grupo de Investigación en Fusión (GIF) de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL), proyecta un sistema de pre-ionización y calentamiento por RF para un plasma confinado magnéticamente, es un sistema desarrollado para el Tokamak Esférico de Apoyo hacia “T”, el cual funge como dispositivo de soporte en física como en ingeniería para permitir la evolución del Tokamak “T” que era de Baja Razón de Aspecto y que había sido diseñado para obtener 1.6 T de campo toroidal, hoy el Tokamak “T” se encuentra orientado a 3T convirtiéndose en un Tokamak Esférico de Alto Campo Magnético, siendo así, el TEA-T comprende el diseño de una instalación base que permitirá esa evolución, es una máquina de 0.5 T de campo toroidal y con un tiempo de operación de 5 ms. El Grupo de Investigación en Fusión actualmente tiene una fuerte relación y colaboración científico tecnológica con el Departamento de Física de la Universidad Estatal de San Petersburgo en la Federación Rusa, junto con ellos se ha realizado la revisión de los diseños Tokamak realizados por el GIF y actualmente en curso está la construcción del primero de ellos: el TEA-T. En primera instancia el GIF consideró que un objetivo importante para desarrollar un Tokamak Esférico a pequeña escala es: permitir la observación, la experimentación sobre plasmas óhmicos producidos a escala de laboratorio y que en este caso servirán para reforzar el factor experimental del personal de GIF-UANL en tareas de fusión como: inicio de plasma, ruptura/avalancha y generación de corriente aplicando procesos inductivos y no inductivos [1]. También tiene un objetivo más trascendental, el construir un Tokamak Esférico Avanzado desarrollado entre nuestros institutos en Rusia y México, y que servirá como un banco de pruebas y una plataforma apropiada para enmarcar el proyecto de: Tokamak Esférico Conjunto Rusia México de 3T. Dentro de todas las consideraciones que se deben cumplir para obtener una excelente descarga de plasma será necesario que la cámara de vacío primero se caliente muchas horas antes para eliminar cualquier residuo o impureza, en el documento [1], la temperatura es aproximadamente 70°C, con una presión de 8 x10-7 mbar, en estas descargas de limpieza se puede utilizar una descarga de Ar. El sistema de pre-ionización que se ha desarrollado, utiliza una fuente de magnetrón de 2.45 GHz, para pre-ionizar el plasma, como se comenta en [2], el campo toroidal que se utiliza para la iniciación del plasma se combina con nuestra fuente de pre-ionización de microondas. Como se ha comentado anteriormente, la fuente de microondas magnetrón se obtuvo de un dispositivo de calefacción doméstica, el circuito que polariza el cátodo del magnetrón fue modificado para obtener una operación de modo pulsado del magnetrón, esto se logra a través de ciertas modificaciones en la onda de circuito promedio del dispositivo de calefacción y así operar un magnetrón estable. Artsimovich en 1971 estableció experimentalmente una relación entre la presión del plasma, aspecto térmico y aspecto magnético [3], y donde ηe y Te son la densidad y la temperatura electrónica, α es la razón del promedio de las temperaturas iónicas y electrónicas, esta relación se indica de forma en donde α = Ti / Te. S446 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 (1) Para la determinación de la temperatura iónica (Ti) nos basamos en nuestro estudio en los cálculos realizados por L.A. Artsimovich [4, 5] para la energía del equilibrio en Tokamaks, donde hemos empleado la siguiente ecuación: (2) Donde se describe la temperatura iónica al centro meridional de la sección transversal de la columna de plasma Ti y que depende del calentamiento óhmico, la corriente (I) es la corriente del plasma; el campo (B) corresponde al campo toroidal; (R) es el radio mayor; y (η) es la densidad eléctrica del plasma; (Ai) es la masa del gas de trabajo en este caso hidrógeno, sustituyendo dichos datos en la ecuación, se puede obtener la temperatura iónica. 2. FUNCIONAMIENTO Y CONFIGURACIÓN DEL MAGNETRÓN En nuestra revisión bibliográfica, encontramos circuitos que fortalecen nuestro criterio para emplear un sistema magnetrón a la frecuencia de 2.45 GHz, para aplicarse en nuestro Tokamak Esférico TEA-T, este mismo criterio se estableció operativamente en el Tokamak Esférico GLAST III de Pakistán como en el Tokamak KAIST-TOKAMAK de Corea del Sur, ambas máquinas emplean una fuente de pre-ionización, solo que el Tokamak coreano utiliza una fuente simple, y su segunda propuesta fue utilizar una fuente externa de CD otorgándole así, el voltaje requerido. En el dispositivo GLAST III se modificó el circuito de voltaje pulsado para incrementar su voltaje de salida, también modificaron el magnetrón generando la misma frecuencia minimizando las pérdidas. El magnetrón que tenemos para la fuente de RF es capaz de proporcionar 500 W de potencia de microondas a 2.45 GHz. El circuito establecido en el diseño del dispositivo de calentamiento comercial, que sirve de base para nuestro sistema, se muestra en la Figura 1. Figura 1. Diagrama esquemático del circuito de operación del magnetrón en un dispositivo de calentamiento S447 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 La clave del circuito, que se realizó con MultiSim2018, se muestra en la Figura 1, es un transformador que consta de dos partes, la primera es de bajo voltaje y la otra de alto voltaje, lo que significa que el transformador en la parte de bajo voltaje proporciona 3.5 V - 11 A para calentar los filamentos de magnetrón. El alto voltaje proporciona 2,100 V a 1 A. El bucle secundario de la parte de alto voltaje está conformado por un condensador de tensión C1 y un diodo D2 (ver Figura 1, parte media), se encuentran conectados a un doblador de voltaje de media onda. A partir de este circuito se realizaron simulaciones con el mismo programa el cual permite hacer análisis de corriente como de voltaje, en nuestro caso, la simulación del circuito de la Figura 1, produjo la polarización del cátodo del magnetrón, otorgándonos el valor de: -5.4 Kv como se puede apreciar en la Figura 2. Figura 2. Segundo medio ciclo negativo, polarización del cátodo con -5.4 kV Normalmente, el transformador de alto voltaje de un dispositivo magnetrón comercial eleva el voltaje de 120 a 2,100 voltios. Teniendo en cuenta que la tensión de C.A. varía continuamente, el valor indicado por el voltímetro es solo el Valor efectivo de esta tensión. El valor máximo alcanzado por la onda sinusoidal de C.A. Es 1,414 veces el valor efectivo. Por lo tanto, la tensión máxima alcanzada en los devanados del transformador de alto voltaje sería la siguiente [6]: (3) Devanado primario: Voltaje máximo = √2 × 120V de c.a = 169.6 V de c.a Devanado secundario: voltaje máximo = √2 × 2,100V de c.a = 2,969 V de c.a Durante la primera mitad del ciclo positivo de la onda sinusoidal de C.A. (ver Figura 3), la corriente de electrones fluye en la dirección indicada por la línea de color rojo que carga el condensador de alto voltaje C1 a través del diodo rectificador D2. Durante el tiempo de carga del condensador, no hay voltaje para el magnetrón porque la corriente toma el camino de menor resistencia (Figura 3). S448 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 3. Primer medio ciclo positivo, carga del capacitor La Figura 2 muestra el voltaje en el devanado secundario del transformador que pasa al semiciclo negativo hasta alcanzar su punto máximo, momento en el que el devanado mencionado anteriormente y el condensador cargado ahora son dos fuentes de voltaje en configuración en serie. Los -2,828 voltios presentes en los extremos del devanado del transformador son sumados a los 2,828 voltios almacenados en el condensador y estas cantidades suman, -5,656 voltios, se aplica al cátodo de magnetrón como una corriente continua que pulsa el voltaje medido, entre el ánodo a tierra y el cátodo de filamento en ausencia de calentamiento del filamento. La Figura 3. sugiere el funcionamiento del magnetrón y, por lo tanto, la generación de microondas a 60 Hz como un electrón y la emisión se produce al calentar los filamentos. 3. CIRCUITO MULTIPLICADOR DE TENSIÓN En nuestro desarrollo utilizamos un doblador de tensión para convertir una señal de corriente alterna de entrada en corriente de salida pulsante, que es lo que necesitamos, ver Figura 4. A diferencia del rectificador de media onda que se explica en la parte inferior de las propuestas siguientes, el ciclo negativo de la señal se vuelve positivo o el ciclo positivo de la señal se volverá negativo, dependiendo de si se necesita una señal positiva o negativa de corriente directa. El circuito de onda se puede utilizar para lo que necesitamos; Sin embargo, hay un desperdicio indeseable en cuestiones de potencia y seguridad de los diagnósticos. Por esta razón, el circuito de doblador de tensión se modifica para funcionar de diferente modo [7, 8]. S449 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 4. Modificación de circuito, que utiliza diodos y capacitores de alta tensión, para rectificador de onda completa. La Figura 4 muestra el circuito modificado en el que aparece la rectificación completa de la onda por medio de capacitores y diodos de alto voltaje. Durante el primer pulso positivo de AC de la Figura 5, el transformador de alta tensión carga el condensador C1 a 2.7 kV esto se debe a que el diodo D1 viéndolo en la Figura 4, está en corto, así se carga C1. Figura 5. Análisis de circuito en semiciclo positivo Durante el segundo impulso negativo de la onda de tensión AC de la Figura 6, la tensión de salida del transformador alcanza un valor de -2.7 kV con fase invertida, de modo que la tensión total en el condensador C2 se duplica, es decir que es 2Vs, -5.4 kV. Dado que la impedancia de C2 es menor que la del magnetrón, C2 se carga a una tensión de -5.4 kV, C2 permanece cargado y cuando va volver a entrar el otro semiciclo se descarga hacia el lado del cátodo del magnetrón S450 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 6. Análisis de circuito en semiciclo negativo La Figura 7 observamos todo el funcionamiento de la explicación pasada de los capacitores de alta tensión C1 y C2, donde podemos observar la onda completa de trabajo de los dos capacitores y sus respectivos voltajes mediante MultiSim 14.0. Figura 7. Comportamiento de carga de C1 y C2 En la Figura 8, observamos todo el funcionamiento completo del circuito de la Figura 4, donde podemos observar la onda completa de trabajo del magnetrón y del capacitor C2 que es observada desde el osciloscopio gráfico del MultiSim 14.0. S451 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 8. Comportamiento del doblador de tensión 4. CIRCUITO MODIFICADO PARA FUNCIONAMIENTO CON FUENTE DC Mediante la rectificación de onda completa, el funcionamiento del magnetómetro se llevó a su operación máxima. Proponiendo otro circuito de operación que nos lleva a mejorar la confiabilidad de trabajo y con más control para la protección del operador, el transformador de alto voltaje y el circuito de rectificación asociado fueron reemplazados externamente por una fuente externa de DC de alto voltaje. El voltaje proviene de una fuente de alimentación de DC, la idea general se observa en la Figura 9, el circuito utiliza una fuente de alimentación de DC de conmutación de 4 kV a un 1 A, podríamos elevar el voltaje, teniendo consecuencias al dañar el material conductor de tungsteno, todo esto es independiente de la parte de calentamiento del filamento del transformador de HV que da 3.5 V - 11 A. En esta propuesta general podemos encontrar un convertidor de DC/DC y así obtener una salida de 4 kV a 5 kV aproximadamente, una de las opciones es implementar un transformador flyback, que está compuesto de dos etapas, un Feedback y un transformador primario y la segunda etapa es el secundario donde aumentamos el voltaje. Existen otras maneras de elevar el voltaje mediante el Buck-Boost que son convertidores de DC/DC que aumentan el voltaje en la salida consiguiendo el voltaje requerido. A estos circuitos o métodos mencionados podemos agregarle a la salida del circuito un circuito multietapa para aumentar el voltaje de salida, del mismo modo la fuente de AC se controla mediante un relé (S1) para activar/desactivar la tensión de salida de 4 V y con otro relevador (S2) que está conectado en la fuente de DC, donde los relés permiten controlar la duración del calentamiento del filamento antes de que comience el calentamiento del cátodo, dejamos el transformador de alta tensión que nos proporciona 3.5 V - 11 A conectado al cátodo del magnetrón y al otro extremo (observamos en la Figura 9) polarizamos en el cátodo del magnetrón el total de -4 kV [12]. S452 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 9. Modificación de circuito, para fuente externa de DC Observamos en la Figura 10 el funcionamiento de la fuente de DC y de la fuente AC donde podemos observar el comportamiento de las dos fuentes operando al mismo tiempo. Figura 10. Operación de circuito con fuente externa de DC. 5. PROPUESTA DE UN CIRCUITO DE MEDIA ONDA CON RELES El rectificador de media onda convierte una señal de corriente alterna en una señal unidireccional. Los diodos son ampliamente utilizados como rectificadores. Un rectificador de media onda es muy práctico, pero no es muy común en la aplicación industrial, pero es muy útil para comprender el funcionamiento de un rectificador. Durante la entrada del ciclo de voltaje positivo medio, el diodo D2 conduce y el voltaje de entrada aparece a través de la carga, en este caso es el condensador de alto voltaje quien se carga, sin embargo, cuando el semiciclo negativo del voltaje de entrada se hace presente, el diodo está en la condición de bloqueo y la tensión de salida es cero como en la Figura 11, en donde observamos unos relevadores que podemos utilizar para descargar el capacitor y así no tener cargas parásitas y controlando el inicio de la descarga en la fuente para controlar el tiempo de descarga [6, 8]. S453 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 11. Operación de circuito con fuente externa de DC. En este caso, los relés ayudan a descargar el condensador y también ayudan a cambiar la fuente de alto voltaje como se muestra en la Figura 12. El circuito de media onda común no puede garantizar la presencia de microondas durante su funcionamiento, ya que a veces no puede sincronizarse con el plasma, en este caso, tendríamos que hacer una secuencia para determinar en cual instante podemos generar la microonda hacia el plasma. Es necesario sincronizar la generación de microondas con el inicio de las descargas óhmicas. Pero es difícil lograr la sincronización mediante el circuito de operación descrito en la Figura 9, se intentó una modificación del circuito. Alargar el tiempo de funcionamiento del magnetrón. Figura 12. Operación de circuito de media onda con relevadores. S454 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 6. SISTEMA DE CONTROL Blynk es una plataforma con iOS y Android para controlar diferentes microcontroladores por ejemplo: Arduino, Rasberry Pi y Particle Photon (WiFi) entre otros, con placa WiFi. La plataforma es IoT (Internet of Things) es independiente del hardware con aplicaciones móviles personalizables, nube privada, administración de dispositivos, análisis y aprendizaje automático. Es un laboratorio de instrumentos digital donde se puede modelar una interfaz gráfica para cualquier necesidad de proyectos, simplemente colocándolos en un lugar preferente y soltando los widgets como observamos en la Figura 13. Es muy fácil de interactuar y configurarle, es capaz de soportar el hardware elegido, ya sea un Arduino o Raspberry Pi u otra placa controladora, está vinculada a la Internet a través de Wi-Fi, Ethernet o el modelo ESP8266 [9]. Figura 13: Ejemplo del entorno general de la App Blynk Existen tres principales componentes en la plataforma: Blynk Aplicación: Te permite crear tu interfaz para tus proyectos utilizando varios widgets que se proporcionan y pudiendo acomodarlos y conectando a tus necesidades del proyecto por un ejemplo lo veríamos en la Figura 13. El Servidor Blynk: Es responsable de todas las comunicaciones entre el teléfono inteligente y hardware. Puede usar la nube Blynk o ejecutar el servidor. Blynk privada a nivel local: Es de código abierto, podría manejar fácilmente miles de dispositivos e incluso puede ser lanzado en un Raspberry Pi. Blynk Bibliotecas: Permite la comunicación, para todas las plataformas de hardware populares, con el servidor y procesar todos los comandos entrantes y salientes [10]. S455 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Figura 14: Arquitectura de comunicación de Blynk El Grupo de Investigación en Fusión vio la oportunidad utilizar este tipo de herramientas para poder desarrollar nuevas herramientas tecnológicas para una visión de la Industria 4.0. A través del control de nuestra fuente de pre-ionización por RF a 2.45 GHz para el Tokamak Esférico: TEA-T. Nuestro control se compone por un microcontrolador Particle Photon donde leerá el sensor de temperatura (LM35) como podemos observarlo en la Figura 15, donde medirá la temperatura emitida por el magnetrón del filamento de tungsteno, aquí estableceremos una temperatura clave para así activar un relevador para dar funcionamiento a un ventilador para la disminución de la temperatura producido por el magnetrón, también podemos observar un sensor de corriente (ACS712-30 A) el cual nos ayuda a tener un muestreo de la corriente inducida hacia el magnetrón y por consiguiente podemos obtener la potencia también suministrada, todo esto hace que el trabajo del microcontrolador sea más sencillo de operar mandando los datos hacia la Blynk app (ver Figura 15, respecto al funcionamiento de cada proceso de trabajo). Figura 15: Proceso de trabajo S456 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Podemos observar en el diseño App Blynk del GIF, en donde se nos desplegará una pantalla led, al inicializar nos enviará un mensaje: “HOLA GIF”, en las demás secciones de nuestra aplicación encontraremos varios bloques para los siguientes datos: temperatura, corriente y potencia. Por otra parte, podemos observar tres leds: el primero nos indicará la comunicación del microcontrolador, el segundo led indicará la activación de la prueba al presionar el botón y el tercero, nos indicará que no estará activo, nada en ningún funcionamiento, al finalizar, la pantalla led nos mostrará la terminación de la prueba con los valores que obtuvimos. Figura 16: App GIF 7. PROPUESTA DE GUÍA DE ONDA Existen tres modos de propagación en las guías de onda, el Modo Transversal Electromagnético (TEM), el Modo Transversal Eléctrico (TE) y el Modo Transversal Magnético (TM). El modo TEM se caracteriza porque los componentes del campo eléctrico y del campo magnético son iguales a cero en la dirección de propagación. En el caso de TE, el componente del campo eléctrico es igual a cero en la dirección de propagación. Y en el modo TM, el campo magnético es igual a cero en la dirección de propagación. La longitud de onda es la distancia de un pico de onda a otro a una frecuencia. Suele asociarse con el espectro electromagnético. Si se conoce la velocidad y la frecuencia de la onda, se puede utilizar la fórmula de longitud de onda básica. Procederemos a realizar la operación para determinar la longitud de onda de nuestra guía de ondas con la fórmula básica de longitud de onda, tomando como valor la frecuencia entregada y tomamos la velocidad de la luz en el espacio libre como constante por el magnetrón cte. S457 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 Una vez que se obtiene la longitud de onda, podemos proceder a la construcción de la guía de onda [11]. 8. CONTRUCCION DE LA FUENTE DE RF A continuación procedemos a mostrar el inicio de la construcción de nuestro sistema de RF, donde (A) es el ventilador de enfriamiento del magnetrón ya mencionado sistema de control y acoplando un sensor de temperatura para controlar dicho factor, (B) el magnetrón de 2.45 GHz, el capacitor de potencia (C), (D) el transformador de entrada de alto voltaje de 110 V donde se acoplará un relevador activando y desactivando la fuente para tener control y así no tener ningún percance y la (E) es la protección del circuito donde se encuentra un fusible por si llegara a ver un accidente. Es necesario ensamblar el circuito con estos elementos para construir la fuente de preconización dada y los circuitos de alimentación propuestos. Figura 17. Montaje del transformador de alta tensión y ventilador enfriador. 9. CONCLUSIONES El presente sistema de calentamiento por radiofrecuencia, ha sido diseñado para el Tokamak Esférico de Apoyo hacia “T”, el TEA-T, este sistema será empleado en el Proyecto conjunto que el Grupo de Investigación en Fusión de la UANL (GIF-UANL) tiene con el Departamento de Física de la Universidad Estatal de San Petersburgo (SPbSU) en la Federación Rusa. Los sistemas de calentamiento por radiofrecuencia son ampliamente usados en fusión por confinamiento magnético para pre-ionizar, calentar y eliminar las islas magnéticas en un plasma. Este pequeño sistema involucra aspectos de Física e Ingeniería los cuales se pueden proyectar en S458 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 una forma más compleja sobre un sistema acelerador, de esto se podrá apreciar en el artículo de un sistema de calentamiento Girotrón de 60 GHz que se presenta en esta misma conferencia. En este trabajo se realizó una fuente de pre-ionización donde a futuro se implementará un detector de RF y también se acoplará un sensor de temperatura para la activación del enfriamiento del magnetrón aplicado todo ello en el TEA-T. AGRADECIMIENTOS El Grupo de Investigación en Fusión agradece al programa PRODEP (anteriormente PROMEP) por la financiación del proyecto de Fusión (UANL-EXB-156). REFERENCIAS 1. 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Rodríguez, S Pavoni , “Diseño de una Fuente de Alto Voltaje”, RIELAC, Vol.XXXIV 3/2013 p.22-31 Septiembre - Diciembre ISSN: 1815-5928 S459 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 �XXX Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana Aplicaciones pacíficas de la energía nuclear en beneficio de México Monterrey, Nuevo León, del 4 al 7 de agosto de 2019 S460 Suplemento Revista Ingenierías octubre-diciembre 2019 Vol. XXII No. 85 � 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 2019 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 22 Número Número de la revista 85 Mes de publicación Mes cuando se publicó Octubre-Diciembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Trimestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1751916&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías, 2019, Año 22, No 85, Octubre-Diciembre Creator An entity primarily responsible for making the resource González Treviño, José Antonio, Director Subject The topic of the resource Ciencia Tecnología Ingeniería Investigación Publicaciones periódicas Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Contributor An entity responsible for making contributions to the resource 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 01/10/2019 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 2020947 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 Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Actínidos Algoritmo Contaminación Ecuación de Bateman Plantas nucleares Uranio https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/20873/Ingenierias_2019_Ano_22_No_84_Julio-Septiembre.pdf adfc3ea8e6b92688c99912ea9def111b PDF Text Text ��Contenido 84 Julio-Septiembre de 2019, Año XXII, No. 84 3 Editorial: Desarrollo y apreciación del talento científico y tecnológico Nelson F. Garza Montes de Oca 6 Adsorción de uranio (VI) en clinoptilolita Iván Rodríguez Acosta, J. Ignacio Dávila Rangel, Hugo López Del Río 14 Acoplamiento y simulación de difusión neutrónica y termofluido en el reactor ELFR Heriberto Sánchez Mora, Juan Luis Francois Lacouture, Sergio Quezada García, Marco A. Polo, Raimon Pericas 24 Dinámica de la solidificación de material fundido en el fondo de la vasija de un reactor durante un accidente severo Marco A. Polo A., Heriberto Sánchez Mora, Sergio Quezada García, Javier Ortiz Villafuerte 35 Rayos X inducen cambios en la viabilidad celular: expresión de Hsp70 y caspasa-8 en leucocitos humanos Jennifer Ortiz Letechipia, David Alejandro García López, Consuelo Letechipia de León, Héctor Rene Vega Carrillo, Sergio Hugo Sánchez Rodríguez 43 Optimización estructural del codo de una prensa mecánica mediante análisis topológico Francisco Ramírez Cruz, Héctor Alfonso García Mendoza, Fco. Eugenio López Guerrero, Francisco Javier De la Garza Salinas 56 Diseño de una fuente de iones por medio de un reactor de plasma Arón Hernández Trinidad, G. H. Israel Maury Cuna, García Castañeda 66 Colaboradores 70 Información para colaboradores 71 Código de ética Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Año XXII, No. 84 1 �DIRECTORIO Ingenierías, Año XXII N° 84, julioseptiembre 2019. 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. 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Ríos Mercado, FIME-UANL / Dr. Juan Ángel Rodríguez Liñán, FIME-UANL. 2 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Año XXII, No. 84 �Editorial: Desarrollo y apreciación del talento científico y tecnológico Nelson F. Garza Montes de Oca Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica nelson.garza@gmail.com El sentido de competitividad y competencia han hecho que las naciones, instituciones, empresas u organizaciones busquen contar con los mejores elementos posibles, ya sea formándolos o contratándolos cuando ya recibieron un proceso de formación en muchos casos, intensivo. Si consideráramos el deporte, habría características étnicas y de rasgos genéticos que podrían favorecer a unos grupos sobre otros, sin embargo, para propósitos de discutir sobre el desarrollo y apreciación del talento científico y tecnológico, se puede admitir que en todas las regiones del mundo nacen en la misma proporción individuos con la misma capacidad de creatividad intelectual necesaria para convertirse en generadores de conocimiento. Este argumento hace suponer que en todos los países se observarían desarrollos científicos y tecnológicos, e incluso sociales de relevancia similar, sin embargo en nuestros días, esta situación se encuentra lejos y puede considerarse como netamente ideal. Aunque la facilidad o el don que la gente pudiera tener para desarrollar ciertas habilidades es muy importante como principio, no es el único factor para que la capacidad creativa se vuelva tangible. La disponibilidad de recursos económicos está frecuentemente entre los primeros factores a los que se alude para justificar las diferencias en cuanto al desarrollo, sugiriendo que es compensatoria a la falta de planificación y ejecución de las acciones correspondientes a su logro. Si se deja que el crecimiento dependa del talento natural, sin planificación ni guía, los resultados serían accidentales y hasta podrían parecer satisfactorios, pues este escenario también conlleva falta de expectativas que permitan realizar una evaluación realista. Hay ejemplos de desarrollo importante de países que no se distinguían por su riqueza económica, pero que sí se distinguen por su visión, planificación y disciplina para llevar a cabo su planes en los que se incluye el interés en la ciencia y la tecnología y en el desarrollo de talentos propios, cuyo resultado ha derivado en progreso. En general, en los países más avanzados, el fomento para el desarrollo científico y tecnológico forma parte de un plan de estado que goza de apoyo gubernamental continuo. Esto genera un sistema que además de identificar el talento propio y desarrollarlo, atrae a la gente preparada de otras naciones, lo que lleva a la migración de la población con talento. Este mecanismo puede ser más notable si además de las naciones o instituciones educativas de nivel superior, se observa a las empresas como las mayores concentradoras o recolectoras de talento humano, con la intención de crecer a toda costa con acciones que se reflejan en ganancias económicas sustanciosas y prestigio internacional. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Año XXII, No. 84 3 �Desarrollo y apreciación del talento científico y tecnológico / Nelson F. Garza Montes de Oca Los programas de detección y desarrollo de talentos que pueden aprovecharlo mejor son aquellos que identifican el don o la facilidad de una persona para construir alguna competencia, en etapa incipiente, en comparación con quienes lo identifican después de haber trabajado, muchas veces sin guía, en cierta aptitud. El primer caso es el que verdaderamente lleva al desarrollo de talentos, mientras que el segundo, no menos importante, lleva a su cuidado. Una vez identificadas las características que hacen al joven un talento y sus habilidades sean consideradas para el desarrollo de una cierta tarea o actividad, el talento debe ser recompensado no sólo para que continúe su desarrollo sino para que pueda ser aprovechado de manera positiva y convincente. Si esto no se realiza, el talento experimenta una pérdida de motivación que siempre se refleja directamente en la tan conocida “fuga de cerebros” en la cual los estudiantes y profesionistas destacados en su área del conocimiento, buscan el reconocimiento a sus logros personales en otras instituciones que están sin duda, dispuestas a integrarlos como parte de su equipo con en una situación que en lo particular podría parecer de “ganar-ganar”, pero en realidad representa una pérdida para quien ha dejado ir el talento ya formado. Al no valorar ni apreciar el talento con el que se cuenta, se promueve la falta de arraigo y promueve la migración, la cual se refleja como una distribución no uniforme del talento y en la desigualdad en los desarrollos científicos y tecnológicos que de ellos se derivan. Particularmente, a nivel superior en escuelas de ingeniería la detección y desarrollo de talento es una tarea muy complicada y compleja debido a que los “indicadores” o métodos de detección para determinar si alguien tiene la capacidad para ser considerado como un talento, muchas de las veces sólo consideran el lado intelectual dejando a un lado factores como el desarrollo humano y la interacción social. El desarrollo de talento genuino, en el que éste ha sido identificado antes de manifestarse plenamente, se crean lazos de identidad, gratitud, lealtad y pertenencia con el sistema que lo desarrolla, y por lo tanto la capacidad que lo caracteriza y hace fuerte se puede aprovechar de una mejor manera. Este lazo entre el desarrollador de talento y el talento en sí, es por supuesto mutuo y ambos tienen la responsabilidad de hacer públicos los logros y capacidades que de esta relación se deriven para el desarrollo de todos los actores que conforman la entidad, nación, institución, empresa, en la cual se desenvuelven. El gobierno tiene una gran responsabilidad en liderar y facilitar las condiciones para el desarrollo de talento y su aprovechamiento efectivo. Las instituciones de educación superior, tienen un papel fundamental en su carácter de formativo, de manera que están en la mejor oportunidad para diseñar programas que fomenten la detección de talento en los que se procuran actividades en favor de su desarrollo, el cual se manifiesta frecuentemente en su interés por la excelencia académica, ampliada al aprendizaje de idiomas, compromiso social auxiliando a otros alumnos con dificultades para aprender, participación en programa de prácticas profesionales en empresas líderes y otros actividades de carácter académico, científico y tecnológico, incluso en otros países. Entre las profesiones, la ingeniería ha sido la pieza más fundamental en el desarrollo científico y tecnológico del mundo, que se engalana por las creaciones que sirven a la humanidad y que son producto del talento e intelecto de ingenieros, científicos y tecnólogos. 4 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Año XXII, No. 84 �Desarrollo y apreciación del talento científico y tecnológico / Nelson F. Garza Montes de Oca La gente con talento suele sentir interés por el arte, tanto las bellas artes, como las creaciones tecnológicas, que son el arte de los ingenieros. Ese interés les crea la necesidad de aprender de todo, por lo que es indispensable que estén en un medio compuesto por profesores con experiencia y condiciones continuas que puedan satisfacer tal demanda, por lo que no se trata de una práctica simple que se pueda dar de manera improvisada. No se puede concluir sin haber enfatizado que aunque el desarrollo de talento compete al individuo en primer lugar, es imperativo que éste cuente con gente que lo guíe, herramientas de apoyo que faciliten el desarrollo de sus obras, sin que se limite necesariamente a las científicas o tecnológicas, así como la importancia de crear y mantener un entorno en que se aprecien y estimulen. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Año XXII, No. 84 5 �Adsorción de uranio (VI) en clinoptilolita Iván Rodríguez Acosta, J. Igancio Dávila Rangel, Hugo López Del Río Unidad Académica de Estudios Nucleares, UAZ, Zacatecas, Mx rshivan@hotmail.com, idavilara@gmail.com, hlopez@hotmail.com RESUMEN El uranio es uno de los metales pesados que se puede encontrar en las aguas residuales industriales, es un elemento tóxico para los seres humanos en el medio ambiente. En este trabajo, la zeolita natural clinoptilolita es usada como un adsorbente para la eliminación de uranio de soluciones acuosas. Se estudió en dos lotes, el primero en su forma natural y el segundo lote fue acondicionado a forma Na+, con la finalidad de comparar la capacidad de adsorción. Se estudiaron los efectos de los parámetros de tiempo de contacto, pH y la concentración de uranio en solución, para determinar las mejores condiciones de adsorción. El equilibrio se logró a los 50 minutos, la adsorción se demostró a valores de pH de 2 a 10, encontrando un pH de 5 como óptimo. De acuerdo a los resultados obtenidos se comprobó que la clinoptilolita es un adsorbente eficiente, logrando un 87.25% de adsorción de uranio en su forma natural, mientras que la clinoptilolita acondicionada a forma Na alcanza los 93.15% de uranio adsorbido. PALABRAS CLAVE uranio, clinoptilolita, adsorción, agua residual. ABSTRACT Uranium is one of the heavy metals that can be found in industrial wastewater, it is a toxic element to humans and in the environment. In this work, the natural zeolite clinoptilolite is used as an adsorbent for the removal of uranium from aqueous solutions. It was studied in two batches, the first one is in its natural form and the second batch was conditioned to Na+ form, to compare the adsorption capacity. The effects of the parameters of contact time, pH and the concentration of uranium in the solution were studied, to determine the best adsorption conditions. The balance was achieved at 50 minutes, the adsorption was demonstrated at pH values of 2 to 10, finding a pH of 5 as optimal. According to the results obtained, it was found that clinoptilolite is an efficient adsorbent, achieving 87.25% adsorption of uranium in its natural form, while clinoptilolite conditioned to Na+ form reaches 93.15% of adsorbed uranium. KEYWORDS Uranium, clinoptilolite, adsorption, wastewater. 6 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Adsorción de uranio (VI) en clinoptilolita / Iván Rodríguez Acosta, et al. INTRODUCCIÓN El uranio es el elemento natural más pesado, radiactivo y químicamente tóxico. En su estado natural aparece como una mezcla de tres isotopos: 234U (0.01%), 235U (0.71%) y 238U (99.28%), químicamente ambos se comportan igual pero tienen propiedades radiactivas diferentes. El 235U es usado como combustible para los reactores nucleares.1 Existen varios métodos para eliminar el uranio de soluciones acuosas, como la precipitación química, osmosis inversa, extracción por solvente y la adsorción. Entre estos la adsorción es un método muy usual debido a su alta eficiencia, facilidad de manejo y disponibilidad de diferentes materiales adsorbentes. El proceso de adsorción es un proceso de transferencia de masa por el cual una sustancia es transferida desde una fase líquida hasta la superficie de un sólido donde se une por interacciones físicas o químicas. Se han estudiado diferentes tipos de adsorbentes para eliminar el uranio, pero en general todo material sólido con estructura porosa puede ser empleado como adsorbente, pero la capacidad de adsorción dependerá de su estructura interna y área superficial. Diversos investigadores han demostrado la gran eficiencia que tiene la clinoptilolita en los procesos de adsorción, lo cual la han convertido en la zeolita natural comúnmente utilizada en los procesos de intercambio iónico.2 La clinoptilolita es una zeolita de origen natural, perteneciente al grupo de la heulandita. Está constituida por aluminosilicatos cristalinos, donde su estructura consta de una red tridimensional de tetraedros de [SiO4]-4 y [AlO4]-5, con los átomos de silicio o aluminio en el centro y los oxígenos en los vértices. Estos tetraedros, unidad fundamental, se enlazan por sus átomos de oxígeno originando estructuras poliédricas que constituyen las estructuras secundarias. La presencia de [AlO4]-5 origina un exceso local de carga la cual es neutralizada por los denominados cationes de compensación tales como Na +, K+, Ca2+, Mg2+, etc. Los cationes de compensación presentes en la estructura de la clinoptilolita pueden ser desplazados o sustituidos, de acuerdo a su radio iónico y concentración de la carga. A esto se le conoce como capacidad de intercambio catiónico, y está relacionado con la cantidad de aluminio presente en la red zeolitica.3 El proceso de intercambio iónico en las zeolitas depende de la naturaleza de las especies catiónicas, el tamaño del catión tanto hidratado como deshidratado y la carga del catión, además de la temperatura, la concentración de las especies catiónicas en solución, las especies aniónicas asociadas con el catión en solución y el solvente, así como las características de los materiales. Existen diversas investigaciones sobre la capacidad que tiene la clinoptilolita para adsorción de uranio y otros metales o gases. En 2016 Aghadavoud y colaboradores 4 estudian a la clinoptilolita como un adsorbente natural para la eliminación de uranio de soluciones acuosas, encontrando las condiciones óptimas de tiempo de contacto (2 horas), pH (7.2) y temperatura ambiente logrando adsorber un 98.55% de uranio.4 Kilincarslan y colaboradores estudian la adsorción de uranio sobre una clinoptilolita de origen Turco, encontrando como condiciones óptimas un pH de 5, un tiempo de contacto de 2 horas, de esta forma logran un 82.9% de adsorción de uranio.5 Olmez y colaboradores Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 7 �Adsorción de uranio (VI) en clinoptilolita / Iván Rodríguez Acosta, et al. estudian el comportamiento de adsorción de una clinoptilolita proveniente de Balikesir Turquía, la cual fue evaluada para eliminar uranio de soluciones acuosas, este estudio indica que la eliminación de uranio en soluciones acuosas depende de la concentración de uranio presente, así como del pH (pH 2), tiempo de contacto (60 minutos), temperatura (20°C) los cuales fueron encontrados experimentalmente, en estas condiciones óptimas la clinoptilolita logro adsorber un 85% de uranio.6 En esta investigación se tiene como propósito determinar las condiciones óptimas de adsorción en una clinoptilolita mexicana proveniente del Estado de Chihuahua para asegurar el porcentaje mayor de adsorción de uranio de una solución acuosa. La investigación se realiza en función de los parámetros experimentales como el tiempo de contacto, pH y la concentración de uranio. Además de evaluar el resultado de un proceso previo de acondicionamiento a forma Na+ de la clinoptilolita en la capacidad de adsorción. DESARROLLO EXPERIMENTAL El desarrollo de esta investigación fue realizado con una muestra de una clinoptilolita, la cual fue molida y tamizada a una malla 100, posterior a esto el material fue lavado con agua desionizada y secada a una temperatura de 45°C. Los procesos de adsorción fueron realizados en dos lotes el primero fue con la zeolita en sus condiciones normales, el segundo lote fue con material acondicionado en forma Na+. Acondicionamiento del material a forma Na+ En su estado natural contiene iones intercambiables (K+, Na+, Ca2+ y Mg2+) los cuales se encuentran neutralizando la carga negativa que le confiere el [AlO 4]-5, estos pueden ser desplazados cuando se expone la clinoptilolita a soluciones de NaCl, convirtiéndose de esta manera a su forma homoionica, observando que este acondicionamiento a su estado sódico mejora la adsorción del uranio en solución. Con este objetivo es que se acondiciona en forma sódica siguiendo el procedimiento propuesto por Dávila.7 Para este procedimiento se usaron 50 g de material tamizado, los cuales fueron puestos en contacto en 1L de una solución 5 M de NaCl con agitación constante por 8 días. Una vez transcurrido el tiempo de contacto se procedió a separar las fases, estas fueron mediante centrifugación a 8000 rpm por 8 minutos, el material fue lavado nuevamente con agua desionizada para eliminar el exceso de NaCl, hasta que la prueba con solución de nitrato de plata indico la eliminación total de iones cloruro. El material fue secado a una temperatura de 45°C. 7 Intercambio con soluciones de uranio Se realizaron tres etapas de contactos, las cuales tenían como finalidad encontrar las condiciones óptimas para alcanzar un mayor porcentaje de adsorción de uranio. Cada muestra contenía 0.100 g de clinoptilolita y 10 ml de solución de uranio. Las soluciones de uranio se prepararon con agua tridestilada y nitrato de uranilo hexahidratado (UO2(NO3)2•6H2O) a la concentración deseada en cada etapa. 8 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Adsorción de uranio (VI) en clinoptilolita / Iván Rodríguez Acosta, et al. En cada etapa experimental se especifican las condiciones de concentración y pH con las cuales se evaluó la adsorción. En las diversas etapas, las muestras fueron colocadas en el agitador mecánico Labquake (modelo 4002110) para optimizar el contacto entre la solución de uranio y la clinoptilolita. Efecto del tiempo de contacto (cinética de adsorción) En esta etapa se determina el tiempo en el cual se alcanza el equilibrio de intercambio entre el uranio y la clinoptilolita. Se efectuó el intercambio con una solución de 50 ppm de uranio y un pH de 4.5. Los tiempos de contacto fueron de 10, 20, 40, 60, 80 y 100 segundos así como 2, 5, 15, 25, 35, 50, 60, 80, 90 y 120 minutos, cada uno con agitación mecánica. De esta serie experimental se determina el tiempo de contacto necesario para alcanzar el equilibrio, mismo que se utiliza en los experimentos subsecuentes. Efecto del pH Para el estudio del efecto del pH en la adsorción de uranio en la clinoptilolita, cada uno de los diferentes contactos realizados en esta etapa se realizó al tiempo de contacto óptimo determinado en la sección anterior. Se trabajó con una solución de 50 ppm de uranio a diferentes valores de pH. El rango de pH fue de 2 a 12, ajustando este con soluciones de HCl y NaOH concentradas. De esta serie experimental se obtiene el valor de pH óptimo de la solución de uranio donde predomina el ión uranilo, para así disponer de una concentración adecuada de uranio para los procesos de adsorción. El pH óptimo obtenido será el mismo usado en los experimentos subsecuentes. Efecto de la concentración de uranio Para estudiar el efecto de la concentración de uranio en la adsorción, se efectuaron los experimentos de intercambio a concentraciones de uranio 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 y 80 ppm de uranio, con el tiempo de contacto y pH óptimos encontrados en las secciones anteriores. Análisis de uranio Una vez transcurrido el tiempo de contacto para cada parámetro, se procedió a separar las fases, estas fueron mediante centrifugación a 8000 rpm por 8 minutos, se recuperó el sobrenadante y se cuantifico el uranio presente mediante el método de Arsenazo-III a una longitud de onda de 651 nm. La solución del reactivo de Arsenazo-III (Az-III) se preparó disolviendo 0.035 g de Az-III en 25 mL de HClO4 aforando en un matraz de 100 ml. La curva de calibración se obtiene mezclando 1 ml de solución estándar de UO2 (NO3)2·6H2O a diferentes concentraciones de uranio (1, 5, 10, 25 y 50 ppm) con 3 mL del reactivo Az-III y se mide a 651 nm en el espectrofotómetro. Después de este procedimiento se realiza la formación del complejo UO22+-Az-III, con el sobrenadante que se obtiene de cada uno de los contactos de las diferentes etapas experimentales, se trabajó de la siguiente manera: 1m de sobrenadante y 3 ml de Az-III, posterior a la formación del complejo se efectúo la medición de las muestras en el espectrofotómetro. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 9 �Adsorción de uranio (VI) en clinoptilolita / Iván Rodríguez Acosta, et al. El porcentaje de uranio adsorbido en la clinoptilolita se calculó de la siguiente manera: Donde [U]i es la concentración inicial de uranio y [U]f es la concentración final de uranio (concentración encontrada en el sobrenadante). RESULTADOS Efecto del tiempo de contacto En la figura 1 se muestran los resultados de adsorción para ambos lotes de clinoptilolita evaluados con respecto al tiempo de contacto. Se puede observar que el porcentaje de adsorción de la clinoptilolita en su estado natural es favorable, ya que desde los primeros minutos de contacto esta logra alcanzar hasta el 60% de adsorción de uranio. De igual forma podemos observar que el proceso de acondicionamiento del material a forma Na+ (homoiónica) es bastante favorable ya que el porcentaje de adsorción de uranio que se logra oscila entre el 90%. Por lo tanto, se decidió utilizar un tiempo de contacto de 50 minutos, en las siguientes etapas experimentales con el propósito de asegurar el equilibrio en el sistema. Fig. 1. Efecto del tiempo de contacto en la adsorción de uranio en clinoptilolita. La velocidad en la cual se llegó al equilibrio fue demasiado rápida, lo cual se debió a que las partículas de granulometría menor realizan la remoción del metal de una manera más rápida, ya que estas presentan una mayor área superficial especifica disponible. Efecto del pH El pH de la solución es una variable de suma importancia para la adsorción de radionúclidos en los adsorbentes, e influye en la especiación del metal y los sitios de unión a la superficie del metal. El efecto del pH en la adsorción de uranio de investigó en un rango de 2 a 10, manteniendo los demás parámetros constantes. En la figura 2 se muestra la influencia del pH en la adsorción de uranio en la clinoptilolita. 10 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Adsorción de uranio (VI) en clinoptilolita / Iván Rodríguez Acosta, et al. Fig. 2. Efecto del pH en la adsorción de uranio en clinoptilolita. Se observa que el comportamiento de adsorción en este estudio responde a un mecanismo de adsorción en el cual depende fuertemente del pH, el cual es favorecido por un pH débilmente ácido. La figura indica que la adsorción de uranio aumenta al aumentar el pH hasta pH 5, alcanzando un 79.53% en la clinoptilolita natural y un 91.34% en la Clinoptololita homoionica, después de este la adsorción disminuye a pH altos. Como se puede apreciar en la figura 3 a valores de pH bajos el ion Uranilo está presente en solución, pero como se observa en la figura 2 el porcentaje de adsorción de uranio a un pH de 2 fue muy bajo, esto es debido a la intensa interacción de los iones H+ con los sitios de adsorción de la clinoptilolita. Por lo tanto, la protonación de la clinoptilolita en condiciones fuertemente acidas disminuye la disponibilidad de los grupos ionizados y por ende la disminución de la tendencia del grupo Uranilo a ser adsorbido. Mientras que a valores pH de 3 a 6 se forman varias especies que son fácilmente adsorbidas o intercambiadas iónicamente por la clinoptilolita. A un valor de pH por arriba de 6 se forma un producto de precipitación estable, UO2(OH)2•H2O, por lo cual la adsorción tiende a competir con las reacciones de precipitación dando como resultado una disminución de la adsorción de uranio. Fig. 3. Diagrama de especiación de uranio en función del pH. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 11 �Adsorción de uranio (VI) en clinoptilolita / Iván Rodríguez Acosta, et al. Efecto de la concentración Uno de los parámetros más importantes en el sistema de adsorción el cual influye en el comportamiento de adsorción de uranio es la concentración de dicho elemento en solución. En la figura 4 se puede observar el comportamiento de la adsorción de uranio respecto a la concentración de uranio en solución. Como se puede apreciar el comportamiento de la clinoptilolita natural fue aumentando su porcentaje de adsorción de uranio conforme aumento la concentración de uranio, el máximo porcentaje de uranio adsorbido fue de 87.25% el cual se logró a una concentración de 50 ppm de uranio, lo cual indica que se ha logrado una saturación en los sitios activos disponibles para la adsorción del elemento de interés en la clinoptilolita además de la presencia de reacciones competitivas, específicamente las reacciones de precipitación de uranio las cuales pueden reducir significativamente los iones de uranio disponibles para la adsorción posterior a esta concentración de uranio. Fig. 4. Efecto de la concentración de uranio en solución en la adsorción en clinoptilolita. De igual forma se observa que la Clinoptilolita homoionica desde las concentraciones más bajas de uranio esta logra altos porcentajes de adsorción debido a que esta tiene más sitios activos disponibles los cuales fueron logrados con el acondicionamiento a su forma Na+. Pero de igual forma se aprecia que en la concentración de 50 ppm de uranio esta tiende a saturarse, adsorbiendo un 93.15% de uranio. CONCLUSIONES El presente trabajo describe los experimentos se adsorción de uranio de una solución acuosa en una zeolita natural, clinoptilolita. Se investigó la adsorción de uranio sobre la clinoptilolita para determinar las condiciones óptimas de tiempo de contacto, pH y concentración de uranio. De igual forma se comparó la capacidad de adsorción de la clinoptilolita acondicionándola a una forma Na+. La capacidad adsorbente de la clinoptilolita es dependiente del tiempo de contacto, el pH y de la concentración de uranio en solución. Se determinó que el tiempo de contacto en el cual que se llega al equilibrio entre las fases fue de 50 minutos. El pH óptimo de la solución de uranio se encontró que este debe de ser de 5. 12 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Adsorción de uranio (VI) en clinoptilolita / Iván Rodríguez Acosta, et al. Los valores del porcentaje de adsorción de uranio a diferentes concentraciones de uranio fueron bastante altos, lo cual podemos concluir que 0.100 g de clinoptilolita son bastante eficaces para adsorber uranio en un rango de soluciones de 10 80 ppm de uranio. De igual forma se comprobó que un proceso de acondicionamiento previo del material a una forma Na+ aumenta significativamente la capacidad de la clinoptilolita para la adsorción de uranio. AGRADECIMIENTOS Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologia (CONACyT) por el apoyo recibido para la realización de este trabajo de investigación. Al Dr. J. Ignacio Dávila Rangel por el apoyo y asesoría para realizar este trabajo. REFERENCIAS 1. ATSDR, 1999. Toxicological Profile for Uranium, Atlanta, GA.: U.S. Department of Health and Human Services. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. 2. Pavón, T., Campos, E., y Olguín, T. (2000). Remoción de níquel, cadmio y zinc del agua, utilizando clinoptilolita heulandota. Redalyc.org, 7(3), pp. 251-258. 3. Montes, A., Fuentes, N., Perera, Y., Perez, O., Castruita, G., García, S., y García, M. (2015). Caracterización de clinoptilolita natural y modificada con Ca2+ por distintos métodos físico-quimicos para su posible aplicación en procesos de separación de gases. Superficies y Vacío, 28(1), pp. 5-11. 4. Aghadavoud, A., Rezaee, K., Reza, H., y Sayyari, R. (2016). Removal of uranium ions from synthetic wastewater usisng ZnO/Na-clinoptilolite nanocomposites. Radiochim, doi 10.1515, pp.1-7. 5. Kilincarslan, A., y Akyil, S. (2005). Uranium Adsorption characteristic and thermodynamic behavior of clinoptilolite zeolite. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 264(3), pp. 541-548. 6. Olmez, S., Akyil, S., y Eral, M. (2004). Adsorption and thermodynamic behavior of uranium on natural zeolie. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 260(1), pp. 119-125. 7. Davila, J. (2009). Efectos por tratamiento térmico e irradiación gamma en minerales no metálicos y su influencia en la retención de Co2+ y Cd2+ (tesis doctoral). Universidad Autonoma del Estado de México, Toluca, Estado de México. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 13 �Acoplamiento y simulación de difusión neutrónica y termofluido en el reactor ELFR Heriberto Sánchez Mora, Juan Luis François Lacouture, Sergio Quezada García A B CUNAM Facultad de Ingeniería, CDMX heribertosanchez7@hotmail.com Marco Antonio Polo Labarrios UAM - Cuajimalpa Raimon Pericas Universitat Politècnica de Catalunya, Barcelona RESUMEN Este trabajo muestra el análisis de seguridad del reactor nuclear ELFR (European Lead-cooled Fast Reactor) en escenario de pérdida de refrigerante con un acoplamiento de la ecuación de difusión neutrónica y los efectos térmicos de las barras de combustible del reactor, el cual consta de 8 zonas o anillos del núcleo y es enfriado por plomo líquido. La retroalimentación entre los efectos de difusión neutrónica con los térmicos por efecto Doppler se obtuvieron utilizando las secciones eficaces, velocidad del neutrón y coeficientes de difusión en función de la temperatura promedio del combustible, tomadas del código SERPENT. Se consideró un modelo bidimensional para un núcleo homogéneo y de un solo grupo de energía, mientras que se supuso que la transferencia de calor en la barra de combustible es unidimensional. PALABRAS CLAVE Difusión neutrónica, reactor, núcleo, calor, barra de combustible. ABSTRACT This work shows the safety analysis of the ELFR (European Lead-cooled Fast Reactor) nuclear reactor in a refrigerant loss scenario with a coupling of the neutron diffusion equation and the thermal effects of the reactor fuel rods, the which has 8 zones or rings and is cooled by liquid lead. The feedback among the effects of neutron diffusion with the thermal ones by Doppler effect, was obtained with the effective sections, neutron velocity and diffusion coefficients were used depending on the average fuel temperature, taken from the SERPENT code. A two-dimensions model for a homogeneous nucleus and a single energy group, while heat transfer in the fuel rod was assumed to be one-dimensional. KEYWORDS Neutronic diffusion, reactor, nucleus, heat, fuel bar. INTRODUCCIÓN El reactor ELFR (Europe Lead-cooled Fast Reactor) pertenece a la IV generación de reactores nucleares que forman parte de los reactores LFR (Lead- 14 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Acoplamiento y simulación de difusión neutrónica y termofuido en el reactor ELFR / Heriberto Sánchez Mora, et al. cooled Fast Reactors), que son investigados por la Unión Europea con el fin de enfrentar los futuros retos en el suministro energético como también los problemas ambientales de efectos invernadero.1. Este tipo de reactores están basados en trabajos previos de reactores enfriados con plomo líquido, como lo es la configuración del reactor ELSY y el reactor ALFRED. El ELFR tiene también como objetivo incrementar la seguridad ante accidentes severos.2 Las características técnicas han sido basadas en la configuración previa y verificada del reactor ELSY.1 Los parámetros generales del núcleo son los mostrados en la tabla I. Tabla I. Parámetros Generales1 Parámetro ELFR Potencia térmica 1500 M Geometría del arreglo de ensambles Hexagonal Número de ensambles 427 Número de barras/ensamble 169 Longitud de la zona activa 140 cm Radio de la zona activa 240 cm Velocidad del Refrigerante 1.53 m/s Por otro lado, las barras de combustible cuentan con una perforación en el centro que varía su dimensión dependiendo de la zona del reactor. Para 157 ensambles de la zona interna se tiene una perforación de 4 mm de diámetro, mientras para 270 ensambles en la zona externa se tiene una perforación de 2 mm de diámetro. Dicha perforación tiene como objetivo reducir el perfil de temperatura y evitar el daño al núcleo a medida que se muestre un aumento de potencia considerable.1 Las dimensiones de las barras se presentan en la tabla II. Tabla II. Parámetros Generales1 Parámetro Distancia entre barras 15 mm Diámetro externo del encamisado 10.5 mm Diámetro interno del encamisado 9.3 mm Diámetro externo del combustible 9.0 mm Diámetro interno del combustible 4.0/2.0 mm (interno/externo) Material del combustible MOX Material del encamisado T91 Para la implementación matemática en el modelo de difusión neutrónica, las secciones eficaces, velocidad del neutrón, coeficiente de difusión y los parámetros de los precursores son extraídos de SERPENT, donde previamente se ha simulado el reactor ELFR a diferentes temperaturas promedio del combustible: 600 K, 900 K y 1500 K, para las diferentes regiones radiales del núcleo (8 regiones). Debido a que se trata de una temperatura promedio es útil considerar un canal promedio para resolver los modelos matemáticos y observar el comportamiento tanto del flujo neutrónico como del campo de temperatura en el combustible en Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 15 �Acoplamiento y simulación de difusión neutrónica y termofuido en el reactor ELFR / Heriberto Sánchez Mora, et al.. una barra promedio. Debido a que se consideran dos tipos de perforaciones en las barras de combustible en diferentes zonas solo se considera la barra con 2 mm de diámetro interno en el combustible. El modelado se realiza con el ELFR como reactor homogéneo divido en 8 anillos. A continuación se muestran los modelos y las consideraciones en las condiciones de frontera e iniciales. MODELO MATEMÁTICO Difusión neutrónica La ecuación de difusión neutrónica para el modelo del reactor ELFR es de manera transitoria y en dos dimensiones, considerando la contribución de los precursores y un solo grupo de energía; (1) (2) Donde,  es el flujo neutrónico escalar, z corresponde a la componente axial, r es el componente radial, t es la componente temporal, D es el coeficiente de difusión, v es la velocidad del neutrón, βeff es la fracción de neutrones retardados totales,  son los neutrones producidos promedio por fisión, Σf sección macroscópica de fisión, Σa sección eficaz macroscópica de absorción,  coeficiente de decaimiento promedio de precursores y C es la concentración de precursores. Para la fracción de neutrones retardados y los coeficientes de decaimiento, se consideran 9 precursores, los cuales son aglomerados en promedio como se muestra en las ecuaciones 3 y 4. (3) (4) donde  es el la fracción del precursor,  es el coeficiente de decaimiento, y el subíndice i es el número del precursor . La ecuación 1 está sujeta a las siguientes condiciones iniciales y de frontera, Condición inicial: (5.a) 16 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Acoplamiento y simulación de difusión neutrónica y termofuido en el reactor ELFR / Heriberto Sánchez Mora, et al. Condiciones de frontera en la componente radial: (5.b) Condiciones de frontera en la componente axial: (5.c) es un flujo de neutrones inicial, Rr es el radio del reactor, L es la longitud del reactor, B es la fracción del flujo de neutrones que regresan al núcleo por albedo del material reflectante de neutrones. La condición inicial de la ecuación 2 es, (5.d) Co es la densidad de precursores inicial. Para determinar la potencia total generada por el reactor se utiliza la ecuación 6, (6) P es la potencia total del reactor, ff es la fracción del volumen de combustible dividido entre el volumen total del reactor; este coeficiente es añadido debido a que solo se realiza fisión en el combustible, Er es la energía liberada por fisión, V es el volumen del reactor. Para tener un perfil de densidad de potencia axial promedio se estima con la ecuación 7, haciendo promedios radiales en diferentes posiciones axiales, esto útil para localizar la temperatura promedio del reactor, ya que la retroalimentación de las secciones eficaces radica en la temperatura promedio del combustible, (7) q’’’(z) es el perfil de densidad de potencia promedio en la dirección axial. Transferencia de calor La transferencia de calor se aplica a una barra de combustible usando la densidad de potencia promedio (ecuación 7) para obtener la temperatura promedio del combustible. El modelo de transferencia de calor para la barra solo se considera con la componente radial, debido a que se contempla que la transferencia de calor tiene mayor relevancia en ésta. Se resuelve dicho modelo radial en diferentes niveles axiales para considerar el perfil de potencia axial promedio. Las ecuaciones 8, 9 y 10, muestran la descripción de la temperatura de la barra de combustible, Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 17 �Acoplamiento y simulación de difusión neutrónica y termofuido en el reactor ELFR / Heriberto Sánchez Mora, et al.. (8) (9) (10) Cp es la capacidad calorífica, p es la densidad, k es la conductividad térmica y es la temperatura. Los subíndices f, g y c, son usados para asociar las propiedades al combustible, a la holgura y al encamisado, respectivamente. Las ecuaciones. 8, 9 y 10, tienen las siguientes condiciones de frontera, Condiciones de frontera de la ecuación. 8, (11.a) Condiciones de frontera de la ecuación 9, (11.b) Condiciones de frontera de la ecuación 10, (11.c) rin es el radio interno del combustible, rf es el radio externo del combustible, rg es el radio interno del encamisado, rrod es el radio externo del encamisado, hl es el coeficiente convectivo de transferencia de calor del plomo líquido y Tl(z) es la temperatura del plomo líquido con dependencia axial. Las condiciones iniciales en las temperaturas en los componentes de la barra de combustible son, C.I. de las ecuaciones 8, 9 y 10, respectivamente, (12.a) (12.b) (12.c) 18 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Acoplamiento y simulación de difusión neutrónica y termofuido en el reactor ELFR / Heriberto Sánchez Mora, et al. Transporte de calor por el termofluido El transporte de calor por el termo-fluido (plomo) se modela de manera unidimensional y transitoria con la siguiente ecuación, (13) donde l denota las propiedades del plomo y Af es el área de flujo del fluido, la cual es igual a la siguiente expresión, (14) donde Lpitch es la distancia entre barras. Como condiciones frontera e inicial para la ecuación 13 se tiene, Condición de frontera, (15.a) Condición inicial, (15.b) donde Tlo es la temperatura de entrada de entrada del refrigerante. Para una aproximación del fenómeno se estima una velocidad del plomo constante a través del canal. Para el cálculo del coeficiente convectivo del plomo mencionado en la ecuación 11.c se establece la siguiente correlación del número de Nusselt para geometría hexagonal,2 (16) donde Pr es el número de Prantl y Re es el número de Reynolds ambos para el plomo. SOLUCIÓN NUMÉRICA Y RESULTADOS El método de solución para las ecuaciones: 1, 8, 9, 10 y 13, es una aproximación mediante el método de diferencias finitas implícito.3 A diferencia de las demás ecuaciones mencionadas, la aproximación de la ecuación. 1 está bajo el esquema implícito de dirección alternante (IDA),3 el cual permite resolver ecuaciones diferenciales parciales parabólicas en dos dimensiones espaciales con el uso de matrices tridiagonales. La ecuación 2, es resuelta por el método de Euler;3 y las ecuaciones 1, 8, 9, 10 y 13, una vez discretizadas, la matriz de coeficientes para cada ecuación es resuelta mediante el algoritmo de Thomas.4 Debido a que se obtuvieron valores de secciones eficaces y parámetros de los precursores evaluados en temperaturas promedio del combustible de 600 K, 900 K y 1500 K, para cada uno de los 8 anillos del reactor, se utiliza una interpolación entre los valores para tener continuidad de los datos cuando se tiene la variación de la temperatura del combustible. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 19 �Acoplamiento y simulación de difusión neutrónica y termofuido en el reactor ELFR / Heriberto Sánchez Mora, et al.. Para la nodalización de la ecuación 1 se utilización 24 nodos axiales y 24 nodos radiales, por lo que la densidad de potencia promedio axial cuenta con 24 nodos. Para el combustible en la barra de combustible, ecuación 8, se consideraron 13 nodos radiales, 3 nodos para la ecuación 9 y 4 nodos para la ecuación 10. Ya que la distribución de potencia axial promedio cuenta con 24 nodos, la ecuación 13 se discretiza con la misma cantidad de nodos. Con un paso de integración temporal de t=0.00001s. El valor de B se estima para lograr criticidad con la potencia térmica nominal del reactor. Las propiedades del combustible se pueden ver referenciadas en el trabajo de Carbajo. 5. Las propiedades del plomo son extraídas de Sobolev, 6 las propiedades del encamisado hecho de T91 citadas de Getachew, 7 las propiedades del huelgo son extraídas de Lamarsh. 8 En la figura 1 se muestra el flujo neutrónico del núcleo del reactor y en la figura 2 se muestra el campo de temperaturas de la barra de combustible, ambas figuras en estado estable con el uso de las librerías de OpenGL para su visualización. El estado estable se alcanza a los 30 s de simulación. Fig. 1. Flujo neutrónico en estado estable del ELFR. Fig. 2. Campo de temperaturas en estado estable de la barra de combustible. 20 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Acoplamiento y simulación de difusión neutrónica y termofuido en el reactor ELFR / Heriberto Sánchez Mora, et al. En las figuras 3, 4 y 5, se muestran los distintos escenarios transitorios para el flujo de refrigerante, tanto fluctuación como aumento del mismo una vez conseguida la criticidad y el estado estable del sistema. La figura 3 muestra el cambio en la temperatura máxima de la barra de combustible promedio, debido a que se tiene que la temperatura máxima en el centro de la barra, ya que resulta fácil ubicarla gracias a la figura 2. La figura 4 muestra el cambio en la potencia térmica y la figura 5 el cambio en la temperatura promedio del refrigerante. Fig. 3. Variación de la temperatura máxima del combustible en función al flujo de refrigerante. Fig. 4. Variación de la potencia térmica en función del flujo de refrigerante. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 21 �Acoplamiento y simulación de difusión neutrónica y termofuido en el reactor ELFR / Heriberto Sánchez Mora, et al.. Fig. 5. Variación de la temperatura promedio del refrigerante en función de su flujo. CONCLUSIONES Con base a los resultados obtenidos, la ventaja de la simulación con la ecuación de difusión neutrónica y su retroalimentación con la temperatura del combustible, es la capacidad de integrar las diferentes regiones del núcleo para el análisis de transitorios, como se puede observar en la figura 1. El campo del flujo neutrónico converge en un estado estable de criticidad. Dicho estado de criticidad es logrado después de 30 s de simulación. Los resultados transitorios responden a la dinámica, debido a que al disminuir la cantidad de flujo del refrigerante hay un aumento en la temperatura en el combustible de forma instantánea pero se ve regulada gracias al efecto Doppler; el cual disminuye las secciones eficaces macroscópicas de fisión y aumenta las secciones eficaces macroscópicas de absorción, dando paso a una disminución de potencia, autorregulándose el reactor y empiece a disminuir como se observa en la figura 3. En el caso contrario, donde hay aumento de refrigerante, el combustible al disminuir su temperatura de forma instantánea hay un aumento de potencia en el rector, ya que las secciones eficaces macroscópicas de fisión aumentan y las de absorción disminuyen, posteriormente, debido al aumento de potencia la temperatura del combustible aumenta de manera paulatina, como se observa en la figura 3. Como se tienen en los resultados en una variación de ±30% en la cantidad de flujo del refrigerante, el combustible no se ve comprometido en daño de fundición o de alguna temperatura que perjudique al encamisado, pues la variación de temperatura con las fluctuaciones simuladas muestran un aumento en la temperatura máxima del combustible nominal de aproximadamente 10 K, lo cual revela que el ELFR está lejos de daño ante este tipo de escenarios. 22 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Acoplamiento y simulación de difusión neutrónica y termofuido en el reactor ELFR / Heriberto Sánchez Mora, et al. REFERENCIAS 1. Döderlein C., Tuček K., Grasso G., Alemberti A., “Definition of the ELFR Core And Neutronic Characterization”, European Commission, (2013). 2. Espinosa-Paredes Gilberto, François J. L., Sánchez-Mora H., Pérez ValsecaAlejandría D., Martín-del-Campo Cecilia, “Study on the Temperature Distributions in fuel Assemblies of Lead-cooled Fast Reactors”, México, Int. J. Nuclear Energy Science and Technology, Vol. 11, p.185-203 (2017). 3. Chapra Steven C., Canale Raymond P., “Métodos Numéricos para Ingenieros”, p. 859-885 Mc Graw Hill, Ciudad de México, México (2007). 4. S. Patankar,Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, McGraw-Hill,New York, U.S. (1980). 5. Carbajo, J., Yoder, G., Popov, S., Ivanov, V, A review of the thermophysical properties of MOX and UO2 fuels. Journal of Nuclear Materials, Vol. 299: 181-198 (2001). 6. Sobolev, V.P., Schuurmans, P. and Benamati, G. ‘Thermodynamic properties and equation of state of liquid lead and lead–bismuth eutectic’, Journal of Nuclear Materials, Vol. 376, pp.358–362 (2008). 7. Tibba Getachew, Modeling the Inelastic Behavior of Heat Exchangers Accounting for Fluid-Structure Interactions, Bedele, Etiopía, p. 82 (2013). 8. J. Lamarsh and A. Baratta., Introduction to Nuclear Engineering, Prentice Hall, New Jersey, U.S. p. 755 (2001). Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 23 �Dinámica de la solidificación de material fundido en el fondo de la vasija de un reactor durante un accidente severo Marco Antonio Polo Labarrios UAM - Cuajimalpa, CDMX plabarrios@hotmail.com Heriberto Sánchez Mora, Sergio Quezada García UNAM Facultad de Ingeniería, CDMX Javier Ortiz Villafuerte Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, Ocoyoacac, Edo. de México RESUMEN Durante un accidente severo en un reactor nuclear, se funde el núcleo debido al calor de decaimiento y termina en el fondo de la vasija, en donde tiene que ser enfriado para mantener su integridad estructural. El enfriamiento se lleva acabo con el agua residual localizada en el fondo de la vasija. El efecto de refrigeración depende de la remoción de calor 1) entre las superficies del lecho de escombros y el agua residual que la rodea; 2) del lecho de escombros por el agua residual que ingresa a través de los poros del lecho; y 3) por el agua que posiblemente penetra entre la pared del fondo de la vasija. En este trabajo se analiza este el tercer proceso, presentando el desarrollo de un modelo matemático en una dimensión para simular los procesos de la transferencia de masa y energía durante el enfriamiento del material fundido acumulado en el fondo de la vasija. PALABRAS CLAVE Núcleo, solidificación, reactor, transferencia de calor. ABSTRACT During a severe accident in a nuclear reactor, the core melts due to decaying heat and ends at the bottom of the vessel, where it has to be cooled to maintain its structural integrity. The cooling is carried out with the waste water located at the bottom of the vessel. The cooling effect depends on heat removal 1) between the surfaces of the debris bed and the waste water surrounding it; 2) from the bed of debris by waste water entering through the pores of the bed; and 3) by the water possibly penetrating between the wall at the bottom of the vessel. This work discusses the third process, presenting the development of a mathematical model in a dimension to simulate the processes of mass and energy transfer during the cooling of the accumulated molten material at the bottom of the vessel. KEYWORDS Nucleus, solidification, reactor, heat transfer. 24 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Dinámica de la solidificación de material fundido en el fondo de la vasija de un reactor.../ Marco Antonio Polo Labarrios, et al. INTRODUCCIÓN Los Accidentes Severos (AS) en las Plantas de Potencia Nuclear (PPN) son eventos poco probables pero con consecuencias graves, como el mostrado recientemente por el accidente ocurrido en abril de 2011 en las PPNs japonesas de Fukushima, donde todos los sistemas de protección fallaron durante el accidente. Bajo la situación de pérdida total de energía eléctrica (SBO), es posible que no funcionen los sistemas de remoción de calor residual, esto provoca la evaporación del refrigerante y la acumulación de vapor dentro de la vasija de presión (RPV). Durante el descubrimiento de la región activa del núcleo, como resultado de la interacción refrigerante-combustible, inicialmente se genera hidrógeno, el cual es un gas incondensable, finalmente el núcleo se funde y es convertido en un lecho de partículas profundo en el fondo de la vasija. Por otro lado, en un reactor de agua ligera (LWR), los Sistemas de Refrigeración de Emergencia (ECCS) son diseñados para proporcionar refrigeración para diferentes accidentes postulados incluyendo el Accidente de Base de Diseño de Pérdida de Refrigerante (LOCA). Sí se asume que los sistemas ECCS no funcionan, el núcleo sería enfriado inadecuadamente y podría fundirse. El material del núcleo fundido formará un lecho de partículas constituido por escombros del núcleo en el fondo de la vasija o en la cavidad del reactor. En este trabajo se analiza el proceso de remoción de calor y refrigeración del material fundido acumulado en el fondo de la vasija por el agua que posiblemente penetra entre la pared del fondo de la vasija y el material fundido. Se presenta el desarrollo de un modelo matemático en una dimensión para simular los procesos de la transferencia de masa y energía durante la refrigeración del material fundido acumulado en el fondo de la vasija. El objetivo de la siguiente sección es presentar los principales eventos durante la progresión de un accidente severo, desde el inicio de la oxidación hasta su relocalización en el fondo de la vasija del reactor. PROGRESIÓN DE LA FUNDICIÓN DEL NÚCLEO Los AS en las PPN pueden ser ocasionados por eventos internos o externos, con la característica común de la falta de refrigerante debido a la falla de los sistemas de refrigeración del reactor, los cuales proporcionan una adecuada remoción del calor residual del núcleo, y por múltiples disfunciones generadas por falla de los equipo y/o error humano, incluyendo el fracaso de los procedimientos de seguridad . 1 La pérdida de los sistemas de refrigeración conduce a la inadecuada refrigeración del núcleo y como resultado de la interacción refrigerante-combustible el núcleo podría dañase y finalmente fundirse. Esto excede el Accidente de Base de Diseño (DBA) suficientemente como para causar falla en las estructuras y sistemas que son necesarios para asegurar la refrigeración apropiada del núcleo del reactor por medios normales. 2 La evolución del accidente puede verse en los cinco niveles de seguridad (OIEA, 2010), 3 de los cuales al cuarto nivel se le denomina Gestión de Accidentes (GA) Durante este nivel se debe hacer frente a los Accidentes Severos que rebasen los DBA, así como asegurar que las emisiones radioactivas se mantengan tan bajas como sea posible. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 25 �Dinámica de la solidificación de material fundido en el fondo de la vasija de un reactor.../ Marco Antonio Polo Labarrios, et al. Durante la fase temprana de un AS, la configuración de las varillas del núcleo permanece prácticamente intacta, mientras que la fase tardía se caracteriza por la pérdida gradual de la configuración original hasta presentarse la redistribución significativa y acumulación del material cerámico fundido en la región del núcleo, donde puede formar un lecho de partículas poroso, una alberca de material fundido y la formación de una cavidad. El material fundido se acumula en la región central, por encima de una corteza de material metálico solidificado. 4 Cuando la corteza falle el material será relocalizado al fondo de la vasija. La geometría exacta y el proceso en los cuales el lecho de partículas de escombros del núcleo sería formado dependen de la secuencia del accidente y del diseño del reactor. 2 Frente a un accidente severo, la primera respuesta es mantener el núcleo del reactor enfriado por cualquier medio disponible, dado que tal acción tiene efectos que pueden ser decisivos en la progresión del accidente, es necesario entender totalmente la progresión de daño al núcleo, 5 Por ejemplo, si el agua de refrigeración del núcleo de emergencia entra a la vasija durante la fase inicial del proceso de fundición (re-inundación temprana) sólo habrá fragmentación limitada. A medida que aumente el retraso en el establecimiento de este flujo de agua (re-inundación tardía) mayor será la cantidad de los materiales fundidos y fragilizados. Por otro lado, en el núcleo se podrían formar configuraciones que no pueden ser refrigeradas, esto generará un mayor calentamiento del material hasta que finalmente caiga fundido al fondo de la vasija. 6 En los diferentes intervalos de temperatura hay diferentes daños al núcleo como se observa en la figura 1. En el primer intervalo, el cual va de 1200°C a 1400°C, ocurre un daño local al núcleo y se forman bloques que probablemente puedan ser enfriados. En el segundo rango que ocurre de 1760 °C a 2000 °C, ocurre un daño extendido en el núcleo lo que genera una mayor formación de masa fundida y regiones que ya no podrán ser enfriadas. Fig. 1. Posibles consecuencias que ocurren en el núcleo de un reactor nuclear LWR dañado durante un accidente severo (Hofmann et al., 1989; Hofmann, 1999). 26 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Dinámica de la solidificación de material fundido en el fondo de la vasija de un reactor.../ Marco Antonio Polo Labarrios, et al. Finalmente, en el rango que va de 2600 °C a 2850 °C, se tiene el colapso total de todos los materiales y la destrucción total de todas las regiones centrales las cuales se encuentran a altas temperaturas. 6, 7 El efecto de refrigeración, en estos casos, depende de tres procesos de transferencia de calor principalmente: 1) remoción de calor entre las superficies del lecho de escombros y el agua residual que la rodea; 2) la remoción de calor del lecho de escombros por el agua residual que ingresa a través de los poros del lecho; y 3) la remoción de calor por el agua que posiblemente penetra entre la pared del fondo de la vasija y el lecho de escombros, como se muestra en la figura 2. Fig. 2. Pequeña fracción de agua atrapada en el fondo de la vasija. En este trabajo se analiza el tercer proceso, así se presenta el desarrollo de un modelo matemático en una dimensión para simular y analizar los procesos de la transferencia de masa y energía durante la refrigeración del material fundido acumulado en el fondo de la vasija. MODELO MATEMÁTICO El modelo matemático desarrollado incluye: un modelo de la alberca de material fundido y el agua remanente; y un modelo el cual considera el caso en que quedaran atrapadas pequeñas fracciones de agua entre el material fundido y el fondo de la vasija del reactor, como lo muestra la figura 2. Esta masa de agua, entre el material fundido y el fondo de la vasija, al ser calentada por el calor de decaimiento, cambia de fase produciéndose vapor. Este vapor genera una presión lo suficientemente fuerte para levantar el material fundido formando una cavidad por la cual circula agua-vapor que mantiene parcialmente enfriado el material fundido y retrasa el progreso del AS. Para tener una aproximación del resultado se hace solo la solución para la corteza que crece en el fondo de la vasija. El modelo matemático en una dimensión describe la transferencia de calor desde la alberca de material fundido con generación interna de calor hacia la corteza que lo rodea. Se considera que la alberca de material fundido es una mezcla homogénea y tiene la misma composición del material solidificado que forma la corteza, en consecuencia comparten las mismas propiedades termo-físicas. a) Material fundido y costra El modelo matemático para el crecimiento de la costra considera la transferencia de calor de la parte inferior del material fundido hacía el agua que está atrapada Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 27 �Dinámica de la solidificación de material fundido en el fondo de la vasija de un reactor.../ Marco Antonio Polo Labarrios, et al. en el fondo de la vasija, como se muestra en la figura 2. Para la conducción de calor en la costra se considera, (1) donde ρ es la densidad, Cp es la capacidad calorífica, t es la variable temporal, r es la componente radial, δ es el espesor de la costra, Rv es el radio interior de la vasija, T es la temperatura, k es la conductividad térmica, es la generación de calor por decaimiento y el subíndice s representa las propiedades asociadas a la costra. La ecuación 1 está sujeta a las siguientes condiciones de frontera, (2) (3) (4) La ecuación 2 considera la transferencia de calor por convección entre la costra y el agua en el fondo de la vasija. hw es el coeficiente convectivo entre la mezcla de vapor-agua, Tws es la temperatura del agua. La ecuación 3 hace alusión a la temperatura en la interface entre el material fundido y la costra la cual es la temperatura de cambio de fase, Tm, el subíndice m asocia las propiedades al material fundido. La ecuación 4 modela el crecimiento de la costra, donde λsl es la energía de cambio de fase del material fundido de líquido a sólido y el subíndice l representa la parte líquida de la interface. Mediante un balance de energía, el segundo término de la ecuación 4 es igual a: (5) Bajo la consideración en la que temperatura en el material fundido es igual a la temperatura de cambio de fase, el término convectivo es despreciado en la ecuación 5. Por lo que, sustituyéndola en la ecuación 4 la condición de frontera es; (6) La condición inicial para la ecuación 1 está dada por: (7) 28 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Dinámica de la solidificación de material fundido en el fondo de la vasija de un reactor.../ Marco Antonio Polo Labarrios, et al. La figura 3 muestra un esquema de las ecuaciones 1-7. Fig. 3. Diagrama esquemático de la vasija con material fundido. b) Interacción Corteza inferior-Gap-Vasija Si se asume que el calor proveniente de la superficie exterior de la corteza inferior, mencionado en la ecuación 2, se transfiere al agua que ingresa al gap en función del régimen de ebullición, radiación y por conducción del vapor. Este flujo de calor está dado por: (8) donde hw es calculado como, (9) donde hgap es el coeficiente de transferencia de calor desde la superficie exterior de la corteza inferior con el fluido, δves es el espesor de la vasija y kves es la conductividad térmica de la vasija. El primer término de la ecuación 9 es la resistencia térmica de la corteza inferior; el segundo término considera los mecanismos de radiación, conducción del vapor y el régimen de ebullición; finalmente, el tercer término es la resistencia térmica de la pared de la vasija. Para calcular el coeficiente hgap se considera que la transferencia de calor depende de la temperatura en exceso de la pared calentada como se muestra en la figura 4. Fig. 4. Transferencia de calor en función de la temperatura en exceso y del régimen de ebullición. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 29 �Dinámica de la solidificación de material fundido en el fondo de la vasija de un reactor.../ Marco Antonio Polo Labarrios, et al. Este coeficiente es calculado de la siguiente manera. (10) donde Tves es la temperatura de la vasija, ε emisividad, σ es la tensión superficial, δgap es el espesor de la capa de agua entre la vasija y la costra y el subíndice stw asocia las propiedades al vapor o agua dependiendo el régimen de ebullición. Para la transferencia de calor en los distintos regímenes de ebullición se usa la correlación propuesta por Kutateladze. 8 (11) donde ΔTsat es la temperatura en exceso, ν viscosidad cinemática, P presión del sistema, LL se calcula a partir de LL=[σ/{g(ρl-ρv)}], hlg es la entalpia de cambio de fase del agua (líquido a gas) y el subíndice w está asociado a las propiedades al agua. Para condiciones de baja temperatura en exceso, la constante numérica C y el número del exponente n1 son obtenidos de los datos de Fujita, 9 a una presión de 0.1 MPa, número del exponente n2 es obtenido de los datos de Schmidt, 10 a una presión de 10 MPa los valores son: Para condiciones de alta temperatura en exceso, la constante C y el número del exponente nl son obtenidos de los datos de Henry y Hammersley: 12 • Ebullición nucleada: • Ebullición de transición: Para se utiliza el mismo valor de 0.32 de los datos de Schmidt, 10 porque no hay datos para alta temperatura en exceso y alta presión. Cuando se tiene ebullición de película, el coeficiente de transferencia de calor es evaluado con la correlación de Berenson: 11 (12) donde: (13) donde g representa la aceleración de gravedad y Tsat la temperatura de saturación del agua. La temperatura del fondo de la vasija, Tv, se considera constante, ya que al estar en contacto con el vapor de agua en la cavidad su valor está por cerca de la misma temperatura del vapor circundante. 30 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Dinámica de la solidificación de material fundido en el fondo de la vasija de un reactor.../ Marco Antonio Polo Labarrios, et al. c) Refrigeración permitida por la sección transversal superior del gap Se considera que la remoción de calor a través de la superficie caliente está restringida por el régimen de ebullición, es decir, la cantidad de agua cerca de la pared calentada, y la capacidad de refrigeración que permite la parte superior final del gap. En la parte superior final del gap la refrigeración está restringida por la cantidad de agua que puede penetrar, debido al fenómeno de flujo contra corriente de vapor y agua (CCFL) que se presenta en esta parte del gap, 13 como se muestra en la figura 5. Fig. 5. Fenómeno que se presenta durante la refrigeración del gap. (q La tasa de transferencia de calor total a través del extremo superior del gap ,supAgap,sup) es obtenida del balance de masa y energía, descrito por, (14) (15) Donde qgap,sup es el flujo de calor en la parte superior del gap, Agap,sup área de la sección transversal superior del gap, J es la velocidad superficial En este trabajo se considera que la transferencia de calor depende de la temperatura en exceso de la pared calentada y del régimen de ebullición. Por otro lado, también se considera el fenómeno de contracorriente de líquido y vapor, para esto, se utiliza la correlación de Kutateadze (1952) para considerar el CCFL: (16) SOLUCIÓN NUMÉRICA Y RESULTADOS Con la consideración del modelado para la dinámica de crecimiento de la costra inferior del material fundido en el fondo de la vasija de un reactor nuclear, se Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 31 �Dinámica de la solidificación de material fundido en el fondo de la vasija de un reactor.../ Marco Antonio Polo Labarrios, et al. empleó para la solución de la ecuación. 1 el método diferencias finitas discretizado a 24 nodos radiales, donde la distancia entre nodos radiales varía en función del crecimiento de la costra proporcionando una condición de frontera móvil. Una vez discretizada la Ec. 1, se emplea el algoritmo de Thomas para la solución del sistema de ecuaciones. Para la solución de la ecuación 6 se utilizó el método de Euler con un paso de integración temporal de Δt=0.6s. El método de solución fue implementado en Python 2.7.14, con ayuda de las librerías de OpenGL se obtuvieron resultados gráficos que facilitan la interpretación del crecimiento de la costra del material fundido. En la figura 6 se muestra el campo de temperaturas en la vasija. Fig. 6. Perfil de temperatura de la vasija con material fundido a diferentes tiempos. a) 3025.9 s, b) 76323.9 s, c) 156432.0 s, d) 473754.0 s, e) 732086.0 s y f) 1056360.0 s. Parámetros y propiedades físicas Para las simulaciones numéricas de la refrigeración del material fundido acumulado en el fundo de la vasija durante un accidente severo, los valores de las parámetros y propiedades físicas usados, son presentados en la siguiente tabla. Tabla I. Parámetros usados en la simulación numérica. Descripción Parámetro Valor Radio interno de la vasija RV 2.3 m Presión del agua en el gapC p 0.3701 MPa Calor de decaimiento del material fundido 32 8,5 kW/m3 Temperatura inicial de la vasija Tv 430.15K Temperatura inicial del agua Tw 428.15K Temperatura de fundición Tm 2840.15K Espesor del gap de agua sgap 0.001 m Número de nodos de la costra n 24 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Dinámica de la solidificación de material fundido en el fondo de la vasija de un reactor.../ Marco Antonio Polo Labarrios, et al. Resultados de las simulaciones numéricas En la figura 6 se muestra la dinámica de crecimiento de la corteza mediante el perfil de temperaturas generado por la refrigeración proporcionada por el agua remanente, donde se observa las regiones que se encuentran a temperatura de solidificación del material y la región a temperatura de fusión. En la figura 6a, el material relocalizado se encuentra casi en su totalidad fundido y comienza la refrigeración por el agua remanente; mientras que en la figura 6b después al tiempo 76323.9 segundos el material se encuentra parcialmente solidificado y se observa una distribución de temperaturas; en la figura 6c, se observa que el espesor de la corteza ha aumentado después de 156432.0 segundos. En las figuras 6d y 6e sigue el procedimiento de crecimiento de la costra; finalmente, en la figura 6f, después de 1056360.0 segundos (alrededor de 12 días) el material fundido se ha solidificado totalmente. En la figura 7 se muestra el crecimiento del espesor de la costra. Fig. 7. Crecimiento del espesor de la costra. CONCLUSIONES Los resultados obtenidos por la simulación muestran que la solidificación de la costra toma alrededor de 12 días, solo considerando la transferencia de calor al vapor de agua localizada en el fondo de la vasija y a la recirculación de la misma, como lo muestra la figura 6. Por otro lado, la figura 7 muestra que el crecimiento de la costra inicialmente es más rápido y se reduce su pendiente a medida que el tiempo avanza. Esto se atribuye a que al inicio la transferencia de calor del material fundido al agua en el fondo de la vasija, debido a su cercanía, es más grande dado que el espesor de la costra no opone resistencia térmica y aumenta a medida que crece la costra. Como trabajo futuro se tiene en mente en contemplar la costra superior de la vasija y una dinámica bidimensional en el pleno inferior. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 33 �Dinámica de la solidificación de material fundido en el fondo de la vasija de un reactor.../ Marco Antonio Polo Labarrios, et al. REFERENCIAS 1. Xingwei Shi, Xinrong Cao, Zhengzhi Liu, “Oxidation behavior analysis of cladding during severe accidents with combined codes for Qinshan Phase II Nuclear Power Plant”. Annals of Nuclear Energy 58, pp. 246–254 (2013). 2. Kawahara K., Ishiwatari Y., Liu M., “Development of simple success criteria regarding alternative water injection for emergency response to long-term station blackout of BWR”. Journal of Nuclear Science and Technology 50(2), pp. 201–211 (2013). 3. OIEA, “Seguridad de los Reactores de Investigación”, Requisitos de seguridad, Nº NS-R-4. 4. Reinke N, Tilman Drath, Thilo v. Berlepsch, Hermann E. Unger, Marco K. Koch. “Formation, characterisation and cooling of debris Scenario discussion with emphasis on TMI-2”. Nuclear Engineering and Design 236, pp. 1955– 1964 (2006). 5. 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Universidad Autónoma de Zacatecas, Zac. México jenniferoletechipia@live.com.mx RESUMEN Los leucocitos son células que pueden sufrir daño por radiación ionizante, tales como los rayos X utilizados comúnmente en consultorios odontológicos con fines de diagnóstico. Se ha reportado una relación entre la leucopenia y la exposición a la radiación ionizante, de tal manera que han sido utilizados como modelo biológico para exposición a radiaciones ionizantes. Se ha visto que el daño celular se manifiesta a través de la expresión de bioindicadores, como las proteínas Hsp, o con la muerte celular. El objetivo de este trabajo fue evaluar la viabilidad, expresión de Hsp70 y caspasa-8 en leucocitos humanos expuestos a rayos X provenientes de equipos odontológicos. Se concluye que la tasa de muerte celular fue dependiente de la dosis de exposición. Los datos obtenidos determinan que la proteína Hsp70 es un bioindicador de estrés celular, mientras que la caspasa-8 es un bioindicador del proceso de muerte celular por apoptosis. PALABRAS CLAVE Leucocitos, rayos X, proteínas, Hsp70, caspasa-8. ABSTRACT Leukocytes are cells that can suffer damage from ionizing radiation, such as x-rays commonly used in dental offices for diagnostic purposes. A relationship between leukopenia and exposure to ionizing radiation has been reported, so that they have been used as a biological model for exposure to ionizing radiation. It has been seen that cell damage manifests itself through the expression of bioindicators, such as Hsp proteins, or with cell death. The objective of this work was to evaluate the feasibility, expression of Hsp70 and caspase-8 in human leukocytes exposed to X-rays from dental equipment. It is concluded that the rate of cell death was dependent on the exposure dose. The data obtained determine that the Hsp70 protein is a cell stress bioindicator, while caspasa-8 is a bioindicator of the process of cell death due to apoptosis. KEYWORD Leukocytes, X-rays, proteines, Hsp70, caspasa-8. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 35 �Rayos X inducen cambios en la vialidad celular: expresión de Hsp70... / Jennifer Ortiz Letechipia, et al. INTRODUCCIÓN Los efectos a largo plazo asociados con la exposición a la radiación ionizante de dosis bajas son los principales factores de riesgo en el área de diagnóstico. Los profesionales de la radiación de estos centros siempre están expuestos a un daño celular potencial, ocasionado por dicha exposición. Varios estudios han sugerido que el riesgo de daño en los trabajadores expuestos a dosis de radiación más bajas que el límite fue mayor que el de sus compañeros no expuestos. Principalmente las células hematopoyéticas se consideran las más sensibles a la radiación, y entre ellas, los linfocitos muestran la mayor respuesta a la radiación de dosis baja (especialmente a los rayos X).1,2 Es común que se presente linfopenia como uno de los primeros síntomas a la exposición de radiación, además se presentan alteraciones en su metabolismo debido a cambios en la conformación de la membrana, su permeabilidad y actividad enzimática,3 por ende, la función de la célula cambia como resultado de los daños post-radiación. La facilidad de obtención, la gran cantidad de células que podemos obtener y su alta radiosensibilidad, hace de los leucocitos un modelo experimental idóneo para estudiar. Por otra parte, las proteínas de estrés calórico (Hsp), pertenecen a una familia altamente conservadas a través de la evolución. En condiciones normales ayudan al plegamiento de proteínas, en los procesos de transporte a través de membranas, así como a su integración a diversos organelos. Una proteína importante es la Hsp70 la cual actúa como chaperona y juega un rol en la homeostasis de proteínas en la célula.4 Durante diversos procesos de estrés celular como choque térmico, exposición a metales pesados, a especies reactivas de oxígeno, a radiación (ionizante y no ionizante),5 entre otros, estas proteínas se sobre expresan para recuperar la homeostasis celular al renaturalizar proteínas o al inducir su destrucción cuando son dañadas.6 Además, se ha encontrado una relación directa a la dosis de radiación ionizante y la expresión de la proteína Hsp70 en células tumorales7 y en células sanguíneas inmunológicas.8 Sin embargo, la apoptosis es caracterizada por una serie de cambios morfológicos que incluyen la contracción celular, condensación de cromatina, fragmentación de ADN, presencia de vacuolas en la membrana, fragmentación del ADN y formación de cuerpos apoptóticos.9-11 Para la regulación y ejecución de este proceso están presentes las caspasas, proteínas implicadas también en procesos de maduración proteíca, por lo que errores en los procesos mediados por estas, son algunos de los principales responsables en el desarrollo de tumores y enfermedades autoinmunes.12 Una de las funciones de caspasa-8 es iniciar la cascada de la apoptosis, en donde se recluta y procesa su procaspasa-8, generando dos fragmentos catalíticos que la conforman, a su vez esta conduce a la activación de otras proteínas para formar la cascada que culmina el proceso apoptótico.13 Se considera que las fuentes de rayos X de diagnóstico funcionan con una radiación de energía más baja (alrededor de 100 keV) con una transferencia de energía lineal más alta14 que otros dispositivos terapéuticos, sin embargo estas fuentes tienen un riesgo aceptable de daño debido a las dosis bajas (en el orden de 0.1 mGy a 400 mGy).15 Por esta razón, es de gran interés estudiar los efectos de los rayos X sobre los leucocitos ya que estos son los principalmente afectados por la exposición a la radiación ionizante, se ha observado en diversos estudios clínicos una disminución de estos en el personal ocupacionalmente expuesto.1,16 36 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Rayos X inducen cambios en la vialidad celular: expresión de Hsp70... / Jennifer Ortiz Letechipia, et al. Además, se ha investigado la relación entre la expresión de Hsp70 y caspasa-8 con la apoptosis en células expuestas a rayos X, en donde Hsp70 participa la recuperación de estas,7,8 y la caspasa-8 como proteasa mediadora de la apoptosis, inducida por la radiación.17 El objetivo de este trabajo es estudiar las proteínas Hsp70 y caspasa-8 como bioindicadores de daño celular en el proceso apoptótico en leucocitos humanos expuestos a diferentes dosis de rayos X odontológicos. MATERIALES Y MÉTODOS Obtención de las muestras Se seleccionaron 4 donadores de edades entre 19-24 años, sin historial de radioterapia, ni consumo de alcohol, tabaco, medicamentos, sin presentar síntomas y signos de enfermedad, evaluado esto previamente con un estudio general de salud, de los cuales se obtuvieron muestras de sangre venosa periférica (venopunción antebraquial), aproximadamente 5 ml con 50 µL de heparina. Exposición de leucocitos La exposición de las muestras se realizaron con una fuente de rayos X marca Corix® de la empresa CORAMEX, S.A. cuyas condiciones de operación fueron tomadas con base al distribuidor (70 plus-USV) las dosis de exposición fueron calculadas y se establecieron para 5, 10, 20 y 30 disparos respectivamente para cada muestra y el duplicado, excepto los controles. Determinación de la dosis absorbida La dosis absorbida fue determinada usando TLD´s (detectores termoluminiscentes), que se depositaron en viales de cono. Los TLD-100 fueron expuestos en grupos de cuatro, para cada diferente cantidad de disparos del equipo de rayos X. Un lote de TLDs 100 se usó para medir la radiación de fondo. El procedimiento se repitió con un monitor de estado sólido RaySafe modelo ThinX RAD que se activa cuando el equipo de rayos X se dispara. El mismo número de disparos usados para exponer los TLDs se usaron con el equipo RaySafe. Cálculo de la dosis absorbida Las respuestas de los TLDs expuestos se promediaron y se corrigieron con la respuesta promedio de los TLDs usados para medir el fondo. Estos valores se correlacionaron con las lecturas del monitor RaySafe y se obtuvo una correlación (r2 =0.9987) entre la respuesta de los TLDs en nanoCoulombs. La dosis en función de los disparos se muestra en la tabla I. Evaluación de la viabilidad celular Para la evaluación de la viabilidad celular, se realizaron frotis sanguíneos en portaobjetos y se procedió a teñirlas con colorante de Wright (WR0505 de la casa comercial Golden Bell®). Una vez realizado lo anterior, se observaron los frotis sanguíneos en un microscopio óptico con objetivo de inmersión y se realizó un conteo de 100 leucocitos para el control y las distintas dosis de exposición. 11 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 37 �Rayos X inducen cambios en la vialidad celular: expresión de Hsp70... / Jennifer Ortiz Letechipia, et al. Tabla I. Dosis absorbida en función de los disparos. Número de disparos Dosis absorbida (mGy) 0 0 5 2.28 ± 0.05 10 4.56 ± 0.09 20 9.12 ± 0.18 30 13.69 ± 0.27 DETERMINACIÓN DE PROTEÍNAS Lisis celular Cada muestra después de 40 min post-tratamiento fue lavada con solución PBS 1X y homogenizada en tubos Eppendorf con 500 µL de buffer de lisis que contiene: Triton X-100 al 1%, NaCl 140 mM, EDTA 1 mM, Tris-HCl 10 mM pH 7.6 e inhibidor de proteasas 1 mM, PMSF (Sigma Chemical Co, St Louis MO, USA, P-7626), realizando inversiones sucesivas. El lisado celular se centrifugó por 10 minutos a 14,000 r.p.m. y el sobrenadante se recuperó para determinar la concentración de proteínas totales. Cuantificación de proteínas y PAGE-SDS al 7.5% La cuantificación de proteína se realizó mediante la técnica descrita por Bradford en 1976. Para cada muestra 20 µg de proteína fueron caracterizados en geles de poliacrilamida (PAGE-SDS al 7.5%) de acuerdo a la técnica descrita por Laemmli en 1970.18 Western Blot e inmunodetección Las proteínas en los geles de poliacrilamida-SDS se transfirieron a papel de nitrocelulosa (Amersham Biosciences Laboratories, Buckinghamshire, England, RPN303C), tal como describió Towbin en 1979.19 El papel con las proteínas fue bloqueado con solución amortiguadora (PBS-Caseína al 3%) durante 12 horas, los papeles fueron incubados con anticuerpos monoclonales para identificar las proteínas Hsp70 (SC-24 Santa Cruz Biotechnology®) y caspasa-8 en dilución 1:1000 en solución bloqueadora, por 1 hora. Posteriormente se realizaron 5 lavados intercalados con PBS y PBS-Tween. Se procedió a incubar durante 1 hora con el segundo anticuerpo anti ratón y anti conejo para caspasa-8 IgG-HRP conjugado a peroxidasa (SC-2005 Lot F0412 Santa Cruz Biotechnology®). Al finalizar se realizaron 10 lavados intercalados con PBS y PBS-Tween. La unión antígeno-anticuerpo fue observada mediante colorimetría empleando una solución de Diaminobencidina al 0.1% activada con peróxido de hidrógeno, de tal manera que la sobre expresión de la proteína pudiera ser identificada. RESULTADOS Evaluación de la viabilidad celular Se evaluó la viabilidad de los leucocitos expuestos a rayos X para cada una de las muestras, se observó una disminución en el porcentaje promedio de células 38 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Rayos X inducen cambios en la vialidad celular: expresión de Hsp70... / Jennifer Ortiz Letechipia, et al. vivas de 97.5% a 39.5% y un aumento en el porcentaje de células muertas de 2.5% a 60.5% respecto a las diferentes dosis de exposición, donde la última dosis (13.69 mGy) presentó mayor porcentaje de células muertas como lo representa la figura 1. Fig. 1. Viabilidad de leucocitos humanos expuestos a rayos-X a diferentes dosis. Expresión de proteínas Expresión de Hsp70 en leucocitos humanos expuestos por rayos X Se obtuvo una expresión basal de Hsp70 para el control y para las primeras dosis (2.28 ± 0.05 y 4.56 ± 0.09 mGy), en la tercera dosis la expresión se incrementó (9.12 ± 0.18 mGy), por otro lado para la dosis más alta (13.69 ± 0.27 mGy) la expresión disminuyo, figura 2. Fig. 2. Expresión de Hsp70 en leucocitos humanos expuestos a rayos-X. Expresión de Caspasa-8 en leucocitos humanos expuestos por rayos X Se obtuvo una expresión basal de caspasa-8 para el control, para las primeras dosis (2.28 ± 0.05 y 4.56 ± 0.09 mGy) la expresión se modificó, en la tercera dosis la expresión se incrementó (9.12 ± 0.18 mGy), por otro lado para la dosis más alta (13.69 ± 0.27 mGy) la expresión disminuyo ver figura 3. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 39 �Rayos X inducen cambios en la vialidad celular: expresión de Hsp70... / Jennifer Ortiz Letechipia, et al. Fig. 3. Expresión de Caspasa-8 en Leucocitos humanos expuestos a rayos-X. DISCUSIÓN La viabilidad celular de los leucocitos expuestos a rayos X para cada una de las muestras, disminuyó respecto a la cantidad de dosis recibida, ocasionando un aumento en el porcentaje de células muertas, presentando así para la última dosis un porcentaje mayor de células muertas, posiblemente esto es resultado del daño celular producido, lo anterior es similar a los resultados obtenidos por16 donde disminuye el número de células sanguíneas en POES expuestos a rayos X. El comportamiento en la sobre expresión de Hsp70 es un bioindicador de estrés celular por radiación ionizante como lo reporta,8 de tal manera que los datos generados en el trabajo demuestran este hecho por exposición rayos X. Por lo anterior se observó un incremento de esta proteína exponencialmente para la primera, segunda y tercera dosis y una disminución para la cuarta dosis, este comportamiento posiblemente se puede deber a que el daño celular para esa dosis fue letal y por consiguiente su mecanismo de respuesta no fue el óptimo. Datos reportados por20 coinciden con esta explicación pero con otro modelo biológico como células C3H 10T1/2 cuando fueron expuestas a rayos gamma de 7.5 Gy, además con el trabajo reportado21 en células de carcinoma expuestas a 10 Gy en gammas. Al observar que con el incremento de dosis de irradiación la viabilidad celular disminuyó, se procedió a medir la expresión de caspasa-8 para determinar si esta muerte es por apoptosis, esta proteína modificó su expresión para las primeras dosis (2.28 ± 0.05 y 4.56 ± 0.09 mGy), en la tercera dosis se incrementó (9.12 ± 0.18 mGy) y para la dosis más alta (13.69 ± 0.27 mGy) la expresión decayó, estos resultados coinciden con los reportados por,17 donde la caspasa-8 incrementa su expresión por inducción de la radiación en diversos tipos celulares y también por22 en células de glioma expuestas a 2.3 Gy de rayos gamma. CONCLUSIONES El porcentaje de muerte celular es dependiente del incremento a la dosis de exposición por rayos X, debido al daño celular producido en las diferentes células sanguíneas. Los datos obtenidos determinan que la proteína Hsp70 es un bioindicador de estrés celular, mientras que la caspasa-8 es un bioindicador del proceso de muerte celular por apoptosis. El daño celular de los leucocitos expuestos a rayos X provenientes de equipos odontológicos, provee información relevante para implementar mecanismos de protección en el área de seguridad radiológica. 40 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Rayos X inducen cambios en la vialidad celular: expresión de Hsp70... / Jennifer Ortiz Letechipia, et al. Se observa muerte celular conforme aumenta la dosis de exposición, debido a esto la expresión de caspasa-8, nos indica que los leucocitos posiblemente mueren por un proceso apoptótico, sin embargo esta no es suficiente para determinar si el proceso de apoptosis se activó, por consiguiente, esto se corroborará con la evaluación morfológica de las células sometidas a estos campos de radiación. AGRADECIMIENTOS Al Dr. en C. Sergio Hugo Sánchez Rodríguez y su equipo de trabajo del laboratorio de biología celular y neurobiología en la Unidad Académica de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de Zacatecas. Al Dr. en C. Eduardo Medrano Cortes, del departamento de Radiología en la Unidad Académica de Odontología, Universidad Autónoma de Zacatecas. REFERENCIAS 1. DavudianTalab, A., Z. Farzanegan, and F. Mahmoudi, Effects of Occupational Exposure on Blood Cells of Radiographers Working in Diagnostic Radiology Department of Khuzestan Province. Iranian Journal of Medical Physics, 2018. 15(2): p. 66-70. 2. Brengues, M., et al., T lymphocytes to predict radiation-induced late effects in normal tissues. Expert Review of Molecular Diagnostics, 2017. 17(2): p. 119-127. 3. Feinendegen, L.E. and J.M. Cuttler, Biological Effects From Low Doses and Dose Rates of Ionizing Radiation: Science in the Service of Protecting Humans, a Synopsis. Health Physics, 2018. 114(6): p. 623-626. 4. Mayer, M.P., Hsp70 chaperone dynamics and molecular mechanism. Trends in Biochemical Sciences, 2013. 38(10): p. 507-514. 5. Eriksson, D. and T. Stigbrand, Radiation-induced cell death mechanisms. 2010. 31: p. 363-72. 6. 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PALABRAS CLAVE Optimización topológica, energía de deformación, elemento finito. ABSTRACT This work presents the development of a topological optimization method based on a finite element model to maximize the deformation energy generated on the working structure of the elbow of a mechanical press. The purpose is to minimize the amount of material, maximize stiffness, and provide information for its redesign for its fabrication. The results an increase of 57.89% in the safety factor. Likewise, the maximum stress was minimized by 37.86%, and the improvement in volume of the component was 11.66%. KEYWORDS Topological optimization, deformation energy, finite element. INTRODUCCIÓN El objetivo de la optimización del diseño de elementos de máquinas es obtener un conjunto de valores para las variables involucradas que minimizan una función objetivo y satisfacen un conjunto de restricciones. El proceso de optimización se puede llevar a cabo considerando tres categorías: por parámetros, forma, y topología.1 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 43 �Optimización estructural del codo de una prensa mecánica... / Francisco Ramírez Cruz, et al. Los resultados del análisis estructural se utilizan convencionalmente por los diseñadores con el propósito de mejorar el desempeño mecánico,2 mientras que la integración de las herramientas de generación automática se ha vuelto más importante para ahorrar además material y energía, 3 sistematizado para acortar el tiempo de desarrollo de productos (figura 1). Fig. 1. Proceso del diseño computarizado.4 Las piezas mecánicas tienen transiciones geométricas, como muescas y orificios, en las que se producen concentraciones de esfuerzo locales que afectan la resistencia del componente en términos de servicio.3, 5 La optimización de la forma reduce esas transiciones, al mismo tiempo que evita el sobredimensionamiento, el cual es uno de los métodos de simplificación para mejorar la resistencia del componente y para facilitar su manufactura. Tener material en sitios del componente estructural que no soportan carga se asocia a un mayor costo de material aunque pudiera reducir el costo de producción. Aunque retirar el material de esos sitios implicaría una reducción de peso, es común que en las propuestas de diseño se incluyan aspectos relacionados con el costo de la producción por la modificación de la manufactura, de manera que la manufacturabilidad del producto debe ser evaluada5 como una restricción al diseño mecánico óptimo. Los resultados de la optimización topológica a menudo brindan soluciones que pueden considerarse complejas para los métodos de manufactura convencional, tales como estructuras de armadura, cavidades, superficies curvas, por lo que los diseños mecánicamente óptimos requieren el desarrollo de métodos modernos de manufactura.6, 7 Tomando en cuenta esto, los programas computacionales para la optimización topológica han evolucionado de tal manera que consideran diferentes procesos de manufactura dentro de las restricciones de diseño.8, 9 44 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Optimización estructural del codo de una prensa mecánica... / Francisco Ramírez Cruz, et al. OBJETIVO El objetivo de este trabajo consiste en diseñar un componente mecánico que presente el mejor desempeño, mediante un análisis topológico. La mejora se evalúa comparando el diseño original contra el que resulta de esta propuesta, utilizando el análisis de esfuerzos según el criterio de von Mises. METODOLOGÍA Inicialmente se requiere determinar una geometría que representa el espacio de diseño y las condiciones de frontera, así como la función objetivo y su restricción volumétrica. Posteriormente se rediseña la geometría resultante del proceso iterativo de la optimización tomando en cuenta el método de fabricación.10 Por último, se evalúa el desempeño mecánico del componente original y el resultado topológico de este estudio para compararlos (figura 2). Fig. 2. Diagrama de flujo para optimización topológica. Método de elementos finitos El método de elementos finitos es una técnica numérica para resolver problemas que se pueden describir por ecuaciones diferenciales parciales o que pueden ser formulados por medio de una minimización de un funcional (cálculo variacional). La mayoría de los métodos de optimización emplean este método para el análisis topológico.5 La premisa básica es que una región de solución que se describe con funciones continuas, puede ser modelada reemplazándola con un arreglo de elementos discretos, pudiendo incluso variar las condiciones de los elementos individualmente o en grupos de acuerdo con las ecuaciones constitutivas que se empleen en el problema.3 En primer término, la expresión para la energía potencial resultante puede escribirse de la forma: (1) Donde: Q es el vector de desplazamientos global F es el vector de carga global K es la matriz de rigidez estructural Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 45 �Optimización estructural del codo de una prensa mecánica... / Francisco Ramírez Cruz, et al. Minimizando la energía potencial total resultan las ecuaciones de equilibrio expresadas de forma matricial: (2) Una vez efectuada dicha minimización se resuelven, mediante un programa computacional, las ecuaciones de equilibrio y se obtienen los desplazamientos del continuo, los esfuerzos, reacciones, entre otros. Optimización topológica Desde su introducción por Bendsøe,1 el método de optimización topológica ha ganado una gran popularidad en la academia y la industria, y actualmente se aplica al diseño de estructuras automotrices y de aeroplanos, así como en materiales, mecanismos y diseño de sistemas micro electromecánicos (MEMS).11, 12 Es una técnica dentro del campo de análisis mecánico y uno de los objetivos consiste en minimizar el peso, manteniendo la funcionalidad mecánica. 13 Por lo general en un problema de optimización topológica, el objetivo principal es minimizar la cedencia C(x) teniendo en cuenta la distribución del material, la cual puede definirse como: (3) Esta energía de deformación es el producto de dos vectores y se asemeja al trabajo realizado por el vector de fuerza F a lo largo de los desplazamientos calculados u. Por lo tanto la expresión dada es en realidad un potencial de trabajo similar a las formulaciones comunes para el equilibrio de la energía potencial en un sistema. De este modo el vector de fuerza F es igual al desplazamiento multiplicado por la matriz de rigidez estructural K(x), donde K es la rigidez global y está en función de las variables de diseño: (4) La transformación de la función objetivo puede ser escrita como en la ecuación (5). La energía de deformación aquí es una combinación lineal de las energías de deformación de cada elemento formulado en el modelo de elementos finitos. (5) Puesto que es un valor normalizado, la variable de diseño sólo puede oscilar entre los valores 0 (sin efecto) y 1 (sólido). Para la prevención de posibles singularidades en las matrices del sistema, las densidades no están restringidas a cero, pero si por un límite inferior como se muestra en la ecuación (6). (6) Debido a que en la optimización topológica existe una redistribución de material se debe tomar en cuenta la razón entre el volumen deseado V(x) y el volumen original V0: (7) 46 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Optimización estructural del codo de una prensa mecánica... / Francisco Ramírez Cruz, et al. El planteamiento del problema de optimización topológica completa para minimizar la energía de deformación se representa por la función objetivo, en este caso minimizar la energía de deformación, limitada a las funciones de razón de volumen y la ecuación de equilibrio del sistema, queda como sigue: (8) CASO DE ESTUDIO El caso de estudio es un codo perteneciente a una prensa mecánica, este componente representa el medio que transmite la carga efectiva de trabajo y que por lo tanto es en donde se genera la mayor energía de deformación de la máquina (figura 3). Fig. 3. Prensa mecánica 4 El “codo” muestra el componente estructural. Para llevar a cabo la mejora en la pieza de estudio se definió un espacio de diseño que mantiene las distancias entre centros de los agujeros pivote del codo original así como también el espesor (figura 4). El modelado con elementos finitos con las condiciones de frontera aplicadas al segmento simétrico del codo se muestra en la figura 5. Las condiciones de frontera para la optimización dentro del espacio de diseño son el empotramiento con restricción de movimiento en los tres grados de libertad translatorios. La tabla I muestra los parámetros utilizados en el programa de elementos finitos, así como también las propiedades mecánicas del material (aluminio 6061). Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 47 �Optimización estructural del codo de una prensa mecánica... / Francisco Ramírez Cruz, et al. Fig. 4. Espacio de diseño. Fig. 5. Espacio de diseño modelado con elementos finitos y condiciones frontera. Tabla I. Parámetros utilizados en el programa de MEF. 48 Tipo de análisis Estático Tipo de malla Cuadrilátero 4 nodos Material Aluminio 6061 Número de elementos 5617 Número de nodos 5818 Coeficiente de Poisson 0.33 Módulo de elasticidad (MPa) 69000 Densidad (Kg/mm3) 2700 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Optimización estructural del codo de una prensa mecánica... / Francisco Ramírez Cruz, et al. La carga (500 N) se aplica sobre uno de los barrenos pivote en dirección paralela al eje de carga de la máquina. La función objetivo para el espacio de diseño propuesto es minimizar la energía de deformación del componente. La restricción es minimizar el volumen del componente para mantener un peso aproximado al de la pieza original por lo que se propone un 30% del volumen inicial del caso de estudio. En la figura 6 se observa la iteración 8 de 15 del proceso de optimización topológica. Las oquedades amorfas que se generan con el transcurso de la optimización representan los espacios de la pieza en los que no se concentra un esfuerzo lo suficientemente importante para mantenerse por lo cual se generan huecos en la estructura. La figura 7 muestra la geometría final resultante del proceso de optimización topológica con la máxima reducción de volumen. La gráfica de la figura 8 muestra el cambio de volumen a lo largo de las iteraciones del problema. La curva se aproxima al valor programado de la reducción del volumen total establecido como parámetro de optimización. Fig. 6. Iteración 8 de 15. Fig. 7. Iteración 15 de 15. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 49 �Optimización estructural del codo de una prensa mecánica... / Francisco Ramírez Cruz, et al. En la gráfica de la figura 9 se presenta la evolución del comportamiento de la densidad de energía de deformación en relación con la variable de diseño por cada iteración. Fig. 8. Cambio de volumen por iteración. Fig. 9. Relación entre la densidad de energía de deformación por iteración. RECONSTRUCCIÓN GEOMÉTRICA La geometría resultante representa el concepto de diseño para la fabricación (figura 7). El siguiente paso consiste en analizar la viabilidad para su manufactura y plantear los cambios geométricos que sean necesarios para asegurar la fabricación. Para llevar a cabo esta reconstrucción, se realizó una serie de trazos tangentes al contorno de la geometría resultante, y se aplicó la operación espejo para completar la geometría optimizada como se ve en la figura 10. Una vez reconstruida la geometría se procede a realizar el análisis de elemento finito con las condiciones frontera que se muestran en la figura 11, para validar el diseño óptimo obtenido. 50 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Optimización estructural del codo de una prensa mecánica... / Francisco Ramírez Cruz, et al. En la tabla II se pueden observar los parámetros utilizados en el programa de elementos finitos con respecto a la geometría óptima y el mismo material (aluminio 6061). Fig. 10. Reconstrucción de la geometría optimizada. Fig. 11. Mallado de geometría óptima y condiciones de frontera. Tabla II. Parámetros utilizados en el programa de MEF (Geometría óptima). Tipo de análisis Estático Tipo de malla Malla sólida Número de elementos 12741 Número de nodos 22000 La figura 12 muestra el resultado del análisis de elemento finito y distribución de esfuerzo von Mises de la geometría óptima. En la tabla III se pueden observar los resultados generados por el programa de análisis de elemento finito. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 51 �Optimización estructural del codo de una prensa mecánica... / Francisco Ramírez Cruz, et al. Fig. 12. Distribución de esfuerzos de la geometría óptima. Tabla III. Resultados del programa de MEF (Geometría óptima). Tipo de análisis Estático Límite elástico (MPa) 55.15 Esfuerzo máximo (MPa) 18.14 Factor de seguridad 3 Peso de la pieza (gramos) 171.62 Volumen (mm3) 63561.14 COMPARACIÓN DE RESULTADOS Se realizó un análisis de elemento finito a la pieza original, esto con el fin de comparar resultados contra la geometría óptima (figura 13). En la tabla IV se pueden observar los parámetros utilizados en el programa de elementos finitos para el codo original. El resultado del análisis de elemento finito se muestra en la figura 14. La distribución del esfuerzo de von Mises se concentra sobre la transición del arco interno hacia el lado recto del codo. En la tabla V se pueden observar los resultados generados por el programa de análisis de elemento finito, y en la tabla VI se muestra la comparación de los resultados del análisis de elemento finito entre la pieza original y la geometría resultante del estudio de optimización. Como se puede observar en la tabla comparativa, el proceso de optimización topológica mostró mejores resultados al momento de comparar la geometría resultante del optimizador contra la original, sobre todo en el valor de factor de seguridad que como se puede notar aumentó 57.89%. El esfuerzo máximo se redujo en 37.86%. La reducción de volumen, y en consecuencia de peso, del componente fue de 11.66% con respecto de la geometría original. 52 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Optimización estructural del codo de una prensa mecánica... / Francisco Ramírez Cruz, et al. Fig. 13. Mallado de geometría original. Tabla IV. Parámetros utilizados en el programa de MEF Tipo de análisis Estático Tipo de malla Malla sólida Número de elementos 10511 Número de nodos 16788 Fig. 14. Distribución de esfuerzos von Mises pieza original. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 53 �Optimización estructural del codo de una prensa mecánica... / Francisco Ramírez Cruz, et al. Tabla V. Resultados del programa de MEF (Geometría original). Tipo de análisis Estático Limite elástico (MPa) 55.15 Esfuerzo máximo (MPa) 29.19 Factor de seguridad 1.9 Peso de la pieza (gramos) 194.28 Volumen (mm3) 71947.56 Tabla VI. Comparación de resultados. Pieza original Pieza óptima Mejora (%) Tipo de análisis Estático Estático X Límite elástico (MPa) 55.15 55.15 X Esfuerzo máx (MPa) 29.19 18.14 37.86 Factor de seguridad 1.9 3 57.89 Peso de la pieza (gr) 194.26 171.62 11.66 Volumen (mm3) 71947.56 63561.14 11.66 CONCLUSIONES A través de los resultados obtenidos mediante el método de elementos finitos del codo de una prensa mecánica se comprobó que es posible lograr una distribución mejorada de la energía de deformación. Los resultados del proceso de optimización topológica satisfacen restricciones de volumen. El rediseño de elementos mecánicos a través de un análisis topológico representa un recurso para obtener componentes mejorados en los que se maximiza la rigidez y minimiza el volumen. RECONOCIMIENTOS Y EQUIPO UTILIZADO Este trabajo fue realizado en el marco de la línea de generación y aplicación de conocimiento LGAC L2: “Optimización geométrica de productos” del Cuerpo Académico “Sistemas Integrados de Manufactura” de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, UANL. Se utilizó el equipo de las instalaciones del Departamento de Mecatrónica de la FIME-UANL. REFERENCIAS 1. Bendsøe MP, Sigmund O (2003) Topology Optimization Theory, Methods, and Applications, second edition edn. Springer Verlag, Berlin. 2. Sigmund O, Clausen PM (2007) Topology optimization using a mixed formulation: An alternative way to solve pressure load problems. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 196 (13-16):1874-1889. 3. Ramírez C. Fco., López G. E. Fco., Romero M. I. C., Garza D. J. 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El diseño consta de tres cámaras, en la primera se producen iones dando lugar a la generación de un plasma. Posteriormente, está la cámara de extracción, conformada por un electrodo con potencial negativo que produce un campo electroestático que acelera los iones positivos que se encuentran dentro del plasma. Finalmente, la cámara de detección, donde una placa con la que se cuentan los iones que chocan con ella. Para el diseño mecánico de la fuente de iones se utilizó el software Inventor Autodesk y la simulación del campo electromagnético de RF fue mediante el software COMSOL Multiphysics®. PALABRAS CLAVE Iones, reactor, plasma, radiofrecuencia. ABSTRACT Ion sources have many applications in industry, medicine and science, particularly in particle accelerators. In this work, the design, mechanical and electromagnetic, of a design of an ion source from a plasma reactor. is reported. The design consists of three chambers, in the first they produce ions resulting in the generation of a plasma. Subsequently, there is the extraction chamber, formed by an electrode with negative potential that produces an electrostatic field that accelerates the positive ions inside the plasma. Finally, the detection chamber, where a plate with which the ions that collide with it are counted. The Inventor Autodesk software was used for the mechanical design of the ion source. The simulation of the RF electromagnetic field were performed with COMSOL Multiphysics® software. KEYWORKS Ions, reactor, plasma, radiofrequency. 56 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Diseño de una fuente de iones por medio de un reactor de plasma/ Arón Hernández Trinidad, et al. INTRODUCCIÓN Una fuente de iones es un dispositivo que produce un haz de partículas cargadas eléctricamente, consistente de iones. Hoy en día, el uso de fuente de iones es muy importante en términos de aplicaciones, en campos como la radiobiología, la medicina, zonas espaciales y en los aceleradores de partículas. Esencialmente, la fuente es un generador de plasma equipado con un conjunto de rejillas que permiten extraer los iones. Existen diversos componentes que integran a tal dispositivo como: una cámara de descarga donde se produce el plasma, un conjunto de rejillas cargadas eléctricamente, y un neutralizador, entre otros. En los aceleradores de partículas, la tecnología para crear la fuente de iones dependerá fuertemente del tipo de partícula que se pretende generar: electrones, protones o iones pesados; partículas con mayor masa que el electrón o protón. Es sabido que los aceleradores incrementan la energía de partículas cargadas y las confinan en haces bien definidos. Los iones producidos en la fuente, tienen usos diferentes dependiendo de la aplicación que se le quiera dar. Por ejemplo, en la radioterapia se hace uso de aceleradores lineales como fuentes de rayos X, los cuales pueden afectar los tejidos sanos colindantes donde se encuentra el daño. Los haces de iones, en cambio, tienen la característica de depositar su energía en un punto específico sin dañar algún tejido sano colindante. Efectivamente, dicha tecnología es de un alto costo, pero los beneficios en la salud del ser humano son notables. En México, el desarrollo de este tipo de dispositivos representa un área de oportunidad para contribuir con el crecimiento científico y tecnológico del país. Lo que pretende este trabajo, es dar a conocer de una manera sencilla y simple, la creación de una fuente de iones como instrumento básico en experimentos prácticos que beneficien a la ciencia en México. MARCO TEÓRICO El estudio del plasma data del siglo XIX, cuando Humphry Davy desarrolló la descarga de arco eléctrico en estado estable usando corriente directa. Por su parte, Michael Faraday, en 1830 construyó un tubo de descarga eléctrica de alto voltaje con corriente directa y dio inicio al estudio del material, obtenido después de dicha descarga.1 En 1879, William Crookes identificó esta sustancia y la definió como el cuarto estado de la materia.2 Sin embargo, el término plasma fue introducido por el físico inglés Irving Langmuir en 1928, quien lo describió como un gas ionizado. En la actualidad, el plasma está definido como un gas parcialmente ionizado que se encuentra compuesto por una mezcla de electrones, fotones, iones, átomos, neutrones y radiación electromagnética con una cuasi-neutralidad eléctrica y sensibilidad a campos magnéticos y eléctricos.3 La ionización puede producirse por otros métodos: la fuerza del campo electromagnético o por medio de un generador de microondas que es acompañado por la disociación molecular. 4 Una de las primeras aplicaciones del plasma fue en 1960, en la polimerización de estireno a partir de monómeros introducidos en una cámara donde se generaba el plasma. En el siglo XX, el plasma se usó en la fusión nuclear con fines militares; pero hoy en día se utiliza para generar energía eléctrica, donde los átomos de hidrogeno son ionizados para generar el plasma, y este es sometido a fuertes campos magnéticos al punto de que se forme helio, de este modo se liberan Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 57 �Diseño de una fuente de iones por medio de un reactor de plasma/ Arón Hernández Trinidad, et al. grandes cantidades de energía, sin embargo esta no es la única aplicación que tiene el plasma también se utiliza en recubrimientos de materiales, la propulsión por plasma, el generador magneto hidrodinámico, y como fuente de iones, por mencionar algunas.5 En el caso de los aceleradores de partículas, las fuentes de iones requieren una región de producción de plasma y de extracción de iones. La condición del plasma y la producción del ion resultante se ven afectadas por los diferentes procesos que se utilizan en la generación del plasma: el calentamiento de las partículas, el confinamiento del plasma, las colisiones, entre otras. Además, se tiene presente la ingeniería del dispositivo como los efectos térmicos sobre los ánodos, cátodos y trampas de iones de la fuente. También, se considera la erosión del material dentro del dispositivo. Con todas estas consideraciones se logra una confiable y estable producción de haz de partículas (iones) que minimice el consumo de energía en la fuente.6 Fuente de Iones La fuente de iones es el dispositivo que se encarga de inyectar iones de diferentes elementos a un acelerador de partículas, cada ion tiene diferentes usos en la medicina, como recubrimientos para mejorar la biocompatibilidad de los materiales, radioterapia por protones o iones pesados, diagnósticos por radioisótopos y la producción de radiofármacos. Existen dos tipos de plasma: caliente y frío. Este último se caracteriza por la temperatura de sus partículas pesadas (partículas con mayor masa como helio, carbono u otros iones; a diferencia de los protones y electrones) cercana a la temperatura ambiente de 25° a 100°C.7 Una de las formas de obtener este estado de la materia (plasma frío), es por medio de un reactor de plasmas por inducción electromagnética. El plasma es producido por medio de una bobina que se encuentra enrollada en el exterior de la cámara que contiene el gas a ionizar.8 Esta bobina crea un campo magnético, según la Ley de inducción de Faraday, que expresa la inducción de un campo eléctrico cuando un campo magnético varía con en el tiempo. De este modo lograremos un movimiento de electrones en el interior de la cámara y se lograra la ionización del gas.9 A este dispositivo, se le conoce como reactor de plasma de tipo inductivo. Sin embargo, no es la única forma de generar plasma, otro dispositivo idéntico es el reactor de plasma de tipo capacitivo que hace uso de un campo eléctrico o de radiofrecuencia para generar la ionización del gas. Si bien, un ejemplo de éste es el duo-plasmatrón, un dispositivo donde existen dos regiones: una para formar el plasma y otra para la extracción de iones. Por medio de un cátodo y un ánodo existirá una diferencia de potencial y debido a ello, los electrones y los iones positivos serán separados, pudiendo seleccionar la especie de iones según su requerimiento y depositarlos en otra cámara. En el caso de México, ha habido un avance limitado en el diseño y construcción de los aceleradores de partículas.10 Sin embargo, esto representa una oportunidad para consolidar y trabajar en esta área, con el propósito de beneficiar al país. En este trabajo, se pretende realizar la configuración más simple, de una cámara de descarga donde se producirá el plasma. El método consiste en producir iones en la cámara sometiendo a un gas (argón, helio, entre otros), a un campo de radiofrecuencia (RF). Posteriormente, un electrodo con potencial negativo acelerará 58 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Diseño de una fuente de iones por medio de un reactor de plasma/ Arón Hernández Trinidad, et al. los iones presentes y los conducirá a una placa que estará midiendo la corriente eléctrica, y así saber el número de iones que llegan al detector. Como se puede observar, es una forma sencilla y a la vez ingeniosa de generar un haz de iones. Diseño de la cámara de producción de iones Para realizar los diseños de la fuente de iones, se hizo uso del programa Inventor Profesional 2019. La primera cámara, es donde se produce el plasma y se encuentra compuesta por dos placas de aluminio de 90 mm de diámetro, cada una con 10 mm de grosor y unidas con un tubo de vidrio de 50 mm de diámetro por 50 mm de largo, cada unión tiene su respectivo empaque. La placa que se localiza en el extremo izquierdo, tiene dos conexiones: brida NW16 y NW10; encargadas de controlar la entrada del gas y el vacío que se produce dentro. Se espera que el vacío sea alrededor de 10-2 mbar. En la figura 1, se muestra el diseño mecánico del reactor de plasma (primera cámara), se puede observar que, en su extremo derecho, tiene un orificio de la medida de una brida NW25 para la extracción de los iones (segunda cámara). Fig. 1. Reactor de plasma con conexiones de entrada y salida. Diseño de la cámara de extracción y detección de los iones Esta cámara se encuentra unida mediante un tubo de vidrio, con las mismas dimensiones que se usa en el reactor de plasma. Como se muestra en la figura 2, la placa de aluminio del extremo izquierdo es el electrodo encargado de acelerar los iones, éste se conectará a una fuente de voltaje, aplicándose un potencial negativo para atraer los iones positivos. Fig. 2. Cámara de extracción y detección de iones. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 59 �Diseño de una fuente de iones por medio de un reactor de plasma/ Arón Hernández Trinidad, et al. El electrodo tiene una forma cónica, que ayuda a que las partículas se concentren en la región de la placa de detección. El electrodo y el reactor de plasma se unirán mediante un empaque aislante para que al ser unidas las placas no se unifiquen en un solo electrodo. Los pernos que se utilizan para la unión son pernos aislantes para que no se perjudique la unión. La placa de detección tiene las mismas medidas que las placas anteriores y de igual material. En dicha placa, se encuentra un tubo que a su extremo hay una placa rectangular a la altura del orificio del cono, donde los iones que al ser acelerados forman el haz, éstos chocarán con esta placa rectangular y se detectará la corriente que pasa por la placa. Diseño ensamblado Al tener los componentes de la fuente de iones, se procede a ensamblar las piezas para obtener la vista completa del diseño. En la figura 3, se muestra la fuente de iones con sus piezas (cámaras) ensambladas. Fig. 3. Fuente de iones. Esta forma del diseño se escogió por la facilidad de extracción de los iones, ya que la cantidad de corriente dado un voltaje aplicado está relacionado con los efectos de la carga espacial de la ecuación de Child-Langmuir: (1) Donde la I es la corriente total del haz de iones y V el voltaje aplicado y P es conocida como la perveancia. La perveancia es usada en haces de partículas cargadas e indica el efecto de la carga espacial sobre el movimiento del haz. Sin embargo, la ley de Child-Langmuir para aperturas redondas, la corriente de extracción de iones que puede ser extraída viene dada analíticamente de acuerdo a la siguiente expresión: (2) Donde ε0 es la constante dieléctrica de valor 8.8541878176×10 C /(N•m ), q la carga de la partícula y m su masa. Además, S es la razón a/d, donde a es el radio de la abertura de salida y d es el espacio de extracción entre producción de iones y el electrodo de aceleración. De aquí, se obtiene la relación correspondiente: -12 2 2 (3) 60 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Diseño de una fuente de iones por medio de un reactor de plasma/ Arón Hernández Trinidad, et al. Donde A es el área de emisión. Como se observa en la Ecuación (3), la distancia entre el reactor y el electrodo de aceleración debe ser pequeña para tener una salida mayor de iones. Cabe mencionar, que esta es la razón del porqué se escogió esta forma de extracción. Simulaciones de la Fuente de Iones Al analizar el reactor de plasma, primeramente, se simuló el potencial eléctrico y campo eléctrico que se encontraría entre las placas. Una de las placas se aterrizó, mientras que la otra se le agregó un potencial que varía con el tiempo, en la figura 4 se observan los resultados de la simulación. En la figura 5, se puede apreciar las curvas de nivel del potencial eléctrico. La capacitancia de un capacitor de placas paralelas viene dada por la ecuación: (4) Fig. 4. Potencial eléctrico (V) y flechas del campo eléctrico. Fig. 5. Curvas de nivel del potencial eléctrico. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 61 �Diseño y construcción de una fuente de iones por medio de un reactor de plasma/ Arón Hernández Trinidad, et al. Donde A es el área de la placa, d la distancia entre ellas y ε la permitividad eléctrica absoluta. Como se observa en la Ecuación (4), a menor distancia entre las placas, mayor capacitancia y el campo eléctrico es más intenso. Es por tal motivo, se eligió que el espacio entre placas sea de 50mm. La energía eléctrica depende del voltaje y la carga, como la carga depende de la capacitancia, entonces se puede modular la energía eléctrica total, controlando estos dos parámetros. La energía eléctrica máxima total que se ha registrado es de potencia 10-9 J. Asimismo, se ha simulado la temperatura que habrá dentro del reactor que sube alrededor de 300 K con una potencia de 10 W y un vacío de 0.06 torr aproximadamente. Lo que se busca, en la siguiente cámara, es la relación que haya entre el potencial negativo y la corriente eléctrica que detectará la placa, para ello se realiza una gráfica con las características anteriores y observar la relación entre dichos parámetros, esto se presenta en la figura 6. Fig. 6. Gráfica del potencial respecto a la corriente. Es importante reconocer que la abertura de salida de los iones debe ser pequeña y puede modificarse para obtener mejores resultados, de hecho, es fundamental hacer análisis de las trayectorias de las partículas. Posteriormente, se simuló las trayectorias de los iones en la cámara de extracción. El electrodo estuvo sometido a un potencial negativo que varía de 0 a 180 V. En la figura 7, se puede apreciar la trayectoria de las partículas en un tiempo dado. Para verificar mejor la dispersión del haz, se aumentó la distancia de la trayectoria de las partículas y en la figura 8, se observa con más detalle esta dispersión. Además, se realizó un mapa de Poincaré para analizar el haz en tres cortes transversales, cuando sale de la cámara de generación del plasma, a la mitad de la trayectoria y por último en la placa detectora. En la figura 9, se observa puntos de color rojo, representando al haz saliendo de la primera cámara, los de color azul es a la mitad de la trayectoria y, por último, los puntos de color negro es el haz cuando llega a la placa detectora; se puede apreciar la dispersión del haz en la cámara de extracción. 62 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Diseño de una fuente de iones por medio de un reactor de plasma/ Arón Hernández Trinidad, et al. Fig. 7. Trayectoria de partículas en la cámara de extracción. Fig. 8. Dispersión del haz a medida que avanza en el tiempo y espacio. Fig. 9. Mapa de Poincaré del haz de iones. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 63 �Diseño de una fuente de iones por medio de un reactor de plasma/ Arón Hernández Trinidad, et al. CRITERIOS DE ACEPTACIÓN La fuente de iones que se ha expuesto es un diseño sencillo para conocer los fundamentos básicos de su funcionalidad y el aporte que tiene a varias áreas. Esta sencilla fuente, es un trabajo pionero para que en un futuro sea modificado y mejorado, logrando así una mayor precisión. En la Universidad de Guanajuato, se construirá un acelerador lineal de radiofrecuencia mexicano de 5 MeV con una fuente de electrones. Sin embargo, hacer uso de una fuente de iones por la extensa aplicación que existe en la industria, medicina y ciencia, es la finalidad. Por tal motivo, este trabajo es pionero en este rubro, ya que se pretende mejorar e incluso cuando se tenga su mejoramiento, ser usado en este acelerador lineal. Este producto de investigación no solo sirve para realizar la fuente de iones, sino que el reactor de plasma puede ser usado para otros fines, es decir, tiene un valor agregado con experimentos que requieran de la generación de un plasma para llevarse a cabo. Sin lugar a duda, es un trabajo que conlleva esfuerzo, trabajo en equipo, diversas áreas de aplicación, innovación, y desarrollo de ingeniería, temas relevantes para la independencia tecnológica y científica del país. CONCLUSIONES Como se ha expuesto, existen varios parámetros para realizar una fuente de iones. La forma en que se produce el plasma y la forma en que se extraen los iones varía en diferentes aplicaciones, pero la forma básica que se ha presentado en este trabajo permite, mediante un diseño sencillo, generar un haz de iones que puede ser aplicado a diferentes áreas como la ingeniería, física y química, por mencionar algunas. Diseñar, simular los procesos y la dependencia de los parámetros involucrados ayuda en la generación de un esquema experimental optimizado. Se sabe que tanto en el trabajo teórico como el experimental existen errores, pero se minimizan para lograr un diseño confiable. En este trabajo se expuso una fuente de iones simple, que logra el objetivo de conocer los fundamentos básicos, así como la física detrás de ella. La aplicación es muy amplia, desde grabados en superficie como modificaciones a fármacos: radiofármacos. Sin lugar a duda, resulta un tema relevante en la innovación y tecnología. Sin embargo, en México el estudio sobre esta línea es aún emergente, por lo que se pretende explorar y trabajar como pioneros en este campo. Hablando con objetividad, existe aún mucho trabajo futuro por hacer, pero se lleva un buen comienzo y con la finalidad de aportar en el ámbito científico y como beneficio de México. AGRADECIMIENTOS Agradezco a los asesores de este proyecto que se está realizando en la Universidad de Guanajuato, a los doctores María Concepción García Castañeda y Humberto Maury Cuna por su colaboración y estima. Asimismo, a la beca proporcionada por CONACyT durante mi estancia en la maestría y al Proyecto de Infraestructura 295720 de CONACyT. De igual manera, a mi familia y amigos; a los que están y a los que ya no. 64 Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Diseño de una fuente de iones por medio de un reactor de plasma/ Arón Hernández Trinidad, et al. REFERENCIAS 1. Roth J. R., Industrial Plasma Engineering, Institute of Physics Publishing, London, UK (1995). 2. http://cds.cern.ch/record/398432/files/p619.pdf (1985). 3. García M., Montero J., Marlon C., Sarmiento P., “Plasma: Una tecnología de gran potencial para la industria y la ciencia”, Ingenius, 1, p. 66-72 (2010). 4. Rahman A., “Ion Sources for Use in Research and Low Energy Accelerators”, International Journal of Instrumentation Science, 1, p. 63-77 (2012). 5. Brenes S. G., “Plasma: Energía para el futuro…”, Investiga.TEC, 19, p. 6 (2014). 6. https://cds.cern.ch/record/603056/files/CERN-2006-002.pdf (2006). 7. Gordillo F., “Plasmas Fríos”, Investigación y Ciencia, 381, p. 70-79 (2008) 8. Miranda J. M., Sebastián J., Sierra M., Margineda J., Ingeniería de Microondas: Técnicas Experimentales, Prentice Hall, Madrid, España (2002). 9. Feynman R., Lectures on Physics 2: Mainly Electromagnetic and Matter, Addison – Wesley Publishing Company, Inc., California, USA (1964). 10.De la Paz M., Experiencia Mexicana en Aceleradores de Partículas: Investigación y Beneficios en la Sociedad Mexicana”, Siglo XXI Editores, Ciudad de México, México (2004). Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 65 �Colaboradores De la Garza Salinas, Francisco Javier. M.C. Ingeniero en Control y Computación egresado de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. En la misma institución realizó sus estudios de maestría en el área de Eléctrica con especialidad en Electrónica. Tiene especialización en Sistemas Distribuidos en la Universidad Técnica de Hamburgo en Alemania. Miembro del Cuerpo Académico “Sistemas Integrados de Manufactura”. Profesor de tiempo completo del Departamento de Mecatrónica de la FIME. Actualmente es Coordinador General de Mecatrónica. Francois Lacouture, Juan Luis Ingeniero en Energía egresado de la Universidad Autónoma Metropolitana – Iztapalapa. Realizó estudios de especialización en Ingeniería Nuclear en el Instituto Nacional de Ciencias y Técnicas Nucleares de Francia, y en este mismo país. Doctor en Ciencias en la especialidad de Física de Reactores Nucleares por la Universidad de París XI. Desde 1999 es Profesor-Investigador Titular “C” Definitivo de Tiempo Completo de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores (Nivel II), de la Academia de Ingeniería de México, de la Academia Mexicana de Ciencias y de la Academia Internacional de Energía Nuclear. García Castañeda, María Concepción Licenciada en Ciencias Químicas con especialidad en Química Orgánica (2004) por la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Coahuila. Doctor en Tecnología de Polímeros (2011) por el Centro de Investigación en Química Aplicada 66 (CIQA). Actualmente es catedrático CONACyT en la Universidad de Guanajuato y tiene la distinción de candidato dentro del SNI. García López, David Alejandro Q. F. B., Maestro en Producción Animal en Zonas Áridas (2019) por la Universidad Autónoma de Zacatecas. Se desarrolla en el Laboratorio de Biología Celular y Neurobiología de la Unidad Académica de Ciencias Biológicas en la Universidad Autónoma de Zacatecas. García Mendoza, Héctor Alfonso Estudiante de Ingeniero en Mecatrónica de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Realizo su estancia de Investigación en el Laboratorio de Innovación 4.1 de la misma Facultad. Garza Montes de Oca, Nelson F. Graduado de Ingeniero Mecánico Electricista (2001) y Maestro en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales (2003) por la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL). Obtuvo sus grados MPhil y PhD en Metalurgia por la Universidad de Sheffield (2008) en Reino Unido. Es profesor de metalurgia y materiales en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL desde 2010, miembro de la Academia Mexicana de Ingeniería desde 2014, miembro del Sistema Nacional de Investigadores. Hernández Trinidad, Arón Licenciado en Física por la División Académica de Ciencias Básicas (DACB) de la Universidad Juárez Autónoma de Tabasco (UJAT). Candidato a Maestro en Ciencias Aplicadas por la División de Ciencias e Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Colaboradores Ingenierías (DCI) de la Universidad de Guanajuato (UG). Realiza estudios en aceleradores de partículas, esencialmente en fuente de partículas, como es el caso de fuente de iones a partir de reactores de plasma, en la DCI. Letechipia de León, Consuelo Q. F. B., Maestro en Ciencias Nucleares, Doctorado en Ciencias Pecuarias por la Universidad Autónoma de Zacatecas (2011). Forma parte del cuerpo académico consolidado de Radiobiología (UAZ- CA-1). Trabaja en la Universidad Autónoma de Zacatecas en la Unidad Académica de Estudios Nucleares. López Guerrero, Francisco Eugenio Ingeniero Mecánico Electricista e Ingeniero en Control y Computación de la UANL, Maestro en Ciencias de la Administración con especialidad en Sistemas por la misma Universidad, durante estos estudios participó en la Universidad Técnica de Hamburgo, Alemania en donde desarrolló su tesis de maestría. Doctor en Ingeniería de materiales en la Universidad Autónoma de Nuevo León trabajando en conjunto con el Departamento de Materiales y Automatización de la Universidad Técnica de Hamburgo, Alemania. Profesor de tiempo completo de la División de Ingeniería Mecatrónica de la FIME. Miembro del Cuerpo Académico “Sistemas Integrados de Manufactura”. Maury Cuna, Georfrey Humberto Israel Graduado de Ingeniero Físico (2006) por la Universidad Autónoma de Yucatán. Doctor en Ciencias con Especialidad en Física Aplicada (2013) por el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del I.P.N, desarrollando sus investigaciones doctorales en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) en Suiza. Se desarrolló profesionalmente en la Universidad de Guanajuato – DCI Campus León, siendo Profesor de Tiempo Completo. Es miembro fundador de la Comunidad Mexicana de Aceleradores de Partículas, del cual es presidente durante el período 2018 – 2020. Miembro activo en la colaboración de estudios para el Futuro Colisionador Circular. Ortiz Letechipia, Jennifer Q. F. B (2017), Maestro en Ciencias con orientación en Medicina nuclear (2019), y estudiante del doctorado en Ciencias de la Ingeniería de la Universidad Autónoma de Zacatecas. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 Ortiz Villafuerte, Javier Investigador en el Departamento de Sistemas Nucleares del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares desde 2004. Sus áreas de investigación son la simulación de transitorios y accidentes en reactores de agua en ebullición. Actualmente dirige un proyecto SENER-CONACYT del Fondo de Sustentabilidad Energética y un Proyecto Coordinado de Investigación del Organismo Internacional de Energía Atómica. Pericas, Raimon Licenciado en física por la Universidad Autónoma de Barcelona (2002), maestro en nuevas energías renovables por el Instituto Catalá de Tecnologia (2004), maestro en ingeniería nuclear por la Universidat Politécnica de Catalunya (2010) y doctor en ingeniería nuclear por la Universidad Politécnica de Catalunya y la Universidad del Estado de Pennsylvania (2015). Actualmente trabaja como profesor e investigador en la Universidad de Vic y en la Universidat Politécnica de Catalunya. Polo Labarrios, Marco Antonio Doctor en Ingeniería en Energía por la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores (SNI). Trabajó en la Comisión Nacional de Seguridad Nuclear y Salvaguardias (CNSNS) como analista de accidentes severos. Se ha desempeñado como académico en la Universidad Autónoma Metropolitana unidad Iztapalapa y Cuajimalpa, siendo la última donde actualmente labora como profesor. Quezada García, Sergio Doctor en Ingeniería en Energía por la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores (SNI) nivel 1. Se ha desempeñado como académico en la Universidad Tecnológica de México (UNITEC), la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), la Universidad de la Ciudad de México (UACM) y la UNAM, donde actualmente labora como profesor de tiempo completo. Ramírez Cruz, Francisco Ingeniero Mecánico Electricista egresado de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL, Es Maestro en Ciencias de la Mecatrónica de la Universidad Técnica de Hamburgo, Alemania. 67 �Colaboradores Dirigió el departamento de Somatoprótesis de la Facultad de Medicina de la UANL. Doctor en Ingeniería de materiales en la UANL trabajando en conjunto con el Departamento de Materiales y Automatización de la Universidad Técnica de Hamburgo, Alemania. Profesor de tiempo completo del Departamento de Mecatrónica de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. Miembro del Cuerpo Académico “Sistemas Integrados de Manufactura”. Sánchez Mora, Heriberto Ingeniero en energía por la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) y maestro en ingeniería por la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Ha colaborado en el desarrollo de simuladores de plantas de energía nuclear y análisis de accidentes severos. Se encuentra bajo la línea de investigación de fenómenos de transporte aplicados a sistemas energéticos. Actualmente es aspirante al doctorado de ingeniería nuclear en el Instituto Politécnico Nacional (IPN). 68 Sánchez Rodríguez, Sergio Hugo Q. F. B., Maestro en biología experimental, Doctor en Ciencias por la Universidad Autónoma de Zacatecas. Responsable del Laboratorio de Biología Celular y Neurobiología en la Unidad Académica de Ciencias Biológicas en la Universidad Autónoma de Zacatecas. Vega Carrillo, Héctor Rene Ingeniero Electricista por la Universidad Autónoma de Zacatecas (1981). Maestro en ciencias con especialidad en Ingeniería Nuclear por la Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas UANL (1984). Philosophy Doctor por School of Mechanical Engineering, Department of Nuclear Engineering, The University of Texas at Austin (1995). Docente investigador de tiempo completo en la Unidad Académica de Estudios Nucleares de la Universidad Autónoma de Zacatecas desde 1981. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores, Nivel II, (Enero 2018- Diciembre 2021). Responsable de Seguridad Radiológica de la UAZ. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 69 �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 para su validación. No se aceptan protocolos de 70 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@uanl.mx 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@uanl.mx Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 �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 abstenerse de incluir información que hayan obtenido mediante comunicación privada que no se localice en publicaciones. Los autores deben abstenerse de incluir información que hayan obtenido de manera confidencial sin el permiso explícito correspondiente. Los autores deben abstenerse de incluir información obtenida en el proceso de servicios confidenciales, tales como documentación para concursos o solicitudes de becas. Los autores deben abstenerse de citar publicaciones que no se relacionen o que sólo se relacionen remotamente con la materia. 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. Revisores 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 manifestar al editor cualquier conflicto de intereses que detecten. Los revisores deben considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. Los revisores deben abstenerse de expresar críticas personales. 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 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 autores deben incluir a los coautores fallecidos que cumplan con el criterio de coautoría, asentando la fecha de su muerte. Los revisores deben abstenerse de utilizar o difundir información, argumentos o interpretaciones no publicadas contenidas en un manuscrito bajo consideración, Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 71 �Código de ética 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. 72 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. Ingenierías, Julio-Septiembre 2019, Vol. XXII, No. 84 ��� 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 2019 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 22 Número Número de la revista 84 Mes de publicación Mes cuando se publicó Julio-Septiembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Trimestral Relación OPAC 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, 2019, Año 22, No 84, Julio-Septiembre 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 01/07/2019 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 2020946 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 Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Clinoptilolita Rayos X Reactor Solidificación Uranio https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/20872/Ingenierias_2019_Ano_22_No_83_Abril-Junio.pdf abf6055fadcfb1a8ca14b7761a8ee6a6 PDF Text Text ��Contenido 83 Abril-Junio de 2019, Año XXII, No. 83 3 Editorial: Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Bernard Durand 7 Composites de poli-(tereftalato de etilen glicol), PET, con óxido de grafeno reducido, (rGO) Carlos A. Guerrero Salazar, Paloma B. Jiménez Vara, Virgilio A. González González, Tania E. Guerrero Salas 19 El observatorio del colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo, 1884-1914 José Roberto Mendirichaga 40 Aspectos estructurales, reológicos y dieléctricos de la etil celulosa Isaac Yair Miranda Valdez, Carlos Adrián Camarillo Hernández, Martín Edgar Reyes Melo, Jesús Gabino Puente Córdova, Beatriz Cristina López Walle 54 Química verde en la síntesis de rGO partiendo de la exfoliación electroquímica del grafito Gerardo Flores Jerónimo, Carlos Guerrero Salazar, Virgilio González González, Tania Guerrero Salas 66 Colaboradores 68 Información para colaboradores 69 Código de ética Ingenierías, Abril-Junio 2019, Año XXII, No. 83 1 �DIRECTORIO Ingenierías, Año XXII N° 83, abril-junio 2019. 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, Nuevo León, México, C.P. 64000. Fecha de terminación de impresión: 15 de abril de 2019. 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. 66455. 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 2019 revistaingenierias@uanl.mx UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN Mtro. Rogelio G. Garza Rivera Rector Dr. Santos Guzmán López Secretario General Mtra. Emilia Edith Vásquez Farías Secretario Académico Dr. Celso José Garza Acuña Secretario de Extensión y Cultura Lic. Antonio Ramos Revillas Director de Editorial Universitaria FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA Dr. Jaime A. Castillo Elizondo Director Dr. Juan Antonio Aguilar Garib Editor responsable M.C. Cyntia Ocañas Galván Dr. Jesús G. 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COMITÉ TÉCNICO Dr. Efraín Alcorta García, FIME-UANL / Dr. Rafael Colás Ortiz, FIME-UANL / Dr. Jesús De León Morales, FIME-UANL / Dr. Virgilio Ángel González González, FIME-UANL / Dr. Carlos Alberto Guerrero Salazar, FIME-UANL / Dra. Oxana Vasilievna Karissova, FCFM-UANL / Dr. Francisco Eugenio López Guerrero, FIME-UANL / Dr. Martín Edgar Reyes Melo, FIME-UANL / Dr. Roger Z. Ríos Mercado, FIME-UANL / Dr. Juan Ángel Rodríguez Liñán, FIME-UANL. 2 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Año XXII, No. 83 �Editorial: Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Bernard Durand Profesor Emérito, Universidad de Toulouse 3, Paul Sabatier bdurand@chimie.ups-tlse.fr El 20 de diciembre de 2017, la Asamblea General de las Naciones Unidas proclamó 2019 como el Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos (IYPT 2019), promovida por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC), la Asociación Europea para la Ciencia Química y Molecular (EuCheMS), el Consejo Internacional de Ciencia (ISC), la Unión Astronómica Internacional (UAI), la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada (IUPAP) y la Unión Internacional de Historia y Filosofía de las Ciencias (IUHPST). El objetivo fue reconocer esta tabla como uno de los logros más grandes y más influyentes de la ciencia moderna, lo que refleja la esencia, no sólo de la química, sino también de la física, la biología y otras disciplinas de ciencias básicas. El IYPT 2019 conmemora una notable serie de eventos decisivos que marcaron la historia de la tabla periódica hace 1200, 350, 230, 190 y 150 años. De hecho, alrededor del año 819 Jabir Ibn Hayyan aisló arsénico y antimonio por primera vez. En 1669, el fósforo es el primer elemento descubierto por los procesos químicos de Hennig Brand. En 1879, Antoine Lavoisier publicó una lista de 33 elementos químicos que clasifica por familias: gas, metales, no metales y minerales. En 1829, Johann Wolfgang Döbereiner observó que cuando ciertos elementos se agrupan por tríadas, de acuerdo con sus propiedades y al aumentar la masa atómica, las propiedades del elemento central se corresponden aproximadamente con el promedio de las otras dos. La celebración está centrada en el 150 aniversario de la creación de la tabla periódica por el científico ruso Dmitri I. Mendeleev, y los avances en la química que ha habido desde entonces. En la década de 1860, la química estaba en un estado de desorden total. Se admitía la noción de átomos y moléculas, pero nadie estuvo de acuerdo con las fórmulas moleculares ni las masas atómicas correctas de los elementos. La primera conferencia científica internacional, celebrada en Alemania en Karlsruhe en 1860, fue un evento científico importante, luego de lo cual Stanislas Cannizzaro aclaró la situación al admitir la teoría propuesta por Amadeo Avogadro hacia 50 años y afirmando que volúmenes iguales de gas en las mismas condiciones contienen los mismos números de moléculas. Aunque el congreso no tomó una decisión sobre la teoría atómica, lo dicho allí se impondría rápidamente entre los químicos. Luego los arreglos periódicos de los elementos fueron publicados: el tornillo telúrico de Alexandre Emile de Chantcourtois fue el primero, presentando los elementos en espiral en un cilindro vertical. Lothar Meyer publicó en 1864 una tabla periódica que describía 28 elementos clasificados por su valencia, pero no preveía la existencia de nuevos elementos. Ingenierías, Abril-Junio 2019, Año XXII, No. 83 3 �Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos / Bernard Durand En 1860, Dmitri Mendeleev propuso una primera tabla que contenía 9 elementos; 3 halógenos, 3 alcalinos y 3 alcalino-térreos. Luego la completó progresivamente hasta que el 6 de marzo de 1869, hizo una presentación formal ante la Sociedad Rusa de Química titulada “La dependencia entre las propiedades y las masas atómicas de los elementos”, que describía los elementos según su masa atómica relativa y su valencia. Esta presentación estipulaba nociones que hoy se aceptan sin discusión: 1) Los elementos, dispuestos de acuerdo con su masa atómica, muestran una aparente periodicidad de sus propiedades. 2) Los elementos que son similares en términos de sus propiedades químicas tienen masas atómicas cercanas o próximas al mismo valor (por ejemplo, Pt, Ir, Os) o que aumentan constantemente (por ejemplo, K, Rb, Cs). 3) La disposición de los elementos en grupos, en el orden de sus masas atómicas, corresponde a sus llamadas valencias, así como, en cierta medida, a sus propiedades químicas distintivas. Este es el caso del Li, Be, B, C, N, O y F. 4) Los elementos más abundantes en la naturaleza tienen masas atómicas pequeñas. 5) La importancia de la masa atómica determina el carácter del elemento, al igual que la de la molécula determina el carácter de un cuerpo compuesto. 6) Se suponía el descubrimiento futuro de elementos que tendrían su lugar en la tabla periódica. Por ejemplo, elementos similares al aluminio y al silicio cuya masa atómica estaría entre 65 y 75. 7) La masa atómica de un elemento a veces puede ser tomada por el conocimiento de la masa de sus elementos contiguos. Así, la masa atómica de telurio debe estar entre 123 y 126. 8) Algunas propiedades de los elementos se pueden predecir a partir de su masa atómica. Mendeleev ofreció el avance de predecir las propiedades de lo que llamó ekasilicio, eka-aluminio y eka-boro (germanio, galio y escandio, respectivamente). Para los ocho elementos que predijo, usó los prefijos eka, dvi y tri; uno, dos y y tres en sánscrito. Cuestionó el valor de ciertas masas atómicas comúnmente aceptadas (en ese momento sólo podían medirse con poca exactitud), señalando que no correspondían a las sugeridas por su Ley Periódica. Se preguntó dónde colocar los lantánidos conocidos y predijo la existencia de otra línea de la tabla, la de los actínidos, que eran elementos con las masas atómicas más altas. Algunos científicos criticaron a Mendeleev por haber predicho que debía haber más elementos, pero sus descubrimientos fueron confirmados por el descubrimiento del galio y el germanio, en 1875 y 1886 respectivamente, los cuales se ajustaron perfectamente a sus predicciones. Cuando Mendeleev presentó su tabla periódica, la estructura interna de los átomos no se conocía. Solo hasta 1911, el experimento de Ernest Rutherford de bombardear una hoja de oro con partículas alfa demostró que el átomo estaba formado por un pequeño núcleo con una carga eléctrica positiva, alrededor de la cual se ubican otras partículas de carga negativa, llamadas electrones. Entre 1913 y 1930, el desarrollo de la mecánica cuántica representó el movimiento de los átomos y explicó los enlaces químicos. El principio de exclusión de Pauli explicó la organización en capas de los electrones en órbita alrededor del núcleo. Los electrones buscan ocupar las capas más bajas disponibles y es el nivel de asentamiento de la última capa ocupada, lo que explica las propiedades químicas de los átomos. Como resultado, la tabla periódica de Mendeleev es una clasificación de los átomos de acuerdo con la estructura de sus capas electrónicas. Cada línea corresponde al llenado progresivo de la capa electrónica más externa y, en cada columna, la capa externa contiene el mismo número de electrones. 4 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Año XXII, No. 83 �Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos / Bernard Durand La paternidad de la tabla periódica de elementos se atribuye innegablemente a Dmitri Mendeleev, pero también hizo otras importantes contribuciones a la química. El químico e historiador de la ciencia, también ruso, Lev Chugayev, lo definió como “un químico de genio, un físico de primera clase, un investigador prolífico en el campo de la hidrodinámica, la meteorología, la geología, ciertas ramas de la química aplicada, tales como explosivos, petróleo y combustibles, así como otras disciplinas cercanas a la química y la física, un experto en la industria química y la química en general, y un pensador original en el campo económico”. Hizo un trabajo importante para determinar la naturaleza de las soluciones. En el campo de la física, trabajó en la expansión térmica de líquidos. Obtuvo en particular una fórmula similar a la Ley de expansión de gas de Gay-Lussac. En 1861, anticipó la idea de la temperatura crítica de Thomas Andrews, al definir la temperatura de ebullición absoluta de un compuesto, como la temperatura a la cual la cohesión del líquido y el calor de vaporización se vuelven cero, y el líquido se convierte en vapor independientemente de la presión y volumen. Igualmente él trabajó sobre la teoría de los efectos del proteccionismo en agricultura. Dmitri Mendeleev fue uno de los fundadores de la Sociedad Rusa de Química hace 150 años. Después de renunciar a la Universidad de San Petersburgo en 1890, fue nombrado director de la Oficina de Pesas y Medidas (se le atribuye la introducción del sistema métrico en el Imperio Ruso) en 1893. Recibió varias medallas, Medalla Davy, Conferencia de Faraday, Medalla Copley. También fue reconocido póstumamente en 1925, León Trotsky pronunció un discurso sobre la ciencia y sobre él en el Cuarto Congreso de Química Pura y Aplicada de Mendeleev. En 1955, el elemento del número 101 atómico fue nombrado Mendelevio en su honor. Un gran cráter en el lado obscuro de la luna lleva su nombre, así como una cresta en el Océano Ártico. A la serie de eventos que conmemora el IYPT 2019, también se destaca en este año internacional a las mujeres que han contribuido en gran medida al descubrimiento de elementos de la tabla. Marie Sklodowska-Curie, quien recibió el Premio Nobel en 1903 y 1911 por el descubrimiento del radio y el polonio, Berta Karlik, quien descubrió el astato, Lise Meitner, quien identificó un isótopo de protactinio, Ida Noddack por el descubrimiento del renio, y Marguerite Perey, quien hace 80 años, en 1939, descubrió el francio, llenando un espacio del ekacesio dejado por Mendeleev. Poner a estas mujeres en el foco de atención es una continuación de la prioridad global “Igualdad de género” definida por la UNESCO con el fin de avanzar en la implementación de la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible. Dicha proclamación es también un medio para rendir homenaje al descubrimiento, fruto de la colaboración científica internacional, de cuatro elementos súper pesados, nihonio, moscovio, tenesino y oganesón. La tabla periódica ha sufrido muchos ajustes en su forma actual. Se ha convertido en un depósito universal al que se puede informar sobre todos los tipos de comportamiento físico y químico de los elementos. Hoy hay 118 del hidrógeno a oganesón. El Año Internacional de la Tabla Periódica comenzó con una ceremonia de apertura en París el 19 de enero. En febrero se celebró en España un simposio internacional “Mujeres y tabla periódica”. Se tiene programada una reunión de Ingenierías, Abril-Junio 2019, Año XXII, No. 83 5 �Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos / Bernard Durand la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada en París en julio, seguida inmediatamente por la Olimpiada Internacional de Química, y la ceremonia de clausura se llevará a cabo en Tokio en diciembre. Una ambición es ayudar a promover el liderazgo de la UNESCO a nivel mundial en la creación de capacidad en ciencia, tecnología e innovación para el desarrollo sostenible. En este contexto, es esencial crear conciencia sobre el papel de la química en el suministro de soluciones a problemas como el cambio climático y la preservación de los recursos naturales. La tabla periódica de los elementos, la piedra angular del mundo científico, podría alentar la cooperación internacional en las ciencias básicas. Es importante seguir desarrollando la capacidad educativa mundial mediante actividades centradas en la ciencia, la tecnología y la innovación para los jóvenes, centrándose en la igualdad de género y el empoderamiento de los jóvenes especialmente en los países en desarrollo. 6 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Año XXII, No. 83 �Composites de poli-(tereftalato de etilen glicol), PET, con óxido de grafeno reducido, rGO Carlos A. Guerrero Salazar, Paloma B. Jiménez Vara, Virgilio A. González González, Tania E. Guerrero Salas Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad Autónoma de Nuevo León, México carlos.guerreros@uanl.mx RESUMEN Se utilizó grafeno como refuerzo del poli-(tereftalato de etilen glicol). Para la síntesis del grafeno se oxidó el grafito, se exfolió por ultrasonido y se redujo químicamente. Los composites de PET se obtuvieron mediante mezclado en fundido, explorándose también el efecto de un agente compatibilizante. Los resultados muestran un incremento en el módulo elástico a altas temperaturas para concentraciones de 5% de rGO. Con compatibilizante, se encuentra que la muestra con 0.1% de rGO y 5% de compatibilizante es la que tiene mejor comportamiento, ya que el módulo se mantiene a niveles elevados, aún a altas temperaturas. PALABRAS CLAVE Grafeno, óxido de grafeno, PET, composite. ABSTRACT Graphene was used to reinforce a matrix of poly-(ethylene terephtalate). Graphene synthesis took place through oxidation of graphite, exfoliation by ultrasound and chemical reduction. PET composites were obtained by melt mixing, exploring also the effect of a compatibilizing agent. The results show an increase in the elastic modulus to high temperatures for concentrations of 5% of the rGO. When the compatibilizing agent is used, the sample with 0.1% of rGO and 5% compatibilizing has a better performance, since the modulus is maintained at high levels, even at high temperatures. KEYWORDS Graphene, graphene oxide, PET, polymer composite. INTRODUCCIÓN Un material compuesto o simplemente “composite”, consiste en la unión física de dos o más materiales que tienen propiedades físicas y químicas diferentes, pero al combinarlos, producen un nuevo material con características muy diferentes a las que poseen los originales. La estructura y morfología de un composite está formada principalmente por una fase matriz y al menos otra fase dispersa en aquella, la cual se considera como refuerzo o carga. El material empleado como matriz puede ser un polímero, un metal o un cerámico y la fase dispersa puede estar en forma de partículas, fibras, hojuelas, etc.1 Generalmente, los composites se diseñan para mejorar las propiedades mecánicas de la matriz2-6 o para mejorar Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 7 �Composites de poli-(tereftalato de etilen glicol), PET, con óxido de grafeno reducido, rGo / Carlos A. Guerrero Salazar, et al. alguna propiedad funcional de la misma, como las eléctricas, optoelectrónicas, barrera a la humedad o a los gases, entre otras.7-10 Si la matriz de un composite es un polímero, entonces se puede decir que un polímero “reforzado” consiste en una matriz polimérica y un refuerzo relativamente rígido, el cual provoca cambios dramáticos en el módulo elástico o en el esfuerzo, dada una deformación sobre el polímero puro. Uno de los refuerzos más utilizados en la actualidad en la preparación de composites con matriz polimérica es el carbono y sus alótropos, vg., fibras, nanotubos, grafeno, óxido de grafeno (GO), óxido de grafeno reducido (rGO), puntos cuánticos de carbono.11-16 Se prefiere el uso de estos refuerzos por su tamaño a escala nanométrica, ya que los refuerzos tradicionales, de tamaño del orden de micras, requieren de una concentración mucho mayor para obtener una mejora modesta en las propiedades mecánicas, causando además problemas de flujo durante su procesamiento, así como en el peso final del producto. El poli-(tereftalato de etilen glicol), PET, se caracteriza por ser un material polar, con gran estabilidad dimensional, rigidez, buenas propiedades barrera y resistencia química, térmica y a la abrasión. Es un termoplástico de ingeniería altamente versátil que cubre una amplia gama de aplicaciones, usándose extensivamente en la industria del empaque flexible, en la de fabricación de botellas, y en la fabricación de fibras, pudiéndose procesar mediante extrusión e inyección, aunque su transformación es compleja a causa de su tendencia a absorber agua y a sufrir procesos de hidrólisis. El PET es un plástico de bajo costo y alto desempeño, que se usa ampliamente en mezclas, composites y nanocomposites, con la intención de mejorar sus propiedades físicas y de impartirle nuevas propiedades.17-19 El grafeno es un material a escala nanométrica que ha llamado mucho la atención últimamente debido a sus remarcables propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas. Conformado por una monocapa de átomos de carbono estrechamente empaquetados figura 1.a, el grafeno forma una red 2D que se asemeja a un panal de abejas. Es el componente estructural básico de todos los demás elementos grafíticos; cuando es envuelto en 0D forma los fullerenos (figura 1.b); cuando se enrolla forma los nanotubos 1D (figura 1.c) y cuando está en capas apiladas en 3D forma el grafito (figura 1.d). Composites poliméricos basados en nanorefuerzos son capaces de mejorar el desempeño de la matriz con cantidades relativamente pequeñas del mismo. Recientemente, el grafeno como tal, o el óxido de grafeno, se han usado con éxito como nanorefuerzos de polímeros.20-22 Lograr una dispersión homogénea de las láminas de grafeno u óxido de grafeno, en polímeros polares, como el poli-(metacrilato de metilo), (PMMA), poli-(acrilo-nitrilo), PAN, poli-(óxido de etileno), PEO, poli-(tereftalato de etilen glicol), PET, se ha transformado en un área de oportunidad. Teniendo en mente lo anterior, en este trabajo se describe la incorporación de concentraciones de óxido de grafeno reducido (rGO) menores al 1% en peso en una matriz de poli-(tereftalato de etilen glicol), mediante la técnica de mezclado en fundido, con la intención de mejorar las propiedades mecánicas del PET. Se explora la posibilidad de mejorar la dispersión del refuerzo, utilizando como agente de acoplamiento un ionómero de poliéster. 8 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �Composites de poli-(tereftalato de etilen glicol), PET, con óxido de grafeno reducido, rGo / Carlos A. Guerrero Salazar, et al. Fig. 1. Grafeno y otras formas grafíticas.12 EXPERIMENTACIÓN Materiales utilizados El PET seleccionado en este trabajo proviene de DAK Americas LLC, en forma granular y grado botella. Para la obtención del rGO se usó grafito en polvo con un tamaño de partícula del orden de 20 μm. Este material se oxidó con permanganato de potasio (KMnO4), nitrato de sodio (NaNO3), ácido sulfúrico (H2SO4) al 98%, peróxido de hidrógeno (H2O2) e hidróxido de sodio (NaOH). Todos los reactivos provienen de Sigma Aldrich, son grado reactivo y se usaron como se recibieron. Después de la oxidación, el GO se redujo usando hidrosulfito de sodio (Na2S2O4) como agente reductor. En parte de la experimentación se usó como agente de acoplamiento un ionómero de poliéster (Polyester sulfonic acid, Eastman AQ38). Obtención del Grafeno La producción del grafeno por reducción química del óxido de grafeno (rGO), envuelve tres pasos generales, figura 2; el primero es la oxidación del grafito, la cual se realizó siguiendo el método de Hummers.23, 24 Fig. 2. Obtención del rGO mediante reducción química. Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 9 �Composites de poli-(tereftalato de etilen glicol), PET, con óxido de grafeno reducido, rGo / Carlos A. Guerrero Salazar, et al. Dado que el óxido de grafito es un material hidrofílico, se puede disolver fácilmente en agua, por lo que su posterior exfoliación en capas individuales es relativamente sencilla al someter la solución acuosa a ultrasonido. De esta manera, el óxido de grafito obtenido en este trabajo se disuelve en agua destilada y se somete a ultrasonido por 15 min, formándose una suspensión coloidal, la cual se centrifuga a temperatura ambiente por 30 min a 4,000 RPM. La solución remanente es la que contiene las láminas exfoliadas de óxido de grafito, denominadas óxido de grafeno. Este material se seca en un horno al vacío por 2 h a 80°C. El GO seco se sumerge durante 15 min en la solución reductora, esta última formada por 100 ml de agua destilada, 5g de NaOH y 1.25g de Na2S2O4, a 60°C. Después de la reacción de reducción, el rGO se lava con agua destilada para eliminar residuos de la solución reductora y se seca durante 3 horas en un horno al vacío a 80°C. Una vez lavado y secado, el rGO se pulveriza en un mortero convencional, quedando el polvo listo para usarse en la preparación de los composites mediante la técnica de mezclado en fundido. Para mejorar la interacción entre el rGO y la matriz polimérica de PET, se realizó un segundo set experimental, en donde antes de reducir al GO se combinó con un agente de acoplamiento, siendo éste un ionómero de poliéster (PETi). El PETi se disuelve en agua destilada a 80°C y se agita hasta obtener una solución homogénea. A su vez, la solución acuosa de GO que se obtiene después del ultrasonido se añade gota a gota a la solución de PETi, sin dejar de agitar magnéticamente. Cuando se tenga una solución homogénea, ésta se somete a ultrasonido por 30 min a temperatura ambiente, para después proceder a secar en un horno al vacío a 80°C. Las películas de GO-PETi así obtenidas se reducen siguiendo el procedimiento explicado líneas arriba. Composites PET-rGO Los nanocomposites poliméricos se fabricaron empleando la técnica de mezclado intensivo en fundido, para lo cual se usó un mezclador C.W. Brabender de doble husillo. La cámara del mezclador se calienta a 260°C, usando atmósfera de nitrógeno, y se ponen a girar los rotores a 50 RPM. El PET, previamente secado, se añade en forma gradual a la cámara de mezclado cuando ésta alcanza la temperatura deseada; al alimentarse todo el plástico, se incrementa la velocidad de los rotores a 100 RPM. Después de 5 minutos bajo esas condiciones, se alimenta el rGO y se deja funcionando el sistema otros 5 min. Al final de esta etapa, el material se retira de la cámara de mezclado y se enfría, quedando listo para su caracterización. Tabla I. Composites PET-rGO fabricados por mezclado intensivo. 10 Muestra PET (g) rGO wt%) PETi (wt%) M0 28.00 0 0 M1 M5 M12 M15 27.86 27.86 27.41 26.57 0.1 0.5 0.1 0.1 0 0 2 5 M55 26.46 0.5 5 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �Composites de poli-(tereftalato de etilen glicol), PET, con óxido de grafeno reducido, rGo / Carlos A. Guerrero Salazar, et al. La tabla I muestra la composición de los diferentes composites obtenidos, siendo la muestra M0 la muestra de referencia, representando al polímero puro. CARACTERIZACIÓN El óxido de grafeno reducido se caracterizó mediante la técnica de difracción de rayos X (difractómetro X’Pert Pro) con fuente de radiación CuKα (λ=0.15418 nm). El voltaje usado fue de 50 KV, a una velocidad de 0.5°min-1 y con un ángulo de barrido, 2θ, de 1 a 40°. Una muestra de rGO pulverizado se disolvió en etanol y se sometió a ultrasonido. Gotas de esta solución fueron analizadas por microscopia electrónica de transmisión (JEOL, JEM-2100F) a un voltaje de aceleración de 200 KV. Para los composites, se evaluaron sus propiedades viscoelásticas midiendo la viscosidad compleja de las muestras fluidas, para lo cual se usó un reómetro rotacional de placas paralelas (Bohlin Gemini 200, Malvern Instruments, England). Las pruebas fueron isotérmicas (260°C) y de tipo oscilatorio, en un rango de frecuencias de 0.1 a 100 rad/s. Todas las pruebas se realizaron bajo atmósfera de nitrógeno. Se analizaron también muestras sólidas, para lo cual se usó un analizador mecánico dinámico (Perkin Elmer DMA 8000) en modo tensión; se evaluaron los módulos y la Tan δ en función de la temperatura, en un intervalo de 25°C a 200°C, con una frecuencia constante de 1 Hz. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Difracción de rayos X (XRD) La figura 3 muestra los difractogramas obtenidos para el grafito puro y para el rGO sintetizado. En el primer caso, es notorio un intenso pico en un ángulo de 26.38°, el cuál es característico del grafito puro.25 Sin embargo, para el rGO no se aprecia ningún pico en el difractograma. Esto se puede atribuir a la pérdida del orden que poseen las láminas antes de la exfoliación, por lo que se infiere que la Fig. 3. Difractogramas de rayos x para el grafito puro y para el rGO. Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 11 �Composites de poli-(tereftalato de etilen glicol), PET, con óxido de grafeno reducido, rGo / Carlos A. Guerrero Salazar, et al. diferencia entre los dos difractogramas se debe a que el grafito fue exfoliado en mono o multiláminas de grafeno. Estos datos están en concordancia con resultados reportados previamente en otros trabajos.25,26 Microscopia electrónica de transmisión (TEM) Las imágenes de TEM de la figura 4 corresponden al rGO sintetizado. En ellas se puede observar una morfología de lo que asemejan láminas de grafeno corrugadas, las cuales han sido reportadas previamente en la literatura.26 Fig. 4. Imágenes de óxido de grafeno reducido a diferentes magnificaciones. En la misma figura, además de observar lo que parecieran láminas apiladas (indicadas con las flechas), es posible notar regiones con diferente tonalidad de grises, que indicarían zonas de diferente densidad, lo cual es indicativo de una exfoliación con respecto a la estructura original del grafito, corroborando lo que indican los resultados de XRD ya discutidos. Composites PET-rGO Propiedades reológicas dinámicas Viscosidad dinámica (η´) Las muestras analizadas en estado fundido se sometieron a un esfuerzo de corte oscilatorio a una temperatura uniforme de 260°C, variando la frecuencia angular en un rango de 0.1 a 100 rad/s. La variable medida fue la viscosidad dinámica (η´). En principio, podría esperarse que las láminas de rGO dispersas en la matriz de PET, afectarán sus propiedades reológicas, restringiendo el movimiento de las cadenas del polímero, y por ende, aumentando su viscosidad. En la figura 5.a se puede apreciar el comportamiento de flujo de las muestras M0, M1 y M5, mientras que en la figura 5.b se muestran aquellas que tienen agente de acoplamiento. Como se esperaba, la viscosidad dinámica de las muestras con rGO, figura 5.a, es mucho mayor que la del PET virgen, sobre todo a altas frecuencias; a mayor contenido de refuerzo, mayor la viscosidad. Para el rango de frecuencias 12 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �Composites de poli-(tereftalato de etilen glicol), PET, con óxido de grafeno reducido, rGo / Carlos A. Guerrero Salazar, et al. analizado, se puede decir que la viscosidad dinámica del composite permanece invariante con la frecuencia, aunque ya se aprecia la caída característica de esta propiedad para frecuencias arriba de 100 rad/s. Los composites con compatibilizante muestran un comportamiento ligeramente diferente, figura 5.b; para M12, es muy poca la cantidad de compatibilizante utilizado, por lo que su comportamiento es bastante similar a las muestras sin PETi. Por el otro lado, con porcentajes altos de rGO y PETi se obtiene una curva de viscosidad con valores mayores a los obtenidos en todas las otras muestras, incluido el PET virgen; esto se debe probablemente a una mayor interacción entre la matriz y el refuerzo, producto de una buena actuación del agente compatibilizante. En la muestra M15, el PETi también funciona de una manera adecuada, sobre todo a altas frecuencias (>5 rad/s), ya que la viscosidad del composite es mayor que la del PET puro, aunque lejos de los valores obtenidos para las otras muestras con PETi. En el caso de la muestra M15, los valores no tan grandes de la viscosidad se deben probablemente a la baja cantidad de rGO. Fig. 5. Viscosidad dinámica para los composites de (a) PET/rGO y (b) PET/rGO- PETi. De estos ensayos se puede concluir que, en el rango de frecuencias analizadas, el compatibilizante funciona bastante bien, sobre todo a altas concentraciones de rGO. Módulo elástico (E’) Los composites en estado sólido fueron sometidos a una carga de tensión, a una frecuencia constante de 1 Hz y en un rango de temperaturas de 25°C a 200°C. La figura 6 muestra los resultados del módulo elástico (E’) para los composites sin agente de acoplamiento. En ella se ve claramente que no hay cambio significativo para concentraciones bajas de rGO, pero para las muestras con 5% de rGO, el módulo se incrementa a altas temperaturas, pasando de 5 MPa para el material virgen hasta 40 MPa para el composite. Lo anterior puede considerarse como un indicio de que existe una interacción importante entre el refuerzo y el polímero, reduciendo el primero la movilidad de las cadenas de la matriz. Este comportamiento nos induce a pensar que el composite M5 presenta una mejora en las propiedades mecánicas, con respecto al PET virgen. Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 13 �Composites de poli-(tereftalato de etilen glicol), PET, con óxido de grafeno reducido, rGo / Carlos A. Guerrero Salazar, et al. Fig. 6. Módulo elástico en función de la temperatura para las muestras con una concentración en peso de rGO de 0.1 y 0.5% Los resultados de las muestras con compatibilizante se presentan en la figura 7, encontrándose que el composite M15 es quien tuvo un mejor comportamiento, ya que el módulo se mantiene a niveles elevados, aún a altas temperaturas, alcanzando valores del orden de 90 MPa. El aumento del módulo puede deberse a que las láminas de grafeno se anclan a las cadenas del ionómero, las cuales a su vez interaccionan con el PET mediante fuerzas de Van der Walls o puentes de hidrógeno. Se puede concluir que el compatibilizante tiene un efecto favorable en el composite, permitiendo disminuir el porcentaje de refuerzo a 0.1%. Fig. 7. Módulo elástico en función de la temperatura para las muestras con compatibilizante. tan δ La razón entre el módulo viscoso y el módulo elástico se conoce como tangente de pérdida o tangente delta (tan δ = E”/E’) y nos representa la relación entre la energía disipada por el material y la energía almacenada. La figura 8 muestra la variación de este parámetro con la temperatura para los composites sin compatibilizante. 14 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �Composites de poli-(tereftalato de etilen glicol), PET, con óxido de grafeno reducido, rGo / Carlos A. Guerrero Salazar, et al. Fig. 8. Mediciones de tan  para los composites con 0.1 y 0.5 % en peso de rGO. Se puede apreciar un pico bien definido, correspondiendo éste a la temperatura de transición vítrea, el cual se desplaza ligeramente hacia la derecha, localizándose a 77.4°C para el PET virgen y a 78°C y 91°C para el composite con 1% y 5% de rGO, respectivamente. Esto significa que se requiere más energía para incrementar la movilidad molecular, la cual se ve restringida por la adición del rGO, quien hace que disminuya el volumen libre molecular. La disminución en la magnitud del pico, evidencia que la adición de rGO provoca que la parte elástica predomine sobre la parte viscosa. Si analizamos ahora los resultados de las muestras con compatibilizante, figura 9, vemos que el corrimiento hacia la derecha del pico se vuelve a repetir, siendo más importante para la muestra M55, lo cual era de esperarse, ya que ahora el PETi y el rGO obstaculizan en mayor grado el libre movimiento molecular. Fig. 9. Tan δ para los composites con agente de acoplamiento. En lo que respecta a la muestra M15, el corrimiento del pico es casi nulo, pasando de 77.4 °C a 78.5°C, sin embargo, la magnitud de la tan δ cae significtivamente, pasando de 1.24 para el PET virgen a 0.3 para la muestra M15. Este composite fue el que tuvo un mejor comportamiento desde el punto de vista módulo elástico (magnitud y estabilidad), lo cual se corrobora con estos resultados de tan δ. Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 15 �Composites de poli-(tereftalato de etilen glicol), PET, con óxido de grafeno reducido, rGo / Carlos A. Guerrero Salazar, et al. CONCLUSIONES • La viscosidad dinámica del PET reforzado con rGO es mucho mayor que la del PET virgen, sobre todo a altas frecuencias; a mayor contenido de refuerzo, mayor la viscosidad. Para el rango de frecuencias analizado, se puede decir que la viscosidad dinámica de los composites permanece invariante con la frecuencia, aunque ya se aprecia la caída característica de esta propiedad para frecuencias arriba de 100 rad/s; para los composites con compatibilizante, éste parece funcionar adecuadamente, sobre todo a altas concentraciones de rGO. • Para concentraciones bajas de rGO, el módulo elástico del material reforzado no se ve afectado; sin embargo para las muestras con 5% de rGO, el módulo elástico se incrementa a altas temperaturas, pasando de 5 MPa para el material virgen hasta 40 MPa para el composite. Cuando a este se añade el compatibilizante se encuentra que la muestra M15 es la que tuvo un mejor comportamiento, ya que el módulo se mantiene a niveles elevados, aún a altas temperaturas, alcanzando valores del orden de 90 MPa. Se puede concluir que el compatibilizante tiene un efecto favorable en el composite, permitiendo incrementos importantes en el módulo elástico, disminuyendo el porcentaje de refuerzo hasta un 0.1% en peso. AGRADECIMIENTOS A l’École Polytechnique de Montréal y a los profesores Pierre Carreau y Abdelah Ajji por su apoyo en el uso de las instalaciones, así como el tiempo, dedicación y consejos brindados durante la estancia de uno de los autores en la citada Institución. Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología por el apoyo económico brindado para la consecución de este trabajo. REFERENCIAS 1. Deborah D. L. Chung, Composite Materials. Science and Applications. 2nd Ed., Springer Verlag, London (2010). 2. T. Varela González, C. Guerrero Salazar, J. Rivera de la Rosa, V. González González, Nylon 6-organoclay nanocomposites by extrusion, J. Appl. Polym. Sci., 108 (2008) 2923-2933. 3. Mayra Llamas Hernández, Carlos Guerrero Salazar, Edgar Reyes Melo, Juan F. 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Busca la investigación señalar cómo esta actividad científica era común en los colegios jesuitas de América y del mundo, mencionar a los directores del que puede considerarse como primer Observatorio del Noreste, referir sus principales prácticas meteorológicas y astronómicas, atender a sus registros, y evaluar en el tiempo tan significativo esfuerzo. PALABRAS CLAVE Observatorio, San Juan, Saltillo, jesuitas, educación científica. ABSTRACT The article offers a resume about this scientific activity at the Colegio de San Juan Nepomuceno de Saltillo, institution that offered education from 1878 to 1914 for hundreds of northeastern boys in the fields of religion, sciences, humanities and fine arts. We would be talking of current high school. The research wants to show how common was this scientific activity at the jesuit schools of America and the world, who were the directors of what is to be considered the first Observatory of the Region, refer the main meteorological and astronomical practices in it, study its registers, and evaluate today so important effort. KEY WORDS Observatory, San Juan, Saltillo, scientific education INTRODUCCIÓN Se analizará un aspecto que formaba parte esencial del modelo educativo en el Colegio de San Juan Nepomuceno de Saltillo y en la red de colegios jesuitas de la Provincia Mexicana de la Compañía de Jesús a finales del siglo XIX y principios del siglo XX, por lo cual lo primero que se buscó fue enmarcar esta actividad inquisitiva en el humano afán de conocer la Tierra y el espacio, que en la preciencia se ubicaba como el centro del Universo, y que a partir del Renacimiento determinó la teoría heliocéntrica como eje del sistema. Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 19 �El Observatorio del Colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo / Jose Mendirichaga No pudo evitarse la narración, así fuera breve, del largo y penoso peregrinaje de estos jesuitas mexicanos luego de la Ley Lerdo de 1872, lo que los llevó primero a Texas y los trajo de nuevo a México en 1878, gracias a la protección de obispos, militares y políticos de la época. Uno de los retos fue encontrar los suficientes materiales para dar una visión sobre el desarrollo de estas ciencias, la meteorología y la astronomía en México, y quiénes fueron sus principales investigadores y enseñantes. Otro reto fue comparar el Observatorio del Colegio de San Juan en Saltillo, con el de otros observatorios de México y de la región. Hacia falta conocer un poco más acerca de quiénes estuvieron al frente de este Observatorio en Saltillo durante 30 años, pues se tenía bastante información acerca de los sacerdotes jesuitas Enrique Cappelletti y Pedro Spina, mas no del resto de los directores del Observatorio. Se trató de enmarcar el estudio de las ciencias en el citado Colegio de San Juan Nepomuceno, como parte fundamental de la Ratio studiorum o programa formativo y académico de los colegios jesuitas de la época, programa que de alguna manera continúa vigente en los colegios y universidades de la Compañía de Jesús en México y en el mundo, al intentar una simbiosis entre ciencia y fe. Por último, hubo que llegar al hecho de la desaparición del Observatorio del Colegio de San Juan en 1914, resultado del final del Porfiriato y del inicio de la Revolución Mexicana, salvado algo de lo anterior en los reportes que anualmente fue publicando el Ministerio de Fomento del Gobierno Federal y en los trabajos de los profesores-investigadores del Colegio. LA FÍSICA DE LA TIERRA La observación de la Tierra y del Cosmos ha sido una actividad registrada en los anales de la historia. Si se toma el siglo VI a.C. como un referente en las civilizaciones de Oriente y Occidente ─dado que griegos y mesoamericanos lo hicieron a través de sus estudios, prácticas y observaciones─, se habrá de concluir que ha existido y existe una fascinación por averiguar de qué manera se conduce esta Física de la Tierra y de cuánto la rodea. En el diálogo de Teetes o de la ciencia, Platón pone a discurrir a Sócrates, a Teodoro y a Teetes sobre la geometría, los números, la extensión, el movimiento, el espacio, el calor, la sensación, teniendo al hombre como medida, de acuerdo a Protágoras. Así, en el diálogo en cuestión, Teetes pregunta a Sócrates: Teetes.¿Podrías explicarme de esta manera algún objeto? Sócrates.- Sí, el sol, por ejemplo. Creo designártelo suficientemente diciendo que es el más brillante de todos los cuerpos celestes que giran alrededor de la tierra.1 Y por la misma época, pero en la América Prehispánica, las civilizaciones olmeca, maya y tolteca se harían similares cuestionamientos, adentrándose en el concepto del número y en la observación de los astros mediante la medición y el cómputo, el punto de la salida y ocaso del sol, las estaciones del año, los eclipses solares, el flujo y reflujo de las olas, y una serie de fenómenos atmosféricos. Lucrecia Maupomé, en “Reseña de las evidencias de la actividad astronómica en la América antigua”, escribe: “Registro del tiempo son las fechas de algunos códices; las inscripciones que en estelas, monumentos y templos pueblan las selvas 20 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �El Observatorio del Colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo / Jose Mendirichaga y los valles; lo son también algunas pirámides como la de Tajín y El Castillo de Chichén Itzá que tiene 4 escalinatas de 91 peldaños cada una, con pasamanos que terminaban en cabeza de serpiente y que miraban a los puntos solsticiales del orto y el ocaso, los cuatro ángulos del cielo […]”.2 Semejante fascinación por la observación de estos fenómenos se dará en toda la Antigüedad y durante el Medioevo, hasta que en el Renacimiento surgen las ciencias exactas propiamente dichas de la Física de la Tierra, con las teorías de Toscanelli, Copérnico, Galileo, Kepler y Newton. Agustín Udías, quien por muchos años fue profesor de Geofísica en la Universidad Complutense de Madrid y autor al que se recurrirá líneas más adelante, afirma en el prólogo de su libro Física de la Tierra, publicado en 1981, lo siguiente: “Durante los últimos cincuenta años la Geofísica ha experimentado un progreso espectacular, cambiando muchas de nuestras ideas sobre la imagen física de la Tierra, su estructura interna, sus campos de fuerza y su origen y evolución […]”.3 ASTRONOMÍA Y METEOROLOGÍA DE FINALES DEL SIGLO XIX EN MÉXICO Existe el interés de analizar no sólo la observación astronómica, sino también la meteorológica, las que se apoyan y complementan entre sí. En el Colegio de San Juan en Saltillo se dieron ambas actividades. Hay que analizar estas ciencias en México, de 1832 en adelante, lo que se puede hacer en el trabajo 34 de la Historia de la ciencia en México, de Elías Trabulse. En este cuarto tomo de la Historia de la ciencia en México, se documenta la observación en Puebla del eclipse del 1º. de febrero de 1832, donde se utilizó un anteojo de Dollond4 y un ocular de aumento; la posición astronómica y el clima de Guadalajara, de acuerdo al tomo tercero, publicado en París, del Informe de la Comisión Científica de México en 1865-1867, correspondiente al II Imperio Mexicano; el informe de la Comisión Astronómica Mexicana al Japón, según el procedimiento de Halley-De l’Isle, para observar el tránsito del planeta Venus por el disco del Sol el 8 de diciembre de 1874, texto de Francisco Díaz Covarrubias; la observación del paso de Mercurio por el disco del Sol el 6 de mayo de 1878, desde el Observatorio Central de México; y la memoria de los trabajos practicados en el Observatorio Astronómico Central, de enero de 1878 a junio de 1880.5 Igualmente, se reproduce el artículo “El telescopio y su poder amplificador”, de Francisco Jiménez, mismo que refiere, entre otros, los avances de Huygens, Ramsden y W. Chauvenet, trabajo publicado en un boletín literario y científico de 1832; el artículo “La división decimal del ángulo y del tiempo”, de Joaquín de Mendizabal, que se envió como propuesta al 6o. Congreso Internacional de Geografía de Londres, trabajo publicado en 1894 en el Boletín de la Sociedad Mexicana de Geografía y Estadística; y el epílogo del tomo, que incluye todo lo relativo a los preparativos para el I Congreso Científico Mexicano, organizado por la Sociedad Antonio Alzate, a celebrarse en la Ciudad de México del 9 al 14 de Diciembre de 1912, bajo los auspicios del Ministerio de Instrucción Pública y Bellas Artes, donde se dieron a conocer las bases del Congreso, su Reglamento y la división de los trabajos en ocho Secciones. Dicho Congreso, cuyos preparativos Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 21 �El Observatorio del Colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo / Jose Mendirichaga se dieron durante el Porfiriato, pero que se realizó una vez que Díaz hubo partido a París en el ‘Ipiranga’, tuvo 229 participantes y fue poco antes de la llamada Decena Trágica.6 Es interesante hacer notar la amplia nómina de nombres de científicos mexicanos ocupados en estos temas de la astronomía y la meteorología, como son, entre otros, los de Rafael Aguilar, Ángel Anguiano7, José Árbol Bonilla, Amado Chimalpopoca, Francisco Díaz Covarrubias, Jesús Galindo y Villa, Joaquín Gallo, Valentín Gama, José Haro, Alfonso Herrera, Francisco Jiménez, Luis G. León, Joaquín de Mendizabal, Ignacio Molina, Pascual Ortiz Rubio, Miguel Pérez, Alfonso Pruneda y José Salazar Ilarregui, la mayor parte de los cuales estuvieron ligados a la Sociedad Mexicana de Geografía y Estadística, a la Sociedad Científica ‘Antonio Alzate’, a la Sociedad Astronómica de México, a la Sociedad Geológica Mexicana, al Observatorio Nacional y a la Universidad Nacional de México.8 Libro de Elías Trabulse. EL COLEGIO DE SAN JUAN EN SALTILLO Se puede abordar directamente el tema del Observatorio del Colegio de San Juan en Saltillo, sin referir el nacimiento y primera etapa de este centro de estudio y formación en la ciudad de Saltillo, Coahuila, en septiembre de 1878, pero resultaría un poco abrupto y sin referencia a los orígenes de esta institución. La Provincia Mexicana de la Compañía de Jesús había sufrido en 1873 la necesidad de salir de México, en virtud de que la mayoría de sus integrantes ─sacerdotes, hermanos coadjutores y escolares o seminaristas─ eran extranjeros. Así lo determinaba la Ley Lerdo y había que cumplirla. En ese momento, la comunidad jesuítica mexicana era muy reducida. “De los 45 miembros que constituían la comunidad, 24 habían venido del extranjero y 21 eran mexicanos, en su mayoría escolares y coadjutores en formación”. 9 Los jesuitas, al igual que muchas otras congregaciones católicas masculinas y femeninas de ese preciso momento, se habían amparado contra la Ley Lerdo. Sin embargo, la Suprema Corte de Justicia se había pronunciado en contra de estos extranjeros, mediante el fallo del 19 de agosto de 1873. La pena, para los religiosos y 22 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �El Observatorio del Colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo / Jose Mendirichaga sacerdotes que no acataran la disposición, era de cinco años de cárcel. Fue así como los superiores en Roma, juntamente con el padre Andrés Artola, S.J., provincial de México, dispusieron que los jesuitas mexicanos emigraran a Texas. Por lo cual, antes de llegar a Saltillo los jesuitas mexicanos pasaron por años difíciles sirviendo en diversos oficios pastorales en la comunidad religiosa de San Antonio, Texas, y posteriormente en Seguin, población no lejana a Béjar, donde fundaron el Colegio de N. S. de Guadalupe. Con el Plan de Tuxtepec de Porfirio Díaz y su llegada al poder en 1876, se disipó el panorama de inseguridad para los jesuitas mexicanos por lo que, con el apoyo de monseñor Claudio María Dubuis y del obispo de Linares-Monterrey, Francisco de Paula Verea y González, se concretó que estos religiosos pudieran establecerse en un colegio de la diócesis, que era el de San Juan Nepomuceno en Saltillo y que estaba funcionando bajo la dirección del sacerdote Mariano Cárdenas y un grupo de profesores laicos que impartían esta educación media superior, equivalente a la actual secundaria y preparatoria. 10 Porfiriato. Foto: UNAM. Los exploradores jesuitas verificaron el sitio que les ofrecía el obispo Verea en Saltillo, construcción y espacio, con su correspondiente capilla, que provenía del siglo XVIII, como parte de los bienes de la familia Ramos Arizpe donados a la Iglesia. Los primeros profesores del Colegio confiado a los jesuitas fueron los sacerdotes Ignacio Velasco, Francisco Barragán, Jerónimo Aguirre, Esteban Antícoli, José Bordas, Luis Manci, Tomás Mas, Luis Mónaco y Luis Morandi. En un inicio, el Colegio de San Juan Nepomuceno funcionó igualmente como Noviciado de la Provincia.11 Como primeros alumnos internos y externos del Colegio de San Juan en el curso 1878-1879 se encontraron cerca de 50 niños y adolescentes, varios de los cuales pasaron antes por el curso preparatorio, en virtud de que no estaban listos para el primer año del curso Clásico o Científico, equivalente al actual primero de secundaria. De acuerdo a una lista, destacan entre esos primeros alumnos los siguientes: Francisco Alcocer (hijo de hacendado), Jesús María Peña (sacerdote), Dámaso Rodríguez Fuentes (hijo de comerciante), Bernardo Sota Muguerza (hijo, igualmente, de comerciante) y Alfredo Villarreal Villarreal (quien con los años sería médico y diputado de Coahuila).12 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 23 �El Observatorio del Colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo / Jose Mendirichaga Colegio de Ntra. Sra. de Guadalupe en Seguin, Texas. Foto: Folleto en el Archivo de la Arquidiócesis de San Antonio. OBSERVATORIO DEL COLEGIO DE SAN JUAN Se podría continuar en la narración de las actividades formativas y académicas de esta primera etapa del citado Colegio, ubicada entre 1878 y 1890, así como sus subsecuentes etapas, de 1890 a 1902 y de 1902 a 1914, pero ello pudiera ocasionar un desvío del tema central. Se debe adelantar, eso sí, que el Observatorio en la llamada ‘Perla de Coahuila’ inició sus operaciones en la primera etapa del Colegio. ¿Cuándo inició labores el Observatorio Meteorológico y Astronómico del Colegio de San Juan en Saltillo? ¿Qué otros observatorios había en México al establecimiento de éste? ¿Eran públicos, o privados? ¿Constituía una característica de la educación jesuítica en México, en América y en el Mundo, ésta de dar una particular importancia a la enseñanza de las ciencias, haciéndola empatar con la teología, las humanidades y las bellas artes? Hay que referir lo que los datos duros aportan al respecto. El Observatorio Astronómico Nacional se instaló primeramente en 1877 en la azotea del Palacio Nacional, permaneciendo allí durante varios años. Con nuevo equipo, se inauguró otro Observatorio Astronómico Nacional en la torre del Castillo de Chapultepec el 5 de Mayo de 1878 y al poco tiempo se trasladó a Tacubaya.13 Conviene hacer notar igualmente que, de acuerdo al detallado reporte de José Díaz Covarrubias conocido como “La instrucción pública en México”, de 1875, no había en la República Mexicana ninguna institución educativa o científica, pública o privada que tuviera ese año en funcionamiento este tipo de instalaciones.14 En aquél momento, en muchas de las entidades federales, de acuerdo a Díaz Covarrubias, se registró la existencia de laboratorios de física, química e historia natural, pero no la presencia de observatorios meteorológicos y astronómicos. Una excepción pudiera ser, en la Ciudad de México, el Gabinete de Topografía, Geodesia y Astronomía de la Escuela de Ingenieros, dependiente de la Universidad Nacional.15 Y una duda que surge es si el Observatorio de Zacatecas, que refiere José de la Herrán en el material del citado segundo tomo de la Enciclopedia de 24 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �El Observatorio del Colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo / Jose Mendirichaga México, observatorio fundado por José Árbol Bonilla e Ignacio Hierro, es anterior a 1878. Arturo Cruz Bárcenas, al hacer la reseña al libro Primer Centenario del Observatorio Meteorológico de La Bufa, editado por Semarnat y Conagua en 2007, considera que en 1876 16 se instaló una Estación Climatológica en el Instituto Literario de Zacatecas, estación que como Observatorio Meteorológico se ubicó en el cerro de La Bufa hasta 1906.17 Museo de las Aves de México, antes Colegio de San Juan Nepomuceno. Foto: MAM. Por su parte, Mílada Bazant escribe sobre los jesuitas y la educación humanística y científica en Puebla, señalando: “El Colegio [del Sagrado Corazón] empezó a ser famoso por el Observatorio Meteorológico, primero en el país, que inauguró el padre Spina en 1880; después adquirió un telescopio y se dedicó también a la astronomía. Se podría afirmar entonces que el Colegio Católico, a decir de los jesuitas, venía después del Seminario y del Colegio Carolino […]”.18 ¿Quién era este padre Spina? Pedro Spina nació en Rímini, Italia, el 21 de octubre de 1839. En octubre de 1863 entró al Noviciado de la Provincia Romana; allí fue ordenado sacerdote. Posiblemente estuvo vinculado al Observatorio Vaticano y obtuvo asesoría del P. Capelletti. En 1872 pasó a la Provincia de México y enseñó luego en el Colegio de Puebla, hasta 1883. 19 Durante esos años en Puebla, el P. Spina logró establecer en 1877 el primer Observatorio Meteorológico en México, que para los primeros años de la década de los ochenta contaba con dos telescopios franceses, incluyendo un cuarto circular. En 1884, el P. Spina vino como prefecto del Colegio de Saltillo y de Alumnos del Colegio frente al edificio. Foto: AHPM. Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 25 �El Observatorio del Colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo / Jose Mendirichaga mayo de 1887 a enero de 1891 fue el cuarto rector del Colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo. Repitió en este Colegio, en materia científica, lo que había realizado en el de Puebla. Durante 10 años, de 1891 a 1900, fue rector del Colegio de Puebla. Luego regresó por segunda ocasión al Colegio de Saltillo, como padre espiritual, de 1901 a 1905.Y en 1906 pasó a Roma, falleciendo allá el 26 de mayo de 1925.20 Y, ¿quién era Enrique Cappelletti? El jesuita que nació en Nápoles, Italia, el 1º. de marzo de 1831 y que murió en el Colegio de San Juan Nepomuceno de Saltillo, Coahuila, el 16 de enero de 1899. Entró al Noviciado de la Provincia de Roma el 21 de octubre de 1846. En el Colegio Romano se aficionó al estudio de las ciencias, bajo la guía del P. Angelo Secchi, S.J., director del Observatorio Vaticano. Llegó como profesor a Saltillo en 1884. Allí diseñó y construyó los gabinetes de ciencias, para las clases de física y química, instalaciones que fueron mejorando sus sucesores. En 1885 fue prefecto de estudios del Colegio de Puebla y al año siguiente fue nombrado rector de la misma institución, donde permaneció por espacio de dos años y donde igualmente fue entusiasta promotor de las ciencias. 21 Palacio Nacional de México a finales del siglo XIX. Continuando con el P. Cappelletti: “Regresó a Saltillo para un segundo periodo, siendo nombrado en 1888 profesor y padre espiritual. Allí mismo, en San Juan, de 1891 a 1895, sucediendo al P. Spina, fue rector del Colegio. Viajó luego en 1896 a la Ciudad de México, para fundar el Instituto Científico de San Francisco de Borja o ‘Mascarones’, del que fue primer rector. Y nuevamente, por tercera ocasión, regresó a Saltillo en 1898, para fungir como padre espiritual hasta su muerte”.22 Al igual que el P. Spina, el P. Cappelletti publicó diversos artículos científicos en la Sociedad Alzate y fue autor de un texto de Apuntes de astronomía elemental o cosmografía, ilustrados con 207 figuras y dedicados a la juventud estudiosa, Imprenta del Colegio Pío de Artes y Oficios, Puebla, 1887.23 Por tanto, la labor científica de los padres Cappelletti y Spina, tanto en Puebla como en Saltillo, es indisociable. Cabe mencionar, de igual forma, que muy valiosa información sobre los P.P. Cappelletti y Spina se localiza en el libro de Esteban J. Palomera sobre el Colegio Jesuita de Puebla.24 26 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �El Observatorio del Colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo / Jose Mendirichaga De acuerdo a Palomera: “En el año de 1878, con motivo del paso del planeta […] y del eclipse solar, el rector del Seminario Palafoxiano, Ceferino Cañete, facilitó gustosamente el telescopio que tenía esa institución para que varias personas distinguidas pudieran contemplar, desde el observatorio del colegio, tan interesantes fenómenos. Teniendo en cuenta la afición y preparación del padre Spina, don Vicente de la Hidalga, acaudalado personaje de Puebla, obsequió al Colegio de Puebla un magnífico telescopio. Con esa adquisición el padre Spina pudo agregar a la meteorología algunos datos astronómicos. De esta manera le fue posible a este religioso entablar relaciones con el Observatorio Astronómico de Chapultepec. Por éstos y otros trabajos se hizo acreedor del título de socio honorario de la Sociedad Mexicana de Geografía y Estadística”. 25 ALGO SOBRE LOS OBSERVATORIOS DE LA REGIÓN Para poder continuar en la descripción y operación del Observatorio del Colegio de San Juan, es necesario ver qué se daba por esos años en el Noreste Mexicano en la materia. En Coahuila, concretamente en Saltillo, al parecer el Observatorio del Ateneo Fuente, instituto precursor de la Universidad de Coahuila, no se instaló sino hasta 1896, con otro equipo e instrumentos diversos a los del Colegio de San Juan Nepomuceno. María Candelaria Valdés Silva refiere: “Para el observatorio meteorológico que se construyó en 1896 y cuyo proyecto se había trabajado desde 1889, se compraron barómetros, termómetros y otros útiles con los recursos de la venta de los utensilios de la cocina. La dotación de instrumentos técnicos se hizo con el fin de poder realizar las observaciones en mejores condiciones ya que, hasta entonces, no se habían publicado por carecer de lo necesario. Dichas observaciones se iniciaron en el mes de mayo y pudieron compararse con las realizadas en el Colegio San Juan; sin embargo, las mediciones atmosféricas se publicarían sistemáticamente a partir de 1907, toda vez que se compraron más aparatos e instrumentos de observación que se instalaron con la asesoría del ingeniero Manuel E. Pastrana, director del Observatorio Central de México”. 26 En el caso del Instituto Científico y Literario de Ciudad Victoria, Tamaulipas, precursor de la Universidad, al parecer no hubo observatorio alguno, ni tampoco en el Colegio de San Juan en Matamoros. Así lo informó Juan Díaz Rodríguez, del Instituto de Investigaciones Históricas de la Universidad Autónoma de Tamaulipas.27 Y del Observatorio del Colegio Civil del Estado, precursor de la Universidad de Nuevo León, hay mayor información gracias al estudio de don Israel Cavazos Garza, libro que apareció en 1957 y que nos brinda una completa relación de su proyecto, su instalación y su funcionamiento. De acuerdo al citado académico, quien dejó una impresionante obra histórica regional, en el capítulo décimo titulado “Algunas dependencias del Colegio”, éste refiere que en 1861 el gobernador Santiago Vidaurri compró algunos aparatos elementales para la enseñanza de la física y la química, los que “nunca llegaron a su destino”. Para remediar esta situación, el gobernador Viviano Villarreal en abril de 1881 gestionó la adquisición de un gabinete de física y de un laboratorio de química, para lo cual entonces destinó la considerable cantidad de $6,000 pesos.28 El pedido llegó de Hamburgo, remitido por la casa Riensch y Held, Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 27 �El Observatorio del Colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo / Jose Mendirichaga vía Corpus Christi, con la corresponsalía de los señores Madero. De acuerdo al Director del Colegio Civil, la mayor parte de los equipos solicitados era de buena calidad, aunque faltaron “[…] la esfera armilar y el planetario, porque el que vino es un aparato defectuoso que no pone en movimiento regular todos los planetas a la vez”.29 Ya en concreto sobre el Observatorio, consigna el mismo Cavazos Garza: “Esta útil dependencia del Colegio, es creada también por el doctor Manuel Rocha. El 19 de enero de 1887, se informa por primera vez de las observaciones meteorológicas practicadas durante el año anterior […]. Poco a poco se provee del equipo necesario. Los informes se publican en el Periódico Oficial y en hojas sueltas. En 1898 se publica el No. 1 del Boletín Mensual […]”.30 Refiere el mismo investigador cómo a partir de 1901 se crea la dependencia del Observatorio, el que en ocasiones reporta al Colegio Civil y en otras a la Sección de Fomento de la Secretaría de Gobierno. En 1903 está ya perfectamente estructurado y “[…] se establece una oficina central en el Observatorio del Colegio, con un director, dos ayudantes y un mozo, un observatorio de segunda clase en Lampazos, y once estaciones pluviométricas en igual número de municipios”. Libro del P. Enrique Cappelletti. Foto: Biblioteca Clavigero UIA. Continúa narrando Cavazos: “Es el Observatorio una de las dependencias de mayor duración en el Colegio. En el año escolar 1926-27, se construye una escalera en su interior, y una caseta de madera sobre el techo[…].Todavía en 1930 funciona con toda regularidad. Envía diariamente todos sus informes al Observatorio de Tacubaya. Proporciona, además, datos sobre temperatura, presión, humedad, etc., a solicitud de negociaciones locales o de los estados vecinos […]. En 1944 el director Enrique V. Santos dispone la construcción de la cúpula, y sube el ecuatorial. Dirige la obra el Ing. Juan Manuel Garza Lozano, director de la Escuela Industrial ‘Álvaro Obregón’. En la actualidad continúa realizando las observaciones diarias del tiempo”.31 Habría que preguntar a los ingenieros y arquitectos que realizaron las últimas restauraciones del edificio de Colegio Civil qué fue lo que estaba en pie y qué 28 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �El Observatorio del Colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo / Jose Mendirichaga fue lo removido. De acuerdo a Pedro Valdés Sada y a Héctor Antonio González Flores, profesores del Departamento de Física y Matemáticas de la Universidad de Monterrey, la UANL tiene un observatorio en la ExHacienda de San Pedro, en Zuazua, N.L. y está por liberar el empleo de su observatorio astronómico en El Picacho, municipio de Iturbide, N.L. 32 DE NUEVO EN EL COLEGIO DE SAN JUAN Para el momento, se puede presentar una tabla cronológica que permita ver en perspectiva los avances en materia de observación meteorológica y astronómica: El Observatorio del Colegio de San Juan tenía la siguiente posición: latitud N. 25° 25’ 15’’; longitud W. de Greenwich; y longitud W. de México 1° 48’ 24’’. La altura del barómetro era de 1,645.50 m sobre el nivel del mar. De acuerdo con lo señalado por Agustín Udías en su libro Searching the heavens and the earth: the history of jesuit observatories, Astrophysics and Space Science Library, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 2003 ─un soberbio trabajo que muestra los observatorios meteorológicos y astronómicos de los colegios jesuitas en América y en el mundo─ el Observatorio de San Juan tenía: “[…] termómetro (temperatura), barómetro (presión atmosférica), anemoscopio (dirección del viento), nefoscopio (dirección del movimiento de las nubes), nefómetro (cantidad de nubes), psicrómetro (humedad y punto de rocío) y otros instrumentos. Contaba además con un pequeño telescopio, que utilizaba el padre Spina”.33 Colegio Civil de Nuevo León. Foto: Centro de Documentación y Archivo Histórico de la UANL. Tabla I. Estaciones y observatorios en México. Elaboración propia, con base en las obras consultadas. 1876 Estación Climatológica del Instituto Literario de Zacatecas 1877 Observatorio Astronómico, sobre la azotea del Palacio Nacional 1877 Observatorio Meteorológico del Colegio Jesuita de Puebla 1884 Observatorio Meteorológico del Colegio Jesuita de Saltillo 1887 Observatorio Meteorológico del Colegio Civil de Nuevo León 1896 Observatorio Meteorológico del Ateneo Fuente de Saltillo 1906 Observatorio Meteorológico de Zacatecas Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 29 �El Observatorio del Colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo / Jose Mendirichaga En el trabajo doctoral de 2007 en la Universidad Iberoamericana, publicado en 2010 por el Consejo Editorial del Gobierno de Coahuila, se señaló que “los telescopios del observatorio del Colegio de Puebla eran franceses, por lo que muy posiblemente el del Colegio de Saltillo también lo fuera, si bien no es posible asegurarlo. Estas instalaciones científicas estaban situadas en la azotea de la segunda planta de los edificios del viejo Colegio, frente al jardín central, instalaciones que fueron demolidas en 1915. Aunque el observatorio de Saltillo inició operaciones desde 1884, comenzó a publicar sus reportes hasta 1889, de ahí que en la colección de boletines editada en 1913 se diga que el ejemplar corresponde al año vigesimotercero del observatorio”.34 Y, ¿quiénes fueron los directores del Observatorio Meteorológico y Astronómico del Colegio de San Juan Nepomuceno? Resulta claro que Enrique Cappelletti y Pedro Spina ocuparon más de una tercera parte del tiempo de vida del Observatorio. Gustavo Heredia (1869-1926) les sigue, quien había estudiado Ciencias en el Colegio de Stonyhurst, en Inglaterra.35 Y viene luego el resto de los directores, algunos con cierta preparación científica, pero el resto formados más bien en la filosofía, la teología y la pastoral. Pablo Louvet (1865-1939), francés, fue brazo derecho del historiador jesuita, también francés, Gerardo Decorme, profesor en los colegios de Puebla y Saltillo, misionero en la Tarahumara y operario en varias residencias de México, Nicaragua y Estados Unidos.36 De Gilberto Roldán sólo sabemos que estuvo en la Compañía de Jesús, Provincia de México, de 1890 a 1903, como religioso pero sin haberse ordenado de sacerdote.37 Mariano Guerrero (1868-1954) fue profesor en los colegios de Puebla y Ciudad de México, misionero en la Tarahumara y operario en Texas, durante la Revolución Mexicana, y en Chihuahua. 38 Miguel Kubicza (1869-1941), famoso porque Francisco Villa ordenó colgarlo del cuello con el fin de que le proporcionara dinero en 1913, al entrar a Saltillo; fue profesor de Ciencias en el Colegio de San Juan y se especializó en el Colegio de Vals, Francia.39 Fernando Ambía (1881-1934) fue profesor de Matemáticas en el Colegio de Saltillo, pero sobre todo se desempeñó a lo largo de su vida en tareas pastorales.40 Y Rafael Martínez del Campo (1888-1965) fue filósofo y teólogo; profesor de Teología en el Colegio Pío Latino-Americano de Roma y decano de la Facultad de Filosofía en Ysleta College, Texas.41 Observatorio Nacional de Tacubaya (edificio del ExArzobispado). 30 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �El Observatorio del Colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo / Jose Mendirichaga Tabla II. Directores del Observatorio de San Juan de acuerdo a Agustín Udías. Enrique Cappelletti 1884-1886 Pedro Spina 1886-1890 Enrique Cappelletti 1891-1894 Gustavo Heredia 1895-1899 Pablo Louvet 1899 Gilberto Roldán 1900 Mariano Guerrero 1901 Miguel Kubicza 1902-1903 Pedro Spina 1904-1906 Fernando Ambía 1907-1909 Rafael Martínez del Campo 1912-1914 Como puede observarse, en la mayor parte del tiempo la designación de los directores del Observatorio estuvo fundada en la preparación científica de quienes asumían esa función, pero también debieron los superiores echar mano de quienes eran, al menos, buenos administradores de los recursos existentes y disciplinados en la trasncripción de toda esa información, a ser enviada al Ministerio de Fomento en la Ciudad de México. FINAL DEL OBSERVATORIO Y DEL COLEGIO Concluimos en la parte desafortunada de la historia; desde marzo de 1913, con la entrada de Francisco Villa y la División del Norte a Saltillo y al Colegio de San Juan inició esta zozobra, la que se acrecentó en abril de 1914 con el regreso de Villa a Saltillo, la derrota de las fuerzas huertistas y la ocupación de las fuerzas constitucionalistas. Del texto del P. Pablo Louvet, S.J. puede sintetizarse que en abril y mayo de 1914, Francisco Villa ordena catear el Colegio de San Juan; que van saliendo al extranjero los padres y hermanos coadjutores de nacionalidad extranjera; y que el P. Kubicza y la comunidad de Saltillo son públicamente vejados, llevados hasta Piedras Negras para cruzar a Eagle Pass o a Ciudad Juárez para seguir a El Paso, Texas.42 El segundo golpe al Colegio de San Juan se va a dar cuando, vencidas las tropas federales huertistas y alejadas las tropas villistas, toman el control de Saltillo las tropas constitucionalistas. Para los jesuitas mexicanos que permanecían en Saltillo, va a ser muy doloroso constatar que varios dirigentes del carrancismo se habían formado en el Colegio de San Juan y poco o nada hicieron para impedir la destrucción material del mismo. Era ya junio del mismo 1914. Ya no había alumnos internos ni externos en el Colegio. El Seminario de Saltillo, el Hospicio Guadalupano y el Colegio Zaragoza de los hermanos lasallistas sufrieron por la vigilancia y el desalojo. Sigue narrando el P. Loubet: “Como si se hubieran soltado fieras, largo tiempo detenidas en sus jaulas, comienzan yaquis, soldados (y) soldaderas a entregarse a bacanales u orgías sin nombre, mezcladas con el espíritu de destrucción y profanación”. Hacen excavaciones en San Juan en busca de dinero, destruyen instalaciones, profanan iglesia y monumento funerario. 43 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 31 �El Observatorio del Colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo / Jose Mendirichaga Se puede ir a otros testimonios. El exalumno Melchor Lobo Arizpe escribió: “[…] Los soldados y las soldaderas hicieron un gran baile en la capilla, rompieron los telescopios, microscopios, etc. Y arrojaron a la calle, por las ventanas, los ejemplares que formaban parte del museo de historia natural […]. Después apareció una pérdida muy lamentable: la de los estudios y observaciones astronómicas que por espacio de más de treinta años habían sido llevados a cabo en el observatorio del colegio por eminentes científicos, como los padres Spina, Cappelletti, Heredia, Cordero Buenrostro y otros; pérdida irreparable, que a los soldados les produjo unos cuantos pesos […]”.44 Escribirían los jesuitas de Saltillo en cartas enviadas subrepticiamente a sus superiores: 17 de Julio de 1915.- El P. Marcelo Renaud, provincial de México, escribe desde El Paso, Texas, a la Casa de Tercera Probación en La Habana: “La condición de la República Mexicana (y de los Nuestros que en ella residen) empeora día con día; las varias facciones con las que hace un año contaba la Revolución luchan acremente entre sí; de ahí que estén a la vista el hambre, la devastación y la desolación”.45 Agosto 19 de 2015.- El P. Rafael Vargas Galeana escribe desde la Ciudad de México al P. José Barchina, de Roma: “El Colegio de Saltillo está enteramente destruido. Abrieron una calle por en medio. Por eso hubo que tirar la capilla, la enfermería, un hermoso dormitorio. Teníamos sepultados en la huerta a nuestros Padres que murieron en ese Colegio. Los sacaron de las sepulturas, para buscar dinero”.46 Septiembre 22 de 1915.- El P. Camilo Crivelli, quien había sido rector en el Colegio de Puebla, escribe desde el Colegio de Belén, en Cuba, al P. Barchina, Padre General en Roma: “Mi opinión particular y por tanto sin valor, es que aun en el caso de abrírsenos México, tendremos que dejar el Colegio de Saltillo, y en cuanto a los otros, creo que tardaremos varios años , quizás muchos, antes de poder tener en ellos todo el personal que teníamos antes de la Revolución”.47 Julio 31 de 1916.- El P. Marcelo Renaud escribe a Roma: “En cuanto a los Colegios, sería demasiado imprudente abrir todas las escuelas al mismo tiempo […]”.48 Octubre 20 de 1916.- El mismo P. Renaud escribe al Padre General: “Hay que examinar la cuestión económica que en nuestros antiguos Colegios y casas está a la vista. Porque los tres colegios ─a saber: Guadalajara, Puebla y Saltillo─ estaban enajenados desde hacía muchos años y les eran exigidas sus deudas anualmente, poco a poco; pero ahora, sin ingresos, tenemos serios problemas para saldar sus cuentas […]. La mayoría de las Residencias y todos los Colegios ocupados por los Revolucionarios permanecen bajo su control […]”.49 Ya el 3 de Febrero de 1917, en vísperas de la promulgación de la Constitución de 1917, el P. Carlos Mayer informa al P. Francisco Javier Quintana: “Ahora no sólo no podemos publicar nada, sino que no nos queda ni un Colegio ni un discípulo; y aunque confiamos en la Providencia de Dios que todo lo puede, y esperamos ver la Obra de su misericordia, al presente los caminos humanos están cerrados”. 50 Por último, a finales de 1917, el mismo P. Mayer informa al Padre General en Roma: “El Colegio de Saltillo ha sido ocupado por el Gobierno y parcialmente 32 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �El Observatorio del Colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo / Jose Mendirichaga destruido. Casi todos los muebles fueron robados o destruidos por los rebeldes. La deuda del Colegio más o menos asciende a 50 mil pesos”.51 Para finalizar, respecto al Observatorio del Colegio, se reproduce lo encontrado por el investigador Óscar Flores Torres, que resulta ser lo que el agente Manuel Walls escribió al Ministerio de Asuntos Exteriores de Madrid, cuando se desplazó de Monterrey a Saltillo para atender las necesidades de la colonia española en esa ciudad, carta que fechó el 7 de agosto de 1914 y que coincide con el sentir de los jesuitas expulsos: “Tardé cuatro horas de Monterrey a Saltillo [aunque sólo son 80 kilómetros]. En estos trenes se sale con vida de milagro. La ciudad [Saltillo] está parte en ruinas, parte saqueada, y parte abandonada. Desde Monterrey, desde luego, no hay una sola estación en pie, y todo caserío ha sido arrasado. La ciudad recuerda a Herculano y Pompeya, porque, además, está casi deshabitada. A pesar de ser la capital del Estado de Coahuila, sus gobernadores no han debido dedicar los fondos públicos a las mejoras que la ciudad demanda, porque su aspecto es el de un poblacho: las calles están sin empedrar; no hay alcantarillas […]. Los horrores que se han cometido aquí con las propiedades ajenas son increíbles. Las casas deshabitadas, saqueadas; la propiedad particular mueble, repartida en la plaza pública. En el Colegio de los Jesuitas, se saquearon y destrozaron los gabinetes de física e historia natural, y un magnífico telescopio que tenían, para hacer de él su repartición equitativa, lo cortaron a sierra en varios pedazos y se lo repartieron […]”.52 CONCLUSIÓN La totalidad de esta investigación científica fue lenta, paciente y difícil, por lo que el trabajo realizado durante 30 años por el Observatorio del Colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo, debe calificarse de titánico, para poder ratificar la presunción de que se trató del primer observatorio meteorológico y astronómico, sino del Norte de México, cuando menos del Noreste. En la narración de su inicio, consolidación y registros, se puede observar la seriedad de sus estudios y cómo el mismo régimen porfirista y los que inmediatamente le sucedieron, otorgaron a sus trabajos una singular categoría y tratamiento. Libro de Óscar Flores Torres. Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 33 �El Observatorio del Colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo / Jose Mendirichaga Monumento funerario en la huerta del Colegio, c. 1900. Foto: AHPM. Por otra parte, no existe duda de la necesaria acción revolucionaria en materia política y democrática, pero se reconocen los efectos negativos de la misma en lo que a desarrollo económico, científico y educativo se refiere, trabajo que llevó a la llamada Reconstrucción, de los regímenes post-revolucionarios, no menos de 30 años de constante esfuerzo. Lo anterior explica, en parte, la resistencia de los jesuitas mexicanos a la llamada Revolución, tomando en consideración que fue durante el Porfiriato que ellos pudieron restablecer una parte de su liderazgo educativo, científico y cultural, luego de los varios exilios y persecuciones que hubieron de sufrir a lo largo de los siglos XVIII y XIX. No queda cerrado el estudio del Observatorio del Colegio de San Juan en Saltillo. Resta la tarea de dar puntual lectura a los informes anuales que fueron publicados, primero de manera rudimentaria y luego en las prensas de la dependencia federal de Fomento, más lo que pueda localizarse en los archivos de otros observatorios públicos y privados de México y del mundo. Se buscó hacer un acercamiento a este esfuerzo científico particular, realizado lo anterior por una orden religiosa que ha buscado a lo largo de los siglos el acercamiento entre ciencia y fe, entre razón y revelación. NOTAS 1. Platón, Diálogos, Teetes o de la ciencia, ed. cit., pp. 295-349 y, particularmente, p. 347. 2. Lucrecia Maupomé, en Historia de la astronomía en México, ed. cit., p. 22. 3. Agustín Udías, Física de la Tierra, ed. cit. pp. 1-2. 4. John Dollond (1706-1761) fue un óptico inglés conocido por el descubrimiento de lentes acromáticos. Su hijo Peter (1731-1820), en unión de su hermano menor y un sobrino, diseñó y fabricó con éxito numerosos instrumentos ópticos. En 1927, Dollond & Co. se fusionó con Aitchinson & Co., para formar una cadena británica de ópticas de alta gama. Ver: https://www.google.com y https://ew.wikipedia.org/wiki/Peter_Dollond 5. Elías Trabulse, Historia de la ciencia en México. Estudios y textos Siglos XIX, Vol. 4, ed. cit., pp. 355-426. 34 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �El Observatorio del Colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo / Jose Mendirichaga 6. Adviértase que entre los varios nombres de los científicos participantes en este I Congreso Científico Mexicano, de acuerdo al discurso del Ing. Gerónimo López de Llergo, subsecretario de Instrucción Pública y Bellas Artes, aparece el del jesuita Gustavo Caballero, con un trabajo sobre Química. Caballero fue profesor de los Colegios de Saltillo y Puebla, donde hubo Observatorio Astronómico y Meteorológico. Caballero fue igualmente profesor en el Colegio de Mascarones, de la Ciudad de México. Ver: Trabulse, op. cit., p. 418; e igualmente, ficha biográfica del padre Caballero en José Gutiérrez Casillas, Jesuitas en México durante el siglo XIX, ed. cit., pp. 299-300. 7. Ver artículo “Ángel Anguiano, impulsor de la biblioteca especializada del Observatorio Astronómico Nacional de Tacubaya”, de Silvia Zueck González sobre el Anuario del Observatorio Astronómico Nacional de Chapultepec ─más tarde de Tacubaya─, del que Anguiano fue director, distinguiéndose éste por la adquisición de “una selecta colección de obras especializadas en astronomía práctica y teórica. Esta estrategia permitió a los usuarios estar actualizados, intercambiar conocimientos y formar parte de la sociedad del conocimiento relacionada con la astronomía, la cual ha perdurado hasta hoy”. En Revista General de Información y Documentación, Tomo 27, No. 2, (2017): 503-526 DOI: 10.5209/RGID 58215 8. Trabulse, op. cit., pp. 355-426. Igualmente, en José Rogelio Álvarez, Enciclopedia de México, Tomo II, ed. cit., pp. 658-661. 9. José Roberto Mendirichaga, El Colegio de San Juan en Saltillo, 1878-1914, ed. cit., pp. 81-83. 10.Ibid., pp. 84-93. 11.Ibid., pp. 94-102. 12.Ver: Libro de las calificaciones obtenidas por los alumnos del Colegio de San Juan Nepomuceno en los exámenes públicos y privados de cada año escolar, 1879-1906, Ms., Sección IV (357/369), HC, CSJN, Saltillo, Serie: Calificaciones, AHPM. 13.Álvarez, Enciclopedia de México, Tomo II, ed. cit., p. 659. 14.El libro de Díaz Covarrubias ha tenido una edición facsimilar que es de 1993, publicado por Miguel Ángel Porrúa en la Ciudad de México. 15.Ibid., p. 208. 16.Álvarez, Enciclopedia de México, Tomo II, ed. cit., p. 659. 17.Ver reseña de Arturo Cruz Bárcenas al libro Primer centenario del Observatorio Meteorológico de La Bufa, en: https://www.jornada.com.mx/2007/01/23/ index 18.Mílada Bazant, Historia de la educación durante el porfiriato, ed. cit., p. 188. 19.José Roberto Mendirichaga,”Dos jesuitas italianos del siglo XIX en la sociedad científica Antonio Alzate”, en Ingenierías, Vol. XIII, Núm. 48, Julio-Septiembre 2010, pp. 22-32. 20.Ibid., p. 27. Pudiera agregarse que el P. Spina “hizo observaciones directas en el puerto de Tampico, Tamaulipas” y que en 1891 y en años posteriores, él y el P. Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 35 �El Observatorio del Colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo / Jose Mendirichaga Cappelletti, junto con trabajos presentados por los investigadores Agustín Aragón, Alfonso Herrera, Isidoro Epstein y Jesús Galindo Villa, publicaron en la Sociedad Alzate diversos artículos académicos, para lo cual pueden consultarse las Memorias de la citada institución, las que en cinco tomos fueron reeditadas en 1980. 21. Ibid. 22. Ibid. 23. Mendirichaga, El Colegio de San Juan en Saltillo, ed. cit., p. 323. 24. Esteban J. Palomera, La obra educativa de los jesuitas en Puebla, ed. cit., pp. 278-280 y 286-300. 25. Ibid., pp. 279-280. 26. María Candelaria Valdés Silva, Ateneo Fuente […], ed. cit., pp. 180-181. 27. Correo de Juan Díaz Rodríguez, en VI-3-19. 28. Israel Cavazos Garza, El Colegio Civil de Nuevo León […], ed. cit., p. 99. 29. Ibid., p. 100. Como dato complementario, Héctor González, primer rector de la UNL, refiere en Historia del Colegio Civil, ed. cit., pp. 23 y 38-39, la existencia en 1887 del Museo de Historia Natural y el que se haya traído de San Jerónimo en 1880 un telescopio, sin precisar sus dimensiones y anchura de lente. ¿Pudo haber provenido de la antigua garita del poniente de Monterrey, en la salida a Saltillo? 30. Ibid., p. 101. 31. Ibid., p. 102. 32. Correo de Pedro Valdés Sada y Héctor A. González Flores, en VI-5-19. Mencionan los citados investigadores que en la Preparatoria Garza Sada del ITESM existe o existía un observatorio astronómico instalado en forma; y que la UDEM tiene también observatorio astronómico y meteorológico, el que está registrado como Minor Planet Center#720. Valdés Sada y González Flores mencionan que el Planetario Alfa funciona como un observatorio de divulgación científica. 33. Udías en Mendirichaga, El Colegio de San Juan en Saltillo, 1878-1914, ed. cit., p. 213. 34. Ibid. Ver: Colección de boletines del Observatorio del Colegio de San Juan, resguardados en la Hemeroteca Nacional UNAM, Fondo Reservado, 55-1. 35. Gutiérrez Casillas, Jesuitas en México durante el siglo XIX, ed. cit., p. 341. 36. Ibid., pp. 354-355. 37. Ibid., p. 418. 38. Ibid., pp. 337-338. 39. Ibid., pp. 346-347. 40. Ibid., p. 282. 41. Gutiérrez Casillas, Jesuitas en México durante el siglo XX, ed. cit., p. 554. 42. Pablo Louvet, Apuntes históricos del Colegio e Iglesia de San Juan Nepomuceno de Saltillo durante el destierro, c. 1919, Ms., Secc. IV (356.2), 36 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �El Observatorio del Colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo / Jose Mendirichaga HC, CSJN, Saltillo, Serie: Escritos de Jesuitas de la Provincia, Grupo D, AHPM 43.Ibid. 44.Melchor Lobo Arizpe, Evocación, ed. cit., pp. 29-31. Lobo Arizpe incluye en su relato al padre Joaquín Cordero Buenrostro (18821969), como vinculado al Observatorio de San Juan. Aunque su fuerte fue la enseñanza de la teología y la guía espiritual, estudió Química en Tortosa, España y fue, ya en los años cuarenta del pasado siglo, director del Centro Médico Bíos. 45.Archivum Romanum Societatis Jesu (ARSJ), Mex 3.IV.6 46.ARSJ, 3-IV 47.ARSJ, Mex 3.IV.12 48.ARSJ, Mex 3.IV.26 49.ARSJ, Mex 3.IV.30 50.ARSJ, Mex 3.V.7 51.Ibid. 52.Óscar Flores Torres, Revolución Mexicana y diplomacia española […], ed. cit., pp. 251-273. FUENTES • Álvarez, José Rogelio. Enciclopedia de México, Tomo II, EM-SEP, Ciudad de México, 1987. • Archivo Histórico de la Provincia Mexicana de la Compañía de Jesús (AHPM). Libro de las calificaciones obtenidas por los alumnos del Colegio de San Juan Nepomuceno en los exámenes públicos y privados de cada año escolar, 1879-1906, Ms., Sección IV (357/369), HC, CSJN, Saltillo, Serie: Calificaciones, AHPM. • Archivum Romanum Societatis Jesu (ARSJ). Mex 3.IV.6. • Bazant, Mílada. Historia de la educación durante el porfiriato, El Colegio de México, Segunda reimpresión, Ciudad de México, 1996. • Díaz Covarrubias, Francisco. La instrucción pública en México […] (1875), Prefacio de Fausto Alzati Araiza y Estudio introductorio de Jorge Hernández Campos, Segunda impresión, Miguel Ángel Porrúa, Ciudad de México, 1993. • Díaz Rodríguez, Juan. Correo de VI-3-19. • Flores Torres, Óscar. Revolución Mexicana y diplomacia española […], Premio Salvador Azuela 94, INEHRM-SG, Ciudad de México, 1995. • González, Héctor. Historia del Colegio Civil, DASU, Universidad de Nuevo León, Monterrey, 1945. • González Flores, Héctor Antonio. 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Electrónicas -https://www.google.com -https://ew.wikipedia.org/wiki/Peter_Dollond - https://www.jornada.com.mx/2007/01/23/index 38 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �El edificio principal de la Facultad de Química de la UNAM luce una Tabla Periódica de los Elementos Químicos en conmemoración al IYPT 2019. Entre las actividades que se están desarrollando durante el Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos se encuentran la Jornada Académica “Química sin Fronteras”, organizada por la UANL, y las de la UNAM con la Sociedad Química de México y la Academia Mexicana de Ciencias. Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 39 �Aspectos estructurales, reológicos y dieléctricos de la etil celulosa Isaac Yair Miranda Valdez, Carlos Adrián Camarillo Hernández, Martín Edgar Reyes Melo, Jesús Gabino Puente Córdova, Beatriz Cristina López Walle Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad Autónoma de Nuevo León isaacmirandav@gmail.com RESUMEN En este trabajo se describen la estructura y los comportamientos reológico y dieléctrico de la etil celulosa (EC) para demostrar su posible utilización como soporte mecánico y componente dieléctrico en dispositivos de medición de parámetros biológicos. Los resultados obtenidos de reometría tradicional, FTIR, DMA y DEA, permitieron la manufactura y caracterización de películas de EC con espesor de ~30 µm, una Tg de ~155°C y valores de y tan δe similares a los de los polímeros dieléctricos utilizados en la industria eléctrica, electrónica y/o mecatrónica. Durante este trabajo se discuten las propiedades de la EC con base en su estructura. PALABRAS CLAVE Etil celulosa, reología, permitividad eléctrica. ABSTRACT Aiming the possible utilization as a mechanical support and dielectric component in devices employed for measuring biological parameters, in this work are described the structure, and rheological and dielectric behaviors of ethylcellulose (EC). The results obtained by traditional rheometry, FTIR, DMA and DEA, allowed the manufacture and characterization of EC films with a thickness of ~30 µm, a Tg of ~155°C, and values of and tan δe close to the ones of the polymers used in the electrical, electronic and/or mechatronic industry. Throughout this work, the properties of EC are discussed considering its structure. KEY WORDS Ethylcellulose, rheology, electric permittivity. INTRODUCCIÓN La etil celulosa ( C) se caracteriza por tener una estructura macromolecular en forma de cadenas no ramificadas, que se obtiene a partir de la modificación estructural del biopolímero de mayor abundancia sobre la superficie terrestre, la celulosa. Este biopolímero es un polisacárido que forma parte del sistema estructural multicelular de los vegetales. La celulosa se sintetiza mediante una reacción de polimerización de la α-D-glucopiranosa (D-glucosa), que se cataliza mediante complejos enzimáticos (celulosas sintasas). Estos complejos enzimáticos 40 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �Aspectos estructurales, reológicos y dieléctricos de la etil celulosa / Isaac Yair Miranda Valdez, et al. se ensamblan formando macroestructuras en forma de rosetas hexaméricas que se localizan en las membranas plasmáticas. Las cadenas de celulosa producidas de esta manera se agrupan en estructuras cristalinas formando microfibrillas de celulosa. Dicho proceso es fundamental para el crecimiento anisotrópico de la gran diversidad de especies vegetales (plantas superiores). 1-3 En la figura 1 se presenta un esquema de la biosíntesis de la celulosa a partir de moléculas de Dglucosa, las cuales a su vez son obtenidas a partir de moléculas más pequeñas, CO2 y H2O, mediante el proceso de fotosíntesis. Fig. 1. Proceso de biosíntesis de la celulosa. Las microfibrillas de celulosa se acumulan en la parte externa de la membrana plasmática en combinación con macromoléculas de hemicelulosa y lignina, entre otros compuestos, constituyen la pared celular de las células vegetales; la proporción en que se encuentran estos componentes es función del género y especie de dichos vegetales. La extracción de microfibrillas de celulosa a partir de tejidos vegetales como la madera, el algodón, el cáñamo y el ramio es un proceso muy antiguo. Fue el francés Anselme Payen (1795-1871) quien por primera vez logró separar la madera en sus componentes, extrayendo un material fibroso blanco, al que llamó “celulosa” 1,4. Hoy en día se puede extraer celulosa a partir de una gran variedad de especies vegetales, para lo cual es necesario que la mayor parte de los otros componentes, principalmente la lignina, deban de ser removidos por disolución con agentes químicos, evitando con esto que la celulosa adquiera un tono amarillo debido a la oxidación de la lignina 5,6. Esta celulosa purificada (también conocida α-celulosa, celulosa química, pasta de disolver, o simplemente celulosa), es un “polímero sólido” incoloro, inodoro y no tóxico, con propiedades importantes desde un punto de vista industrial y científico: buena resistencia mecánica, biocompatibilidad, hidrofilia, estabilidad térmica, alta capacidad de sorción y una apariencia óptica modificable 1,4. Estas propiedades posicionan a la celulosa en importantes aplicaciones; por ejemplo, como materia prima en la industria para la fabricación de papel y de cartón. Sin embargo, ampliar la gama de aplicaciones de la celulosa, así como su utilización eficiente, representa un gran desafío debido a su escaza solubilidad. Para resolver este inconveniente, se puede modificar su estructura mediante reacciones de esterificación y de eterificación, obteniéndose como resultado una variedad de derivados de celulosa. Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 41 �Aspectos estructurales, reológicos y dieléctricos de la etil celulosa / Isaac Yair Miranda Valdez, et al. PROCESO DE SÍNTESIS DE LA ETIL CELULOSA Los cristales de las microfibrillas de celulosa (figura 2) tienen grupos químicos del tipo hidroxilo, acetal y aldehídico. A través de estos grupos químicos, la celulosa puede experimentar reacciones químicas tales como: oxidación, sustitución, reemplazo, despolimerización, hidrólisis, reducción, adición de injertos y reacciones de intercambio de bases. Entre estos tipos de reacciones las que se utilizan con mayor frecuencia en el sector industrial son las de adición y de sustitución, en las cuales están involucrados los grupos hidroxilos. Sin embargo, los puentes de hidrógeno entre los grupos hidroxilos en las posiciones 2, 3 y 6 de cada unidad repetitiva de la celulosa, dificultan la intrusión de otras especies químicas, impidiendo con esto la posible reacción de adición o de sustitución en las cadenas de celulosa. Pero, si los grupos hidroxilos se encuentran disponibles para la reacción, se producen derivados de celulosa con un elevado grado de uniformidad en su estructura.7,8,9 Fig. 2. A) Unidad base de la celulosa, B) cadenas poliméricas de celulosa interaccionando entre sí mediante puentes de hidrógeno. A nivel industrial, existen dos mecanismos o procesos mediante los cuales se pueden hacer reaccionar los grupos hidroxilos de la celulosa; el primero es un proceso de esterificación y el segundo es un proceso de eterificación. Mediante un proceso de esterificación se obtienen como derivados de celulosa los siguientes productos: acetato de celulosa, nitrato de celulosa, butirato de celulosa y así como también mezclas de estos. Por otra parte, mediante el proceso de eterificación se obtienen derivados tales como: carboximetil celulosa (CMC), bencil celulosa (BC), metil celulosa (MC) y etil celulosa (EC). Este último es el objeto de estudio de este trabajo. Para la producción de EC se utiliza el proceso de eterificación mediante el cual se modifica la estructura de la celulosa. En este proceso se puede utilizar celulosa de cualquier fuente, como algodón o madera. En una primera etapa del proceso, la celulosa se somete a un tratamiento químico con una solución concentrada de hidróxido de sodio, obteniéndose celulosa alcalina. Posterior a esto, la celulosa alcalina se somete a un proceso de alquilación (transferencia de un grupo alquilo de una molécula a otra), utilizando reactivos tales como cloruro de etilo o sulfato de etilo. La temperatura a la que se lleva a cabo el proceso de alquilación debe 42 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �Aspectos estructurales, reológicos y dieléctricos de la etil celulosa / Isaac Yair Miranda Valdez, et al. controlarse para evitar la degradación o destrucción, tanto de la celulosa como del agente alquilante. En el proceso de alquilación, un grupo etilo debe sustituir a un grupo hidroxilo de una unidad repetitiva de la celulosa. El número de hidroxilos que se logran sustituir a lo largo de las cadenas de celulosa representa el grado de sustitución (DS). La figura 3 es un esquema de la reacción de eterificación de Williamson mediante la cual se obtiene la etil celulosa. Fig. 3. Esquema de la reacción de eterificación de la celulosa para la obtención de etil celulosa. PROPIEDADES DE LA ETIL CELULOSA Las propiedades de la EC dependen principalmente del DS promedio obtenido en la reacción de sustitución de las macromoléculas de celulosa. En la figura 2 se identifica que, cada unidad repetitiva de cadenas de celulosa tiene 3 grupos hidroxilos que podrían ser sometidos a un proceso de eterificación (alquilación). Por lo tanto, se pueden obtener diferentes DS de EC, lo que se traduce en productos de EC con diferente grado de solubilidad. Dicho en otras palabras, existe una dependencia muy fuerte entre el DS y la solubilidad de la EC. Un producto comercial de EC que contiene entre 47 y 48 % de grupos etilo tiene un DS entre 2.4 y 2.5, lo que representa el promedio de grupos OH que fueron sustituidos por grupos etilo. Muestras de EC con DS entre 0.5 y 1.0 son solubles en soluciones alcalinas acuosas. EC con DS entre 1.0 y 1.5 presenta solubilidad en agua. Cuando el DS se encuentra entre 2.4 y 2.5, la EC presenta buena solubilidad tanto en solventes polares como no polares. Si la EC tiene un DS>2.5, la solubilidad en solventes polares ya no es posible; sin embargo, se obtiene buena solubilidad con solventes no polares como el tolueno.7 Además de la solubilidad, el DS también define a otras propiedades. En este sentido, la EC se comporta como termoplástico (propiedad que no presenta la celulosa), y puede ser sometida a procesos de transformación como la extrusión. Cuando el DS de la EC aumenta de 2.4 a 2.5, su temperatura de reblandecimiento disminuye; sin embargo, cuando el DS es mayor que 2.5, su temperatura de reblandecimiento aumenta, y es menos termoplástico.7,10 Por otra parte, desde un punto de vista eléctrico, la EC tiene una estructura a base de enlaces covalentes (ausencia de electrones libres), pero con una distribución asimétrica de los portadores de carga eléctrica, lo que da origen a dipolos eléctricos a lo largo de las cadenas poliméricas. Como consecuencia de lo anterior, la EC no debe de manifestar, bajo la acción de un campo eléctrico, corrientes eléctricas a base de un flujo de electrones, pero sí manifestar corrientes eléctricas débiles (del orden de magnitud de picoamperes) debidas a la orientación de dipolos. A su vez, dada Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 43 �Aspectos estructurales, reológicos y dieléctricos de la etil celulosa / Isaac Yair Miranda Valdez, et al. la elasticidad entrópica de las cadenas, la carga eléctrica almacenada en películas de EC permitiría su aplicacion como material dieléctrico.11,12 El efecto del DS de la EC sobre la orientación de dipolos (polarización eléctrica) no se ha abordado como tal en la literatura. En este trabajo, se evaluaron tres solventes orgánicos para la solubilización de EC con un DS entre 2.4 y 2.5. Las soluciones obtenidas fueron caracterizadas mediante reología tradicional para determinar las curvas de viscosidad vs rapidez de deformación a temperatura constante. Posterior a la selección del solvente, se procedió a definir un proceso “casting”, mediante el cual se manufacturaron películas de espesor controlado de EC. Finalmente, se llevaron a cabo las caracterizaciones de las muestras mediante espectroscopia de infrarrojo (FTIR), análisis mecánico dinámico (DMA) y análisis eléctrico dinámico (DEA). PARTE EXPERIMENTAL Materiales Las muestras de EC estudiadas en este trabajo (ethocel estándar 45) fueron adquiridas de The Dow Chemical Company. Esta muestra de ethocel tiene un contenido de grupos - de 48.0 a 49.5% (DS ≈2.4 a 2.5). Los solventes orgánicos seleccionados para este trabajo fueron dos solventes considerados como no polares, tolueno y xileno de alta pureza, 99.8 y 99.9 %, respectivamente (adquiridos de J.T. Baker), y además también fue evaluado un solvente polar, el tetrahidrofurano (THF), al 99.9% de pureza, de Fisher Scientific. Estos solventes fueron seleccionados para este trabajo con base a su punto de ebullición y a su permitividad eléctrica relativa. En la tabla I se muestran estas propiedades y se toma como referencia al agua (solvente altamente polar). Tabla I. Propiedades de solventes orgánicos seleccionados. Solvente Punto de ebullición (°C) Permitividad eléctrica relativa THF 66 7.5 Tolueno 111 2.4 Xileno 144 2.6 Agua 100 80 Evaluación de los solventes para la EC Para cada solvente, se prepararon soluciones a 3 niveles de concentración. En la tabla II se presentan las concentraciones de las soluciones preparadas para cada solvente estudiado. Cada una de las soluciones de la tabla II fue preparada de acuerdo con la siguiente metodología. A una temperatura de 60°C y mediante agitación magnética, las soluciones fueron mezcladas durante 60 minutos a una velocidad de 900 rpm. Para evitar la formación de aglomerados de EC, ésta fue agregada al solvente gradualmente, en un tiempo menor a 5 minutos. Posterior a esto, cada una de las soluciones fue caracterizada mediante reometría tradicional y se registró, a temperatura ambiente para cada muestra, la curva de viscosidad en función de la rapidez de deformación. 44 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �Aspectos estructurales, reológicos y dieléctricos de la etil celulosa / Isaac Yair Miranda Valdez, et al. Tabla II. Soluciones de EC preparadas. Solvente Tolueno Xileno THF % en peso de EC con respecto Cantidad de EC Cantidad de solvente al peso de solvente en g en g 8 0.8 10 9 0.9 10 10 1.0 10 8 0.8 10 9 0.9 10 10 1.0 10 8 0.8 10 9 0.9 10 10 1.0 10 Caracterización de la viscosidad Las mediciones de la viscosidad se llevaron a cabo en un reómetro Anton Paar MCR 301, utilizando una geometría de cono y plato. Los experimentos fueron realizados a temperatura constante de 23°C, para un intervalo de rapidez de deformación de 0.01 s-1 a 103 s-1. A partir de las curvas de viscosidad obtenidas y considerando también los datos de la tabla I, se seleccionó a uno de los solventes para continuar con el estudio de los aspectos estructurales, reológicos y dieléctricos de la EC. Utilizando el solvente seleccionado, se definió un proceso de “casting” a partir del cual se fabricaron las películas de espesor en el orden de magnitud de los micrómetros. Proceso de manufactura de películas de EC Para la fabricación de películas de espesor controlado, se utilizó el solvente previamente seleccionado, y se preparó una solución al 10 % en peso, descrita en una sección precedente (ver también la tabla II). Las concentraciones al 8 y 9 % también pueden ser utilizadas porque tienen un comportamiento pseudoplástico que facilita el proceso de “casting”; sin embargo, requieren de mayor cantidad de solvente. La solución obtenida fue sometida a un proceso “casting” en cajas de Petri de 150 mm de diámetro. Las cajas Petri fueron cubiertas con papel aluminio con orificios, esto con la finalidad de evitar contaminación durante el proceso “casting”. En este proceso, la solución en las cajas Petri se dejó reposar por 72 horas a temperatura constante de 23°C para eliminar la mayor parte de solvente de la solución mediante un proceso de convección natural. Transcurrido este tiempo, las películas fueron desprendidas de las cajas Petri y almacenadas en un desecador. Previo al almacenamiento, se midió el espesor de las películas utilizando un micrómetro Mitutoyo. Posterior a esto, las películas fueron caracterizadas mediante FTIR, DMA y DEA. FTIR El espectro FTIR para la película de EC analizada fue obtenido mediante un espectrofotómetro IRAffinity-1 Shimadzu con el accesorio de reflectancia total atenuada (ATR). Para tal efecto, se llevó a cabo la medición del porcentaje (%) Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 45 �Aspectos estructurales, reológicos y dieléctricos de la etil celulosa / Isaac Yair Miranda Valdez, et al. de transmitancia en la muestra, para un intervalo de número de onda de 390 a 4700 cm-1 y tomando un total de 64 barridos. ANÁLISIS MECÁNICO DINÁMICO La caracterización de la muestra mediante DMA se llevó a cabo en el modo tensión en un reómetro Anton Paar MCR 301 equipado con un accesorio UXF12/UNI y un horno de convección CTD 450. La geometría de la muestra estudiada fue en forma de película con dimensiones de 20 mm de longitud y 7 mm de ancho, con el correspondiente espesor de la película-muestra. La muestra fue sometida a una deformación sinusoidal con una amplitud de 0.05% y una frecuencia constante de 1 Hz, en un intervalo de temperatura de 30 a 220°C con una tasa de calentamiento de 2°C/min. Los resultados fueron registrados en forma de módulo elástico complejo, A partir de la parte real y de la parte imaginaria se calculó la dependencia en temperatura de es el ángulo de desfase entre el estímulo aplicado y la respuesta obtenida en el DMA. Análisis eléctrico dinámico (DEA) Para la caracterización de la película-muestra mediante DEA, se utilizó el módulo dieléctrico del reómetro Anton Paar MCR 301 con geometría de platos paralelos, el cual está equipado también con un electrómetro Agilent E4980A. La muestra estudiada fue en forma de disco con el correspondiente espesor de la película muestra, con un diámetro de 25 mm. El estímulo eléctrico aplicado a la muestra fue en forma sinusoidal con una amplitud de 0 a 1 V a temperatura constante, en un intervalo de frecuencias de 20 Hz a 2 MHz. Se llevaron a cabo varias mediciones experimentales isotérmicas entre 25 y 185°C, de las cuales se calcularon los gráficos de la parte real y la parte imaginaria de la permitividad eléctrica relativa compleja, A partir de estos resultados isotérmicos se construyeron gráficos isócronos para y tan es el ángulo de desfase entre el estímulo aplicado y la repuesta obtenida en el DEA. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los resultados obtenidos a partir de cada una de las caracterizaciones realizadas se presentan y discuten acorde a su descripción en la sección de la parte experimental. Caracterización de la viscosidad La figura 4 muestra las curvas de viscosidad vs rapidez de deformación (reogramas) para las soluciones correspondientes a los tres tipos de solvente y para las tres concentraciones. Dichos reogramas tienen la forma típica de un comportamiento pseudoplástico (disminución de la viscosidad cuando la rapidez de deformación aumenta). Para los tres tipos de soluciones se identifica que, al incrementarse la concentración de solvente, las curvas de viscosidad disminuyen globalmente en todo el intervalo de análisis. Sin embargo, para las soluciones con THF el comportamiento pseudoplástico es más pronunciado que el observado 46 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �Aspectos estructurales, reológicos y dieléctricos de la etil celulosa / Isaac Yair Miranda Valdez, et al. para las soluciones con tolueno, siendo las soluciones con xileno en las que se identificó el menor efecto pseudoplástico. Al tomar en consideración los reogramas de cada una de las muestras de la figura 4, se establece que los tres solventes tienen la capacidad de disolver a la EC, siendo el THF el que disminuye de manera más pronunciada la viscosidad; sin embargo, este solvente tiene la mayor permitividad eléctrica. Por lo tanto se tomó como criterio seleccionar al solvente con menor permitividad, con el objetivo de reducir su influencia en las mediciones eléctricas. Por esta razón, las películas de EC fueron fabricadas utilizando tolueno como solvente. Las películas obtenidas fueron analizadas para determinar su espesor, utilizando para tal un micrómetro Mitutoyo, y obteniendo un valor de 30 µm. Fig. 4. Reogramas de soluciones de EC para tres diferentes tipos de solventes a tres niveles de concentración. Resultados de FTIR La figura 5 corresponde al espectro FTIR obtenido para la película-muestra de EC de 30 µm de espesor. Este gráfico fue comparado con resultados experimentales de la literatura 13, para de esta manera, identificar los diferentes modos de vibración de los grupos químicos de la EC, los cuales deben estar asociados a determinada banda del espectro FTIR. Todas las bandas FTIR identificadas en la figura 5 corresponden a las reportadas en la literatura para la EC. La banda que se localiza a 3478 cm-1 corresponde a modos de estiramiento de los grupos OH; la banda a 1051 cm-1 es atribuida al estiramiento del éter cíclico C-O-C; la banda localizada a 2973 cm-1 corresponde a modos de vibración de estiramiento asimétrico de los grupos CH; y las bandas a 1443 cm-1 y 1374 cm-1 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 47 �Aspectos estructurales, reológicos y dieléctricos de la etil celulosa / Isaac Yair Miranda Valdez, et al. son atribuidas a flexiones de los grupos químicos CH2 y CH3, respectivamente 13, 14 . Con estos resultados se corrobora que la muestra estudiada corresponde a una estructura de EC. Fig. 5. Espectro FTIR obtenido para la película de EC. Resultados de DMA Los resultados obtenidos mediante DMA se presentan bajo el formalismo matemático de los números complejos, en donde el módulo elástico complejo se define como: La parte real, está relacionada con el almacenamiento de energía, y la parte imaginaria, se relaciona con la disipación de energía. La figura 6 corresponde a los gráficos isócronos de y para una películamuestra de 30 µm de espesor y para una frecuencia constante de 1 Hz. Se identifica en los tres gráficos que, en el intervalo de temperatura I, de 30 a 140°C, el comportamiento reológico en las muestras es más elástico que viscoso, ya que tiene su valor máximo a bajas temperaturas y se mantiene casi sin variación cuando la temperatura aumenta, mientras que y se incrementan de una manera no pronunciada cuando la temperatura aumenta. Por otra parte, en el intervalo de temperatura II, de 140 a 160 °C, y presentan un máximo; en cambio, disminuye de manera pronunciada cuando la temperatura aumenta. Este comportamiento corresponde a la manifestación mecánica de la transición vítrea (relajación principal) de la EC, y la temperatura en la que se presenta el pico para es una estimación de la temperatura de transición vítrea, Tg= 155°C. Finalmente, para el intervalo de temperatura III, de 160 a 220°C, vuelve a incrementarse cuando la temperatura aumenta, lo que puede ser explicado, por el hecho de que la muestra era completamente amorfa, y al aumentar la temperatura, se alcanza la cristalización de las cadenas de EC. 48 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �Aspectos estructurales, reológicos y dieléctricos de la etil celulosa / Isaac Yair Miranda Valdez, et al. Fig. 6. Resultados obtenidos mediante DMA para una película de EC. A este fenómeno se asocian valores máximos para y para y el proceso se identifica como “cristalización fría”. Una vez que se han formado los cristales, si se sigue incrementando la temperatura, dichos cristales presentarán un proceso de fusión. Resultados de DEA Los resultados obtenidos mediante DEA también se presentan bajo el formalismo matemático de los números complejos, en donde la permitividad eléctrica relativa compleja se define como: la parte real está relacionada con el almacenamiento de carga eléctrica y la parte imaginaria con la disipación de carga eléctrica. Las figuras 7 y 8 corresponden a los gráficos isotérmicos de para la película-muestra de 30 µm de espesor, en un intervalo de frecuencia que va de 20 Hz a 2 MHz, y para temperaturas constantes diferentes, en un intervalo de 25 a 185°C. En la figura 7 se identifica que, para una temperatura constante, cuando la frecuencia aumenta, disminuye, y este comportamiento es más pronunciado en las curvas isotérmicas cuando la temperatura aumenta. Este comportamiento está asociado con los dipolos eléctricos que constituyen la estructura de la EC y significa que, a frecuencias bajas y temperaturas altas, los dipolos eléctricos tienen el tiempo necesario para orientarse y seguir el voltaje sinusoidal aplicado a la muestra; por lo tanto, la capacidad de almacenamiento de carga eléctrica en la muestra es mayor para frecuencias bajas y altas temperaturas. Por otra parte, la figura 8 muestra las curvas isotérmicas de Se identifica en estas isotermas que, para las frecuencias de análisis más bajas y a las temperaturas mas elevadas, tiene sus valores más elevados. Esto significa que, bajo este escenario, la muestra de EC tiene su mayor capacidad de disipación de energía (a través de corrientes eléctricas). Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 49 �Aspectos estructurales, reológicos y dieléctricos de la etil celulosa / Isaac Yair Miranda Valdez, et al. Fig. 7. Resultados obtenidos mediante DEA para una película de EC, parte real de . Fig. 8. Resultados obtenidos mediante DEA para una película de EC, parte imaginaria de . 50 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �Aspectos estructurales, reológicos y dieléctricos de la etil celulosa / Isaac Yair Miranda Valdez, et al. Con la finalidad de hacer un comparativo entre los dos tipos de ensayos dinámicos: mecánico y eléctrico, se construyeron curvas isócronas de y para una frecuencia de 2 MHz, frecuencia en donde fueron más evidentes los picos de relajación. Esto permitió identificar la manifestación eléctrica de la transición vítrea (relajación principal) de la EC a ~160°C. La figura 9 presenta estas curvas isócronas. Se observa que cuando la temperatura aumenta, la capacidad de almacenamiento de carga eléctrica también, puesto que aumenta. La diferencia entre las Tg estimadas mediante DMA y DEA, se explica por el hecho de que son manifestaciones diferentes de un mismo fenómeno, la transición vítrea. En las curvas isócronas de y se identifican dos picos de relajación que no se identifican en las correspondientes curvas de y Fig. 9. Curvas isócronas obtenidas mediante DEA para una película de Esto se debe a que el DEA es una técnica de caracterización en la que solamente responden los grupos químicos de la EC que tienen momento dipolar eléctrico no compensado, mientras que en el DMA responden al estímulo todos los grupos químicos; sin embargo, se requiere un estudio con mayor detalle para identificar los grupos químicos o dipolos asociados con estos picos de relajación secundaria. Finalmente, al comparar la curva de la figura 6 con la curva de la figura 9, se observa un comportamiento opuesto entre las propiedades mecánicas y las dieléctricas: cuando la temperatura aumenta, las propiedades mecánicas disminuyen mientras que las dieléctricas aumentan, y viceversa. Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 51 �Aspectos estructurales, reológicos y dieléctricos de la etil celulosa / Isaac Yair Miranda Valdez, et al. CONCLUSIÓN Se obtuvieron películas de EC de un espesor de 30 µm, con un comportamiento reológico y dieléctrico que las posiciona como candidatos importantes para desempeñar la función de material dieléctrico; son mecánicamente flexibles con una Tg superior a la temperatura ambiente, tienen valores de permitividad eléctrica relativa similares a las de polímeros dieléctricos y son insolubles al agua. Los tres solventes evaluados podrían ser utilizados para la fabricación de películas; sin embargo, considerando que la absorción de humedad es un aspecto negativo para un material dieléctrico, se recomiendan utilizar aquellos solventes que, además de solubilizar a la EC, induzcan un efecto pseudoplástico y que tengan una permitividad eléctrica relativa típica de solventes no polares. El comportamiento eléctrico y reológico de las películas de EC es tal, que sus propiedades mecánicas disminuyen mientras que las eléctricas aumentan cuando la temperatura se incrementa. El origen de la EC, su proceso de síntesís y los resultados obtenidos en este trabajo, posicionan a dicho polímero, como potencial candidato para su utilización en la industria eléctrica, electrónica y/o mecatrónica. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. H. E. McFarlane, A. Döring, S. Persson; The cell biology of cellulose synthesis. Annu. Rev. Plant Biol., 2014, Vol. 65, pp. 69–94. 2. C. Kesten, A. Menna, C. 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Sannakki; The dielectric properties of ethyl cellulose composites. Journal of Electronic and Electrical Engineering, 2010, Vol. 1, No. 1, pp. 01-02. 13.D. Yang, X. Peng, L. Zhong, X. Cao, W. Chen, X. Zhang, S. Liu, R. Sun.; Green films from renewable resources: Properties of epoxidized soybean oil plasticized ethyl cellulose films. Carbohydrate Polymers, 2014, Vol. 103, pp. 198-206. 14.J.L. Arias, M. López-Viota, M.A. Ruiz, J. López-Viota, A. V.Delgado; Development of carbonyl iron/ethylcellulose core/shell nanoparticles for biomedical applications. International Journal of Pharmaceutics, 2007, Vol. 339, pp. 237-245. Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 53 �Química verde en la síntesis de rGO partiendo de la exfoliación electroquímica del grafito Gerardo Flores Jerónimo, Carlos A. Guerrero Salazar, Virgilio A. González González, Tania E. Guerrero Salas Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Universidad Autónoma de Nuevo León carlos.guerreros@uanl.mx RESUMEN Se sintetizó óxido de grafeno reducido (rGO) usando química verde. Se obtuvo óxido de grafeno (GO) mediante la exfoliación electroquímica de una placa de grafito, para después ser reducido químicamente utilizando un extracto acuoso de hojas del árbol Azadirachta Indica (comúnmente conocido como Neem). Las muestras de grafito, GO y rGO fueron caracterizadas por difracción de rayos X, espectroscopia de infrarrojo, espectroscopia Raman y microscopía electrónica de barrido. El extracto de Neem funciona bien como agente reductor, removiendo parcialmente el oxígeno en las muestras de GO. A mayor concentración del extracto de Neem, mayor la reducción del GO. PALABRAS CLAVE Óxido de grafeno reducido, óxido de grafeno, Neem, química verde. ABSTRACT Reduced graphene oxide (rGO) was synthesized by green chemistry. Graphene oxide (GO) was produced by electrochemical exfoliation of a graphite plate and, subsequently, the samples of GO were reduced using an aqueous extract of the leaves of Azadirachta Indica (commonly known as Neem). The samples of graphite, GO and rGO were characterized by X-Ray diffraction, infrared spectroscopy, Raman spectroscopy and scanning electron microscopy. Neem extract works well as a reducing agent, partially removing oxygen into samples of GO. Greater the concentration of the extract of Neem, further reduction of the GO. KEYWORDS Reduced graphene oxide, graphene oxide, Neem, green chemistry. INTRODUCCIÓN La nanotecnología es la rama de la ciencia que se encarga de estudiar los fenómenos que ocurren en la escala de 1 a 100nm. Dentro de los materiales nanométricos más estudiados actualmente se encuentra un alótropo del carbono, el grafeno. Éste es un material de tipo 2D que se obtiene exfoliando las láminas de carbono con hibridación sp2 presentes en el grafito, las cuales se mantienen 54 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �Química verde en la síntesis de rGO partiendo de la exfoliación electroquímica del grafito / Gerardo Flores Jerónimo, et al. unidas por fuerzas de Van der Waals e interacciones entre los orbitales de los electrones deslocalizados del carbono, lo que provoca que se puedan separar fácilmente. El grafeno fue descubierto, aislado y caracterizado en el año 2004 por los físicos rusos Andre Geim y Konstantin Novoselov en la Universidad de Manchester, en Inglaterra,1 quienes posteriormente recibieron el Premio Nobel en el 2010 por sus experimentos con dicho material.2,3 El grafeno posee propiedades físicas, químicas, mecánicas, térmicas, ópticas y eléctricas sobresalientes, lo que le da una enorme gama de aplicaciones en distintos sectores. Dentro de los métodos más comunes para la síntesis de grafeno se encuentran: la exfoliación mecánica,1 técnicas de deposición química con vapor (CVD),4 descomposición térmica de carburo de silicio (SiC),5 exfoliación electroquímica6-12 y métodos químicos de oxidación y reducción, siendo el método de Hummers 13 (en sus distintas variantes), el más ampliamente usado14 por su capacidad de producción en masa. La separación de capas del grafito por exfoliación electroquímica es sencilla, amigable con el ambiente y no requiere de equipos ni reactivos complejos.7 El equipo necesario para hacer uso de esta técnica consta de dos electrodos que se conectan a una fuente de voltaje, donde el ánodo (+) puede ser una barra o cilindro de grafito y el cátodo (-) puede ser también de grafito o metálico. Los electrodos son sumergidos en soluciones de ácidos (H2SO4, H3PO4) o sales inorgánicas (NH4Cl, Na2SO4, NaNO3, K2SO4, NaClO4) que actúan como electrolitos. Al aplicar un voltaje, los electrodos se polarizan y atraen a las especies iónicas de carga opuesta y, en las capas más externas del ánodo de grafito, se introducen los iones y provocan la expansión y separación de láminas. El material que se obtiene al final consiste en láminas de carbono con impurezas de oxígeno e hidrógeno (principalmente) y se conoce como óxido de grafeno o GO. Las propiedades del GO son muy diferentes a las del grafeno por lo que, si se quieren recuperar las magníficas propiedades de este último material, se tienen que eliminar la mayor parte de las impurezas insertadas en las láminas durante la oxidación. Para la remoción del oxígeno se debe hacer uso de un agente reductor, siendo el más eficiente la hidrazina N2H4; sin embargo, este reactivo es altamente nocivo para el ambiente y la salud de los seres vivos. Es por eso, que se han planteado métodos amigables con el ambiente para la exfoliación del grafito, su oxidación y posterior reducción. Una alternativa consiste en efectuar la reducción con “agentes reductores verdes”, los cuales no producen residuos tóxicos.15 Entre los agentes reductores verdes se han investigado ácidos orgánicos, microorganismos, azúcares de origen vegetal, antioxidantes, aminoácidos, proteínas y algunos extractos de plantas. En la literatura científica hay reportados trabajos en donde se ha logrado la reducción del GO haciendo uso de distintos extractos de plantas. En la tabla I se citan algunas de las plantas que se han usado como agentes reductores para la síntesis de rGO. La Azadirachta Indica, planta comúnmente conocida como Neem, es un árbol perteneciente a la familia Meliaceae, originario de la India y Birmania, el cual se desarrolla en regiones tropicales y subtropicales. Algunos autores han demostrado las propiedades reductoras del extracto de dicha planta en la síntesis Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 55 �Química verde en la síntesis de rGO partiendo de la exfoliación electroquímica del grafito / Gerardo Flores Jerónimo, et al. Tabla I. Extractos de plantas usados para la reducción de GO Agente reductor Referencia Agente reductor Referencia Agua de coco 16 Extracto de hoja de 17 cerezo Cafeína 18 Extracto de hoja de 19 espinaca Extracto de albahaca 20 Extracto de hoja de 21 eucalipto Extracto de clavo 22 Extracto de hoja de 23 salvadora pérsica Extracto de flor de 24 crisantemo Ginkgo Biloba 25 Extracto de flor de 26 Jamaica Raíz de zanahoria 27 de nanopartículas de oro28 y plata,28-31 así como de nanocompósitos Au-rGO y Ag-rGO,32 donde los fitoquímicos presentes en la planta son los responsables de la reducción de los iones metálicos Ag+ y Au+ con la consecuente formación de nanopartículas metálicas.32 Un esquema de la reducción del GO mediante el extracto de las hojas de Neem se muestra en la figura 1. Se pueden encontrar una gran cantidad de fitoquímicos en el extracto de hojas, los cuales son los responsables de la reducción del GO. Entre los más importantes se pueden citar los flavonoides, quinonas, cetonas, aldehídos y ácidos orgánicos.33, 34 En principio, los grupos carboxilo e hidroxilo existentes en el extracto de las hojas, reaccionarían con los grupos oxigenados del GO procediendo a la reducción de este último. Siguiendo el orden de ideas presentado en párrafos anteriores, en este trabajo se realizó la síntesis de GO por exfoliación electroquímica haciendo uso de una placa de grafito como ánodo (+) y malla de acero inoxidable como cátodo (-); se empleó H3PO4 como electrolito. Posteriormente, se obtuvo rGO mediante la reducción química del GO, para lo cual se utilizó el extracto acuoso de hojas de Neem. Fig. 1. Esquema de la reducción del óxido de grafeno. 56 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �Química verde en la síntesis de rGO partiendo de la exfoliación electroquímica del grafito / Gerardo Flores Jerónimo, et al. MATERIALES Y MÉTODOS Para la síntesis de GO se empleó como ánodo una placa de grafito de 2.5 x 3 x 1cm (Especialidades de Grafito S.A. de C.V.) y cómo cátodo, un rectángulo de malla de acero inoxidable (calibre 16) con las mismas dimensiones de área que la placa de grafito. Ambos electrodos fueron conectados a una fuente de voltaje (QW® modelo QW-MS305D), sumergiéndose en 20mL de una solución ácida de H3PO4 (CTR Scientific®, 85%), contenidos en un vaso de precipitados de 50mL; se ajustó el voltaje en 10V y la corriente en 5A, aplicándose éstos durante 10min. El procedimiento se repitió hasta obtener una cantidad considerable de grafito exfoliado (GO). Posteriormente la dispersión ácido/GO se neutralizó con KOH 10M (CTR Scientific®) revisando el pH con tiras de papel indicador. El GO se lavó y se separó de la solución mediante filtrado al vacío, añadiendo 1L de agua desionizada. El filtrado se secó durante 24h en una estufa a 60°C y se pulverizó en un mortero de ágata. Para reducir el GO se usó extracto acuoso de hojas de neem. Las hojas fueron recolectadas en la Facultad de Agronomía, Unidad Marín, Nuevo León, de la Universidad Autónoma de Nuevo León, y se lavaron con agua desionizada para remover el polvo y suciedad. Posteriormente fueron secadas colocándolas en una estufa a 60°C durante 3 días, hasta que estas pasaron de una coloración verde a café y se volvieron quebradizas. Las hojas se pulverizaron en una licuadora y el polvo obtenido se almacenó en bolsas plásticas transparentes. El extracto fue preparado colocando 1g de polvo de neem por cada 20mL de agua desionizada en un matraz Erlenmeyer. El matraz fue tapado con un tapón de hule y calentado a 90°C durante 2h con agitación magnética. La coloración del agua pasó de ser transparente a café turbia. El líquido obtenido se filtró al vacío y se desechó el filtrado sólido. A 20, 40 y 60mL de extracto de neem, con la concentración de 0.05g/mL, se añadieron 80, 60 y 40mL de agua desionizada respectivamente, para completar 100mL en volumen de solución. A cada solución fueron añadidos 100mg de GO obtenido por exfoliación electroquímica y se colocó en un sistema de ultrasonido (BRANSON® 2800) durante 2h para dispersar el GO. Posteriormente las dispersiones, con diferente cantidad de extracto de neem, se colocaron en un sistema de calentamiento con reflujo y agitación magnética y se dejaron reaccionar durante 48h a 90°C. Transcurrido el tiempo de reacción, las dispersiones se colocaron en tubos de ensayo de teflón y se centrifugaron a 9000rpm durante 20min (Beckman Coulter® modelo Allegra X-22R). El procedimiento se repitió en 4 ocasiones, retirando el líquido con extracto de neem y añadiendo agua desionizada a los tubos de ensayo para lavar el rGO y remover las trazas del extracto de neem. Al no observarse más la coloración café turbia del extracto de neem, el líquido fue removido y los tubos con rGO se colocaron en una estufa a 60°C durante 24h. Los polvos de rGO fueron retirados de los tubos de ensayo con una espátula metálica y pulverizados en un mortero de ágata. La caracterización estructural de las muestras de grafito, GO y rGO fue llevada a cabo mediante la técnica de difracción con rayos X (XRD) en polvo, con radiación de Cu Kα (λ = 1.5406Å), detector de centello y filtros de níquel (XRD Bruker Advanced D8). Las mediciones se realizaron en un rango 2θ de 10 a 80° con un tamaño de paso de 0.05° y con un intervalo de 0.5 por cada paso. Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 57 �Química verde en la síntesis de rGO partiendo de la exfoliación electroquímica del grafito / Gerardo Flores Jerónimo, et al. Los grupos funcionales en las muestras de rGO fueron caracterizados usando un espectrofotómetro FTIR (Thermo Scientific ® Nicolet 6700) en un rango de 400 a 4000cm-1 con una resolución de 2cm-1 Los espectros se obtuvieron en modo transmitancia y las muestras en polvo se analizaron directamente con la técnica de reflexión total atenuada, ATR, con cristal de diamante. Las muestras fueron colocadas en una estufa a 60°C durante 24h y se colocaron en viales de vidrio con tapa rosca antes de realizar los análisis. Los polvos de grafito, GO y rGO con diferentes cantidades de extracto de neem, fueron caracterizados mediante espectroscopia Raman (DXR Raman Microscope Thermo Scientific®) con un haz monocromático de 532nm a temperatura ambiente. Las mediciones se llevaron a cabo en un rango de 900 a 2400cm-1 con una resolución de 4cm-1. Para analizar la morfología de las muestras, se usó un microscopio electrónico de barrido (FEI®, Nova Nano SEM200). Las muestras fueron colocadas sobre cinta adhesiva de grafito, montándose ésta sobre un portamuestras de aluminio; el exceso de material fue retirado con aire comprimido. Las muestras se observaron a 10kV de voltaje de aceleración y 5mm de distancia de trabajo en modo de campo libre. RESULTADOS La figura 2 muestra los difractogramas obtenidos para las muestras de grafito, GO y rGO que se sintetizaron. El difractograma del grafito muestra un pico intenso en el ángulo 26.46° el cual corresponde a la reflexión en el plano (002) de la estructura grafítica.35 La distancia interplanar calculada fue de 0.337nm. En el difractograma del GO, la intensidad del pico en 26.46° disminuye considerablemente, apareciendo un nuevo pico en 11.30° lo cual se ocasiona debido a la expansión entre las capas de grafito por la introducción de grupos funcionales que contienen oxígeno34 y la consecuente distorsión del arreglo hexagonal de los átomos de carbono del grafito. Sin embargo, se sigue observando un pico menos intenso a 26.69°, indicando que la oxidación del grafito no fue completa. Fig. 2. Patrones de difracción de rayos X en polvo de Grafito, GO y rGO. 58 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �Química verde en la síntesis de rGO partiendo de la exfoliación electroquímica del grafito / Gerardo Flores Jerónimo, et al. La distancia interplanar para el GO es 0.782nm, mucho mayor a la del grafito debido a, como ya se mencionó, la expansión entre las capas al anclarse los grupos funcionales que contienen oxígeno. En los difractogramas del rGO reducido con diferentes concentraciones del extracto de neem, se puede apreciar la desaparición del pico en 11.40° del GO lo cual es indicio de la remoción de impurezas de grupos funcionales de oxígeno que ocasionaban la distorsión de los planos de carbono. Además se observa la reaparición de picos bastante anchos con punto máximo en el ángulo 27.49°, lo que se atribuye a la reestructuración de las láminas de carbono a una hibridación de tipo sp2. La baja intensidad de los picos obtenidos comparados con el que exhibe el grafito, se debe a que las láminas de carbono que se obtienen no poseen una orientación uniforme y se encuentran bastante desordenadas, lo que disminuye considerablemente las interferencias constructivas de los rayos X difractados. Se calculó la distancia interplanar para las diferentes muestras de rGO, encontrándose prácticamente el mismo valor para las tres 0.323nm, valor muy cercano al del grafito, siendo esto una prueba de la reducción del GO. Para corroborar la oxidación del grafito y la posterior remoción de los grupos funcionales de oxígeno en las muestras de rGO, se realizó un análisis de espectroscopia de infrarrojo, el resultado se aprecia en la figura 3. El espectro IR del grafito exhibe una banda ancha que se extiende desde ~3650 hasta 2970 cm-1 la cual se atribuye a las vibraciones de estiramiento y flexión de los enlaces . Este grupo funcional se encuentra presente en la muestra de grafito debido a que trazas de humedad ambiental pudieron adsorberse en la superficie de la muestra. Además se puede observar una banda en 1632cm-1 la cual corresponde a las vibraciones de estiramiento de los enlaces En el espectro de GO se puede observar un ensanchamiento en la banda característica del grupo funcional O-H que se extiende desde ~3670 hasta 2430 cm-1 además de ser más intensa. También se pueden observar bandas características Fig. 3. Espectros FTIR-ATR de grafito, GO y rGO. Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 59 �Química verde en la síntesis de rGO partiendo de la exfoliación electroquímica del grafito / Gerardo Flores Jerónimo, et al. de una estructura oxigenada. En 1726cm-1 se observa la banda característica de las vibraciones de los enlaces de tipo carbonilo y carboxilo ; la banda a 1370cm-1 corresponde a vibraciones de enlaces tipo por último, la banda que se observa a 1099cm-1 es característica de los grupos epoxi y alcoxi Los resultados anteriores muestran que el GO contiene una estructura con abundantes grupos funcionales de oxígeno. La banda que se observa a 1616cm -1 corresponde a los enlaces y es menos intensa que en la muestra de grafito, indicando un decremento en la cantidad este tipo de enlaces. Los espectros de las muestras de rGO muestran una disminución en la intensidad de las bandas asociadas a los grupos funcionales con oxígeno. La banda característica del grupo funcional no es tan intensa ni tiene una amplitud tan grande como en el GO. La banda de absorción de los grupos funcionales carbonilo y carboxilo que en el espectro de GO se ubica en 1726cm-1 desaparece por completo al reducir con extracto de neem. La banda de los grupos epoxi y alcoxi disminuye su intensidad en los espectros de rGO, sin embargo, se puede apreciar un ensanchamiento en dicha banda en el rango de 1100cm-1 a 900cm-1 la cual se atribuye a vibraciones de estiramiento de los enlaces que se encuentra presente hasta en un 2.58% de composición química en las hojas de neem.37 La banda característica del grupo funcional localizada a 1632cm-1 -1 en el espectro de grafito y a 1616cm en el espectro de GO tiene un corrimiento a un número de onda menor (~1600cm-1) en las muestras de rGO además de que se incrementa su intensidad indicando la restauración de los enlaces entre carbono, lo cual aunado a la disminución en intensidad de las bandas de grupos funcionales de oxígeno indica una reducción parcial del GO. La espectroscopia Raman es una técnica de caracterización no destructiva que se usa ampliamente para caracterizar materiales de tipo grafítico, ya que puede proporcionar información acerca del tamaño de cristalito, agrupamiento de la fase sp2, presencia de hibridación sp2-sp3, desorden de cristales por introducción de impurezas químicas, número de hojas de grafeno, entre otras.3 Las principales bandas que se pueden encontrar en los espectros Raman de materiales de carbono con estructura grafítica son la G y la D. La banda G, ubicada a ~1580cm-1, se puede encontrar en todos los materiales de carbono con hibridación sp 2. Dicha banda se debe a las vibraciones de estiramiento de los enlaces y su existencia no requiere la presencia de anillos aromáticos. La banda D, ubicada a ~1345cm-1, se comienza a hacer presente en los espectros de materiales de carbono cuya estructura no difiere mucho a la del grafito, pero con un grado de desorden significativo respecto al mismo y su origen se debe a los movimientos radiales de los átomos de carbono en los anillos aromáticos.38 La relación en la intensidad entre ambas bandas (ID/IG ) indica el grado de desorden estructural relacionado con la cantidad de defectos, la orientación de las láminas de carbono y bordes de láminas.39 En la figura 4 se pueden apreciar los espectros Raman de las muestras de grafito, GO y rGO. En el espectro del grafito se observa que la intensidad de la banda G (1580cm-1) es significativamente más grande que las de la banda D (1345cm -1) teniendo una relación ID/IG =0.32. Ese resultado indica una baja cantidad de defectos y/o desorden en el material ocasionado principalmente por las moléculas de agua cristalizadas y/o adsorbidas dentro de la estructura, como lo muestra el espectro IR. 60 Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �Química verde en la síntesis de rGO partiendo de la exfoliación electroquímica del grafito / Gerardo Flores Jerónimo, et al. Fig. 4. Espectros Raman y relación ID/IG de grafito, GO y rGO. El espectro de GO muestra un incremento significativo en la relación ID/IG =0.87 lo cual se debe a la disminución de enlaces tipo sp2 entre átomos de carbono por el intercalamiento de grupos funcionales oxigenados durante la exfoliación electroquímica. El resultado concuerda con el espectro infrarrojo, donde se confirma una mayor cantidad de grupos funcionales de oxígeno comparado con la muestra de grafito que solo contiene el grupo funcional . Al efectuar la reducción de las muestras de GO con extracto de neem, la relación ID/IG incrementa a valores de 1.01 – 1.09, que se atribuyen a una extensa variación en la orientación de los planos hexagonales de carbono. Debido a que el espectro de IR muestra una menor cantidad de grupos funcionales presentes en las muestras, se sugiere que la reducción del GO ocasiona la fragmentación de la estructura dando como resultado una gran cantidad de dominios con estructura de tipo grafeno de diferentes tamaños. En la figura 5 se observan las imágenes obtenidas mediante SEM de las muestras de grafito y GO y rGO. El polvo de grafito se obtuvo limando la placa de grafito, en consecuencia, sus partículas son relativamente grandes, del orden de micras, y con mucha variación en su morfología. La figura 5 (b) muestra un aglomerado de hojas de GO con espesores bastante finos, del orden de nanómetros, indicando una buena exfoliación del grafito durante el proceso de oxidación. Los aglomerados son ocasionados por la alta cantidad de grupos funcionales de oxígeno presentes en las muestra lo cuales se enlazan covalentemente con los átomos de carbono distorsionando y uniendo las capas de carbono con hibridación sp2. Las micrografías de las muestras de óxido de grafeno reducido (rGO_40 y rGO_60) muestran pliegos finos con arrugas y dobleces de una morfología bidimensional, libre de impurezas, y con menos aglomeraciones como exhibe la muestra de GO debido a la remoción de grupos funcionales de oxígeno y a la restauración de enlaces de tipo sp2. Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 61 �Química verde en la síntesis de rGO partiendo de la exfoliación electroquímica del grafito / Gerardo Flores Jerónimo, et al. (a) (c) (b) (d) Fig. 5. Imágenes de SEM de (a) grafito, (b) GO, (c) rGO_40 y (d) rGO_60. CONCLUSIONES El extracto acuoso de neem demostró ser capaz de remover las impurezas de oxígeno enlazadas a la superficie del GO, reduciendo este compuesto. Se observa que el grado de reducción obtenido en cada muestra es proporcional a la cantidad de extracto agregado, por lo que a mayor concentración de extracto de neem, menos grupos funcionales de oxígeno en las láminas de óxido de grafeno reducido. REFERENCIAS 1. Novoselov, K.S., et al., Electric field effect in atomically thin carbon films. science, 2004. 306(5696): p. 666-669. 2. Hancock, Y., The 2010 Nobel Prize in physics—Ground-breaking experiments on graphene. Journal of Physics D: Applied Physics, 2011. 44(47): p. 473001. 3. Dresselhaus, M.S., et al., Perspectives on carbon nanotubes and graphene Raman spectroscopy. Nano letters, 2010. 10(3): p. 751-758. 4. Somani, P.R., S.P. Somani, and M. Umeno, Planer nano-graphenes from camphor by CVD. Chemical Physics Letters, 2006. 430(1-3): p. 56-59. 5. Rollings, E., et al., Synthesis and characterization of atomically thin graphite films on a silicon carbide substrate. 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Gurunathan, S., et al., Ginkgo biloba: a natural reducing agent for the synthesis of cytocompatible graphene. International journal of nanomedicine, 2014. 9: p. 363. 26. Chu, H.-J., C.-Y. Lee, and N.-H. Tai, Green reduction of graphene oxide by Hibiscus sabdariffa L. to fabricate flexible graphene electrode. Carbon, 2014. 80: p. 725-733. 27. Kuila, T., et al., A green approach for the reduction of graphene oxide by wild carrot root. Carbon, 2012. 50(3): p. 914-921. 28. Shankar, S.S., et al., Rapid synthesis of Au, Ag, and bimetallic Au core–Ag shell nanoparticles using Neem (Azadirachta indica) leaf broth. Journal of colloid and interface science, 2004. 275(2): p. 496-502. 29. Tripathi, A., et al., Antibacterial applications of silver nanoparticles synthesized by aqueous extract of Azadirachta indica (Neem) leaves. Journal of Biomedical Nanotechnology, 2009. 5(1): p. 93-98. 30. Verma, A. and M.S. Mehata, Controllable synthesis of silver nanoparticles using Neem leaves and their antimicrobial activity. Journal of radiation Research and applied sciences, 2016. 9(1): p. 109-115. 31. Ahmed, S., et al., Green synthesis of silver nanoparticles using Azadirachta indica aqueous leaf extract. Journal of Radiation Research and Applied Sciences, 2016. 9(1): p. 1-7. 32. Hareesh, K., et al., Bio-green synthesis of Ag–GO, Au–GO and Ag–Au–GO nanocomposites using Azadirachta indica: its application in SERS and cell viability. Materials Research Express, 2016. 3(7): p. 075010. 33 Tamanna Bhuyan, Kavita Mishra, Manika Khanuja, Ram Prasad, Ajit Varma, Biosynthesis of zinc oxide nanoparticles from Azadirachta indica for antibacterial and photocatalytic applications, Materials Science in Semiconductor Processing 32 (2015) 55–61. 34 Sushree Priyanka Dash, Sangita Dixit, Soubhagyalaxmi Sahoo, Phytochemical and Biochemical Characterizations from Leaf Extracts from Azadirachta Indica: An Important Medicinal Plant, Biochem Anal Biochem 2017, 6:2 DOI: 10.4172/2161-1009.1000323 35. Dong, L.-l., et al., A novel fabrication of graphene by chemical reaction with a green reductant. Chemical Engineering Journal, 2016. 306: p. 754-762. 36. Zhu, Y., et al., Graphene and graphene oxide: synthesis, properties, and applications. 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Durand, Bernard Graduado de Ingeniero Químico (1970) por la Escuela Nacional Superior de Química de Mulhouse, Doctor Ingeniero (1975) y Doctor de Estado en Ciencias (1979) por la Universidad Claude Bernard, Lyon. Se desarrolló profesionalmente en estas instituciones antes de formar parte de la Universidad de Toulouse 3, Paul Sabatier (1998). En donde fue presidente de la Comisión de especialistas, miembro del Consejo de Administración de la Unidad de Formación e Investigación en Física, Química y Automatización, miembro del Consejo del Centro Interuniversitario y de Ingeniería de Materiales, miembro del Consejo de Química, miembro de la Escuela Doctoral de Materiales, Estructura y Mecánica. También fue miembro de la Directiva del Grupo Francés de Cerámica. Ha promovido y actuado en tres tesis de doctorado en cotutela entre la Universidad de Toulouse y la Universidad Autónoma de Nuevo León. Actualmente es Profesor Emérito de la Universidad de Toulouse 3, Paul Sabatier. Flores Jerónimo, Gerardo Estudiante de la Maestría en Ciencias de la Ingeniería con Orientación en Nanotecnología de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Es Ingeniero Químico de la Facultad de Ciencias Químicas de la UANL. Profesor de la Universidad TecMilenio. 66 González González, Virgilio Ángel Doctor por la FIME-UANL (1996), se desempeña como profesor de tiempo completo en el posgrado en Ingeniería de Materiales de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (FIME) de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL). pertenece a la Academia Mexicana de Ciencias y a la Academia Nacional de Ingeniería. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores, nivel 2. Guerrero Salas, Tania Elizabeth Maestra en Ingeniería con orientación en Mecánica por la UANL (2010). Realizó una estancia de investigación en l’Ècole Polytechnique de Montreal, Canadá. En su momento se desempeñó como profesora de tiempo completo de la Universidad Politécnica de Apodaca y actualmente desempeña esas funciones en la FIME. Es estudiante del Programa de Doctorado en Ingeniería de Materiales en la FIME-UANL. Guerrero Salazar, Carlos Alberto Doctor por l’Ècole Polytechnique de Montreal, Canadá (1986), se desempeña como profesor de tiempo completo en el posgrado en Ingeniería de Materiales de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (FIME) de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL). Jiménez Vara, Paloma Berenice Maestra en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales (2013) por la UANL. Realizó una estancia de investigación en l’Ècole Polytechnique de Montreal, Canadá, con el Dr. Pierre Carreau. Profesora de la Universidad Politécnica de Apodaca. Es estudiante del Programa de Doctorado en Ingeniería de Materiales en la FIME-UANL. Ingenierías, Abril-junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �Colaboradores Mendirichaga, José Roberto Maestro en Letras Españolas por la UANL y doctor en Historia por la UIA. Enseña en la Universidad de Monterrey, entre otros, los cursos de Literatura Mexicana e Historia de México. Pertenece a la Sociedad Mexicana de Historia de la Educación y a la Sociedad Nuevoleonesa de Historia, Geografía y Estadística. Profesor emérito de la Universidad de Monterrey. Miranda Valdez, Isaac Yair Ingeniero en Materiales por la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Ha recibido múltiples reconocimientos durante su formación académica, entre los cuales destacan el premio italiano IPaTA 2018. López Walle, Beatriz Cristina Ingeniera Mecánica -opción Mecatrónica- (2003) por la UNAM. Doctora en Microrobótica (2008) en la Université de France-Comté, en Besançon, Francia. Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 Catedrático Investigador de la FIME y el CIIDIT de la UANL. Miembro del SNI nivel I. Puente Córdova, Jesús Gabino Ingeniero Mecánico Electricista (2010), Maestro en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales (2013) y Doctor en Ingeniería de Materiales (2018) por la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Reyes Melo, Martín Edgar Ingeniero en Industrias Alimentarias por la Facultad de Agronomía de la UANL. Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales por la FIME-UANL. Doctorado en Ciencia de Materiales (2004) en la Universidad Paul Sabatier de Toulouse, Francia. Ha obtenido el Premio de Investigación UANL en 1999, 2004, 2009, 2011 y 2012. Es catedrático investigador en la FIME y el CIIDIT de la UANL. Es miembro del SNI nivel I. Miembro de la Academia Mexicana de Ciencias. 67 �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 para su validación. No se aceptan protocolos de 68 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@uanl.mx 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@uanl.mx Ingenierías, Abril-junio 2019, Vol. XXII, No. 83 �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 abstenerse de incluir información que hayan obtenido mediante comunicación privada que no se localice en publicaciones. Los autores deben abstenerse de incluir información que hayan obtenido de manera confidencial sin el permiso explícito correspondiente. Los autores deben abstenerse de incluir información obtenida en el proceso de servicios confidenciales, tales como documentación para concursos o solicitudes de becas. Los autores deben abstenerse de citar publicaciones que no se relacionen o que sólo se relacionen remotamente con la materia. 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. Revisores 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 manifestar al editor cualquier conflicto de intereses que detecten. Los revisores deben considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. Los revisores deben abstenerse de expresar críticas personales. 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 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 autores deben incluir a los coautores fallecidos que cumplan con el criterio de coautoría, asentando la fecha de su muerte. Los revisores deben abstenerse de utilizar o difundir información, argumentos o interpretaciones no publicadas contenidas en un manuscrito bajo consideración, Ingenierías, Abril-Junio 2019, Vol. XXII, No. 83 69 �Código de ética 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. 70 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. Ingenierías, Abril-junio 2019, Vol. XXII, No. 83 ��� 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 2019 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 22 Número Número de la revista 83 Mes de publicación Mes cuando se publicó Abril-Junio 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, 2019, Año 22, No 83, Abril-Junio 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 01/04/2019 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 2020945 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 Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Grafeno Neem Observatorio PET San Juan https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/20871/Ingenierias_2019_Ano_22_No_82_Enero-Marzo.pdf 5cdf2aa59835e746fb2301f5d04799ea PDF Text Text ��Contenido 82 Enero-Marzo de 2019, Año XXII, No. 82 3 Editorial: Estimando la pertinencia de los programas educativos Juan Antonio Aguilar Garib 7 Caracterización paramétrica para un modelo de segundo orden del servomotor RC Melissa E. Pérez Morales, Manuel Zamora, Ángel Rodríguez Liñán 22 Transformación de carburos ricos en niobio durante el envejecimiento de dos aleaciones resistentes al calor Rosa Ortega Reyes, Sergio Haro Rodríguez, Ireri Aide Sustaita Torres, Francisco Aurelio Pérez González, Rafael Colás 33 Optimización de redes de carreteras forestales para uso múltiple de caza y silvicultura Tiare Cristell Camacho Medina, Roger Z. Ríos Mercado, María Gabriela Sandoval Esquivel 48 Eliminación de fosfatos, mediante nanofiltración utilizando membranas de óxido de grafeno Estefanía Rosario Silva Osuna, Clemente Guadalupe Alvarado Beltrán, Andrés Castro Beltrán 61 Colaboradores 63 Información para colaboradores 65 Código de ética Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Año XXII, No. 82 1 �DIRECTORIO Ingenierías, Año XXII N° 82, eneromarzo 2019. 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, Nuevo León, México, C.P. 64000. Fecha de terminación de impresión: 15 de enero de 2019. 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. 66455. 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 2019 revistaingenierias@uanl.mx UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN Mtro. Rogelio G. Garza Rivera Rector Dr. Santos Guzmán López Secretario General Mtra. Emilia Edith Vásquez Farías Secretario Académico Dr. Celso José Garza Acuña Secretario de Extensión y Cultura Lic. Antonio Ramos Revillas Director de Editorial Universitaria FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA Dr. Jaime A. Castillo Elizondo Director Dr. Juan Antonio Aguilar Garib Editor responsable M.C. Cyntia Ocañas Galván Dr. Jesús G. 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Ríos Mercado, FIME-UANL / Dr. Juan Ángel Rodríguez Liñán, FIME-UANL. 2 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Año XXII, No. 82 �Editorial: Estimando la pertinencia de los programas educativos Juan Antonio Aguilar Garib Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica juan.aguilargbuanl.edu.mx La pertinencia de los programas educativos, definida por su respuesta adecuada a las demandas del individuo y de la sociedad en un momento determinado, con base en la vigencia de las competencias construidas durante la formación de los estudiantes que les sea útil toda la vida, se ha vuelto un aspecto recurrente en la descripción de la calidad de la educación superior. Esta propuesta no es nueva, en la Conferencia Mundial sobre la Educación Superior (UNESCO, 1998), se presentó la “Declaración Mundial sobre la Educación Superior en el Siglo XXI: Visión y acción”, en la que se expresa que la educación superior se enfrenta, entre otros desafíos, a la mejora de la calidad de la enseñanza y la pertinencia de los planes de estudios. En esa misma reunión se consideró que una transformación y expansión sustanciales de la educación superior, así como la mejora de su calidad y su pertinencia, exigen la participación de los alumnos, profesores, directivos, padres de familia, negociantes e industriales quienes también suelen exigir a las instituciones de educación superior que integren su visión, de las necesidades de la sociedad en el diseño de sus planes, al extremo de que esperan contar con profesionistas especialmente formados a su medida. Una de las metas del Plan Nacional de Desarrollo 2013-2018 es “México con Educación de Calidad”, lo cual tiene como objetivo “Desarrollar el potencial humano de los mexicanos con educación de calidad”, con una estrategia que establece la necesidad de “Garantizar que los planes y programas de estudio sean pertinentes y contribuyan a que las y los estudiantes puedan avanzar exitosamente en su trayectoria educativa, al tiempo que desarrollen aprendizajes significativos y competencias que les sirvan a lo largo de la vida”. La congruencia de esta meta con la de sus contrapartes internacionales hacen suponer que continuará vigente en futuros planes de desarrollo. La referencia a que la educación de calidad debe ser capaz de responder a las necesidades de la sociedad desde el contexto de las actividades que el graduado realizará durante su vida profesional, debe extenderse a los intereses de los estudiantes como individuos durante su formación. La falta de pertinencia de un programa podría ser un factor que contribuya a la deserción de los estudiantes dejando de lado sus cursos, cuando no se trate de que hayan tomado una decisión equivocada en la elección de su carrera; ya sea por falta de información o la carencia de programas de orientación vocacional. Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Año XXII, No. 82 3 �Estimando la pertinencia de los programas educativos / Juan Antonio Aguilar Garib En los discursos se ha tomado a la pertinencia como un atributo de los programas y por lo tanto se vuelve sujeto de evaluación en función de su adecuación a las expectativas de la sociedad y lo que se logra en ésta. Evaluar la validez de la pertinencia y vigencia de los programas no es una tarea sencilla, ya que, además de que las demandas de la sociedad son cambiantes, existen múltiples razones por las que los estudiantes terminan dedicándose a actividades que no estén relacionadas con la carrera elegida. Entre los documentos que discuten la evaluación de la pertinencia, abundan los que utilizan encuestas que tienen la intención de colectar información sobre la percepción de los empleadores, la sociedad, procedimientos de reclutamiento y contratación; con ellos se construyen tablas y gráficas descriptivas buscando identificar patrones y justificaciones para las observaciones. En general, las conclusiones y material para retroalimentación consisten en argumentos que intuitivamente son plausibles y que hacen aún más evidente la dificultad para hacer esta evaluación. En todo caso, las tasas de contratación de los egresados que se califican como “altas” en los reportes y buenos resultados en encuestas del tipo “satisfacción del cliente” a los empleadores permitirían suponer, sin dar una medida o correlación, que los programas son pertinentes, o que no lo son si los resultados se muestran adversos. Que un profesionista tenga un desempeño satisfactorio en aquello para lo que no se preparó, podría ser muestra de una excelente preparación básica que le permitan actualizarse y aprender lo que necesita. Sin embargo, esta situación, que podría tomarse como una muestra de pertinencia, tomada como causa, podría no tener sustento si se considera la posibilidad de que se trate de casos en que se tenga baja exigencia del mercado laboral que se asocia al subempleo. Este mismo razonamiento se puede utilizar para analizar el evento en que los alumnos obtengan, antes de concluir su formación, un empleo similar al que obtendrían después de graduarse, especialmente cuando se trate de casos en que su rendimiento académico no sea sobresaliente. El tipo de información que se obtiene para validar la pertinencia, aunada con algunos estudios de prospectiva, también se puede utilizar para diseñar nuevos planes de estudio o para actualizar los ya existentes. El diseño de un programa no trata del planteamiento de cursos individuales que no tengan relación entre ellos o que se traslapen, se trata de un todo articulado con un objetivo formativo cuya pertinencia proviene de qué se busca encuentra y utiliza información sobre las necesidades de la sociedad, que muchas veces se manifiesta en el mercado laboral. En cualquier carrera es necesario empezar con los fundamentos básicos del área de estudio, en favor de que un programa continúe siendo pertinente tiempo después de haber sido puesto en marcha. Por ejemplo, hablando de la formación de ingenieros, es esencial incluir el aprendizaje y desarrollo de competencias formales en el área de ciencias básicas, las cuales ya han probado ser el pilar de esta disciplina. Con frecuencia se hace referencia a la cita “Lo que no se puede medir no se puede mejorar” atribuida a Peter Drucker, considerado el mayor filósofo de la administración, y de allí que existan trabajos que además de evaluar, buscan medir la pertinencia de los programas, lo que es una tarea más difícil porque se requieren valores y referencias para dar un indicador numérico. 4 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Año XXII, No. 82 �Estimando la pertinencia de los programas educativos / Juan Antonio Aguilar Garib Para pasar de los comentarios emanados de las encuestas a este indicador que permitiría comparar programas y avances, se podría tomar como analogía la esperanza de vida al nacer. Ésta se calcula de forma similar a la esperanza matemática, pero en lugar de considerar la probabilidad de sobrevivir a cierta edad, se cuenta cada año la fracción de sobrevivientes nacidos en cierto año. Esto significa que hay un método en que se cuentan nacimientos y decesos que es reproducible y que entrega un valor que puede ser comparado. Estar vivo es análogo a tener un empleo, como fallecer es a perderlo. Con este cálculo la pertinencia del programa medida, se limitaría a aquella para conseguir empleo, ya que no consideran las funciones que se desempeñen en él. En cambio, una variante de este indicador conocida como esperanza de vida en salud, sí podría ser utilizada para determinar la pertinencia y vigencia de un programa educativo. Este indicador consiste en separar a los individuos que no sufren discapacidades funcionales que les impidan desarrollar una vida normal, de aquellos que sí las sufren. Entonces, dedicarse a actividades propias de la formación del profesionista correspondería a no padecer discapacidades así como dedicarse a algo diferente correspondería a sí padecerlas. Aquí es más difícil hacer el conteo, ya que se requiere establecer los criterios que separan a los individuos en buena salud del resto. Esta analogía también supone que los individuos se dedican a algo diferente, exclusivamente porque sus competencias fueron excedidas por los requerimientos del mercado laboral que, aunque es un punto ampliamente debatible, si en todos los casos se hace la misma suposición, se podría calcular un valor que sería comparable y sería utilizado como indicador. Las esperanzas de vida y de vida en salud proveen de modo simplista la media de edad a la que las personas fallecen o quedan discapacitadas respectivamente, y ha sido seleccionado por las Naciones Unidas como uno de los indicadores fundamentales para medir el desarrollo humano de los países, independientemente de cualquier crítica que se pueda hacer de su cálculo e interpretación. Cualquier cambio en las condiciones de vida que modifique la edad a la que se manifiestan las discapacidades, modificará el valor para la esperanza de vida en buena salud. Esto incluye avances en la medicina, que se espera que la incrementen, o catástrofes ambientales, que se espera que la disminuyan. Así como la esperanza de vida se puede dar para poblaciones específicas, de la misma manera se contarían los casos de graduados de un programa específico en un mismo año que se mantienen activos en áreas afines a sus estudios para hacer el cálculo de este indicador análogo. Mientras mayor sea su valor, mayor será la pertinencia del programa educativo al que se esté haciendo las referencia. De la misma manera, los programas pertinentes mostrarían la eficacia de las estrategias tomadas en su diseño. Mientras más pertinente sea la formación del profesionista, será más frecuente que en el mercado haya oportunidades para su área de estudio con una remuneración adecuada, y por lo tanto, será menos probable que se vea obligado a emplearse en quehaceres ajenos a su profesión. Con tanta simplificación en los criterios para definir las fracciones que pertenecen a cada grupo, el resultado no puede ser más que una estimación que podría complementar los trabajos que se han realizado para evaluar la pertinencia y vigencia de los programas educativos, que por ser cualitativos, tienen múltiples maneras de ser intepretados en el rango del triunfalismo al derrotismo, la Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Año XXII, No. 82 5 �Estimando la pertinencia de los programas educativos / Juan Antonio Aguilar Garib prudencia es siempre bien apreciada. Los errores que pudieran provenir de los criterios seguidos para realizar una estimación, no disminuyen su capacidad para proporcionar valores numéricos, que permitan soportar los argumentos cualitativos en términos de realizar comparaciones, ya que tales criterios serían los mismos para todos los casos. Es indudable que los estudios para desarrollar estrategias que permitan el diseño de programas educativos pertinentes requiere, además de la información que suele obtenerse de empleadores y de los egresados mismos, de formas en que se mida su eficacia. Seguramente existen muchas propuestas para establecer parámetros de medición de la pertinencia de los programas educativos, que cumplen con criterios en que se puedan comparar los resultados. Sin embargo, la mayoría de los reportes dan cuenta de proporciones, comentarios, o calificaciones provenientes de consultas, que aunque válidas en el contexto en que se estudian, se presentan y se aplican, por lo que es difícil compararlas con otras situaciones. La revisión frecuente de los programas educativos tiene entre sus intenciones mantener su pertinencia, auxiliada también por el exhorto continuo a los graduados para que extiendan la vigencia de su formación al seguir preparándose. Las instituciones educativas preparan profesionistas con bases para desarrollarse en sus áreas de competencias, por lo que la especialización proviene del campo específico de trabajo, y los programas educativos son pertinentes tan solo con ofrecer una preparación que permita esa adaptación y desarrollo. El apego estricto del diseño de programas a las solicitudes de un sector particular del mercado laboral, prácticamente como especialistas, podría no estar a favor de su pertinencia, aun cuando ese sector ofrezca la máxima aprobación del programa en cuestión. La dificultad para ponderar la diversidad de factores que toman aspectos de percepción, incluso sociales y culturales, propician que el análisis de la pertinencia de los programas educativos se aborde de manera cualitativa. Sin embargo, su valoración efectiva dentro del papel de las instituciones educativas hacen indispensable el diseño y uso de indicadores numéricos, aunque sean estimados. 6 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Año XXII, No. 82 �Caracterización paramétrica para un modelo de segundo orden del servomotor RC Melissa E. Pérez Morales, Manuel Zamora, Ángel Rodriguez-Liñán UANL-FIME melissa.perez1303@gmail.com, imtzamora@hotmail.com, angel.rodriguezln@uanl.edu.mx RESUMEN El uso de algoritmos de control retroalimentado en mecanismos con servomotores RC suelen requerir el conocimiento del modelo dinámico del servomotor. Sin embargo, en ocasiones se omiten dinámicas y parámetros en estos modelos. Además, es frecuente no conocer el valor de los parámetros específicos para el servomotor utilizado. En este trabajo, se presenta un modelo de 2° orden de servomotor RC y una solución para estimar sus parámetros, a partir de mediciones de las señales de entrada y salida. Resultados de esta metodología de estimación paramétrica se ilustran para un servomotor RC comercial. PALABRAS CLAVE Servomotor RC, Modelo dinámico, Estimación paramétrica. ABSTRACT Usually, the feedback control algorithms in mechanisms with RC servomotors require the knowledge of a dynamic model of the servomotor. However, dynamics and parameters are sometimes omitted in these models. In addition, it is common to not know the value of the specific parameters for the use of the motor. In this work, we present a model of 2nd order of servomotor RC and a solution to estimate its parameters, based on the input and output signals. Results of this parametric estimation methodology are illustrated for a commercial RC servomotor. KEYWORDS RC servomotor, Dynamic model, Parametric estimation. INTRODUCCIÓN Los servomotores son uno de los actuadores más utilizados en la industria, se emplean en sistemas electromecánicos, robotizados, automatizados, o en muchas otras aplicaciones, se pueden definir como un motor eléctrico ordinario que incorpora a un servodrive (controlador electrónico). Principalmente, cuenta con un sistema de realimentación (como un encoder o tacogenerador) con el servo drive, configurable para regular posición, velocidad o par de torsión del eje del servomotor1. Comercialmente existen diversos tipos de servomotores, dependiendo del tipo de motor electromecánico o del servodrive que incorporan, Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 7 �Caracterización paramétrica para un modelo de segundo orden de servomotor RC / Melissa E. Pérez Morales, et al. como los de corriente directa, incluyendo a los de imanes permanentes, los servomotores RC (por su uso para Radio Control), de corriente alterna y los de transmisión directa. Particularmente, los servomotores RC son ampliamente requeridos en aplicaciones tales como biodispositivos, autotrónica, domótica y de entretenimiento, sin importar sus grados de libertad ni su configuración morfológica, esto se debe en gran medida al tamaño compacto, su gran precisión y bajo costo. Los servomotores RC se componen de un motor de corriente directa (CD), de un sistema electrónico de control y una caja de engranajes, cuya función principal es la reducción de la velocidad de giro y el aumento del par de torsión del eje motriz. Se puede medir la posición de este eje en todo momento puesto que está conectado a un potenciómetro. No obstante, a pesar de su basto rango de aplicación, los servomotores RC presentan errores en ajustes y variaciones de posición, debidas principalmente a los cambios de temperatura, voltaje de alimentación, carga, ruido eléctrico en el circuito, entre otros. En muchas ocasiones, la información de los parámetros de los servomotores es desconocida para los usuarios, puesto que no todos los fabricantes proporcionan dicha información en hojas de datos o simplemente hay variaciones paramétricas de un servomotor a otro por diversas causas como temperatura, envejecimiento, excesos a los que se han sometido, bajo control de calidad, etcétera. Datos como la relación del engranaje, resistencia e inductancia del devanado de armadura, coeficiente de fuerza contraelectromotriz, coeficiente de fricción y del momento de inercia, serían necesarios de conocer para poder encontrar un modelo matemático capaz de describir el comportamiento del servomotor con carga. Es por ello que es de interés encontrar un modelo matemático y caracterizar cuantitativamente sus parámetros, con la finalidad de tomarlos en cuenta en algoritmos y controladores que se implementan para reducir los errores que surgen en las diversas aplicaciones. Antecedentes Como se ha mencionado, los servomotores se componen de un motor de CD, un sistema electrónico de control y un sistema de engranaje reductor. Cada uno de estos subsistemas pueden modelarse por separado y posteriormente interconectarse para obtener un modelo completo del servomotor. Para el caso del subsistema del motor de CD, se estudia como una parte mecánica y una eléctrica, con ciertas ecuaciones de acoplamiente entre ambas2. En otros trabajos, se presenta3 un modelo de un motor de CD de imánes permanentes, tipo de motor más comúnmente usado por su bajo costo, en éste se puede apreciar la validación del modelo matemático con el modelo real. Con estos métodos, se obtiene una función de transferencia como modelo, lo que complica su uso en sistemas tales como mecanismos multi-articulados, puesto que son sistemas con múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO por sus siglas del inglés multi-input/multioutput). Además, que estos modelos sólo corresponden al motor de CD y no incluyen los demás componentes de un servomotor. En algunos trabajos4,5, se proponen modelos parciales del servomotor, que corresponden sólo a modelos del motor de CD y posteriormente se le aplican ciertas técnicas de estimación y de control, que compensan las dinámicas no modeladas, logrando la regulación de posición y velocidad angular. En un 8 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Caracterización paramétrica para un modelo de segundo orden de servomotor RC / Melissa E. Pérez Morales, et al. trabajo6, se considera que incertidumbres tales como, errores de modelado, de medición y variaciones en los parámetros, afectan la precisión del servomotor, es por ello que utilizan un observador de perturbaciones, para estimar y compensar dichas incertidumbres. No obstante, el modelo que proponen sigue siendo sólo del motor de CD. En otro trabajo7, se obtiene el modelo de un motor de CD sin saturación magnética, a partir de las mediciones de la corriente y la velocidad del rotor mediante el método de Strejc. Sin embargo, en estos trabajos se enfocan básicamente con motores de CD instrumentados electrónicamente para utilizarlos en modo de servomotor, lo cual impide utilizar directamente la misma metodología en servomotores RC comerciales. Algunos trabajos8,9 incluyen el subsistema electrónico y de engranaje, proponiendo un modelo completo de servomotor. En uno de ellos8, validan el modelo, aunque no proporcionan la metodología para estimar los valores numéricos de los parámetros del servomotor, y en el otro,9 se utiliza una técnica de identificación basada en mínimos cuadrados para la estimación paramétrica del modelo. Sin embargo, en ambos trabajos sólo se obtienen dichos modelos como funciones de transferencia, los cuales están limitados a condiciones iniciales cero (reposo), a sistemas con una sola entrada y una sola salida, a cargas lineales balanceadas, y en caso de aplicación en mecanismos multiarticulados, a analizarlos como articulaciones desacopladas. Contribución Con base en lo anterior, en este trabajo se presenta el modelado del servomotor RC completo, obteniendo un modelo dinámico de 3º orden a través de ecuaciones diferenciales y un modelo dinámico de 2º orden en espacio de estados. Estos modelos permiten analizar la incorporación de cargas desbalanceadas, no lineales y de mecanismos con múltiples articulaciones acopladas. Además, se propone una metodología para caracterizar los parámetros del modelo de 2º orden. Una vez obtenido el modelo y caracterizados sus parámetros, se muestra la validación del modelo experimentalmente con un servomotor comercial. MODELO DINÁMICO DEL SERVOMOTOR Un servomotor posee la característica de colocar su flecha rotativa en una determinada posición angular, de acuerdo a su capacidad de giro, y mantenerse estable en dicha posición8. Una manera de obtener un modelo matemático de un servomotor es dividirlo en subsistemas, para posteriormente incorporarlos todos en un solo modelo. En la figura 1, se ilustran los subsistemas eléctrico y mecánico sin carga . En el subsistema eléctrico, el flujo magnético generado por el circuito de campo del motor es proporcional a la corriente de campo if (1) donde kf es la constante de proporcionalidad. El par desarrollado por el motor , es proporcional al flujo magnético y a la corriente de armadura ia (2) Si la corriente de campo if es constante, el flujo magnético de (1) se transforma en una constante k2, de manera que la ecuación (2) puede escribirse Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 9 �Caracterización paramétrica para un modelo de segundo orden de servomotor RC / Melissa E. Pérez Morales, et al. Fig. 1. Representación esquemática de los subsistemas eléctrico y mecánico de un servomotor8. como (3) Definiendo ka:= k1k2, el par desarrollado por el motor es dado por la ecuación (4) Cuando la armadura gira, se induce en ella un voltaje denominado fuerza contraelectromotriz vb la cual es proporcional al producto del flujo magnético y la velocidad angular de la forma (5) Para un flujo magnético constante, la fuerza electromotriz inversa es directamente proporcional a la velocidad angular considerando , entonces la ecuación (5) puede escribirse como (6) Analizando la malla eléctrica de la figura 1, la relación entre la tensión de alimentación va y la corriente de armadura ia se define como (7) donde La es la inductancia de armadura y Ra es la resistencia de armadura. Analizando el diagrama de cuerpo libre de la figura 1, la relación entre la posición del eje y el par de torsión corresponde a (8) donde Jm es el momento de inercia del motor y Bm representa la fricción viscosa del motor. Así, las ecuaciones (4), (6), (7) y (8) representan al subsistema electromecánico del servomotor, es decir, su motor de CD sin carga. Al añadir una caja de engranajes a la salida del eje del motor y acoplar una carga, como se ilustra en la figura 2, se involucran directamente la velocidad y fuerza de transmisión del motor hacia la carga. La relación entre la posición angular con el par de torsión de la flecha del motor está dada por (9) 10 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Caracterización paramétrica para un modelo de segundo orden de servomotor RC / Melissa E. Pérez Morales, et al. Fig. 2. Representación esquemática de un motor de CD con carga acoplada mediante engranajes8. donde es el par de torsión de la carga, , n1 es el número de dientes del engrane de entrada, n2 es el número de dientes del engrane de salida (en la práctica el engranaje suele componerse de más engranes, que serían equivalentes a la relación n). La posición angular de la carga se define como (10) Las ecuaciones (4), (6), (7), (9) y (10) describen el comportamiento del motor de CD con engranaje reductor y carga. Estas ecuaciones pueden manipularse para obtener la relación entre el voltaje de armadura del motor va, el par de torsión de la carga y la posición angular de la carga , lo cual resulta en la ecuación diferencial (11) Puede utilizarse el teorema de perturbaciones singulares 10 para reducir el orden del modelo (11), al considerar que la inductancia de armadura La es un valor positivo suficientemente pequeño ( ), lo que implica que la dinámica de la ecuación (7) es más rápida que el resto, pudiéndola aproximar como una ecuación algebráica; lo que simplifica (11) a (12) En la figura 3 se incluye el subsistema electrónico de control, tal que el voltaje de armadura es (13) donde A es la ganancia del amplificador (puente H), ks representa la sensibilidad del comparador, ve es el voltaje de error entre el voltaje de entrada V’i y el voltaje del potenciómetro Vp. El voltaje de entrada se modela como (14) donde kp2 es una ganancia de entrada y V’ioff un voltaje constante en el circuito electrónico, w es el ancho de pulso de la señal de entrada PWM (por sus siglas del inglés pulse width modulation). Sea el voltaje del potenciómetro modelado Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 11 �Caracterización paramétrica para un modelo de segundo orden de servomotor RC / Melissa E. Pérez Morales, et al. Fig. 3. Diagrama esquemático de un servomotor8. por la ecuación (15) donde p y Vpoff son parámetros propios del potenciómetro acoplado a la flecha de la carga. Sustituyendo (14) y (15) en (13), resulta la ecuación (16) El subsistema electrónico puede interconectarse con el subsistema electromecánico del servomotor sustituyendo (16) en (12), manipulando algebráicamente se obtiene la ecuación (17) La ecuación diferencial (17) es un modelo de 2° orden del comportamiento completo del servomotor RC, que puede reescribirse en forma compacta como (18) La ecuación (18) puede representarse como un modelo en espacio de estados, definiendo la entrada como el ancho de pulso w de la señal PWM, y los estados como la posición angular q y la velocidad angular de la carga, dado por (19) Hasta ese punto, se ha presentado el modelo del motor CD con engranaje reductor y carga mediante el conjunto de ecuaciones (4), (6), (7), (9) y (10); se presentó un modelo de 3º orden del servomotor RC completo mediante el 12 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Caracterización paramétrica para un modelo de segundo orden de servomotor RC / Melissa E. Pérez Morales, et al. conjunto de ecuaciones (4), (6), (7), (9), (10) y (16); así como un modelo de 2º orden del servomotor RC completo tanto en la ecuación diferencial (17) como en la ecuación de estado (19). Con el propósito de utilizar estos modelos para análisis, diseño de sistemas con servomotor RC o para algoritmos de control, es necesario conocer los valores numéricos de sus parámetros. Sin embargo, en general estos valores numéricos se suponen desconocidos. Para ayudar a resolver esto, en este trabajo se ofrece un método para estimar valores numéricos constantes de c1, c2, c3, c4 y c5 de (18) y (19). Una ventaja del método que se presenta es que sólo requiere la medición de las variables de entrada y salida, sin la necesidad de conocer cada parámetro físico del servomotor. CARACTERIZACIÓN DE LOS PARÁMETROS DEL MODELO En el presente trabajo, se aborda el caso en que los valores nominales de los componentes del servomotor son desconocidos, tales como la relación entre el número de dientes de los engranajes, la corriente de armadura, la resistencia del motor, etcétera. Con la metodología que se propone, no es estrictamente necesario conocer cada parámetro en lo individual, sino que sería suficiente conocer el valor de los coeficientes c1, c2, c3, c4 y c5 de (18) o (19) para utilizar dichos modelos en simulaciones y aplicaciones del servomotor RC. Para estimar dichos coeficientes, la metodología propuesta requiere medición de la señal de entrada PWM, de la señal de salida q=θL y de la medición del voltaje Vp del potenciómetro de retroalimentación del servomotor; la cual se describe a continuación: Modelo para la señal PWM y voltaje del potenciómetro de retroalimentación Una señal PWM con ancho de pulso w puede aproximarse como un voltaje Vi de corriente directa11, su relación depende del periodo T y la amplitud Vdd de la señal PWM, que se ilustran en la figura 4. Entonces, la relación entre el ancho del pulso w y Vi es dada por (20) donde kp1 = T/Vdd es un factor de equivalencia. Para algunas tarjetas electrónicas de control, el fabricante proporciona los valores de T y Vdd de la señal PWM que generan. De no ser el caso, puede utilizarse un osciloscopio para conocer los valores de T y Vdd de la señal PWM. Fig. 4. Equivalencia de una señal PWM con el voltaje de corriente directa Vi. Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 13 �Caracterización paramétrica para un modelo de segundo orden de servomotor RC / Melissa E. Pérez Morales, et al. En este trabajo se hace la suposición que el voltaje Vi (equivalente a la señal PWM) puede modelarse como (21) donde qref es la referencia de posición deseada para el servomotor, ki y Vioff son parámetros asociados al dispositivo o tarjeta electrónica que genera la señal PWM. Los coeficientes ki y Vioff se pueden obtener de la gráfica de los voltajes Vi (de las señales PWM generadas por la tarjeta electrónica de control) para varias referencias de posición deseada qref, como se ilustra en la figura 5. El coeficiente ki es la pendiente en dicha gráfica y el Vioff es el valor del voltaje Vi para qreff =0. Luego, al sustituir (21) en (20) y evaluar los coeficientes estimados, resulta la ecuación (22) Fig. 5. Obtención de los coeficientes ki y Vioff. Por otro lado, los coeficientes p y Vpoff del voltaje del potenciómetro modelado en (15), se pueden calcular de la gráfica de varios voltajes Vp (medidos del potenciómetro de retroalimentación del servomotor) contra las correspondientes posiciones reales q de la flecha del servomotor, como se ilustra en la figura 6. Fig. 6. Obtención de los coeficientes p y Vpoff. El coeficiente p es la pendiente en dicha gráfica y el Vpoff es el valor del voltaje Vp para q = 0. Como se puede ver de (12), va = 0 en el caso que el servomotor no tenga carga ( = 0) y esté en estado estacionario Entonces de la ecuación (13), resulta V’i = Vp. En ese escenario, con mediciones de voltajes Vp y el ancho w 14 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Caracterización paramétrica para un modelo de segundo orden de servomotor RC / Melissa E. Pérez Morales, et al. de la señales PWM correspondientes, se obtienen los coeficientes kp2 y V’ioff del modelo (14). Como se ilustra en la figura 7, el coeficiente kp2 es la pendiente en dicha gráfica y el V’ioff es el valor del voltaje Vp para w = 0. Fig. 7. Obtención de los coeficientes k2 y Víoff. Estimación de coeficientes c1, c2, c3 y c5 Con el valor de los parámetros kp1, ki, Vioff, p, Vpoff, kp2 y V’ioff, es posible estimar el valor de w y de los coeficientes c3 y c5 de (18). Si se integra en el tiempo la ecuación (18) cuando el servomotor no tiene carga, con w constante debido a que qref sea constante, resulta definiendo . Para el caso en estado estacionario (q = 0 y q = 0) en tiempo t = tf, se obtiene (23) Por lo tanto, (24) Por otro lado, la ecuación (18) se puede despejar como (25) Tal que puede interpretarse que c1 es la pendiente de la recta que aparece en la figura 6. Esta línea recta aparece sólo con mediciones en el estado transitorio. Las derivadas se pueden calcular numéricamente a partir de los datos medidos y filtrados de q(t). Estimación del coeficiente c4 El procedimiento anterior es suficiente para obtener los coeficientes del modelo (18) del servomotor sin carga, o para uno con carga balanceada de la forma tal que JL y BL sean incluidos en los coeficientes de y en (18), respectivamente. En el caso de aplicaciones del servomotor con otro Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 15 �Caracterización paramétrica para un modelo de segundo orden de servomotor RC / Melissa E. Pérez Morales, et al. tipo de cargas, es conveniente calcular el coeficiente c4. Para ello, considérese una carga desbalanceada conocida, como la del péndulo descrita por (26) donde JL es el momento de inercia de la carga (puede ser desconocido), BL es el coeficiente de fricción viscosa de la carga (puede ser desconocido), m es la masa de la carga (debe ser conocida), l es la distancia de la flecha del servomotor al centro de masa de la carga (debe ser conocida) y g es la aceleración gravitacional. Incluyendo la carga (26) en la ecuación (18), se obtiene la ecuación (27) Cuando el servomotor está en estado estacionario (q =0 y q =0) en tiempo tf, con una entrada w constante debido a que qref sea constante, se despeja c4 de (27) en la forma (28) Entonces, con la estimación que se ha obtenido de los coeficientes c1, c2, c3, c4 y c5, se caracteriza a los modelos (18) y (19), para poder utilizarlos en diseño, aplicaciones y algoritmos de control que requieran conocer el modelo del servomotor para cualquier carga . Para validar el modelo y la metodología de estimación de parámetros, en la siguiente sección se presentan resultados para un servomotor RC comercial. RESULTADOS En esta sección se valida el procedimiento presentado anteriormente, al estimar los coeficientes c1, c2, c3, c4 y c5 de (18) y (19), para el servomotor RC comercial Power HD High-Torque Servo 1501MG que se muestra en la figura 8, a partir de mediciones de su entrada y salida. Estas mediciones se obtuvieron durante experimentos de posicionamiento de la flecha del servomotor, utilizando una tarjeta Arduino Mega para generar la señal PWM requerida a la entrada del servomotor. Estos experimentos se realizaron para 19 referencias de posiciones deseadas distintas, en los que se midieron los voltajes Vi y ancho de pulso w de la señal PWM (a la salida de la tarjeta Arduino Mega) asociados a cada referencia de posición Fig. 8. Servomotor RC Power HD High-Torque Servo 1501MG. 16 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Caracterización paramétrica para un modelo de segundo orden de servomotor RC / Melissa E. Pérez Morales, et al. deseada qref, así como los voltajes Vp (del potenciómetro de retroalimentación) asociados a cada posición medida q de la flecha del servomotor. Los voltajes Vi y Vp fueron medidos y luego filtrados por un filtro de mediana para atenuar el ruido eléctrico. Los valores numéricos de estas 19 mediciones en estado estacionario están contenidos en la tabla I. A partir de las mediciones en la tabla I, para (20), lo cual se aproxima a calculado con los datos que proporciona el fabricante de la tarjeta Arduino Mega, que son T = 20 ms y Vdd = 5 V. Por lo tanto, en el caso de no medir el ancho de pulso w, puede generarse una aproximación a los valores w de la columna correspondiente en la tabla I, a partir del voltaje Vi y con el kp1 calculado con datos del fabricante. Con los voltajes Vi asociados a cada referencia de posición deseada qref, de la tabla I, se estiman los coeficientes ki y Vioff para (21). Lo que se ilustra en la figura 9. Ahora, con los voltajes Vp asociados a cada posición medida q de la flecha del servomotor, de la tabla I, se estiman los coeficientes p y Vpoff para (15). Lo que se ilustra en la figura 10. Para los voltajes Vp asociados a cada ancho de pulso w de la señal PWM, de la tabla I, se estiman los coeficientes kp2 y V’ioff para (14). Lo que se ilustra en la figura 11. Con la estimación que se ha realizado de los parámetros kp1, ki, Vioff, p, Vpoff, kp2 y V’ioff, se calcula el valor de los coeficientes c3 y c5 de (18) y se genera el valor de ancho w para cualquier referencia de posición deseada qref. Tabla I. Mediciones de los 19 experimentos de posicionamiento. qref [°] Vi [V] w [ms] Vp [V] q [°] 0 0.138 0.545 0.7625 0 10 0.164 0.648 0.8016 9 20 0.190 0.751 0.8456 18 30 0.216 0.854 0.8895 26 40 0.242 0.957 0.9384 36 50 0.268 1.060 0.9824 45 60 0.294 1.163 1.0264 54 70 0.320 1.266 1.0704 65 80 0.346 1.369 1.1144 75 90 0.372 1.472 1.1632 88 100 0.398 1.575 1.2121 97 110 0.424 1.678 1.2561 107 120 0.450 1.781 1.3050 117 130 0.476 1.884 1.3587 127 140 0.502 1.987 1.4076 138 150 0.528 2.090 1.4565 149 160 0.554 2.193 1.5054 159 170 0.580 2.296 1.5543 170 180 0.606 2.400 1.6031 180 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 17 �Caracterización paramétrica para un modelo de segundo orden de servomotor RC / Melissa E. Pérez Morales, et al. Fig. 9. Obtención experimental de los coeficientes ki y Vioff Fig. 10. Obtención experimental de los coeficientes p y Vpoff. Fig. 11. Obtención experimental de los coeficientes kp2 y V’ioff 18 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Caracterización paramétrica para un modelo de segundo orden de servomotor RC / Melissa E. Pérez Morales, et al. Utilizando la metodología descrita en la sección anterior, se estiman los valores numéricos de los coeficientes c2 con (24) y c1 con (25). Lo cual requiere conocer la posición q y su integral z en estado estacionario para un tiempo tf, así como la posición q(t) y sus derivadas q (t) y (t) en estado transitorio. Entones, se calculan numéricamente estas variables a partir de la posición q medida en estado transitorio. Debido a su extensión, no se muestran estos valores calculados para los 19 experimentos. El coeficiente c4 se estima con (28), a partir de mediciones de q en estado estacionario, para una carga descrita por la ecuación (26), con m=0.100kg, 1=0.11m y g=9.8 m/s2. En resumen, los coeficientes estimados se muestran en la tabla II. Entonces, utilizando los coeficientes estimados c1, c2, c3, c4 y c5 en la ecuación (19) es posible describir el comportamiento específico del servomotor RC de los experimentos, cuyo modelo en espacio de estados es (29) Para validación del modelo (29), se compara la referencia de posición deseada qref, la posición calculada por el modelo y la posición medida q del servomotor. Tabla II. Parámetros estimados para Arduino Mega y servomotor Power HD High-Torque Servo 1501MG. Parámetro Valor estimado kp1 3.9570 ms/V ki 0.0026V/° Vioff 0.1380 V kp2 0.4558 V/ms V’ioff 0.5003 V p 0.0046 V/° Vpoff c1 c2 c3 c4 c5 0.7600 V 0.7387 s2 4.9249 s 97.6017 °/ms 40.8270 °/N-m 56.1456 ° Los resultados pueden observarse en las figuras 12 y 13, donde se puede apreciar que la respuesta del modelo (29) es aproximada al comportamiento del servomotor. Para cuantificar dicha aproximación, se calculó la raíz cuadrada del error cuadrático medio (RMSE por sus siglas en inglés) entre la posición medida y la posición estimada por el modelo. Para el caso de la figura 12, el RMSE es 1.058°, con un error máximo de 2.83°. Para el caso de la figura 13, el RMSE es 2.052°, con error máximo de 7.74°, al eliminar las primeras muestras debido al retraso por el filtrado de la señal medida. Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 19 �Caracterización paramétrica para un modelo de segundo orden de servomotor RC / Melissa E. Pérez Morales, et al. Fig. 12. Comparación de la posición del modelo y la posición medida q ante referencia de posición qref constante por tramos. Fig. 13. Comparación de la posición del modelo y la posición medida q ante referencia de posición qref variable. CONCLUSIONES En este trabajo, se muestran modelos de 3º y 2º orden para servomotores RC, considerando dinámicas que en otros modelos se omiten. Se propuso una metodología que permite la caracterización paramétrica del modelo de 2º orden, a partir solamente de mediciones de las señales de entrada y salida. Mediante experimentos con un servomotor RC comercial, se ilustra que los resultados de estimación con esta metodología permiten una buena aproximación del modelo al comportamiento medido del servomotor. 20 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Caracterización paramétrica para un modelo de segundo orden de servomotor RC / Melissa E. Pérez Morales, et al. REFERENCIAS 1. Austin Hughes. Electric motors and drives. Newness - Elsevier, 3rd edition, 2009. 2. Katsuhiko Ogata and Yanjuan Yang. Modern control engineering, volume 4. Prentice-Hall, 2002. 3. Ricardo Hernández Gaviño. Introducción a los sistemas de control: conceptos, aplicaciones y simulación con matlab. 2010. 4. Inteco Sp. z o.o., Krakow, Poland. Modular Servo System - User Manual, 2008. 5. J. Manuel Zamora. 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La transformación de NbC a Nb3Ni2Si se describe por medio de la técnica de electrones retrodispersados, así como análisis de la espectrometría de rayos X en el microscopio electrónico de barrido. La microstructura de las aleaciones en su condición de vaciado consiste en una matriz de austenita con una red de carburos primarios de los tipos NbC y M7C3. El envejecimiento promueve la precipitación de carburos secundarios M23C6 y la transformación de NbC a Nb3Ni2Si. Los resultados muestran que esta última transformación se inicia en los límites del carburo hacia su centro, enriqueciéndolo con silicio y níquel, a la vez que el carbono migra a la matriz promoviendo la precipitación de carburos ricos en cromo. PALABRAS CLAVE Aleaciones resistentes al calor, envejecimiento, evolución microestructural. ABSTRACT The microstructural evolution of two heat resistant alloys aged at 750°C for periods of up to 1000 h was studied by optical and electron scanning microscopy. The transformation of NbC to Nb3Ni2Si is described by means of backscattering electron mode, as well as X-ray spectra analyses in selected areas of the alloys in the scanning electron microscope. The microstructure of the alloys in their as-cast condition is made of an austenitic matrix and a network of NbC and M7C3 carbides. Aging promotes precipitation of secondary M23C6 carbides and the transformation of NbC to Nb3Ni2Si. The results show that this last transformation starts from the boundaries of the carbides to their centre, by enrichment of silicon and nickel, whereas carbon migrates into the matrix promoting precipitation of Cr-rich carbides. KEYWORDS Heat resistant alloys, aging, microstructural evolution. 22 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Transformación de carburos ricos en Niobio durante el envejecimiento de dos aleaciones... / Rosa Ortega Reyes, et al. INTRODUCCIÓN Las aleaciones resistentes al calor contienen diferentes niveles de hierro, níquel y cromo y son usadas en su condición de vaciado en condiciones de operación por encima de los 650°C en ambientes susceptibles a la corrosión y oxidación. Algunas de estas aleaciones contienen elementos como niobio, titanio, vanadio y circonio para mejorar su resistencia a la fluencia debido a la formación de partículas estables bajo las temperaturas de operación. Su resistencia a diferentes mecanismos de degradación puede ser mejorada mediante la adición de elementos como aluminio, silicio o manganeso. Estas aleaciones pueden ser usadas como barras, tubos, bridas, cabezales, así como bobinas en hornos, líneas de transferencia, etc., para su uso en la industria petroquímica, química y de tratamiento térmico. La microestructura en la condición de vaciado de las aleaciones con alto contenido de cromo y níquel está compuesta por una matriz de austenita con carburos eutécticos primarios. El servicio a altas temperaturas de estas aleaciones promueve la incidencia de varios fenómenos metalúrgicos que afectan las propiedades mecánicas del material.1-4 El niobio y el titanio se agregan para dar estabilidad a la estructura mientras se encuentran sometidos a severas condiciones de servicio. El niobio promueve la formación de carburos del tipo MC, los cuales no son tan gruesos como los carburos ricos en cromo del tipo M7C3, las partículas secundarias M23C6 se forman conforme la aleación envejece.5-11 La presente investigación se enfoca en los cambios microestructurales de dos aleaciones que se envejecieron a 750°C por periodos de tiempo de hasta 1000 h bajo condiciones de laboratorio, principalmente en lo que se refiere a la formación del siliciuro Nb3Ni2Si, conocido como fase G.6, 12-17 Estas aleaciones fueron obtenidas de vaciados con distinta composición química para comparar su comportamiento durante el envejecimiento. La temperatura de envejecimiento fue seleccionada en base a trabajos previos.8-11, 18 El siliciuro con estequimetría Nb3Ni2Si también conocido como fase G6, 12-17 ha sido reportado con anterioridad por diferentes autores. Por ejemplo Shi 19 en el 2008 mencionaba que la fase G aparecía después de 12 años de servicio. Estudios más recientes, como los realizados por Liu y coautores20 en el 2011 y Guo y coautores21 en el 2017 muestran resultados donde se puede apreciar la presencia de la fase G después de 840 y 200 h respectivamente. En cuanto a sus afectaciones en las propiedades mecánicas, las conclusiones también han ido cambiando, ya que algunos autores20, 21 mencionan que aparecen fracturas en la fase G y esto pudiera afectar principalmente a la resistencia a la termofluencia. Sin embargo, Sustaita-Torres y coautores22 en el 2016 hacen un comparativo de varios autores con aleaciones resistentes al calor, analizando sus propiedades mecánicas antes y después de envejecimiento y se puede observar cómo de éstas permanecen prácticamente constantes. Con referencia a la adición de elementos para mejorar las propiedades de estas aleaciones, De Almeida y coautores15 en el 2002 analizaron dos aleaciones resistentes al calor, prácticamente con la misma composición química, con la diferencia de que una de ellas contenía titanio y la otra no, llegando a la conclusión que en la aleación que contenía titanio se inhibía la transformación de la fase G en los carburos primarios (NbTi)C durante el envejecimiento. En la tabla I22 se Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 23 �Transformación de carburos ricos en Niobio durante el envejecimiento de dos aleaciones... / Rosa Ortega Reyes, et al. muestra la coincidencia de algunos autores sobre las principales características de la fase G,6, 12-17 como son su estequiometría, parámetro de red y estructura. Tabla I. Información relacionada a la Fase G. Fase Estequiometría Parámetro Estructura de red (nm) Aleación Autor - Nb3Ni2Si 1.12 FCC 35Cr-45Ni-0.15C Sustaita et al.22 - Nb3Ni2Si 1.13 FCC 35Cr-45Ni-0.49C Sustaita et al.22 G Nb3Ni2Si 1.065 Cúbica 25Cr-20Ni-0.4C-1.5Nb 25Cr-20Ni-0.4C Barbabela et al.6 G Nb6Ni16Si7 1.12 FCC 20Cr-25Ni-0.03C-0.68Nb0.6Si Powell et al.12 G Nb6Ni16Si7 1.11-1.12 FCC 25Cr-35Ni-0.4C-1Nb-2S Molina13 G Ni16Nb6Si7 1.12 FCC 25Cr-35Ni-0.43C-1.34Nb de Almeida 25Cr-35Ni-0.41C-0.78Nbet al.15,17 0-04Ti - 18Cr-30Ni-0.03C-1.75Nb0.83Ti 18Cr-30Ni-0.03C-1Ti Piekarski16 18Cr-30Ni-0.03C-1.75Nb0.05Ti G (Nb,Ti)6Ni16Si7 1.12 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Muestras de dos aleaciones resistentes al calor con la composición química que se muestra en la tabla II fueron segmentadas para su análisis. Las muestras de la aleación A fueron obtenidas de un tubo centrifugado de 1500 mm de longitud con diámetro interno y externo de 108 y 130 mm, respectivamente; las muestras de la aleación B fueron cortadas de una pieza sólida vaciada de 50x50x950 mm. Tabla II. Composición química de las aleaciones (%peso). Aleación C Si Nb Ni Cr Ti A 0.15 1.53 1.31 48 34 0.08 B 0.35 1.8 1.39 37.8 18.7 0.01 Las muestras fueron tratadas a 750°C por periodos superiores a 1000 h en un horno de resistencia eléctrica en un medio al aire. Una vez terminado el tratamiento, las muestras fueron preparadas para su revisión metalográfica siguiendo los procedimientos estándares de pulido. La microestructura de los especímenes en su condición de vaciado, así como las envejecidas a 500 y 1000h fueron examinadas en el microscopio óptico (LOM). El microscopio electrónico de barrido (SEM) fue usado para evaluar la microestructura usando el detector de electrones retrodispersados (BE). Se llevaron a cabo análisis de área cuantitativos en las imágenes obtenidas con el detector BE para la identificación de varios precipitados. Análisis de rayos X (EDX) de áreas seleccionadas fueron obtenidos. 24 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Transformación de carburos ricos en Niobio durante el envejecimiento de dos aleaciones... / Rosa Ortega Reyes, et al. RESULTADOS Las imágenes obtenidas mediante el microscopio óptico de las muestras en su condición de vaciado indican que la microestructura de las aleaciones está compuesta de una matriz dendrítica de austenita y una red de carburos primarios eutécticos presentes en las regiones interdendríticas (figura 1). Para la identificación de los carburos se usó el microscopio electrónico de barrido. Fig. 1. Micrografías con microscopio óptico en su condición de vaciado (a) Aleación A y (b) aleación B. La figura 2 muestra imágenes tomadas de ambas aleaciones usando el detector BE. Fig. 2. Micrografías obtenidas con el microscopio electrónico de barrido en su condición de vaciado (a) aleación A y (b) aleación B. Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 25 �Transformación de carburos ricos en Niobio durante el envejecimiento de dos aleaciones... / Rosa Ortega Reyes, et al. En estas imágenes la diferencia en tonalidad en los dos tipos de carburos se puede apreciar, los elementos más pesados se muestran con tonos más claros. Análisis de EDX puntuales se llevaron a cabo en los carburos más claros, ya que son el objetivo de este estudio, mostrando que son ricos en niobio, del tipo NbC (figura 3). Fig. 3. Análisis EDX puntuales en su condición de vaciado para (a) aleación A y (b) aleación B. Adicional a esto, se llevaron a cabo análisis de EDX lineales en partículas redondas para analizar la distribución de elementos (figura 4). Fig. 4 Gráficos EDX lineales de (a) aleación A y (b) aleación b del carburo globular mostrado en la imagen (c) aleación A y (d) aleación B en su condición de vaciado. 26 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Transformación de carburos ricos en Niobio durante el envejecimiento de dos aleaciones... / Rosa Ortega Reyes, et al. El tratamiento térmico de envejecimiento promueve cambios en la morfología y en la composición química de la aleación. La figura 5 muestra las imágenes de SEM, con detector BE, de las muestras de ambas aleaciones después del envejecimiento a 500 y 1000h a 750°C. Lo más representativo de las muestras envejecidas es el crecimiento del siliciuro Nb3Ni2Si hacia la frontera de los carburos de niobio, los cuales se pueden observar con una tonalidad gris más clara que los carburos de niobio, pero menos oscura que los carburos de cromo. Fig. 5. Micrografías en microscopio electrónico de barrido de (a) (c) aleación A y (b) (d) aleación B envejecidas a 750°C después de [(a) (b) 500 y (c) (d) 1000h]. Se debe mencionar la presencia de partículas de una tonalidad gris oscura aledañas a las partículas más claras en la figura 6b. Análisis de EDX puntuales se llevaron a cabo en los carburos claros (figura 6), mostrando la presencia de níquel y silicio dentro del carburo de niobio. Para su comparativo con la condición de vaciado Fig. 6. Análisis EDX puntuales en carburos claros para (a) (c) aleación A y (b) (d) aleación B envejecidas a 750°C después de (a) (b) 500 y (c) (d) 1000h. Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 27 �Transformación de carburos ricos en Niobio durante el envejecimiento de dos aleaciones... / Rosa Ortega Reyes, et al. se llevaron a cabo análisis lineales de EDX en la cual se puede observar más claramente esta difusión mediante el comparativo de la condición de vaciado (figura 4), 500 (figura 7) y a 1000h (figura 8). Fig. 7. Gráficos EDX lineales de [(a) aleación A y (b) aleación B] del carburo globular mostrado en la imagen (c) aleación A y (d) aleación B envejecida a 750°C después de 500h. Fig. 8. Gráficos EDX lineales de [(a) aleación A y (b) aleación B] del carburo globular mostrado en la imagen (c) aleación A y (d) aleación B envejecida a 750°C después de 1000h. 28 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Transformación de carburos ricos en Niobio durante el envejecimiento de dos aleaciones... / Rosa Ortega Reyes, et al. DISCUSIÓN En las micrografías de las figuras 2 y 5 se puede observar principalmente el incremento en la precipitación de carburos secundarios del tipo M23C6 en la matriz de ambas aleaciones, los cuales se incrementan conforme se aumenta el tiempo de envejecimiento, así como los cambios en las tonalidades de los límites de los carburos de niobio, por un gris claro a uno más oscuro. En la figura 5b se aprecia la presencia de partículas gris oscuro junto a las partículas más claras, lo que es un indicio de la formación de carburos ricos en cromo, producto de la difusión de carbono hacia la matriz. De los análisis puntuales de las figuras 3 y 6 se aprecia la permanencia de niobio al centro del carburo de tonalidad clara en ambas aleaciones. El niobio se mantiene al centro de la partícula permanece conforme aumenta el tratamiento térmico de envejecimiento, en tanto que se aprecia una tonalidad más oscura hacia sus orillas, resaltando la presencia de níquel y silicio, lo que confirma la transformación siliciuro Nb3Ni2Si. Otro dato importante a observar es la presencia de titanio en el centro del carburo de niobio para la aleación A, y el cual permanece aún con el incremento del tiempo de envejecimiento, incluso pudiera decirse que rodea al niobio en las imágenes que aparecen en la figura 6a y b. El crecimiento del siliciuro conforme aumenta el tiempo de envejecimiento se puede confirmar de mejor manera con los análisis lineales EDX, por lo que, con referencia en las gráficas de las figuras 4, 7 y 8, se hizo el comparativo de ambas aleaciones en la figura 9, eliminando elementos como cromo y niobio, con el objetivo de revisar el comportamiento del siliciuro Nb3Ni2Si, así como del titanio, Fig. 9. Comparativo de siliciuro Nb3Ni2Si en lineales EDX de (a) (d) condición de vaciado, (b) (e) después de 500h y (c) (f) después de 1000h, de la aleación A (a) (b) (c) y de la aleación B (d) (e) (f). Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 29 �Transformación de carburos ricos en Niobio durante el envejecimiento de dos aleaciones... / Rosa Ortega Reyes, et al. el cual está presente en la aleación A. Como se puede observar en la condición de vaciado en los límites del carburo NbC, para ambas aleaciones, solo se detecta la presencia del níquel; en cuanto al silicio, es similar su contenido tanto dentro como fuera del carburo. Conforme se incrementa el tiempo de envejecimiento, se puede observar cómo se incrementa el contenido del silicio en los límites del carburo y el niobio se limita al centro de la partícula. En cuanto al titanio presente en la aleación A, su comportamiento es muy similar al del silicio, ya que conforme incrementa el envejecimiento éste difunde hacia el centro del carburo NbC. La diferencia con la aleación B, que no contiene titanio, radica en que después de las 1000h de envejecimiento, se puede observar en el centro del carburo contenido de silicio mientras que en la aleación A, éste se ve inhibido por la presencia del titanio confirmando lo postulado por Almeida.15 Debido al incremento del silicio en los límites del carburo NbC se puede inferir que existe una difusión de la matriz hacia el centro del carburo, conforme se incrementa el tratamiento envejecimiento, mientras que el carbono se difunde del centro del carburo hacia la matriz. Esto se representa en el diagrama de la figura 10. La difusión del carbono hacia la matriz provoca la precipitación de carburos ricos en cromo, tal y como se aprecia en la figura 5b. Fig. 10. Diagrama que muestra la difusión del carburo NbC hacia el siliciuro Nb 3Ni2Si. CONCLUSIONES La microestructura de la aleación en su condición de metal base está compuesta de una matriz dendrítica de austenita y una red de carburos primarios presentes en las áreas interdendríticas. Las imágenes del microscopio electrónico de barrido en el modo de electrones retrodispersados revelan que los carburos son de dos tipos. Los microanálisis de EDX muestran que los carburos ricos en niobio, del tipo NbC, aparecen con una tonalidad más clara, mientras que los carburos ricos en cromo, del tipo Cr7C3, aparecen más oscuros. Una vez concluido el tratamiento térmico de envejecimiento a 750°C por 1000 h, se presentaron cambios en la morfología y composición química de los carburos ricos en niobio: • La transformación al siliciuro Nb3Ni2Si tiene lugar mediante un proceso de difusión desde el inicio del tratamiento térmico y esta transformación no concluye aun después de las 1000 h de tratamiento. 30 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Transformación de carburos ricos en Niobio durante el envejecimiento de dos aleaciones... / Rosa Ortega Reyes, et al. • En ambas aleaciones, el niobio permanece en el centro del carburo conforme aumenta el tiempo de envejecimiento y tiende a reducirse en las fronteras del carburo. • El silicio y el níquel difunden del centro de la matriz hacia los bordes del carburo rico en niobio. • El carbono difunde del carburo NbC hacia la matriz para la formación de los carburos secundarios del tipo M23C6. • En la aleación A con contenido de 0.08 de titanio, este tiende a permanecer en el centro del carburo, de manera similar al niobio. Aun cuando existen diferencias en las composiciones químicas de ambas aleaciones, existe un comportamiento de transformación muy similar debido a la presencia de niobio, silicio y níquel en ambas aleaciones. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen el soporte al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) y a la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL). REFERENCIAS 1. D.V. Roach, J.A. Vanecho, Comparison of the properties of the HK-40 and HP-45 cast heat-resistant alloys, Stainless Steel Castings, ASTM STP 756, West Conshohocken, PA, ASTM International, 1982, 275-312. 2. H. Wen-Tai, R.W.K. Honeycombe, Structure of centrifugally cast austenitic stainless steels. Part 1. HK 40 as cast and after creep between 750 and 1000°C, Mater. Sci. Technol., 1, (1985) 385-389. 3. H. Wen-Tai, R.W:K. Honeycombe, Structure of centrifugally cast austenitic stainless steels: Part 2. Effects of Nb, Ti and Zr, Mater. Sci. Technol., 1, (1985) 390-397. 4. S.J. Zhu, J. Zhao, F.G. 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Viramontes B., Microstructural factors that determine the weldability of a high Cr-high Si HK 40 alloy, Mater. Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 31 �Transformación de carburos ricos en Niobio durante el envejecimiento de dos aleaciones... / Rosa Ortega Reyes, et al. Chem. Phys., 66, (2000) 90-96. 11. I.A. Sustaita-Torres, S. Haro-Rodríguez, M.P. Guerrero-Mata, M. de la Garza, E. Valdés, F. Deschaux-Beaume, R. Colás, Aging of a cast 35Cr–45Ni heat resistant alloy. Mat. Chem. Phys., 133 (2012) 1018-1023. 12. D.J. Powell, R. Pilkington, D.A. Miller, The precipitation characteristics of 20 % Cr/25 % Ni-Nb stabilized stainless steel, Acta Metall., 36, (1998) 713724. 13. J. Molina, Evolución Microestructural del Acero Refractario HR40+Nb, Tesis Doctoral, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad Autónoma de Nuevo León, 1992. 14. K. Shinozaki, H. Kuroki, Y. Nakao, K. Nishimoto, M. Inui, M. 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Colás, aging of cast heat resisting alloys 35Cr–45Ni–0.1C (MORE40X) and 40Cr–45Ni–0.2C (UCX), Materials Characterization, R. Pérez Campos, A. Contreras Cuevas, R. Esparza Muñoz (eds.), Springer Int. Pub. Switzerland, 2015, 79-87. 19. S. Shi, J.C. Lippold, Microstructure evolution during service exposure of two cast, heat-resisting stainless steels - HP-Nb modified and 20-32Nb, Mater. Charact., 59, (2008) 1029-1040. 20. C.J. Liu, Y. Chen, Variations of the microstructure and mechanical properties of HP40Nb hydrogen reformer tube with time at elevated temperature, Mater. Des., 32 (2011) 2507-2512. 21. X. Guo, X. Jia, J. Gong, L. Geng, J. Tang, Y. Jiang, Y. Ni, X. Yang, Effect of long term aging on microstructural stabilization and mechanical properties of 20Cr32Ni1Nb steel, Mater. Sci. Eng. A, 690, (2017) 62-70. 22. I.A. Sustaita-Torres, S. Haro-Rodríguez, R. Colás, Aging of a cast 35Cr-45Ni heat resistant alloys with different carbon content, Mater. Perform. Charact., 5, (2016) 675-688. 32 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Optimización de redes de carreteras forestales para uso múltiple de caza y silvicultura Tiare Cristell Camacho Medina Instituto Tecnológico Superior de Comalcalco camacho.tiare@gmail.com Roger Z. Ríos Mercado División de Posgrado de Ingeniería en Sistemas, FIME, UANL roger.rios@uanl.edu.mx María Gabriela Sandoval Esquivel Universidad de las Américas de Puebla, UDLAP maria.sandovalel@udlap.mx RESUMEN En este artículo se muestra la aplicación de un modelo matemático que permite la toma de decisiones en un ambiente de gestión forestal, donde del problema se conoce cuáles segmentos de caminos forestales conectan a cada proyecto potencial, para obtener una red de caminos bien diseñada. El objetivo es maximizar el beneficio neto dado por los ingresos del proyecto, menos el costo de construcción de los caminos para proporcionar al menos una cantidad razonable de días de caza, así como días para cosechar madera anualmente. Este problema de optimización de redes de caminos para uso múltiple de caza y silvicultura es modelado como un programa lineal entero mixto. Se presenta un ejemplo y casos de estudio que ilustran la utilidad del modelo. Este se resuelve con GAMS / CPLEX, software del estado del arte para la resolución de problemas de optimización. PALABRAS CLAVE Investigación de operaciones, gestión forestal, programación lineal entera, diseño de red de carreteras. Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 33 �Optimización de redes de carreteras forestales para uso múltiple de caza y silvicultura / Tiare Cristell Camacho Medina, et al. ABSTRACT This article illustrates the application of a mathematical model that allows decision making in a forest management environment, where it is known which segments of forest roads connect to each potential project to obtain a welldesigned road network. The objective is to maximize the net benefit given by the project income minus the cost of building the roads to provide at least a reasonable amount of hunting days per year as well as days to harvest timber. This problem of optimization of road networks for multiple hunting and forestry use is modeled as a mixed integer program. We present an example and a case studies that illustrate the utility of the model. The model is solved with GAMS / CPLEX, a which is state-of-the-art software for solving optimization problems. KEYWORDS Operations research, forest management, integer linear programming, road forest network. INTRODUCCIÓN Las primeras actividades formales de investigación de operaciones (IO) se iniciaron en Inglaterra durante la Segunda Guerra Mundial, cuando un equipo de científicos empezó a tomar decisiones con respecto a la mejor utilización del material bélico. Al término de la guerra, las ideas formuladas en operaciones militares se adaptaron para mejorar la eficiencia y productividad en el sector civil. La consideración de la IO por las matemáticas como una de sus ramas, lleva a entenderla como el uso de modelos matemáticos, estadística y algoritmos, para auxiliar procesos de toma de decisiones. Dentro de este campo generalmente se la asocia con la programación lineal (PL), cuyos orígenes algunos autores inclusive los remontan a los siglos XVII y XVIII, con los aportes de Newton, Leibnitz, Bernoulli, Lagrange, hasta Fourier a principios del XIX. Sin embargo, los aportes de matemáticos y economistas como Von Neumann, Koopmans, y Kantoróvich, entre otros, fueron los que comenzaron a darle forma consistente a esta disciplina, hasta que el físico y matemático George Dantzig propusiera en 1947 el algoritmo simplex para resolver problemas de programación lineal. 1 La programación lineal está enfocada en modelos con funciones objetivo y restricciones lineales. Otras técnicas incluyen la programación entera (en la cual las variables asumen valores enteros), la programación dinámica (donde el modelo original puede descomponerse en subproblemas más pequeños y manejables). La programación de red (en la cual el problema puede modelarse como una red), y la programación no lineal (en la que las funciones del modelo son no lineales). Éstas son sólo algunas de las muchas herramientas de IO con que se cuenta. Una peculiaridad de la mayoría de las técnicas de IO es que por lo general las soluciones no se obtienen en forma cerrada (como si fueran fórmulas), sino que más bien se determinan mediante algoritmos. Éstas proporcionan reglas fijas de cálculo que se aplican en forma repetitiva al problema, y cada repetición (llamada iteración) acerca la solución a lo óptimo. En general, la metodología de solución sigue los siguientes pasos: • Definición del problema • Construcción del modelo 34 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Optimización de redes de carreteras forestales para uso múltiple de caza y silvicultura / Tiare Cristell Camacho Medina, et al. • Solución del modelo • Validación del modelo • Implementación de la solución La investigación de operaciones se ha aplicado ampliamente en áreas tan diversas como la fabricación, el transporte, la construcción, las telecomunicaciones, la planificación financiera, la atención médica, los servicios públicos, y la gestión de recursos forestales, por nombrar solo algunos. Por lo tanto, la amplitud de la aplicación es bastante extensa.1 El manejo de recursos forestales tiene como base el concepto de rendimiento sostenido, que se refiere a la capacidad de las áreas boscosas de proveer de manera permanente y óptima los múltiples bienes y servicios que la sociedad demanda.2 Los bosques son complejos sistemas abiertos con múltiples funciones; para mantener altos estándares y la credibilidad de la opinión pública, los responsables del manejo de recursos forestales requieren integrar la experiencia de diferentes disciplinas científicas, incluyendo las humanidades, la física, la ingeniería y las ciencias biológicas, aunque no necesariamente en ese orden. Con frecuencia se postula que el manejo forestal debe ser sustentable, basarse en resultados de investigación validados y ser acorde con estándares ambientales aceptables. 3 La decisión sobre la construcción de carreteras específicas para acceder a las áreas de cosecha se inició a mediados de los 70’s4 y fue necesaria a las necesidades económicas y sociales del manejo forestal, Desde hace algunas décadas, el manejo forestal considera tres factores en el proceso de toma de decisiones: el económico, el social y el ecológico, que orientan la cosecha de productos o la provisión de servicios ambientales de acuerdo con las capacidades de los ecosistemas. En este sentido, se toma en cuenta la relación que existe entre el bienestar social y la preservación de los ecosistemas forestales.5 El manejo forestal estratégico hace referencia a que las agencias gubernamentales y las empresas privadas suelen utilizar la programación lineal para gestionar a largo plazo, por ejemplo, 200 años de planificación. Durante el horizonte de planeación, los modelos abordan dos o tres rotaciones de árboles de 80 años. Para la planeación es necesario considerar las políticas silvícolas y la recolección agregada que se consideran como preocupaciones ambientales y de producción.6 Fue entonces hasta el siglo XXI que la tendencia de manejar el bosque se dio en el marco de una visión ecosistémica, paisajista, integral, participativa y de uso múltiple. Todo esto orientado a la obtención del rendimiento sostenido de los diversos productos, bienes y servicios que ofrece, con el fin de mejorar las condiciones y calidad de vida de la sociedad, dando origen al concepto de Manejo Forestal Sustentable o Manejo Forestal Sostenible (MFS). El manejo forestal sustentable moderno se concibe entonces, como un sistema de toma de decisiones multiobjetivo que atiende los factores ecológico, económico y social. Lejos ha quedado el concepto de considerar la madera como único bien aprovechable y, como indicador de buen manejo, el minimizar los impactos ambientales de la cosecha.5 Un ejemplo claro del manejo forestal es la gestión de Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 35 �Optimización de redes de carreteras forestales para uso múltiple de caza y silvicultura / Tiare Cristell Camacho Medina, et al. los recursos mismos, ya que ésta es la ciencia de tomar decisiones con respecto a la organización, el uso y la conservación de los bosques y los recursos relacionados. Los bosques pueden ser gestionados de forma activa en busca de madera, agua, vida silvestre, recreación o una combinación de los mismos. La administración también incluye la alternativa de “no intervención”: dejar que la naturaleza siga su curso. Los administradores de los recursos forestales deben tomar decisiones que afectan tanto al futuro a muy largo plazo es decir a 5 o hasta más de 20 años como lo son las actividades cotidianas del bosque. Las decisiones pueden tratar con sistemas forestales muy complejos o con partes simples; el área geográfica de preocupación puede ser un país entero, una región, un solo grupo de árboles o una instalación industrial. DESCRIPCION DEL PROBLEMA Las carreteras son un gran problema en el sector forestal, ya que la necesidad de acceso debe equilibrarse con los efectos ambientales negativos de las carreteras y su construcción, por lo tanto, a menudo es necesario diseñar redes de carreteras lo más económicamente posible al tiempo que se cumplen diversos objetivos de gestión. Los métodos de optimización pueden ser de gran ayuda en este proceso, debido a que cada sección de carretera debe construirse para conectar dos ubicaciones o no construirse en absoluto, la programación entera con variables (0, 1) es una forma natural de abordar tales problemas.7 Este problema se basa en el estudio del diseño de redes viales eficientes para proporcionar acceso a proyectos de cacería y producción de madera, al construir una red de caminos forestales, los segmentos de caminos generalmente deben vincular puntos específicos en una red continua. Construir sólo una porción de una sección de camino sería inútil. En el problema bajo estudio, se consideran quince proyectos de uso múltiple los cuales proporcionarían madera y caza. Asimismo, los proyectos están representados en la figura 1 por letras (nodos) donde estos son las intersecciones o puntos de unión de la red. Cada proyecto debe estar conectado por una carretera a la carretera existente que se muestra como una línea continua. Las líneas punteadas son los arcos, es decir, los segmentos de camino que Fig. 1. Red de caminos para el desarrollo forestal de uso múltiple. Las líneas punteadas indican los segmentos de caminos para cada proyecto. 36 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Optimización de redes de carreteras forestales para uso múltiple de caza y silvicultura / Tiare Cristell Camacho Medina, et al. podrían construirse, tales líneas conectan a los nodos, que en este caso, son los proyectos. Cada segmento de camino se identifica por un número con el que podemos identificarlo en la tabla I donde se les asigna un costo de construcción, cada proyecto debe hacerse por completo o no hacerse en absoluto. De los 15 proyectos solo deben llevarse a cabo 10 como máximo, ya que esta es una de las condiciones que se da en el planteamiento del problema; por lo tanto, no se puede usar el método simple del árbol de expansión o métodos semejantes. Por otro lado, los proyectos que se realizan deben estar conectados a la carretera existente la que se indica con una línea sólida en la figura 1, porque requerirán algún tipo de acceso por carretera. El costo de construir un proyecto dependerá totalmente de los ingresos, ingreso estimado que proporcionaría cada uno, así como de las ganancias que dejaría el construir dicho proyecto. Para dar solución al problema se tomaron en cuenta los siguientes parámetros mostrados en las tablas I y II. Por ejemplo, si se quiere construir el proyecto A, es especialmente costoso porque incluye varios segmentos de camino como lo son 1, 2, 3, 4, 5, 7 y 8 con un costo de $495,000 dólares. Los ingenieros civiles adjuntos al proyecto han estimado los costos de cada segmento de camino, que se muestran en la tabla I. Estos costos son el costo acumulativo de construir y mantener las carreteras durante toda la vida del proyecto. La tabla II nos indica los beneficios de construir cada proyecto. Entonces, el objetivo del problema es maximizar el beneficio neto obtenido de los suficientes ingresos de los proyectos para cubrir los costos totales de la construcción de carreteras. Tabla I. Costos de construir y mantener cada segmento de camino Costos de cada segmento Segmentos de camino 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Costos ($103) 90 75 80 70 90 70 50 40 60 50 65 70 Costos de cada segmento Segmentos de camino 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Costos ($103) 85 60 50 40 90 65 45 70 75 20 25 Tabla II. Los beneficios con respecto a cada proyecto. Proyecto A B C D E F G H I J K L M N Ñ Días de caza (100/y) 2 3 1 1 2 3 1 3 1 2 1 1 2 3 2 Madera 6 ( 1 0 3m 3/ y) 9 13 10 8 3 6 8 5 11 9 10 6 13 8 110 100 150 80 130 120 Ingresos 70 130 140 130 110 100 140 70 90 ($103) Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 37 �Optimización de redes de carreteras forestales para uso múltiple de caza y silvicultura / Tiare Cristell Camacho Medina, et al. A continuación se plantea un modelo de programación entera mixta para este problema. Primero definimos las variables de decisión. Las variables de decisión están dadas por: yj = 1, si el proyecto j se lleva a cabo, = 0 de otro modo; xi = 1, si el segmento de camino i se construye, = 0, de otro modo, donde claramente, el índice j denota cada uno de los proyectos y el índice i denota los segmentos de camino. Ahora bien, el modelo se plantea como sigue: Maximizar: Sujeto a: donde: a=Número total de proyectos j= Índice asociado al conjunto de proyectos rj=Ingreso del proyecto j b=Número de segmentos de caminos i=Índice asociado al conjunto de segmentos de caminos ci=costos de construir el segmento de camino i d=Minímo número de días de caza al año hj=Días de caza requeridos por el proyecto j e=Mínimo número de metros para cosechar madera al año tj=Volumen de madera requeridos por el proyecto j f=Máximo número de proyectos al año δ(j)= conjunto de segmentos de caminos necesarios para el proyecto j Donde el objetivo es maximizar el beneficio neto dado por los ingresos del proyecto menos el costo de construcción de la carretera. La segunda restricción nos dice que se deben proporcionar al menos 800 días de caza al año. 38 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Optimización de redes de carreteras forestales para uso múltiple de caza y silvicultura / Tiare Cristell Camacho Medina, et al. La tercera restricción indica que se deben cosechar al menos 60,000 m 3 de madera anuales. El mayor número de proyectos a realizar debe cumplir con la cuarta restricción. Por último, la quinta restricción establece la relación entre las variables xi y yj, es decir, si yj=1, esto obliga a que todos los segmentos asociados al proyecto j se construyan. Este es un modelo de programación lineal entera dado que las restricciones y la función objetivo son funciones lineales y las variables de decisión requieren ser enteras. Tenemos que en el ejemplo dado anteriormente, los parámetros quedarían de la siguiente manera: a=15 proyectos b=23 segmentos de carreteras d=Mínimo de 800 días de caza al año e=Mínimo 60,000 m3 de madera al año f=Máximo 10 proyectos al año METODOLOGÍA DE SOLUCIÓN El modelo de este problema se resuelve mediante GAMS, el cual es un software de modelación algebráica con interfaz a varios métodos de solución u optimizadores. En este caso, por tratarse de un problema de programación entera, se recurre a resolverlo con el método de ramificación y acotamiento, el cual es un algoritmo que consiste en efectuar una enumeración inteligente, de todas las combinaciones diferentes que pueden tomar las variables enteras. En particular, se hace uso del módulo optimizador GAMS/CPLEX. CPLEX es una colección de algoritmos de optimización del estado del arte. El software utilizado es GAMS (General Algebraic Modeling System) el cual es un entorno para definir, analizar y resolver problemas de optimización. GAMS fue desarrollado para mejorar diversas situaciones, por ejemplo: • Proporcionar un lenguaje de alto nivel para la representación compacta de modelos grandes y complejos. • Posibilitar cambios en las especificaciones del modelo de forma sencilla y segura. • Permitir declaraciones inequívocas de relaciones algebraicas. • Admitir descripciones de modelo que son independientes de los algoritmos de solución. EXPERIMENTACIÓN COMPUTACIONAL Al resolver el ejemplo anterior, se obtiene como solución que los ingresos fueron mayores que los costos de construir los segmentos de carreteras con un superávit de $345,000 teniendo 1,600 días de caza al año y 87,000 m3 de madera al año. Para ilustrar mejor el proceso, recurrimos ahora a una instancia de mucho mayor tamaño. Por ejemplo, ahora se consideran 50 proyectos de los cuales solo se pueden poner en marcha solo 40 de ellos, donde los segmentos de camino ahora Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 39 �Optimización de redes de carreteras forestales para uso múltiple de caza y silvicultura / Tiare Cristell Camacho Medina, et al. Fig. 2. Modelo de red de caminos de mayor escala. aumentan a 102, entonces tendríamos el siguiente modelo de red representado por la figura 2. Asimismo, teniendo el mismo enfoque de maximizar las ganancias, pero que los objetivos de gestión sí cambien, ahora se quiere alcanzar el objetivo de caza sea 32,000 días al año o el objetivo de producción de madera sea de 240,000 m3 al año. Esta situación se puede representar cambiando la producción de madera y las limitaciones de recreación de la siguiente manera: a= 50 proyectos b= 102 segmentos de carreteras d= Mínimo 70,000 días de caza al año e= Mínimo 300,000 m3 de madera al año f= Máximo 40 proyectos al año El análisis se llevó acabo en una computadora Intel R Celeron R porcessor 2957U con 1.4 GHz. Donde el programa que se utiliza es GAMS/CPLEX. Los resultados en GAMS / CPLEX nos establecieron automáticamente la mejor solución para el problema. Si observamos dentro del análisis que nos proporciona GAMS la solución que ofrece es óptima porque posteriormente nos indica que solo se llevarán a cabo 40 proyectos dando como resultado 78,000 días de caza al año y 314,000 m3 de madera anuales. En la tabla III se muestran los valores de la solución para las variables yj que determinan los proyectos que se llevarán a cabo para los múltiples usos de este problema de gestión forestal. Por ejemplo, construir el proyecto 1 generará 200 días de caza anuales y 4,000 m3 de volumen para cosechar madera anualmente, de tal proyecto obtendrían ingresos de $1,020,000. 40 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Optimización de redes de carreteras forestales para uso múltiple de caza y silvicultura / Tiare Cristell Camacho Medina, et al. En la figura 3 podemos observar de color rojo los nodos que simbolizan los proyectos que se llevarán a cabo, mientras que de color verde permanecen los nodos que simbolizan los proyectos que no se construirán. Las líneas punteadas nos indican cuáles son las carreteras que no se llevarán a cabo y las líneas sólidas indican las que sí se construirán. Es esencial tener en cuenta que una buena red vial dentro de un bosque estatal, permite reducir las distancias promedio, y garantiza que las diferentes actividades asociadas a la cosecha forestal y la caza que no se beneficien en función de los costos, así como los rendimientos. La metodología que se presenta, desarrolla una solución óptima al problema del diseño de la red vial para estas labores. De este modo, se define la combinación de posibles conexiones entre todos los nodos (proyectos), con arcos no dirigidos (en este caso los segmentos de camino), cuyo valor es el costo de construcción. El conjunto de segmentos logran unirse para la construcción de uno de los proyectos. Finalmente, la vía establecida se anexa a una red vial ya existente, en este caso la que se indica en una línea sólida en la figura 3. Como resultado de GAMS/CPLEX que se presenta en la tabla III nos indican que sólo se llevarán a cabo 40 proyectos dando como resultado 78,000 días de caza al año y 314,000 m3 de madera anuales y obteniendo ganancias máximas de $41,093,000. Dado el resultado de nuestro problema, surge la duda en qué pasaría si cambiamos algunas de las restricciones. Por ejemplo, si consideramos cambiar la restricción del parámetro d, la cual nos habla de los días de caza al año, ésta podría afectar en gran medida la solución óptima y por consiguiente mejorar las ganancias. Las siguientes tablas nos muestran de qué manera cambia el resultado anterior si variamos las restricciones de los parámetros d, e y f. Así, con este análisis se podría considerar alguna otra alternativa para la solución del problema. Fig. 3. Red de proyectos finales. Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 41 �Optimización de redes de carreteras forestales para uso múltiple de caza y silvicultura / Tiare Cristell Camacho Medina, et al. Tabla III. Proyectos que se llevarán a cabo. Proyectos Días de M a d e r a Ingresos Proyectos Días de M a d e r a Ingresos c a z a ( 1 0 3m 3/ ($103) c a z a ( 1 0 3m 3/ ($103) (100/y) y) (100/y) y) 1 2 4 1,020 22 3 4 1,390 2 1 11 900 23 1 11 1,160 3 2 14 1,090 24 2 11 970 4 3 6 1,110 25 3 14 1,180 5 1 6 1,100 27 2 13 1,240 6 3 9 1,500 28 1 15 1,070 7 3 5 1,210 29 1 5 710 8 3 12 1,140 30 1 14 1,420 9 3 7 780 31 3 4 1,100 10 2 10 1,250 32 3 10 760 11 3 7 710 34 3 13 970 12 1 4 1,490 42 1 5 1,220 13 3 5 1,250 43 2 4 1,500 14 1 3 800 44 1 5 1,340 15 1 7 1,290 45 2 13 840 16 2 6 1,110 46 2 6 1,440 17 1 6 1,180 47 2 15 1,100 18 2 6 1,130 48 1 4 1,500 19 2 6 750 49 1 13 1,050 20 2 3 920 50 1 6 880 Fijando los datos como se plantean al principio del problema con 40 proyectos autorizados como máximo y 300,000 m3 de madera al año como mínimo; tenemos que solamente varía el valor del parámetro (d) dándonos ahora como mínimo de días de caza al año de 70,000 y este va hasta 100,000. De tal manera haremos un análisis de cómo cambia el valor objetivo del problema. Estos resultados se muestran en la tabla IV y figura 4. Tabla IV. Resultados del experimento variando la restricción de días de caza. (d) (100/y) 42 S o l u c i ó n Días de caza V o l u m e n óptima (100/y) de madera (103m3/y) (f) (e) (m3/y) 70 $ 41,093 78 314 40 300 80 $ 41,093 78 314 40 300 90 $ 41,016 80 316 40 300 100 $ 40,245 85 304 40 300 110 Infactible Infactible Infactible 40 300 120 Infactible Infactible Infactible 40 300 130 Infactible Infactible Infactible 40 300 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Optimización de redes de carreteras forestales para uso múltiple de caza y silvicultura / Tiare Cristell Camacho Medina, et al. Fig. 4. Gráfica del experimento variando el parámetro d. Podemos observar en la tabla IV que la restricción de días de caza al año no varía tanto, es decir, se mantiene con los mismos resultados hasta casi al final, donde disminuyen las ganancias hasta volverse infactible, lo cuál podemos observar en la figura 4. Ahora pasando a un nuevo experimento consideramos cambiar el valor del parámetro e, que son los m3 de madera al año, pero siguiendo con el resto de los datos fijos, es decir f en 40 proyectos y d en 70,000 días de caza al año. Entonces se toma el dato de 300,000 m3 hasta 370,000 m3 podremos observar y hacer análisis en como varía la solución óptima en estos diferentes rangos. Los resultados se muestran en la tabla V y figura 5. Tabla V. Resultados del experimento variando la restricción de volumen en m 3 de madera. (e) (103m3/y) S o l u c i ó n Días de caza V o l u m e n óptima (100/y) de madera (103m3/y) (f) (d) (100/y) 300 $ 41,093 78 314 40 70 310 $ 41,093 78 314 40 70 320 $ 40,957 79 320 40 70 330 $ 40,731 78 331 40 70 340 $ 39,792 78 340 40 70 350 $ 36,730 81 350 40 70 360 Infactible Infactible Infactible 40 70 370 Infactible Infactible Infactible 40 70 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 43 �Optimización de redes de carreteras forestales para uso múltiple de caza y silvicultura / Tiare Cristell Camacho Medina, et al. Fig. 5. Gráfica del experimento variando el parámetro e. Luego tenemos en la tabla V que de acuerdo a los resultados en GAMS se obtendrían mayores ganancias si se tomaran los datos dados en el problema con (f) con un máximo de 40 proyectos autorizados, (e) con 300,000 m³ al año de madera como mínimo y con (d) en 70,000 días de caza al año obteniendo los siguientes resultado, ganancias de $41,093 con 78,000 días de caza al año y 314,000 m³ de madera al año. Al igual se puede observar en la figura 5 que apartir de 360 GAMS nos indica que no se encuentra solución factible. Teniendo como último experimento la variación del parámetro f, el cual se refiere al total de proyectos autorizados, es decir siguiendo con los datos originales donde se tiene como mínimo 70,000 días de caza al año y 300,000 m3 de madera al año, pero cambiando la restricción de 40 proyectos como máximo a 20, 25, 30, 35, 40, 45 e incluso todos los 50 proyectos. Los resultados se muestran en la tabla VI y figura 6. Tabla VI. Resultados del experimento variando el parámetro f. (f) S o l u c i ó n Días de caza V o l u m e n óptima al año de madera (103m3/y) (d) (100/y) (e) (10 3m 3/ y) 20 Infactible Infactible Infactible 70 300 25 Infactible Infactible Infactible 70 300 30 Infactible Infactible Infactible 70 300 35 $ 36,031 70,000 300,000 70 300 40 $ 41,093 78,000 314,000 70 300 45 $ 44,479 88,000 351,000 70 300 50 $ 47,698 99,000 389,000 70 300 En la tabla VI podemos observar a la restricción (f), donde se considero desde 20 hasta los 50 proyectos como máximo para el problema. 44 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Optimización de redes de carreteras forestales para uso múltiple de caza y silvicultura / Tiare Cristell Camacho Medina, et al. Fig. 6. Gráfica del experimento variando f. Podemos observar en la Ilustración 7 que en 20, 25 y 30 la solución es infactible y en 45 o 50 los proyectos aumentan las ganancias siendo mejores opciones para dicha restricción. Entonces tenemos que 45 proyectos generen una solución óptima de $44,479 como ganancias considerando 88,000 días de caza y 351,000 m³ de madera anuales. Si se toman en cuenta todos los proyectos se obtendrian ganancias de $47,698 con 99,000 días de caza y 389,000 m³ de madera anuales. CONCLUSIONES El manejo forestal incluye decisiones en diferentes niveles, tanto espaciales como temporales, la planificación estratégica tiene un horizonte de tiempo largo, a menudo varias rotaciones que dan más de cien años. Debido al tamaño del problema, las decisiones a menudo se agregan en términos de áreas, características y acciones a tomar. Los planes estratégicos de manejo forestal apuntan a maximizar los volúmenes de cosecha sostenidos y preferiblemente constantes. Los modelos incluyen un objetivo de patrimonio neto actual que se debe maximizar sujeto a restricciones lineales, basadas en la disponibilidad de recursos, la estabilidad del flujo de cosecha, la demanda industrial y las preocupaciones ambientales, entre otros. Los modelos son generalmente modelos de programación entera y han estado en uso durante al menos dos décadas, los problemas típicos involucran varios cientos a miles de áreas y diez a cincuenta períodos de tiempo. Esto, junto con diferentes alternativas asociadas con cada área, a menudo resulta en problemas con varios miles de restricciones y varios cientos de miles de variables.8 Por ello es importante tomar en cuenta la variación en alguno de los datos del problema, para tomar en cuenta cómo se afecta su solución. Los grandes problemas de programación entera mixta pueden ser difíciles de resolver, incluso con un número modesto de variables binarias (0,1). Por lo tanto, en modelos grandes, la posibilidad de trabajar con programación lineal ordinaria y redondear Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 45 �Optimización de redes de carreteras forestales para uso múltiple de caza y silvicultura / Tiare Cristell Camacho Medina, et al. la solución final no debe descuidarse, siempre que se tenga en cuenta la posibilidad real de obtener soluciones subóptimas o no factibles. El método simplex y sus variantes, siguen siendo los algoritmos de programación matemática más potentes para resolver problemas, con múltiples restricciones cuando las decisiones no son enteras, sino continuas.7 El modelo matemático presentado y los resultados de optimización, permiten solucionar el problema de gestión forestal y sus intersecciones, sobre toda el área del bosque estatal, indicando los días de caza y de cosecha de madera requeridos para generar mayores ganancias en cada proyecto, y en los totales a costo mínimo de construirlos. Si los resultados se presentan en tablas, se pueden evaluar los proyectos más rentables, los cuales pueden servir como guías para planificar los objetivos en un bosque estatal, teniendo en cuenta las prioridades ambientales de sus elementos al igual que su rentabilidad. En futuras investigaciones se podrían detallar estos parámetros, con el consecuente incremento en tiempo computacional y consumo de recursos por parte del algoritmo. En conclusión se puede proporcionar una amplia visión general de la silvicultura, al usar la investigación de operaciones para mejorar la gestión del bosque, ya que la silvicultura se encuentra en medio de un importante trastorno en muchas partes del mundo. Dada la urgente necesidad de involucrar a muchos públicos diversos en los procesos de planificación de la gestión forestal, el complejo proceso económico, social, económico y ecológico que envuelve y constituye componentes esenciales de nuestros bosques, y el hecho de que los planes de gestión forestal tienen implicaciones que se extienden ampliamente en el tiempo y el espacio. Ciertamente vale la pena intentarlo.9 AGRADECIMIENTOS Este trabajo fue apoyado por la Academia Mexicana de Ciencias en el XXVIII Verano de la Investigación Científica, al igual que por la beca otorgada por el Centro de Ciencias y Tecnología del Estado de Tabasco (CCYTET) y por la oportunidad de participar en el verano científico en el PISIS-UANL. Se agradecen también los comentarios de los revisores anónimos, los cuales ayudaron a mejorar la presentación del artículo. REFERENCIAS 1. F.S. Hillier y G. J. Lieberman. Introduction to Operations Research. McGrawHill, New York, EUA, 1990. 2. O.A. Aguirre Calderón. Hacia el manejo de ecosistemas forestales. Madera y Bosques, 3(2):3-11, 1997. 3. K. von Gadow, S. Sánchez Orois y O.A. Aguirre Calderón. Manejo forestal con bases científicas. Madera y Bosques, 10(2): 3-16, 2004. 4. A. Weintraub. Integer programming in forestry. Annals of Operations Research, 149(1): 209-216, 2007. 5. O.A. Aguirre Calderón. Manejo forestal en el siglo XXI. Madera y Bosques, 21(2):17-28, 2015. 46 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Optimización de redes de carreteras forestales para uso múltiple de caza y silvicultura / Tiare Cristell Camacho Medina, et al. 6. T. Bjørndal, I. Herrero, A. Newman, C. Romero y A. Weintraub. Operations research in the natural resource industry. International Transactions in Operational Research, 19(1-2): 39–62, 2012. 7. J. Buongiorno y J.K Gilless. Decision Methods for Forest Resource Management. Academic Press, San Diego, EUA, 2003. 8. M. Rönnqvist. Optimization in forestry. Mathematical Programming, 97(1-2): 267-284, 2003. 9. D.L. Martell, E.A. Gunn y A. Weintraub. Forest management challenges for operational researchers. European Journal of Operational Research, 104(1):117, 1998. Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 47 �Eliminación de fosfatos, mediante nanofiltración utilizando membranas de óxido de grafeno Estefanía Rosario Silva Osuna, Clemente Guadalupe Alvarado Beltrán, Andrés Castro Beltrán Facultad de Ingeniería Mochis, Universidad Autónoma de Sinaloa, Los Mochis, Sinaloa, México andres.castro@uas.edu.mx RESUMEN En este trabajo, se utilizó óxido de grafeno (GO) para la fabricación de membranas de GO mediante filtración utilizando nitrato de celulosa (NC) como filtro de soporte. Se usó polivinil alcohol (PVA) para mejorar la adhesión de una capa selectiva de GO al soporte. Estas membranas se utilizaron para eliminar fosfato en medio acuoso mediante filtración de flujo tangencial. La estructura, morfología y hidrofobicidad de las membranas y su capa selectiva se estudiaron mediante difracción de rayos X, microscopia electrónica de barrido y ángulo de contacto, respectivamente. Los resultados mostraron que las membranas de GO/PVA/NC obtuvieron un rechazo de 82%, 85% y 99% de fosfatos para concentraciones de 10, 7 y 5 ppm de ión de fosfato, respectivamente. PALABRAS CLAVE Óxido de grafeno, membranas, fosfatos, nanofiltración, polivinil alcohol. ABSTRACT In this work, graphene oxide (GO) was used for the fabrication of GO membranes by filtration using cellulose nitrate (NC) as support membranes. Polyvinyl alcohol (PVA) was used to improve the adhesion of the GO selective layer to the cellulose support membrane. These membranes were used to eliminate phosphates in aqueous medium by cross-flow filtration. The structure, morphology and hydrophobicity of the membranes and their GO based selective layer were studied by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and contact angle, respectively. The results showed that the GO/PVA/NC membranes rejected 82%, 85% and 99% of phosphate for concentrations of 10, 7 and 5 ppm phosphate ion, respectively. KEYWORDS Graphene oxide, membranes, phosphates, nanofiltration, polyvinyl alcohol. INTRODUCCIÓN El acceso al agua potable se ha convertido en los últimos años en un problema global cada vez más importante. El aumento acelerado de la población, el cambio climático, el mal manejo de desechos proveniente de la industria y las actividades 48 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Eliminación de fosfatos, mediante nanofiltración utilizando membranas de óxido de grafeno /Estefanía Rosario Silva Osuna, et al. urbanas son los principales responsables.1 Los contaminantes producidos por la industria agrícola provienen principalmente de fertilizantes y pesticidas ya que son compuestos con un alto contenido de fosfatos. La presencia de altas cantidades de este nutriente produce un fenómeno conocido como eutrofización, en el cual ocurre un sobre crecimiento de algas. La descomposición en el agua de estas algas causa a su vez, una disminución en el contenido de oxígeno, lo que provoca la muerte de peces y otros organismos acuáticos. Además, algunas de estas algas producen toxinas que pueden transferirse al cuerpo humano, causando enfermedades e incluso la muerte. Los fosfatos se pueden encontrar en numerosas formas, tales como ortofosfatos, fosfatos condensados y fosfatos orgánicos. Sin embargo, en los mantos acuíferos son los ortofosfatos (H2PO4-, HPO42- y PO43-) los que se encuentran de manera más abundante y contribuyen directamente a la eutrofización, a diferencia de los fosfatos condensados y fosfatos orgánicos, que requieren de un largo tiempo antes de convertirse en amenazas.2–4 Por lo tanto, la eliminación efectiva de los fosfatos del agua es uno de los mayores desafíos que tiene el ser humano, para garantizar la protección del medio ambiente, así como la potabilización del agua. Existe una gran variedad de técnicas que se han desarrollado a lo largo de los años para la eliminación de fosfatos, entre ellos se encuentra la adsorción química, precipitación, coagulación, tratamientos biológicos y la filtración por membrana. De los métodos antes mencionados, la filtración por membrana ha atraído el interés de la comunidad científica debido a su alta eficiencia, bajo costo, simple operación, ahorro de energía y protección del medio ambiente. Dentro de la filtración por membrana se encuentra la nanofiltración (NF), el cual se encuentra clasificado por su tamaño de poro entre la ultrafiltración y la ósmosis inversa. Recientemente, las membranas de NF se han utilizado para la remoción de contaminantes en el agua debido a que tiene tamaños de poros de alrededor de 1 nm y una carga superficial que les permite una mayor selectividad hacia iones o moléculas cargadas. Para la fabricación de estas membranas se han utilizado materiales como polímeros y cerámicos, pero los altos costos de fabricación y poca eficacia son limitantes para su aplicación. Sin embargo, los materiales a base de carbono, tales como el grafeno y sus derivados (óxido de grafeno (GO) y oxido de grafeno reducido (RGO)) se han considerado como una alternativa muy prometedora para desarrollar una nueva clase de membranas con extraordinarias propiedades mecánicas y de separación, además de tener una excelente estabilidad química.5–7 De los derivados del grafeno, el GO se presenta como una buena alternativa para la fabricación de membranas ya que exhibe propiedades que son muy similares a las del grafeno, además de contener numerosos grupos funcionales a base de oxígeno como los grupos hidroxilos y epóxidos localizados sobre el plano basal de las hojas, además, de los grupos carboxilos y carbonilos localizado en los bordes. Gracias a la gran cantidad de grupos funcionales, el GO presenta propiedades hidrofílicas permitiéndole obtener dispersiones estables tanto en el agua como en otros solventes orgánicos, lo que facilita el apilamiento de hojas y así la obtención de membranas de GO.8–10 Existen diversos métodos para obtener membranas de GO entre los cuales se encuentran: filtración, spin coating, drop casting o por evaporación; y Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 49 �Eliminación de fosfatos, mediante nanofiltración utilizando membranas de óxido de grafeno /Estefanía Rosario Silva Osuna, et al. dependiendo del método utilizado se pueden obtener variaciones en la estructura de la membrana de GO. Entre estos métodos el más comúnmente utilizado por tratarse de un proceso simple es la filtración, la cual puede ser asistida por presión o por vacío. En este proceso, la presión inducida por la succión de una bomba hace que las hojas de GO se alineen de manera perpendicular a la dirección del flujo en forma semiordenada disminuyendo el espacio entre las hojas de GO, lo que permite la formación de una membrana homogénea cuyo espesor puede controlarse variando la cantidad de GO en la solución filtrada. Mientras que los enlaces de hidrogeno que se generan por la interacción de los grupos funcionales en las hojas de GO producen nanocanales bidimensionales entre las capas apiladas permitiendo el paso únicamente de las moléculas de agua y deteniendo el paso de solutos indeseables, este es un mecanismo similar al de los poros en membranas tradicionales.9, 11, 12 Este fenómeno ofrece un gran potencial para la fabricación de membranas de GO y así poder utilizarla en la nanofiltración debido a que es de bajo costo y puede presentar alta eficacia para la eliminación de fosfatos. Sin embargo, las membranas de GO todavía necesitan más investigación y optimización, ya que dependiendo del tamaño o carga de algunas moléculas o iones, pueden afectar su rendimiento. En este trabajo, se utilizó el GO para la fabricación de membranas GO sobre filtros de nitrato de celulosa modificados con polivinil alcohol (GO/PVA/NC), para la eliminación fosfato en medio acuoso por nanofiltración. El ordenamiento de las hojas, morfología e hidrofobicidad de las membranas se estudió mediante difracción de rayos X, microscopia electrónica de barrido y ángulo de contacto, respectivamente. Mientras que el flujo de agua y pruebas de rechazo se realizó mediante flujo tangencial. EXPERIMENTACIÓN Materiales Para la síntesis del GO se utilizaron hojuelas de grafito natural (Asbury), permanganato de potasio (Wako), ácido sulfúrico (Wako), ácido fosfórico (85%, Wako), peróxido de hidrógeno (30%, Wako) y agua desionizada. Mientras que para la elaboración de las membranas se utilizaron filtros de nitrato de celulosa (47 mm de diámetro, tamaño de poro 0.22 µm, marca Millipore) y polivinil alcohol (Sigma-Aldrich, Mw 31,000-50,000, 98-99% hidrolizado) para su modificación. Para las pruebas de filtración se utilizó fosfato de disodio (Wako) y para su detección mediante colorimetría sulfato de hidrazina (Sigma-Aldrich, reactivo ACS >99.0%) y molibdato de amonio (Kanto, >99.0%). Síntesis del óxido de grafeno La síntesis del GO se llevó a cabo utilizando el método reportado por Marcano et al.13 Primero se agregaron 200 ml de ácido sulfúrico (H2SO4) y 40 ml de ácido fosfórico (H3PO4) con una relación en volumen de 5:1 a 5g de grafito en un vaso de precipitado de 1 L y mezcló con mediante agitación magnética durante 10 minutos. Posteriormente la mezcla se colocó en un baño de hielo y se añadió 25 g de permanganato de potasio (KMnO4) lentamente, cuidando que la temperatura se mantuviera por debajo de 55 °C. Después, la mezcla 50 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Eliminación de fosfatos, mediante nanofiltración utilizando membranas de óxido de grafeno /Estefanía Rosario Silva Osuna, et al. se colocó en un baño de aceite a una temperatura de 48 °C y se agitó durante 16 horas. Después se dejó a enfriar a temperatura ambiente y se colocó en un baño de hielo para que disminuyera la temperatura. Se agregó lentamente a la mezcla una solución de 600 ml de agua desionizada con 40 ml de peróxido de hidrógeno al 30% wt. para neutralizar el oxidante residual. El GO se purificó mediante 2 ciclos de lavado con centrifugado para remover el exceso de sales, ácido residual y las partículas grandes. Enseguida, la mezcla se colocó en una membrana para darle diálisis, las cuales fueron sumergidas en agua desionizada con un pH de 6 y se dejaron en agitación, reemplazando el agua cada 12 horas hasta que se alcanzó un pH de 6. Obtención de las membranas de óxido de grafeno sobre nitrato de celulosa Para fabricar las membranas de GO con diferentes espesores sobre filtros de nitrato de celulosa (NC), se filtraron 50 ml de una dispersión acuosa de GO con 0.025, 0.05 y 0.1 mg, usando un sistema de vacío. Después del filtrado se obtuvo una membrana de GO soportada en un filtro de nitrato de celulosa (GO/NC) y se dejó secar a temperatura ambiente durante 24 horas. Obtención de las membranas de GO sobre nitrato de celulosa modificado con PVA Se disolvieron 2.0 g de PVA en 200 ml de agua desionizada (1.0% wt) mediante agitación (3 horas a 80 °C). Después, se colocó un filtro de nitrato de celulosa dentro de la solución de PVA y se dejó reposar por 4 horas. Posteriormente, se sacó el filtro de la solución y se dejó secar a temperatura ambiente durante 24 horas. Para fabricar membranas de GO con diferentes espesores sobre membranas de soporte poroso modificados con PVA (GO/PVA/NC), se repitió el procedimiento para la obtención de las membranas de GO. Por último, a las membranas de GO/PVA/NC se le dio un tratamiento térmico a 100 °C en un horno durante 1 hora. Caracterización El espectro de FTIR del GO se realizó mediante un espectrómetro FTIR NICOLET 6700. El espectro de UV-Vis del GO se obtuvo mediante un espectrofotómetro UV-Vis Agilent 8453. El análisis termogravimétrico del GO se realizó en un equipo TA SDT Q600 TGA-DSC en una atmosfera de nitrógeno, con una velocidad de calentamiento de 10°C/min en el intervalo de temperatura de 25-800ºC. Los difractogramas (DRX) de las membranas se obtuvieron con un difractómetro Rigaku SmartLab, utilizando radiación Cu Kα (λ = 1.50459). La morfología de las membranas fue observada a través de un microscopio electrónico de barrido marca JEOL JSM-6335F, operando a 5kV en modo de electrones retrodispersados. Las mediciones de ángulo de contacto de las membranas se realizaron con un equipo KYOWA DropMaster DM-301, utilizando agua desionizada y tamaño de gota de 6.5 µl. Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 51 �Eliminación de fosfatos, mediante nanofiltración utilizando membranas de óxido de grafeno /Estefanía Rosario Silva Osuna, et al. Pruebas de permeabilidad del agua Para las membranas GO/NC y GO/PVA/NC con diferentes espesores, se realizó la prueba de flujo de agua pura en un sistema de filtración de flujo tangencial como se observa en la figura 1. El área de superficie efectiva que se utilizó para la permeación del agua en el sistema fue de 3.46 cm2. Las pruebas se realizaron con un flujo de 300 ml/hr y una presión de 0.5 MPa a temperatura ambiente. La permeabilidad del agua, J (L·m−2·h−1·bar−1), se calculó mediante la ecuación 1: (1) donde V (L) es el volumen del agua permeada, ∆t (h) es el tiempo de permeado, P (bar) es la presión y A (m2) es el área efectiva de la membrana. Pruebas de retención Primeramente, se prepararon soluciones de Na2HPO4, a concentraciones de 3, 5 y 7 ppm para evaluar la retención de fosfatos. Posteriormente las pruebas de retención de fosfatos se realizaron utilizando una membrana de GO/PVA/NC con 0.05 mg de GO en un sistema de filtración de flujo tangencial (ver figura 1) con un área de superficie efectiva de 3.46 cm2. Los parámetros utilizados fueron: un flujo de 300 ml/hr y una presión de 0.5 MPa a temperatura ambiente. La concentración de fosfatos permeado se evaluó mediante espectroscopía de ultravioleta visible, a través del método colorimétrico del azul de molibdeno. 14 La membrana se mantuvo en funcionamiento durante al menos 20 h para alcanzar valores estables de permeación y rechazo de fosfatos. Fig. 1. Esquema del sistema de filtración de flujo tangencial. Colorimetría y detección de fosfatos Se utilizó el método colorimétrico de azul de molibdeno para la detección de fosfatos. Primeramente se tomó 2 ml de la solución filtrada de fosfatos y se añadió 2 ml de una solución de molibdato de amonio al 2.5% wt y se agitó durante 5 minutos. Posteriormente se añadió 0.5 ml de ácido sulfúrico (10 N) y 1 ml de hidrato de hidrazina (0.5 M). Por último, se aforó a 25 ml con agua desionizada 52 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Eliminación de fosfatos, mediante nanofiltración utilizando membranas de óxido de grafeno /Estefanía Rosario Silva Osuna, et al. y se dejó reposar durante 45 minuto para desarrollar un color uniforme. Después se midió la absorbancia a una longitud de onda de 840 nm para calcular la concentración final de la solución filtrada. A partir de las concentraciones medidas se obtuvo el porcentaje de rechazo de las membranas de acuerdo con la fórmula: (2) donde R es el porcentaje total de rechazo (%), Cf y Cp son la concentración de fosfatos en la alimentación y el permeado (mg/mL), respectivamente. ANÁLISIS Y RESULTADOS Caracterización del óxido de grafeno Para confirmar la obtención del GO se analizó mediante FTIR, UV-vis y TGA (figura 2). En la figura 2a se muestra una dispersión de GO en medio acuoso. En esta dispersión, se observa una suspensión coloidal de color marrón, homogéneo y estable en el agua, la cual es característica de este material. Este comportamiento se atribuye a la presencia de una gran cantidad de grupos funcionales a base de oxígeno (carboxílicos, carbonilos, epoxi, hidroxilos, etc.) en la red grafítica de la superficie de las hojas de GO, los cuales generan una repulsión electrostática entre hojas debido a las cargas negativas que tienen estos grupos.15 En el espectro FTIR del GO (figura 2b) se muestra una banda ancha a los 3400 cm-1 que se atribuye a las vibraciones de estiramiento de los grupos hidroxilos (OH) que se encuentran en todo el plano basal de las hojas. También, se observa una pequeña banda a los 2366 cm-1 que es atribuida a las vibraciones simétricas y asimétricas del estiramiento de los enlaces C-H, lo cual indica que a un se mantiene los planos basales del carbono. Además, se observan dos bandas a 1730 cm-1 y 1625 cm-1 que corresponden a las vibraciones de estiramiento de los enlaces del grupo carbonilo (C=O) y de los anillos aromáticos (C=C) los cuales son característicos de los materiales grafíticos. Mientras que la banda a los 1159 cm-1 es atribuida a la vibración de los enlaces del grupos epoxi (C-O-C) y una última banda a los 1036 cm-1 que corresponde a los enlaces C-O.16 En el espectro UV-vis del GO (figura 2c), se puede observar la presencia de una banda absorción característica a los 231 nm, la cual se atribuye a las transiciones π→π* de los enlaces C=C de los anillos aromáticos de la red grafítica sin defectos.15 Esta banda presenta un desplazamiento a mayores longitudes de onda debido a que la presencia de los grupos funcionales a base de oxigeno que se obtuvieron después de la oxidación de las hojuelas de grafito interrumpen el grado de conjugación entre enlaces dobles y sencillos. Además, el pequeño hombro observado alrededor de 301 nm, corresponde a las transiciones n→π* de los enlaces de los grupos carbonilos (C=O), ambas transiciones electrónicas características de este material y ampliamente reportadas.16 En el termograma del GO (figura 2d), se observan tres pérdidas de peso características del material. La primera de 20%, a una temperatura alrededor de 100°C, se atribuye a moléculas de agua que se encuentran absorbidas en la superficie del material. Alrededor de los 200-230°C se observa la segunda pérdida de peso de 25%, debida a la descomposición de los grupos carbonilos y carboxilos menos estables. Mientras que la última pérdida Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 53 �Eliminación de fosfatos, mediante nanofiltración utilizando membranas de óxido de grafeno /Estefanía Rosario Silva Osuna, et al. de peso, después de los 300°C se atribuye a la descomposición de los grupos hidroxilos y epoxis que forman enlaces más estables con las hojas de grafeno. 15 Estos resultados confirman que se llevó con éxito la oxidación de las hojuelas de grafito para obtener GO. Fig. 2. Obtención del GO, a) fotografía de una dispersión estable en medio acuoso, b) espectro de FTIR, c) espectro de UV-Vis y d) termograma de GO. Caracterización de las membranas de GO/NC y GO/PVA/NC Para confirmar la obtención de las membranas de GO/NC y GO/PVA/NC con diferentes cantidades de GO (0.1, 0.05 y 0.025 mg) se analizaron mediante SEM, ángulo de contacto y DRX (figura 3). La microestructura de las membranas de GO/NC y GO/PVA/NC se muestran en la figura 3a. Para todas las membranas de GO/NC se observa que la superficie no tiene defectos significativos y solo presenta corrugaciones a lo largo de toda la superficie de la membrana debido a la repulsión electrostáticas que existe entre los bordes de las diferentes hojas de GO.17 Esto provoca un enrollamiento parcial de los bordes y la superposición aleatoria de las hojas individuales de GO.18 Por otra parte, en las membranas de GO/PVA/ NC, no se observó cambio significativo en su microestructura en comparación a las membranas anteriores. Esto indica que la modificación de la membrana de soporte porosa con PVA no influye en la microestructura de las membranas. 19 En el inset de la figura 3a se muestran las mediciones de ángulo de contacto de las membranas de GO/NC y GO/PVA/NC. En las membranas de GO/NC se observa un ángulo de contacto alrededor de 34.6°, indicando que la membrana tiene característica hidrofílica, atribuido a la gran cantidad de grupos a base de oxigeno 54 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Eliminación de fosfatos, mediante nanofiltración utilizando membranas de óxido de grafeno /Estefanía Rosario Silva Osuna, et al. que contiene la superficie de la membrana, particularmente los grupos hidroxilos (OH).20 Además, la densidad de los grupos a base de oxígeno reduce la energía en la interfaz de la superficie de la membrana y el agua.21 Para las membranas de GO/NC con 0.025, 0.05 y 0.1 mg de GO se obtuvieron un ángulo de contacto de 34.5°, 34.7° y 34.5°, respectivamente, lo que nos indica que aunque se aumente la cantidad de GO en la preparación de la membrana no cambia su comportamiento hidrofílico. Por otra parte, las membranas de GO/PVA/NC presenta un ligero aumento en su ángulo de contacto (⁓41.7°), provocando una disminución en su comportamiento hidrofílico. Este aumento en el ángulo de contacto se debe principalmente a la pérdida de grupos funcionales debido al tratamiento térmico (100°C) que recibieron las membranas durante su preparación.22 Por lo tanto, se espera que estas membranas tengan una disminución en el flujo, pero una mayor estabilidad durante su operación en el sistema tangencial.19 En la figura 3b se muestra los patrones DRX de las membranas de GO/NC y GO/PVA/NC. Los patrones DRX para las membranas de GO/NC presentan un pico de difracción alrededor de 10.8° (0.84 nm), 10.4° (0.86 nm) y 10.4° (0.86 nm) para las membranas con 0.1, 005 y 0.025 mg de GO, respectivamente. La presencia de este pico nos indica que existe un ordenamiento regular entre las hojas apiladas de GO que forman la membrana. Este espaciamiento es consistente con los valores reportados para membranas de GO preparadas por el método utilizado en este trabajo.23 Por otro lado, las membranas de GO/PVA/NC presentaron un pico con un valor de 10.5° (0.84 nm). La posición del pico nos indica que hubo una pequeña disminución en el espaciamiento en comparación con las membranas de GO/NC. Esta disminución se atribuye a que en las membranas de GO/PVA/NC se le dio un tratamiento térmico a 100 °C por 1 hora generando una reducción parcial de los grupos funcionales y por lo tanto se da una disminución en el espaciamiento. Por otro lado, se puede observar que la variación de las cantidades de GO en las membranas no provoco un cambio en la distancia interplanar debido a que el espaciamiento está dado por los grupos funcionales que contiene el GO y no la cantidad de capas de GO. Permeabilidad del agua y adhesión de las membranas sobre el filtro modificado En la figura 4 se muestran las pruebas de permeabilidad del agua pura de las membranas de GO/NC y GO/PVA/NC, además de la interacción entre el filtro modificado con PVA y las hojas de GO. Las membranas de GO presentaron una alta permeabilidad del agua (figura 4a), debido a que las membranas sufren una delaminación de las hojas de GO por estar en contacto continuo con el agua. Esto se debe a los grupos funcionales a base de oxígeno que contiene el GO, los cuales se ionizan y se cargan negativamente en presencia del agua haciéndolo afín al medio, lo que provoca su disolución y remoción de la membrana que esta sobre el filtro. Sin embrago, después de 2 horas de operación continua en flujo tangencial se observa un desprendimiento total del GO (figura 4c), debido a que no existe ningún tipo de interacción entre la membrana y el filtro (figura 4e). Por otra parte, las membranas GO/PVA/NC muestran una menor permeabilidad (figura 4b) en comparación con las membranas de GO, debido a que las hojas de GO funcionan como barrera lo cual impiden el paso del agua a través de ella. Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 55 �Eliminación de fosfatos, mediante nanofiltración utilizando membranas de óxido de grafeno /Estefanía Rosario Silva Osuna, et al. Fig. 3. (a) Morfología, (inset) ángulo de contacto y (b) patrones de DRX de las membranas GO/NC y GO/PVA/NC con 0.025, 0.05 y 0.1 mg de GO. Sin embargo, se puede observar que después de 24 horas de operación continua en flujo tangencial no hay delaminación de las hojas de GO (figura 4d). Esto se debe a que forma un enlace de puente de hidrógeno entre los grupos OH de las cadenas poliméricas del PVA y los grupos funcionales OH de las hojas de GO en la capa inferior de la membrana (figura 4f).18 Estas interacciones permiten que el PVA funcione como un adhesivo, impidiendo que la membrana de GO sea removida del filtro gracias a los enlaces formados.24,25 Por otro lado, para las 56 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Eliminación de fosfatos, mediante nanofiltración utilizando membranas de óxido de grafeno /Estefanía Rosario Silva Osuna, et al. Fig. 4. Pruebas de permeabilidad del agua (a y b), adhesión de la membrana sobre el filtro, antes y después de la operación continua en flujo tangencial (c y d) e interacción entre el GO y el filtro (e y f) de las membranas de GO/NC y GO/PVA/NC. membranas de GO/PVA/NC se observa una tendencia en la permeabilidad del agua, donde al aumentar la cantidad de GO en la preparación de la membrana disminuye la permeabilidad del agua (figura 4b), esto se debe a que existe una mayor distancia la cual tiene que viajar las moléculas de agua para atravesar la membrana en su totalidad. Retención de fosfatos En la tabla I se muestra las pruebas de retención de fosfatos sobre la membrana de GO/PVA/NC con una cantidad de 0.05 mg de GO. Las membranas obtuvieron un rechazo de 99.04%, 85.8% y 82.64% para una concentración inicial de 5 ppm, 7 ppm y 10 ppm, respectivamente. Estos resultados nos indican que a menores concentraciones existe una mayor eficiencia en la remoción de fosfatos en medio acuoso. Esto se puede deber a que conforme aumenta la cantidad de fosfatos es mayor la cantidad de carga negativa presente, por lo que la repulsión electrostática que presentan los grupos funcionales negativos en la superficie de la membrana de GO ya no es suficiente para repeler los iones fosfato. Por lo tanto, estos iones pueden atravesar la membrana.19 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 57 �Eliminación de fosfatos, mediante nanofiltración utilizando membranas de óxido de grafeno /Estefanía Rosario Silva Osuna, et al. Tabla I. Rechazo de iones fosfatos en la membrana de GO/PVA/NC, así como su comparación con otros trabajos. Método Este trabajo Concentración (ppm) Rechazo (%) 5 99.04 7 85.8 10 82.64 100 68-98% Adsorción 200 95-98% Precipitación 316 53% Electrocoagulación CONCLUSIONES Se obtuvieron membranas de GO/NC y GO/PVA/NC utilizando el método de filtración asistida por vacío. El tratamiento térmico a 80°C sobre las membranas de GO/PVA/NC después de su preparación modificó la distancia interplanar de las hojas de GO y su hidrofobicidad como muestran en el DRX y ángulo de contacto, respectivamente. El aumento en la cantidad de GO en la preparación de las membranas, disminuyó el flujo de agua, debido a la distancia que las moléculas de agua requieren para desplazarse y atravesar la membrana. La modificación de los filtros con PVA, mejoró la adhesión entre las hojas de GO y el filtro, volviéndolas más resistentes al flujo de agua aún después de 24 horas de operación continúa en flujo tangencial. La membrana con el mejor desempeño en las pruebas de flujo de agua fue la membrana de GO/PVA/NC con 0.05 mg de GO. Las membrana de GO/PVA/NC fue capaz de retener iones fosfato durante la nanofiltración, con un rechazo de hasta 99.8% para una concentración de 5 ppm, debido a la presencia de las cargas negativas de la membrana, las cuales son capaces de rechazar a los iones fosfato y evitar que atraviesen la membrana. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen al Programa para el Desarrollo del Personal Docente (PRODEP) a través del proyecto con Folio UAS-PTC-127 y al CONACyT (beca mixta #604446), por el financiamiento para el desarrollo de este trabajo. Además de los Dres. Rodolfo Cruz Silva, Roque Félix, Josué Ortiz y Mauricio Terrones, por su apoyo durante la realización de este proyecto. REFERENCIAS 1. P. Zhang, J. Gong, G. Zeng, C. Deng, H. Yang, and H. Liu, Cross-linking to prepare composite graphene oxide-framework membranes with high-flux for dyes and heavy metal ions removal, Chem. Eng. J., 2017, vol. 322, pp. 657–666. 2. R. Bagatin, J. J. Klemeš, A. Pietro Reverberi, and D. Huisingh, Conservation and improvements in water resource management: A global challenge, J. Clean. Prod., 2014, vol. 77, pp. 1–9. 58 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Eliminación de fosfatos, mediante nanofiltración utilizando membranas de óxido de grafeno /Estefanía Rosario Silva Osuna, et al. 3. S. Gao, C. Wang, and Y. Pei, Comparison of different phosphate species adsorption by ferric and alum water treatment residuals, J. Environ. Sci. (China), 2013, vol. 25, no. 5, pp. 986–992. 4. W. Wang, C. Ma, Y. Zhang, S. Yang, Y. Shao, and X. Wang, Phosphate adsorption performance of a novel filter substrate made from drinking water treatment residuals, J. Environ. Sci., 2016, vol. 45, pp. 191–199. 5. G. Duffy, I. Maguire, B. Heery, C. Nwankire, J. Ducr??e, and F. Regan, PhosphaSense: A fully integrated, portable lab-on-a-disc device for phosphate determination in water, Sensors Actuators, B Chem., 2017, vol. 246, pp. 1085–1091. 6. W. Huang, Y. Zhang, and D. 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Jin, A graphene oxide membrane with highly selective molecular separation of aqueous organic solution, Angew. Chemie - Int. Ed., 2014, vol. 53, no. 27, pp. 6929–6932. 22. L. Huang et al., Reduced Graphene Oxide Membranes for Ultrafast Organic Solvent Nanofiltration, Adv. Mater., 2016, vol. 28, no. 39, pp. 8669–8674. 23. C.-N. Yeh, K. Raidongia, J. Shao, Q.-H. Yang, and J. Huang, On the origin of the stability of graphene oxide membranes in water, Nat. Chem., 2015, vol. 7, no. 2, pp. 166–170. 24. H. J. Salavagione and A. Gomez and G. Martinez, Polymeric Modification of Graphene through Esterification of Graphite Oxide and Poly ( vinyl alcohol), Macromolecules, 2009, Vol.42, no. 17, pp. 6331–6334. 25. A. Morelos-Gomez et al., Effective NaCl and dye rejection of hybrid graphene oxide/graphene layered membranes, Nat. Nanotechnol., 2017, vol. 12, no. 11, pp. 1083–1088. 60 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �Colaboradores Aguilar Garib, Juan Antonio Profesor Titular de la FIME-UANL. 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. Reconocimiento al Mérito Académico ANFEI 2017, miembro del SNI nivel I y de la Academia Mexicana de Ciencias. Alvarado Beltrán, Clemente Guadalupe Licenciatura en Ingeniería Civil por la Universidad Autónoma de Sinaloa, (UAS), en 2008. Maestría en Ciencias con la especialidad en Materiales (2010) y Doctorado en Ciencias con la especialidad en Materiales (2015) por el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, (CINVESTAV). Profesor-investigador en la UAS. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores, nivel I. Camacho Medina, Tiare Cristell Trabaja en la empresa Tuberías y Válvulas del Noroeste S.A de C.V. (TUVANOSA). Egresada del Instituto Tecnológico Superior de Comalcalco donde recibió su título en Ingeniería Industrial. El verano del 2018 obtuvo una beca por parte del CCYTET para participar en el XXXVIII Verano de la Investigación Científica, llevó a cabo su estancia en la División de Posgrado de Ingeniería de Sistemas de la FIME en la UANL. Castro Beltrán, Andrés Licenciado en Ingeniería Civil por la Universidad Autónoma de Sinaloa, (UAS), en 2007. Maestría en Física de Materiales por Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 (CICESE), en 2009. Doctorado en Ingeniería de Materiales por la Universidad Autónoma de Nuevo León, (UANL), en 2013. Profesor-investigador en la UAS. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores, nivel I. Colás, Rafael Obtuvo el grado de Ingeniero Metalurgista por la Universidad Autónoma Metropolitana en 1978 y la Maestría y Doctorado en Metalurgia por la Universidad de Sheffield, Inglaterra en 1980 y 1984. Es Profesor Titular de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL desde 1992. Investigador Nacional Nivel III desde 2003. Haro Rodríguez, Sergio Unidad Académica de Ingeniería, Universidad Autónoma de Zacatecas. Zacatecas, Zac., México. Ortega Reyes, Rosa Obtuvo el grado de Ingeniero Industrial por el Instituto Tecnológico de la Laguna en 2003 y la Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales por la Universidad Autónoma de Nuevo León en 2017. Actualmente es estudiante del Doctorado en Materiales en la misma institución. Pérez-González, Francisco Obtuvo el grado de Ingeniero Mecánico Administrador, Maestría y Doctorado en Ingeniería en Materiales por la Universidad Autónoma de Nuevo León en el 2007, 2010 y 2014 respectivamente. Es profesor investigador titular de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica en la misma institución. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores SNI, nivel I desde 2018. 61 �Colaboradores Perez Morales, Melissa Elizabeth Ingeniero en Mecatrónica por la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL en 2017. Actualmente estudia Maestría en Ciencias de la Ingeniería Eléctrica con enfoque en Mecatrónica, en la misma institución. Ríos Mercado, Roger Z. Profesor Titular A en la División de Posgrado en Ingeniería de Sistemas de la FIME de la UANL. Doctor y Maestro en Ciencias en Investigación de Operaciones e Ingeniería Industrial de la Universidad de Texas en Austin, y Lic. en Matemáticas de la UANL. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores (Nivel II), de la Academia Mexicana de Ciencias, de la Academia Mexicana de Computación y líder del Cuerpo Académico de “Optimización Metaheurística” de la UANL. Rodríguez Liñán, Juan Ángel Ingeniero en Electrónica y Comunicaciones (2003), Maestro en Ciencias de Ingeniería Eléctrica con especialidad en Control (2005) y Doctor en Ingeniería Eléctrica (2009) por la FIME, UANL. Pertenece al Cuerpo Académico Tecnología e Innovación Mecatrónica. Desde 2005 es catedrático de FIME, desde 2009 Profesor de Tiempo Completo en el Centro de Innovación, Investigación y Desarrollo en Ingeniería y Tecnología, y desde 2012 en el Posgrado de FIME. Obtuvo el Premio de Investigación UANL 62 2009. Desde 2011 fue reconocido por el PRODEP y el SNI. Sandoval Esquivel, M. Gabriela Actualmente es estudiante del programa de doctorado directo en Sistemas Inteligentes de la Universidad de las Américas Puebla. Recibió su título de Licenciada en Matemáticas y Economía por la misma institución. Su investigación de tesis doctoral se enfoca en el desarrollo de modelos y algoritmos eficientes para la solución de problemas de diseño territorial. Silva Osuna, Estefanía Rosario Licenciatura en Ingeniería Civil por la Universidad Autónoma de Sinaloa, (UAS), en 2016. Maestría en Ciencias de la Ingeniería por la UAS, en 2019. Actualmente es estudiante del primer año del Doctorado en Ciencias de la Ingeniería por la UAS. Sustaita Torres, Ireri Unidad Académica de Ingeniería, Universidad Autónoma de Zacatecas. Zacatecas, Zac., México. Zamora Martínez, José Manuel Ingeniero en Mecatrónica por el Instituto Tecnológico Superior de Uruapan en 2016, Michoacán, México, Maestro en Ciencias de la Ingeniería Eléctrica por la Universidad Autónoma de Nuevo León en 2019, actualmente es estudiante del Doctorado en Ingeniería Eléctrica en la UANL. Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �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 para su validación. No se aceptan protocolos de Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 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@uanl.mx 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@uanl.mx 63 �64 Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 �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 abstenerse de incluir información que hayan obtenido mediante comunicación privada que no se localice en publicaciones. Los autores deben abstenerse de incluir información que hayan obtenido de manera confidencial sin el permiso explícito correspondiente. Los autores deben abstenerse de incluir información obtenida en el proceso de servicios confidenciales, tales como documentación para concursos o solicitudes de becas. Los autores deben abstenerse de citar publicaciones que no se relacionen o que sólo se relacionen remotamente con la materia. 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. Revisores 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 manifestar al editor cualquier conflicto de intereses que detecten. Los revisores deben considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. Los revisores deben abstenerse de expresar críticas personales. 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 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 autores deben incluir a los coautores fallecidos que cumplan con el criterio de coautoría, asentando la fecha de su muerte. Los revisores deben abstenerse de utilizar o difundir información, argumentos o interpretaciones no publicadas contenidas en un manuscrito bajo consideración, Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 65 �Código de ética 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. 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. Ingenierías, Enero-Marzo 2019, Vol. XXII, No. 82 ��� 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 2019 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 22 Número Número de la revista 82 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, 2019, Año 22, No 82, 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 01/01/2019 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 2020944 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 Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Estimación paramétrica Fosfatos Membranas Modelo dinámico Servomotor https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/20870/Ingenierias_2018_Ano_21_No_81_Octubre-Diciembre.pdf a3bf7e9b0828bf2f87a7e8d151f5be7a PDF Text Text ��Contenido 81 Octubre-Diciembre de 2018, Año XXI, No. 81 3 Editorial: Industria 4.0 y educación Rogelio G. Garza Rivera 5 Control de orientación de un aerogenerador de baja potencia para regular el voltaje de salida Benjayil Rodríguez-Solano, Alfredo Reyna-Gómez, Jesús Alberto Avilés-Álvarez, Eduardo Campos-Mercado, Octavio García-Salazar 15 El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Segunda parte J. Rubén Morones Ibarra 31 Protección de onda viajera utilizando el segundo momento central Karina Lizbeth Escobar Sánchez, Ernesto Vázquez Martínez Juan Segundo Ramírez 45 Detección de enfermedad causada por Fusarium oxysporum en jitomate cultivado en invernadero Marco Waldo Angeles-Tena, Daniel Robles-Camarillo, Eric Simancas-Acevedo 55 Modelado experimental en tiempo continuo a partir de señales muestreadas Oswaldo Valdez Franco, Efraín Alcorta García, Miguel A. Platas, Rodolfo Castillo Martínez 70 Colaboradores 72 Información para colaboradores 73 Código de ética Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Año XXI, No. 81 1 �DIRECTORIO Ingenierías, Año XXI N° 81, octubrediciembre 2018. 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, Nuevo León, México, C.P. 64000. Fecha de terminación de impresión: 15 de octubre de 2018. 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. 66455. 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 2018 revistaingenierias@uanl.mx UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN Mtro. Rogelio G. Garza Rivera Rector M.A. Carmen del Rosario de la Fuente García Secretario General Dr. Santos Guzmán López Secretario Académico Dr. Celso José Garza Acuña Secretario de Extensión y Cultura Lic. Antonio Ramos Revillas Director de Editorial Universitaria FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA Dr. Jaime A. Castillo Elizondo Director Dr. Juan Antonio Aguilar Garib Editor responsable M.C. 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UPS-INPT-LAPLACE-CNRS CONSEJO EDITORIAL MÉXICO Dr. Jesús González Hernández, CIDESI / 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 / 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 Ángel González González, FIME-UANL / Dr. Carlos Alberto Guerrero Salazar, FIME-UANL / Dra. Oxana Vasilievna Karissova, FCFM-UANL / Dr. Francisco Eugenio López Guerrero, FIME-UANL / Dr. Martín Edgar Reyes Melo, FIME-UANL / Dr. Roger Z. Ríos Mercado, FIME-UANL / Dr. Juan Ángel Rodríguez Liñán, FIME-UANL. 2 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Año XXI, No. 81 �Editorial: Industria 4.0 y educación Rogelio G. Garza Rivera Rector de la Universidad Autónoma de Nuevo León rector@uanl.mx La Feria de Hannover (Hannover Messe) se ha convertido, año tras año, desde 1947, en la exposición industrial más grande del mundo con visitantes de más de 70 países. Se le considera el mercado principal para tecnologías de punta en materia de automatización, además de que propicia la interacción, el intercambio de ideas y la realización de compromisos y acuerdos de colaboración y vinculación. México es el primer país de Latinoamérica que formó parte de la Hannover Messe 2018 en calidad de país socio. La participación de nuestro país en este evento, que bajo el lema de “Industria integrada, conexión y colaboración”, se centró en la transformación digital, la industria 4.0 y la energía distribuida a escala masiva. La exposición comprendió el denominado Pabellón de México con la colaboración de representantes de los gobiernos federales y estatales y más de 160 empresas mexicanas e instituciones de educación superior. La Universidad Autónoma de Nuevo León tuvo la honrosa distinción de ser invitada para presentar el avance de la UANL en industria 4.0 mediante la conferencia: UANL 4.0: Facing the 4th industrial revolution as a university (UANL 4.0: Enfrentando la cuarta revolución industrial como universidad) en la que se presentó el avance de la universidad en esta materia. La exposición incluyó aspectos de su historia y trascendencia, la iniciativa UANL 4.0 y su objetivo de apoyar a la industria y a la sociedad de Nuevo León y del país en la adaptación e implementación de las tecnologías que son claves para enfrentar la nueva era industrial. Tuvimos la oportunidad de mostrar nuestra contribución como la parte académica del modelo de tetra hélice gobierno, empresa, academia y sociedad, con actividades de actualización de la oferta educativa, promoción a la generación de conocimiento, desarrollo de recursos humanos especializados, vinculación académica internacional, difusión de conocimientos y tecnología, desarrollo y promoción de laboratorios especializados, así como trabajo colaborativo con la industria. Esta edición de la Feria alienta y estimula, en especial a las instituciones de educación superior mexicanas, para avanzar en los procesos internos de adaptación y transformación ante los retos que trae consigo la cuarta Revolución Industrial, tal como lo establecen los acuerdos de colaboración en materia de infraestructura digital, transportes aéreos e intercambio educativo, técnico y profesional, la declaración conjunta de intención sobre cooperación e industria 4.0 y políticas digitales entre la Secretaría de Economía y el Ministerio de Asuntos Económicos y de Energía de Alemania, que fueron firmados, así como las declaraciones del presidente Peña Nieto, quien durante la inauguración del Pabellón de México incluyó explícitamente a la educación como parte de esta etapa de revolución industrial. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Año XXI, No. 81 3 �Industria 4.0 y educación / Rogelio G. Garza Rivera No hay duda de que la oportunidad de estar presentes en la Feria de Hannover nos dio la ocasión de constatar de la confianza de otros participantes en el mundo de los avances de nuestro país, así como las referencias múltiples que se hacen de la educación como clave para alcanzar los objetivos y las metas de crecimiento socioeconómico de las diferentes naciones. En este mismo sentido, a la par de la oportunidad, queda el compromiso como expositores de la Feria para aprovechar esta coyuntura de apertura y colaboración alemana para avanzar en la consolidación de capital humano calificado con estándares internacionales de excelencia y competitividad acorde con las exigencias de las megatendencias mundiales. La UANL toma este tipo de oportunidades para generar espacios para profundizar en el análisis de temas relacionados; adecuando y creando programas educativos para formar capital humano con habilidades 4.0, impulsando al desarrollo científico y tecnológico, e incentivando la investigación e innovación, teniendo en cuenta que las exigencias no son estacionarias y que habrá otras revoluciones para las que habrá que estar preparados. 4 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Año XXI, No. 81 �Control de orientación de un aerogenerador de baja potencia para regular el voltaje de salida Benjayil Rodríguez-SolanoA, Alfredo Reyna-GómezA, Jesús Alberto Avilés-ÁlvarezB, Eduardo Campos-MercadoC, Octavio García-SalazarD Universidad del Istmo, Santo Domingo Tehuantepec, Oaxaca, México. Universidad Autónoma de la Ciudad de México, Plantel del Valle, México. C CONACYT-Universidad del Istmo, Santo Domingo Tehuantepec, Oaxaca, México. D Universidad Autónoma de Nuevo León, FIME-CIIIA, Nuevo León, México. A B RESUMEN Se describen el modelo matemático, la estrategia de control y el algoritmo de operación para regular el voltaje de salida de un aerogenerador de eje horizontal. El modelo se obtiene utilizando el enfoque de Euler-Lagrange, considerando al aerogenerador como un robot manipulador con tres Grados De Libertad (GDL). La estrategia de control y el algoritmo de operación se basan en un controlador por modos deslizantes de primer orden y el cambio de orientación en función del voltaje producido, respectivamente. Se construyó un prototipo de baja potencia con sistema de orientación activo para su validación. El desempeño del sistema en lazo cerrado se muestra con los resultados experimentales obtenidos en el laboratorio de túnel de viento. PALABRAS CLAVE Modelo matemático, aerogenerador, sistema de orientación, control por modos deslizantes. ABSTRACT The mathematical model, the control strategy and the operation algorithm to regulate the output voltage produced by the horizontal axis wind turbine are described. The model is obtained by using the Euler-Lagrange approach considering the wind turbine as a manipulator robot with three degrees of freedom. The control strategy and operation algorithm are based on a first order sliding mode controller and the change of the orientation in function of the produce voltage by the electric generator, respectively. A low power prototype with an active yaw system for their validation was built. The performance of the closed-loop system is shown with the experimental results obtained in the wind tunnel laboratory. KEYWORDS Mathematical model, wind turbine, yaw system, sliding mode control. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 5 �Control del sistema de orientación de un aerogenerador de baja potencia... / Benjayil Rodríguez Solano, et al. INTRODUCCIÓN En las últimas décadas la energía eólica se ha vuelto una fuente renovable de gran interés para mitigar los estragos que se han generado en el ambiente. Sin embargo, se tiene el inconveniente que la magnitud y la dirección del viento son variantes en el tiempo, como se explica en.1, 2 Para contrarrestar este inconveniente, los aerogeneradores cuentan con diversos mecanismos, entre los que destaca el sistema de orientación. En el caso de los aerogeneradores de alta potencia el sistema de orientación es activo, normalmente utilizado para alinear el eje del rotor eólico en la dirección predominante del viento, sin embargo, en los aerogeneradores de baja potencia el sistema de orientación es pasivo. La desventaja que tiene éste, radica en que el rotor eólico siempre permanece orientado en la dirección predominante del viento, en consecuencia, no es posible regular la potencia de salida del generador eléctrico ante diferentes magnitudes en la velocidad del viento3, 4. Con base a lo anterior se propone implementar un sistema de orientación activo a un aerogenerador de baja potencia con la finalidad de lograr mayor captación de energía o en su defecto sacarlo de operación para evitar daños mecánicos o eléctricos. Para conocer la dinámica acoplada entre el sistema de orientación y la potencia de salida, es necesario contar con una representación matemática que describa la relación entre el empuje aerodinámico y el área de barrido del rotor eólico manipulada por el sistema de orientación. En,5 se muestra el modelo matemático de un aerogenerador de eje horizontal donde se consideran efectos aerodinámicos, aeroelásticos y mecánicos; sin embargo, no se analiza la relación entre el sistema de orientación y la potencia producida por el aerogenerador. En consecuencia, se propone utilizar el enfoque de Euler-Lagrange para obtener el modelo matemático de un aerogenerador, considerándolo como un robot manipulador con tres GDL para relacionar la dinámica acoplada. Una vez que se ha obtenido el modelo matemático se selecciona la estrategia de control según la tarea que se pretenda realizar, en algunos trabajos la estrategia de control está enfocada a la optimización de la energía captada6, 7. En,8 los autores se focalizan en el control del sistema de orientación sin considerar las dinámicas acopladas. Debido a la naturaleza del sistema se implementa una estrategia de control por modos deslizantes de primer orden, que resulta ser una alternativa para atacar el problema de sistemas no lineales. En otros trabajos se desarrolla el análisis de estabilidad de controladores por modos deslizantes aplicados a robots manipuladores9. En la primera sección de este artículo se describen las ecuaciones que representan la dinámica del sistema y el algoritmo de control. En la segunda se detalla el prototipo con el sistema de orientación activo. Los resultados experimentales obtenidos se muestran en la tercera y finalmente, en la cuarta sección se presentan las conclusiones de este trabajo. MODELADO MATEMÁTICO Y CONTROL Para obtener el modelo matemático del aerogenerador, se considerará a éste como un robot manipulador con tres GDL y se utiliza el enfoque de Euler- 6 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Control del sistema de orientación de un aerogenerador de baja potencia... / Benjayil Rodríguez Solano, et al. Lagrange10. En la figura 1 se muestran los sistemas de coordenadas ubicados en las articulaciones del aerogenerador utilizando la convención de Denavit-Hartenberg (D-H) para describir los tres GDL del sistema. El movimiento de rotación sobre el eje z0, representa el primer GDL (q1 (t)) utilizado para manipular la orientación del aerogenerador. El segundo GDL (q2 (t)) es la rotación de las palas sobre el eje z1, este movimiento de rotación es provocado por el empuje aerodinámico11. El tercer GDL (q3 (t)) es producido por el desbalanceo del rotor eólico, normalmente este GDL se manipula durante la instalación del aerogenerador en el proceso de acoplamiento entre el rotor eólico y el generador eléctrico. Después de un análisis cinemático y dinámico del aerogenerador de eje horizontal, se obtiene la siguiente expresión: (1) representa la matriz de inercia, la matriz de donde fuerzas centrífugas y de Coriolis; el vector de gravedad, el vector de entradas de control y es el vector de coordenadas generalizadas. Con la finalidad de simplificar el modelo matemático de la ecuación (1) se aceptan las siguientes consideraciones: 1.- Los centros de masa se encuentran en el origen de los sistemas de coordenadas fijados en las articulaciones del aerogenerador. 2.- El tercer Grado De Libertad se mantiene constante y en el origen durante todo el experimento, esto es Fig. 1. Distribución de los sistemas de coordenadas en un aerogenerador de eje horizontal implementando la convención de D-H. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 7 �Control del sistema de orientación de un aerogenerador de baja potencia... / Benjayil Rodríguez Solano, et al. En consecuencia, se tiene: Ahora, para manipular la orientación del aerogenerador se propone un controlador por modos deslizantes de la siguiente forma: (2) donde K y α representan las ganancias del controlador, e1 (t) es el error producido por la diferencia entre la orientación deseada (q1d=θd) y la orientación actual (q1 (t)=θ(t)), esto es: (3) En la ecuación (1) se encuentra la representación matemática de los tres grados de libertad del aerogenerador, el primero de ellos corresponde al sistema de orientación, el cual estará manipulado por la estrategia de control descrita en la ecuación (2). En este caso se puede observar que el controlador por modos deslizantes no depende de las ecuaciones que describen la dinámica del sistema, sino que únicamente de la señal de error y de su derivada. Dadas las características del sistema descrito por la ecuación (1) y la robustez del controlador propuesto en la ecuación (2), se asume que el sistema en lazo cerrado es asintóticamente estable,9 esto es e1 (t)→0. Cabe recordar que el objetivo de manipular la orientación del aerogenerador es debido a la influencia que esta tiene sobre el empuje aerodinámico (τ2), expresado por la siguiente ecuación: (4) con (5) donde ρ representa la densidad del aire, C T es el coeficiente de empuje aerodinámico, v la velocidad del viento y A el área de barrido del rotor eólico. Observe que esta última puede variar de 0 a πr2 conforme θ(t) varía de 0 a 90 grados, en consecuencia se tiene que el ángulo de orientación estará restringido entre 0 y 90 grados. De lo anterior se puede concluir que si controlamos la orientación del aerogenerador podremos manipular el empuje aerodinámico y en consecuencia el voltaje producido por el generador eléctrico, como se muestra en la siguiente ecuación: (6) donde β representa el coeficiente de interacción entre el rotor eólico, la maquina eléctrica y el puente rectificador. Por cuestiones prácticas se asume que este valor es constante, sin embargo, se requiere de un análisis más elaborado para representar de forma precisa la relación que se describe en la ecuación anterior. Finalmente, para controlar el voltaje de salida se define el error e2 (t) como la diferencia entre el voltaje de referencia (Vreferencia) y el voltaje de salida (Vsalida) del aerogenerador, esto es: (7) 8 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Control del sistema de orientación de un aerogenerador de baja potencia... / Benjayil Rodríguez Solano, et al. el cual es implementado en el algoritmo de operación descrito en la sección de resultados. PLATAFORMA EXPERIMENTAL Con la finalidad de validar las ecuaciones que describen la dinámica del sistema en lazo cerrado, se desarrolló un prototipo de baja potencia para manipular el voltaje de salida con base a la orientación del rotor eólico. El prototipo consta de las partes descritas en la figura 2. Fig. 2. Aerogenerador prototipo de 1.6 kW. El rotor eólico mide 1.8 m de diámetro, está fabricado con fibra de vidrio y diseñado para operar a barlovento con una velocidad mínima de viento de 4.5 m/s. Dentro de la góndola se encuentran instalados el generador síncrono de imanes permanentes de 1.6 kW de potencia, un puente rectificador, el sistema embebido y mecánico para manipular la orientación del rotor eólico, y en consecuencia controlar el voltaje producido por el aerogenerador (figura 3). Fig. 3. Componentes instalados dentro de la góndola. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 9 �Control del sistema de orientación de un aerogenerador de baja potencia... / Benjayil Rodríguez Solano, et al. El sistema embebido y mecánico se muestran en la figura 4a y 4b, respectivamente, el sistema embebido está formado por una tarjeta arduino Mega2560, un regulador de 5 volts, un driver VNH5019, una batería Lipo de 14.6 V, un moto-reductor 37D de C.D. 131:1 y un encoder con una resolución de 2096 pulsos por revolución. El sistema mecánico está formado por un cople de acero de 0.0127 m (1/2 in), placa de acero al carbono de 0.00476 m (3/16 in) de espesor y dos rodamientos 6203 2RS1/2 C3. (a) (b) Fig. 4. Sistema para manipular la orientación del aerogenerador. En la tarjeta Arduino Mega2560 se implementó la estrategia de control para regular el voltaje producido por el aerogenerador con una velocidad de viento de 5.5 m/s y con un período de muestreo de 0.001 segundos. La primera etapa del algoritmo de control es adquirir la medición del voltaje obtenido por el rectificador, utilizando un divisor de voltaje con dos resistencias de 330 y 560 kΩ, para posteriormente modificar o mantener la orientación del rotor eólico respecto a la dirección del viento. La orientación del rotor eólico se obtiene con la lectura de los pulsos producidos por el encoder incorporado al moto-reductor. Este último, se manipula enviando una señal PWM (Pulse Width Modulation, por sus siglas en ingles) al driver VNH5019 con la finalidad de producir el torque que se requiere para rotar la góndola y lograr alcanzar el voltaje de referencia de 5 volts. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los experimentos se realizaron en el laboratorio del túnel de viento del Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias (INEEL), para mantener constante 10 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Control del sistema de orientación de un aerogenerador de baja potencia... / Benjayil Rodríguez Solano, et al. la velocidad del viento durante las pruebas del sistema en lazo cerrado. Antes de iniciar con las pruebas se realizó la caracterización de la dirección del viento respecto a la orientación y ubicación del aerogenerador en el sitio. Con lo anterior se determinó que la dirección del viento está a 90 grados de la orientación que se eligió como punto de referencia para iniciar las pruebas. La sintonización de las ganancias del control se obtiene de manera experimental con base al desempeño del sistema en lazo cerrado. En las figuras 5, 6 y 7 se muestran los resultados obtenidos del primer experimento, el cual consistió en mantener la orientación del aerogenerador a 90 grados, es decir, el plano del rotor tendría que permanecer perpendicular a la dirección del viento, con el objetivo de obtener el voltaje nominal de salida del aerogenerador, ante una velocidad promedio de viento de 5.5 m/s, durante todo el experimento. Fig. 5. La línea de color azul representa la orientación del aerogenerador. La línea de color rojo representa la dirección predominante del viento. Fig. 6. Curva del voltaje producido por el aerogenerador sometido a una velocidad promedio del viento de 5.5 m/s. Fig. 7. Señal de control PWM generada para regular a 90 grados la orientación del aerogenerador. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 11 �Control del sistema de orientación de un aerogenerador de baja potencia... / Benjayil Rodríguez Solano, et al. En la segunda prueba se tiene como objetivo la regulación del voltaje de salida del aerogenerador. Para lograr esta tarea es necesario variar la orientación del aerogenerador, por lo cual se propone el siguiente algoritmo de operación: 1.- Variar el ángulo deseado (θd) en función del error (e2(t)) producido entre el voltaje de referencia (Vreferencia) y el voltaje de salida (Vsalida) del aerogenerador, esto es: (8) 2.- Con base a la ecuación anterior se propone que el ángulo deseado (θd) esté definido por la siguiente expresión: (9) donde μ1=0.0005, representa la tasa de cambio del ángulo de orientación. Fig. 8. Orientación del aerogenerador y ángulo de orientación deseado, θd (k), descrito por la ecuación (9). Fig. 9. Voltaje de salida del aerogenerador contra el voltaje de referencia. Fig. 10. Señal de control PWM generada para regular la orientación del aerogenerador. 12 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Control del sistema de orientación de un aerogenerador de baja potencia... / Benjayil Rodríguez Solano, et al. 3.- Dado que la mayor captación de energía se obtiene orientando el aerogenerador a 90 grados, se propone que θd(k) este acotado entre 0 y 90 grados. En las figuras 8, 9 y 10 se muestran los resultados obtenidos de la segunda prueba, con una velocidad promedio de viento de 5.5 m/s, θd (0)=0 y Vreferencia=5 volts. CONCLUSIÓN El modelo matemático permite garantizar la estabilidad del sistema de orientación con la estrategia de control implementada. El controlador mostró robustez, ante incertidumbre en los parámetros del sistema, para alcanzar el ángulo de orientación calculado por el algoritmo de operación. Los resultados experimentales obtenidos muestran que la propuesta del sistema de orientación activo para regular el voltaje de salida del aerogenerador aquí presentada es válida. AGRADECIMIENTOS Este trabajo se realizó con el apoyo del Proyecto P20 del CEMIE-Eólico provenientes del Fondo SENER-CONACYT-Sustentabilidad Energética. Las pruebas experimentales se realizaron en el laboratorio del túnel de viento del Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias (INEEL). Este artículo fue presentado en el Simposio Iberoamericano Multidisciplinario de Ciencias e Ingenierías 2018, organizado por la Universidad Politécnica de Pachuca. REFERENCIAS 1. Hau, E. (2006). Wind turbines, fundamentals, technologies, application, economics. Segunda edición. Springer-Verlag. Berlín. 2. Zhi Wu, Hengsheng Wang. (2012). “Research on Active Yaw Mechanism of Small Wind Turbines”. Energy Procedia, Vol. 16, pp. 53-57. 3. Farret F. A., Pfitscher L. L., Bernardon D. P. (2002). “Sensorless Active Yaw Control for Wind Turbines”. Industrial Electronics Society. pp 1370-1375. 4. Ayanesh Y. Joshi, Sankalp G. Soni. (2015). “Design of Active Yaw Control Mechanism for Small Horizontal Axis Wind Turbines”. Int. Journal of Research and Scientific Innovation, Vol. 2, pp. 47-49. 5. Ekelund, T. (2000). “Yaw control for reduction of structural dynamic loads in wind turbines”. Journal of Wind Engineering. Vol. 85. pp. 241-262. 6. Wael Farag, H. El-Hosary, K. El-Metwally, A. Kamel, (2016) “Design and implementation of a variable-structure adaptive fuzzy-logic yaw controller for large wind turbines”, Journal of Intelligent & Fuzzy Systems, Vol. 30, pp. 2773–2785. 7. H. M. Hassan, W. A. Farag, Abdel Latif ElShafei, and M. S. Saad (2011). “Design of Multi-Objective Robust Pitch Control for Large Wind Turbines”, World Congress on Sustainable Technologies, pp 95, London, UK. 8. Wael Farag, H. El-Hosary, K. El-Metwally, A. Kamel, (2017).“A Comparative Study and Analysis of Different Yaw Control strategies for Large Wind Turbines”. ACCS 2017, pp. 132-139. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 13 �Control del sistema de orientación de un aerogenerador de baja potencia... / Benjayil Rodríguez Solano, et al. 9. Jinkun Liu, Xinhua Wang. (2011). “Sliding Mode Control for Robot. In: Advanced Sliding Mode Control for Mechanical Systems”. Springer, Berlin, Heidelberg. 10.Spong, M. W., Hutchinson S., Vidyasagar M., (2004). Robot Modeling and Control. Primera edición. John Wiley & Sons. 11.Manwell, J.F., McGowan, J.G., Rogers, A.L. (2009). Wind energy explained: Theory, Design and Application. Segunda edición. John Wiley & Sons. Reino Unido. 14 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Segunda parte J. Rubén Morones Ibarra Facultad de Físico-Matématicas, Universidad Autónoma de Nuevo León rubenmorones@yahoo.com.mx RESUMEN El trabajo científico realizado por Stephen Hawking tuvo un gran impacto en las teorías fundamentales de la física. Sus ideas generaron nuevas fronteras en la física moderna, con lo que uno de sus mayores legados es la popularización de esta ciencia que ha invitado a muchos a reflexionar sobre el origen del universo, la cosmología cuántica, la teoría cuántica de la gravedad, y el concepto de universo holográfico. PALABRAS CLAVE Gravedad cuántica, paradoja de la información, teorema de Liouville, entrelazamiento cuántico, universo holográfico. ABSTRACT The scientific work carried out by Stephen Hawking had a great impact on the fundamental theories of physics. His ideas generated new frontiers in modern physics, so that one of his greatest legacies is the popularization of this science that has invited many to reflect on the origin of the universe, quantum cosmology, the quantum theory of gravity, and the concept of the holographic universe. KEYWORDS Quantum gravity, information paradox, Liouville theorem, quantum entanglement, holographic universe. INTRODUCCIÓN Entre los objetivos científicos más importantes para Stephen Hawking estaba plantear una “Teoría del Todo” con la que trataba de explicar por qué el universo es como es. En ese esfuerzo realizó importantes aportaciones a la cosmología cuántica, ciencia que estudia al universo como un todo, ocupándose principalmente de su origen, evolución y estructura. También contribuyó a otros campos como la relatividad general y la gravedad cuántica, lo que abrió nuevos horizontes en la física dando inicio a lo que hoy conocemos como las modernas fronteras de la física, las cuales incluyen la teoría cuántica de la información, el entrelazamiento cuántico, la estructura cuántica del espacio-tiempo y el concepto de universo holográfico. A continuación, describiremos algunos de los problemas en los que trabajó Hawking con algunas de sus implicaciones. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 15 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Segunda parte / J. Rubén Morones Ibarra EL PROBLEMA DEL ORIGEN Y EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO En la actualidad los instrumentos de observación astronómica proveen bases para plantear modelos del universo. Sin embargo, el gran inconveniente para dar una explicación completa a este problema es que las ecuaciones de la teoría de la Relatividad General (RG) de Einstein que gobiernan los procesos gravitacionales, presentan una singularidad en el origen del universo, el momento del Big Bang, por lo que esas ecuaciones dejan de ser válidas, debido a esto desconocemos como era el universo al tiempo t=0. Un instante después, digamos, un microsegundo, si la expansión ocurrió a la velocidad de la luz, el radio del universo debería ser del orden de: De modo que si toda la materia del universo está concentrada en una diminuta región del espacio, esto debería ser un agujero negro (AN), entonces surgen las preguntas que la cosmología busca responder: ¿Cómo se produjo el big bang? ¿por qué no colapsó el universo debido al intenso campo gravitacional producido por la elevada densidad de masa y energía? Como ya había probado Hawking al explicar la termodinámica de los AN, los efectos cuánticos deben considerarse por lo que plantea la idea de que la única salida al problema de las singularidades de la RG es la introducción de ideas cuánticas en la teoría de Einstein. LA TEORÍA CUÁNTICA DE LA GRAVEDAD Según la teoría electrodinámica cuántica, una partícula está asociada a un campo electromagnético cuantizado, tal es el caso del fotón. Similarmente las otras teorías cuánticas de la interacción débil y la interacción fuerte asocian partículas o cuantas a los campos. Dado que la RG es una teoría donde el campo gravitacional corresponde a la geometría del espacio-tiempo, la cuantización de ese campo corresponde a la discretización del espacio-tiempo, de manera que no son continuos, sino que existen en paquetes de dimensiones que tienen un valor mínimo. Si tomamos un pequeño volumen de oro, por ejemplo, sabemos que podemos dividirlo por la mitad, y posteriormente dividir una de las mitades otra vez por la mitad, y así sucesivamente, hasta terminar con un átomo de oro; en este punto el proceso no puede seguir debido a que el átomo es la más pequeña cantidad de oro que se puede tener. Pensemos ahora en un volumen de espacio puro y hagamos el mismo ejercicio anterior. Si llegamos a un elemento que ya no podamos dividir más, tendríamos que el espacio es discreto y podríamos decir que existen partículas de espacio, lo mismo podemos decir del tiempo, terminando con partículas de tiempo. A la mínima superficie que se puede tener o elemento de superficie le llamaremos área de Planck. La teoría actual de la gravedad es la RG de Einstein, la cual describe los fenómenos a gran escala, como los que ocurren en el sistema solar, en las galaxias, en los ¿AN?, o los fenómenos cosmológicos. En contra parte, la teoría que describe los fenómenos a muy pequeñas distancias, como en la estructura atómica y subatómica, es la mecánica cuántica. La teoría cuántica de la gravedad 16 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Segunda parte / J. Rubén Morones Ibarra fusionaría estas dos interacciones en una sola, pero antes se requiere atender algunos aspectos que por ahora no son compatibles y que llevan a situaciones paradójicas. PARADOJA DE LA INFORMACIÓN Cuando Hawking introduce los conceptos de la mecánica cuántica en las ideas de Bekenstein sobre la termodinámica de los AN se originó una paradoja conocida como “paradoja de la información” o de Hawking, que aún no ha sido resuelta. Para introducir las ideas al concepto de la información y la paradoja correspondiente, empecemos con las definiciones: la información es un conjunto de datos que se almacenan en algún código y para lograrlo se requiere un espacio, una superficie. Si la superficie es discreta y el elemento mínimo de información es el bit, entonces tendremos que la unidad mayor densidad de información que podemos almacenar es aquella que corresponde a un bit por área de Planck. Además, si establecemos que una partícula descrita en forma clásica, o cuántica, contiene cierta información; en el caso clásico su masa, carga eléctrica, posición y velocidad. En la descripción del estado de una sola partícula en la formulación de Hamilton de la mecánica, el espacio fase tiene seis dimensiones, las tres coordenadas de posición y las tres coordenadas del momento lineal . Si esta partícula cae en un agujero negro, toda esa información se pierde y solo queda para el exterior del AN la masa, la carga y la rotación, esto es por el teorema del no pelo mencionado en la primera parte de este artículo. De acuerdo con Hawking, la demás información se pierde, pero existe un teorema de la física clásica, llamado teorema de Liouville que establece que la información no puede perderse, lo que genera dos posturas contradictorias que representan la idea clásica asociada con la paradoja de la información. TEOREMA DE LIOUVILLE La conservación de la información se expresa a través del teorema de Liouville en la mecánica clásica, una teoría determinista, lo cual significa que dadas las condiciones iniciales de un sistema podemos determinar su evolución en cualquier instante de tiempo posterior. Con esto se puede precisar, en principio, la posición y el momento de las partículas que forman al sistema para todo valor del tiempo. Consideremos un sistema de N partículas en una caja. En la formulación Hamiltoniana de la mecánica clásica, su descripción microscópica completa se da mediante 6N cantidades, que son las posiciones de cada partícula y sus respectivos componentes del momento lineal. Para simplificar el problema introducimos el espacio fase que, para un sistema de N partículas, consiste de un espacio de 6N dimensiones. Un punto de este espacio representa una configuración del sistema, que es un conjunto de posiciones y momentos de cada una de las partículas, esto es (q1, q2, ...q3N, p1, p2, ...p3N). Para simplificar la notación escribimos (qi, pi) entendiéndose que i= 1, 2 ...3N. La evolución del sistema queda representada por una curva (qi (t), pi(t)) llamada trayectoria en el espacio-fase, determinada por las ecuaciones de Hamilton dadas por: (1) Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 17 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Segunda parte / J. Rubén Morones Ibarra (2) Donde H(qi 8t), pi (t)) es el Hamiltoniano del sistema, el cual representa la energía total del sistema. En la formulación Hamiltoniana de la mecánica, la evolución de cualquier cantidad física A(qi(t), pi(t)), se puede expresar como: (3) Donde hemos usado las ecuaciones (1) y (2). Definimos un elemento de volumen dv en el espacio-fase como donde Π es el símbolo del producto y definimos también la densidad de estados ρ en el espacio-fase como el número de puntos (estados) n por unidad de volumen, de tal manera que n=pdv. Al aplicar la ecuación (3) a la variable ρ. Obtenemos: (4) Por otra parte, la densidad de estados ρ es un flujo en el espacio-fase que satisface la ecuación de continuidad: (5) Donde: (6) La ecuación (6) se deriva del hecho que el espacio fase tiene 3N coordenadas y 3N momenta que tienen la misma categoría como variables dinámicas. Sustituyendo las ecuaciones (1) y (2) en la ecuación (6) se obtiene que: (7) Sustituyendo (7) en la ecuación (5) obtenemos: (8) Si ahora se sustituye la ecuación (8) en la ecuación (4), obtenemos el resultado final: (9) El resultado mostrado en la ecuación (9) se conoce como teorema de Liouville, el cual establece que la densidad de puntos representativos en el espacio fase que corresponde al movimiento de un sistema de partículas se mantiene constante en el tiempo.1 Ya que cada punto en el espacio fase representa la información contenida en todas las partículas del sistema y su densidad permanece constante en el tiempo, esto se interpreta como una ley de conservación de la información, para los sistemas clásicos. Un resultado equivalente se obtiene para los sistemas cuánticos, por lo que se concluye que la información se conserva en todos los sistemas, tanto clásicos como cuánticos. 18 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Segunda parte / J. Rubén Morones Ibarra El determinismo clásico nos asegura que dadas las condiciones iniciales de un sistema, podemos determinar su estado para cualquier tiempo t posterior. El determinismo cuántico está expresado de la misma manera, por lo que podemos conocer el estado del sistema para cualquier otro tiempo En la física ha quedado claro el concepto de conservación de la energía, expresado como una ley que establece que en cualquier proceso ocurrido en un sistema aislado, la energía total del sistema se conserva. Durante la evolución del sistema la energía puede sufrir transformaciones de un tipo a otro, transmitiéndose de unas partículas a otras, pero la energía total es conservada. Correspondientemente, la ley de la conservación de la información en los sistemas descritos por una teoría clásica o cuántica establece que en cualquier proceso físico descrito por la mecánica clásica o la mecánica cuántica, la información se conserva.2 Si ahora consideramos una partícula descrita cuánticamente tendremos, para el caso de un electrón, por ejemplo, que su función de estado es que contiene la dependencia de la posición, el tiempo y el espín, ,t, y s, respectivamente. De igual manera que para el caso clásico, toda esta información se pierde si esta partícula es absorbida por el AN, sólo queda para el exterior la masa, la carga y la rotación. La misma pérdida ocurriría con un fotón, el cual es descrito por su energía (o frecuencia) y su polarización (izquierda o derecha). Por una parte, la entropía está relacionada con la información oculta o inaccesible a un sistema. Por ejemplo, en un sistema físico como el agua en un vaso, contiene dos tipos de información: aquella que es accesible a un observador que realice un experimento con el sistema, como la temperatura, el volumen y la masa, las cuales determinan el macroestado del sistema; y la que no es accesible al observador, como las cantidades físicas que determinan el estado de cada una de las moléculas de agua, tales como la posición y velocidad o momento lineal donde m y son la masa de la molécula y su velocidad, respectivamente. A esta información microscópica que es inobservable es a la que se le llama información oculta. Cuando estudiamos un sistema termodinámico, con un número de partículas del orden del número de Avogadro, nos concentramos en las variables macroscópicas como volumen, presión y temperatura. Estas cantidades son derivables mediante la mecánica estadística, al hacer ciertas suposiciones sobre el comportamiento de las cantidades microscópicas. Para los propósitos de esta parte del artículo que son los de establecer que la información se conserva, probando el teorema de Liouville, solo es necesario saber que existe esta información oculta en el sistema. Por otra parte, la información cuántica queda almacenada o contenida en la descripción del estado cuántico del sistema. Por la naturaleza de la mecánica cuántica este tipo de información resulta ser un poco más difícil de comprender que la clásica, ya que la cuántica involucra el entrelazamiento cuántico que implica que los estados tienen cierta probabilidad de aparecer y están cambiando continuamente. La entropía es la información oculta y puesto que en un AN la entropía está relacionada con el área del Horizonte de Eventos (HE), como se estableció en la primera parte de este artículo, se supone que la información oculta de un sistema que es absorbido por el AN queda almacenada en la superficie del HE. 3 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 19 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Segunda parte / J. Rubén Morones Ibarra La esencia de la paradoja de la información es que aparentemente ésta se pierde en un AN, lo cual viola las leyes de la física, tanto clásicas como cuánticas; cualquier información que transporte la partícula, al ser absorbida por el AN solo deja masa, carga y rotación. Si esto se acepta habría que cambiar la mecánica cuántica para ajustarse a este nuevo fenómeno. Durante treinta años, desde que se planteó la paradoja en 1974, Hawking defendió la tesis de que la información se pierde, al grado que es famosa la anécdota de que en 1997 el físico norteamericano John Phillip Preskill retó en una apuesta a Hawking a que la información no se perdía y fue hasta 2004 que Hawking aceptó esa posibilidad.4 EJEMPLO DE PÉRDIDA DE INFORMACIÓN CUÁNTICA En un par de partículas que se producen en el proceso cuántico de creación de pares, estas se encuentran entrelazadas cuánticamente, significa que cada una de ellas lleva cierta información, donde una es complementaria a la de la otra. La figura 1 ilustra un ejemplo de pérdida de información cuántica, la fuente S produce un par de fotones que salen en direcciones opuestas, de los cuales no conocemos su polarización hasta que se determina la de uno de ellos en el detector CM. Si uno de ellos cayera en un agujero negro ya no podríamos recuperar la información que éste llevaba. Fig. 1 Ejemplo de pérdida de información cuántica. En la mecánica cuántica el estado de un sistema queda descrito por la función de onda del sistema físico, así que toda la información física del sistema está contenida en esa función. Si conocemos la función de onda del sistema a un tiempo determinado, nos permite conocer esta función para cualquier otro valor del tiempo, en el pasado y en el futuro. En este sentido decimos que la mecánica cuántica es una teoría determinista. En la mecánica cuántica el operador de evolución de un sistema es unitario, lo cual nos garantiza que tiene un operador inverso, permitiendo conocer el estado del sistema en tiempos anteriores, a la vez que garantiza la conservación de la probabilidad en el tiempo y por lo tanto la información física del sistema no puede perderse. LA INFORMACIÓN EN UNA TEORÍA CUÁNTICA DE LA GRAVEDAD El problema de la pérdida de información lo podemos establecer al considerar que en el proceso de evaporación del AN se emite una radiación termalizada o radiación térmica lo que significa que el espectro o la información que contiene sólo depende de la temperatura del cuerpo que la emite, como en el caso de la 20 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Segunda parte / J. Rubén Morones Ibarra radiación de cuerpo negro. La pregunta es, ¿dónde quedó toda la información que contenía la materia que formó al AN? Antes de Bekenstein se pensaba que los AN tenían entropía cero, incluso Hawking llegó a considerarlo así, pero como ya se mostró en la primera parte, finalmente propusieron la ecuación BH hoy sabemos que la entropía de un AN es muy grande, una cantidad enorme de información oculta no accesible a un observador, se almacena en un AN, de hecho, la máxima densidad de información oculta que se puede almacenar ocurre en ellos. Toda la información que ha absorbido un AN cuando cae materia en él, queda almacenada en su superficie. Si lanzamos al AN dos archivos de computadora que tengan la misma masa, pero conteniendo diferente información, ambos terminarán en radiación idéntica en principio. ¿Dónde quedó la información diferente contenida en los dos archivos? Esta es en forma descriptiva la paradoja de la información que contradice la ley de conservación de la información, o equivalentemente, la segunda ley de la termodinámica. Si quemamos dos libros distintos de idénticos tamaños y masas, los patrones de tinta contenidos producirán diferentes tipos de ceniza y de humo, pero contendrán la información de los contenidos de los libros. La información estará mezclada en un patrón desordenado, pero ahí estará, en las cenizas y el humo productos de la combustión. Para entender que solamente se trata de información accesible (recuperable) y no accesible (no recuperable), sin pérdida, podemos considerar el siguiente ejemplo. Si una hoja con información escrita la partimos en un millón de pedacitos del mismo tamaño y los dispersamos en el piso, podremos ensamblarlos como se hace con un rompecabezas y recuperar la información, pero si quemamos un libro la información estará en las cenizas y el humo producto de la combustión, pero no podremos recuperarla. De la misma manera, la información del AN no deja ninguna traza que pueda observarse en el universo. Estas contradicciones entre las teorías sobre AN y las teorías fundamentales conduce a dos posibles soluciones: 1) La información se pierde, se viola la segunda ley de la termodinámica; Implica que necesitamos modificar las leyes que conocemos actualmente o introducir nuevas leyes de la física, o 2) La radiación emitida por el AN contiene la información, lo que implica que la radiación de Hawking no corresponde a la de un cuerpo negro, o el cálculo que se hizo de la radiación emitida es incorrecto. Para resolver la contradicción en el segundo punto se requiere introducir correcciones cuánticas a la radiación de Hawking estableciendo que ésta no es puramente una radiación térmica, sino que contiene algo más que es lo que lleva la información. La superficie de un AN afecta la radiación debido a la información que contiene. La solución de este problema que produce inconsistencia en las leyes de la física es otro de los grandes conflictos pendientes de resolver en la física. Detrás de la solución de este se encuentran ideas conceptuales sobre la interpretación de la mecánica cuántica. ¿Hay información contenida en la radiación emitida? Nadie sabe hasta ahora como introducir esta idea en una teoría de la radiación. La forma en que aquí se planteó lo que llamamos paradoja de la información, es más bien un problema porque una paradoja en la física se presenta cuando un fenómeno observado desde un cierto marco de referencia contradice lo que se observa desde otro marco de referencia distinto. Ahora se trata de explicar Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 21 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Segunda parte / J. Rubén Morones Ibarra lo que ven dos observadores distintos, uno cae en el AN mientras que el otro permanece fuera del HE. Notemos que debido a la ley de Bekenstein-Hawking la entropía que transporta una partícula absorbida por un AN se almacena en el área del HE, es decir, la entropía se convierte en geometría del espacio-tiempo, en área del AN. Esta posibilidad presagia que de aquí surgirán nuevas leyes de la física, tal vez de una escala comparable a lo que ocurrió cuando Planck cuantiza la radiación. En el caso del estudio de la entropía de los AN, el espacio manifiesta características discretas. Una conjetura debida a t’ Hofft es que la física dentro de un sistema encerrado en un volumen puede describirse en términos de los grados de libertad en la superficie que encierra al volumen. Un resultado matemático similar a éste ocurre en la teoría de las funciones analíticas. El teorema de Cauchy establece que es posible conocer el valor de una función en el interior de una superficie si conocemos los valores de la función en la frontera o contorno que encierra la superficie; extendiendo esta idea a un volumen, encontramos que es posible conocer la temperatura del interior de un cuerpo si conocemos la temperatura en cada punto de la superficie que rodea al cuerpo. Este es un resultado matemático que satisfacen las funciones de variable compleja llamadas analíticas o regulares. Actualmente existe un consenso entre los astrofísicos, de que no es posible entender completamente lo que ocurre con los AN si no se tiene una teoría cuántica de la gravedad. IMPORTANCIA DE LA LEY DE CONSERVACIÓN DE LA INFORMACIÓN Si el determinismo cuántico o clásico se viola, entonces carece de sentido buscar en las leyes de la física eventos que ocurrieron en el pasado. Esto se debe a que dadas las condiciones iniciales de un sistema, este puede evolucionar hacia diferentes estados, o, correspondientemente, dos estados diferentes del sistema en un instante dado pueden evolucionar al mismo estado en un tiempo posterior. En este caso, si conocemos el estado actual de nuestro universo, no podemos determinar su estado en el pasado ya que puede ser cualquiera de un conjunto de varios estados o de un número muy grande de ellos. Si la información no se pierde, ¿dónde se encuentra entonces en la radiación del AN? ¿Cómo se recupera esta información? El mecanismo sugerido por los físicos t’Hooft y por Leonard Susskind es que la información contenida en la radiación no es recuperable como tal. A diferencia de lo que ocurre con la información contenida en un libro quemado, ahí está la información, pero no es utilizable,5 aunque se haya conservado. Consideremos ahora lo que ocurre con la información contenida en un AN. Desde el punto de vista de un observador externo a un AN, una partícula que se aproxima al HE tardará un tiempo infinito en llegar a él, la información que transporta esta partícula quedará en la superficie del HE codificada como bits (ceros y unos). La radiación de Hawking emitida por el agujero negro llevará la información, pero será irrecuperable ya que no podemos rehacer el AN con esta porque nos llevaría un tiempo infinito reconstruirlo. 22 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Segunda parte / J. Rubén Morones Ibarra Después de aceptar Hawking que la información no se destruye, en el año 2016 propuso una solución de la paradoja de la información; supuso que los AN tienen un halo que rodea al HE y que ahí se almacena la información. Este halo consiste en excitaciones cuánticas de baja energía que guardan las características de todo lo que ha contribuido a formar el AN, en la superficie hay un patrón de pixeles con información de todo lo que ha caído en el AN. Ejemplo de almacenamiento de información en un agujero negro Consideremos el caso de un fotón absorbido por un agujero negro. El punto de vista de lo que ocurre con un fotón al dirigirse hacia un agujero negro depende del observador, esto es el origen de las paradojas de la información. Consideremos un observador externo al AN, para describir el estado de un fotón libre se requieren dos números cuánticos, uno es su energía o equivalentemente, su momento lineal y el otro es su estado de polarización. La energía del fotón la definiremos como δE dada por: (10) Por otra parte, el radio R del horizonte de un agujero negro de Schwarzschild es: (11) El cambio en la energía de un agujero negro se debe a un cambio en su masa. De la ecuación (11) podemos obtener este valor: (12) En nuestro caso, el cambio en la energía del AN se debe a la absorción de un fotón de energía dada por la ecuación (10). Usando e igualando δE de la ecuación (10) con el cambio en la energía del AN dada por la ecuación (12), obtenemos: (13) Suponemos que el fotón puede ser absorbido en cualquier región del horizonte de eventos, así que supondremos que su longitud de onda es del orden del radio R del HE. En la ecuación (13) sustituimos λ=R obteniendo: (14) Por otra parte, el área del horizonte de eventos es A=4πR2 (15) Sustituyendo (15) en (14) obtenemos que el cambio en el área del agujero negro debido a la absorción de un fotón de energía dada por la ecuación (15), está dado por: (16) La información del fotón se almacena en forma de bits en la superficie del HE. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 23 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Segunda parte / J. Rubén Morones Ibarra PRINCIPIO HOLOGRÁFICO Bekenstein calculó la cantidad de información que se puede almacenar en la superficie del horizonte de eventos del AN; Leonard Susskind propuso una idea para resolver este problema planteando el concepto de Principio Holográfico. El principio establece que en la superficie del horizonte de eventos está almacenada toda la información que contenía la materia de la que se formó el AN. Al evaporarse el AN, la radiación emitida interacciona con la información almacenada en la superficie del horizonte de eventos, llevando esta radiación el contenido de la información de la región de la superficie con la que interactuó. El principio holográfico se ha introducido para preservar el teorema de conservación de la información. Como ya se mencionó Hawking no aceptaba esta visión y aseguraba que la información se perdía. Sin embargo, en un artículo que publicó aceptaba que la información contenida en el HE del AN perturbaba cuánticamente a la radiación y esta contenía la información que almacena el AN en su superficie.6 EL LÍMITE DE BEKENSTEIN Sabemos que hay un límite para dividir la materia ya que la existencia de los átomos está actualmente bien establecida, lo mismo que los núcleos atómicos y las partículas fundamentales. La pregunta actual es si existe un límite para dividir el espacio, si existe una longitud mínima, área mínima y volumen mínimo; las teorías actuales indican que el espacio es discreto, no continuo. Todas las geometrías que tenemos ahora describen un espacio continuo, sin embargo, en la física a muy pequeña escala, la materia es discreta. Similarmente, las modernas teorías de la física indican que el espacio es discreto, es decir, que hay una cantidad mínima para la longitud y como consecuencia, que existen unidades mínimas de área y de volumen. La mínima longitud es del orden de 10-33 cm, por lo tanto, las cantidades mínimas para el área y el volumen son del orden de 10-66 cm2 y 10-99 cm3. Estas son cantidades increiblemente pequeñas, que escapan completamente de nuestra percepción e inclusive de nuestra imaginación. Las cantidades mínimas de longitud, área, y volumen se denominan como longitud, área, y volumen de Planck. Cualquier región del espacio está limitada por una superficie cuya área medida en unidades de Planck es por supuesto finita. De acuerdo con el concepto introducido por Bekenstein la entropía es proporcional al área y por lo tanto tiene una cota superior que corresponde al área en unidades de Planck. Por otra parte, las unidades de información a las que llamamos bits, se registran en superficies mediante un cero o un uno. De esta manera tenemos una cota superior a la cantidad de información, en forma de bits, que podemos almacenar en una superficie. Este límite se conoce como Límite de Bekenstein. La expresión matemática del límite de Bekenstein para la entropía S está dada por: Donde k es la constante de Boltzmann, R es el radio de una esfera que rodea la superficie, E es la masa-energía contenida en el sistema, h es la constante de Planck y c es la velocidad de la luz. 24 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Segunda parte / J. Rubén Morones Ibarra En unidades de bits de información, el límite de Bekenstein I está dado por: En este caso R es el radio en metros, M es la masa en kilogramos. Para un agujero negro la entropía satura el límite de Bekenstein con un valor de: En el que A es el área del horizonte de eventos. Antes de que Bekenstein y Hawking propusieran sus ideas sobre la entropía de los AN se pensaba que la contribución más grande a la entropía del universo provenía de la radiación cósmica de fondo, la cual se generó en la época en que el universo se volvió transparente y la radiación electromagnética pudo viajar sin ser absorbida por la materia. Esta radiación, en el lenguaje moderno, es un gas de fotones que llena uniformemente todo el universo. El número de fotones es del orden de 1089, el cálculo de este número se hace en base a las observaciones y se compara con el número total de protones y neutrones del universo que es de 1080. Hay 109 fotones por cada barión. La entropía de la radiación es por lo tanto del orden de 1089, tomando como uno la información que se requiere para determinar el estado de un fotón. En realidad se requieren dos cantidades, la frecuencia del fotón y su polarización, esto daría un factor de dos en el numero 1089. Despreciar el factor dos no es significativo al considerar estos números colosales. Después de Bekenstein y Hawking, la entropía de los AN resulta ser del orden de 1020 más grande que la de los fotones del universo. El cálculo de la entropía de un agujero negro se hace mediante la expresión: Donde A es el área del horizonte de eventos. Considerando que la información que contiene un AN se queda sobre la superficie, y un bit de información se puede almacenar en la mínima área posible que es un área de Planck (un cuadrado de longitud 10-33 cm correspondiendo a un área del orden de 10-66 cm2). Este número es tan pequeño que en la superficie de un protón podríamos almacenar 1040 bits. La máxima información almacenada en el AN, llamada el Límite de Bekenstein, se puede calcular fácilmente conociendo la masa del AN, con esta información se determina el área del horizonte de eventos, se mide el área en unidades de Planck y esto corresponde al número de bits o unidades de información. Un sistema de N partículas requiere 6N bits para determinar el estado del sistema (con esto se determina el estado de cada partícula del sistema). LA TEORÍA DEL TODO La Cosmología Cuántica nació de combinar la RG y la mecánica cuántica aplicada a los fenómenos del universo como un todo, lo que considera incluir a la gravedad en las teorías de unificación, iniciando la búsqueda de una teoría Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 25 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Segunda parte / J. Rubén Morones Ibarra que unifique todas las fuerzas fundamentales de la naturaleza, que se supone explicaría también la naturaleza del espacio-tiempo, la materia y sus interacciones, por lo que es conocida como la Teoría del Todo. Hawking pensaba encontrar una función de estado que involucrara al estado de todo el universo, pero la mayor limitación fue la falta de una teoría cuántica de la gravedad completa y consistente, que hasta la fecha no se ha podido desarrollar. Hawking creyó firmemente en la teoría del todo, pero a partir de un debate con Penrose sobre la forma como opera el cerebro humano comenzó a revisar su propuesta. Penrose planteaba que nuestra mente no funciona siguiendo algoritmos como una computadora y para probarlo propuso varios ejemplos, en uno de ellos se toman números enteros positivos y se le da a la computadora el problema de encontrar un número impar que sea la suma de dos números pares. La computadora utilizará un algoritmo en el que tomará el primer número impar, lo expresará como la suma de dos números y dividirá por dos cada uno de ellos. Si en ambos casos el resultado de la división es un entero, la computadora se detiene. Sabemos que esto nunca sucederá ya que la suma de dos números pares siempre es un numero par. El punto es que el hombre prueba este punto sin necesidad de un algoritmo, así que Penrose afirmaba que en la mente se generan ideas que no son computables porque no se determinan mediante algoritmos. Hawking prefería hablar de inteligencia y no de la mente o la conciencia, aseguraba que ésta no era algo que se pudiera medir desde afuera, en cambio la inteligencia sí, y proponiendo que la inteligencia pueda ser simulada por una computadora mediante algoritmos entonces se tendrían proposiciones de las que no se puede demostrar que sean falsas o verdaderas, indecibles, como lo hace el cerebro. Este evento está descrito por el teorema de incompletez del matemático Kurt Goedel, el cual establece que todo sistema lógico axiomático que pretenda ser completo cuando se codifica mediante proposiciones aritméticas contiene proposiciones indecidibles, es decir, proposiciones de las que no se puede demostrar ni que sean falsas ni que sean verdaderas. Una vez que Hawking se convenció de que el teorema de Goedel era aplicable al funcionamiento del cerebro, y que no se podía desarrollar una teoría del todo establecida en un número finito de principios, desechó la posibilidad de encontrarla7 y en el año 2002 escribió un artículo titulado “Goedel and the end of physics”8 donde presentó esa conclusión. NOTAS HISTÓRICAS Históricamente la búsqueda del significado de temperatura y entropía en la materia condujo al descubrimiento de los átomos, de ahí surgió la Física Estadística (1872-1898). Por otra parte, la búsqueda del significado de la temperatura y la entropía en la radiación electromagnética condujo a cuantización del campo electromagnético y la aparición de los cuantos de luz (Planck 1900). Este fenómeno marcó, no el fin de la física clásica que sigue teniendo vigencia y utilidad, pero sí la aparición de la mecánica cuántica. Hay augurios de algunos físicos que aseguran que la paradoja de Hawking sobre la información conducirá al fin de una de las dos teorías, saliendo triunfadora solo una de ellas: o la mecánica cuántica o la RG. Es muy probable que esto no sea 26 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Segunda parte / J. Rubén Morones Ibarra lo correcto pues ambas teorías, cada una en su rango de aplicabilidad, es exitosa. Sin embargo, cuando ambas se encuentran ante el fenómeno de intensos campos gravitacionales como los que se presentan en los AN surge la contradicción o aparente incompatibilidad de ambas teorías.9 Esperamos que la búsqueda del significado de la temperatura y la entropía de un AN conduzca ahora a la cuantización del espacio-tiempo. La discretización del espacio y el tiempo se espera que aparezca y se manifieste en las escalas de Planck, donde se observe la estructura de cuantos de espacio-tiempo. Esto significa la existencia de intervalos de tiempo de un valor mínimo, así como la de intervalos mínimos de espacio. A estas escalas la geometría del espacio-tiempo se convierte en información (entropía). Cuando una partícula es absorbida por un agujero negro la entropía del exterior disminuye, pero ¿qué pasa con la información que lleva la partícula? Hay algo incompleto en la teoría actual ¿en qué se convierte la información perdida en el exterior del AN? La posible solución a esto es que se convierte en geometría del espacio-tiempo en el horizonte de eventos y se almacena en forma de bits o cuantos de espacio-tiempo. La radiación emitida por un AN no contiene ninguna información sobre la manera en la que se formó el AN, esto viola la ley de conservación de la información y aun no se tiene la respuesta entre la mecánica cuántica y la RG. OTRAS REFLEXIONES: LOS VIAJES EN EL TIEMPO Otro tema de interés para Hawking fue el estudio de los viajes en el tiempo. Desde el punto de vista de las teorías de la física que hoy conocemos, existen tres maneras de viajar en el tiempo: 1) Para viajar hacia el futuro se requiere viajar en un vehículo a velocidades cercanas a la de la luz de manera que una semana en el reloj del viajero podría corresponder a un año o más para un observador que ve que la nave se mueve. Por ahora no se ha desarrollado la tecnología para realizar tales viajes. 2) Viajes a través de agujeros de gusano que se pueden ejemplificar considerando dos puntos, A y B, cada uno en los extremos de una hoja de papel y doblándola o enrollándola, haciendo que los puntos Ay B coincidan. Si nos encontramos en el punto A, esto nos produce la ilusión de que hemos viajado de A a B muy rápidamente aun cuando nosotros no nos hemos movido. A este viaje casi instantáneo de A a B debido a la deformación del espacio se le llama viajes en el tiempo a través de agujeros de gusano. Aun cuando esto es posible físicamente, de acuerdo con las leyes actuales de la física, la tecnología para lograrlo está muy lejos de ser desarrollada. 3) De acuerdo con la RG, en presencia de un campo gravitacional los relojes se atrasan o marchan más lentamente al compararlos con relojes en campos gravitacionales más débiles. Hawking llamó a los AN máquinas del tiempo naturales. Las deformaciones del espacio-tiempo que produzcan agujeros de gusano solo podrían ocurrir en los AN. Hay otras propuestas que llamaron la atención de Hawking, donde interviene un tipo de materia exótica con masa negativa, pero todas ellas están muy lejos de las posibilidades tecnológicas actuales. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 27 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Segunda parte / J. Rubén Morones Ibarra SU MUERTE En el año de 1963 Hawking fue diagnosticado con Esclerosis Lateral Amniotrófica, una enfermedad degenerativa de los músculos que es progresiva. Los médicos le pronosticaron que sobreviviría tan solo dos años más, pero murió a los 76 años, sobreviviendo 55 años al diagnóstico. Esta enfermedad le causó una discapacidad motriz prácticamente de todo el cuerpo que lo obligó a usar silla de ruedas la mayor parte de su vida. A pesar de esto su productividad científica no fue disminuida y hay quienes opinan que esa condición lo impulsó a dedicar más tiempo a su trabajo intelectual haciéndolo más productivo que si hubiera gozado de sus capacidades físicas completas. Los dispositivos que lo auxiliaban para moverse y comunicarse no ocultaban su sentido del humor que se podía observar en sus conferencias y no hay duda de que fue un científico, creador de importantes ideas sobre el universo y su estructura, y también un divulgador de la ciencia. Hawking dejó casi terminado un libro de divulgación científica que se logró completar o terminar con una selección de sus ideas, expresadas en documentos escritos o en sus conferencias sobre la ciencia, la humanidad y el universo. Algunos de sus colegas y miembros de su familia incluyeron algunas de sus reflexiones sobre la existencia y otros temas. Se publicó en octubre de 2018 con la inclusión de sus reflexiones y la participación de gente que lo conoció; con el título Brief answers to the big questions10 se presentan sus ideas sobre el origen del universo, los viajes en el tiempo y algunos problemas sociopolíticos. Como legado se puede recordar que fue un apasionado de su trabajo y se mantuvo activo como investigador hasta el final de su vida. Dos semanas antes de su muerte, con las correcciones que le habían indicado los revisores, envió un artículo de investigación científica titulado A Smooth Exit from Eternal Inflation, el cual fue publicado en Journal of High Energy Physics, en abril de 2018.11, 12, 13 El legado que nos deja de su vida es su ejemplo de optimismo, su autoestima y valentía. Estas cualidades lo dotaron de una fuerza poderosa que le permitió vencer todos los obstáculos y nunca rendirse. Su objetivo de comprender el funcionamiento del universo lo impulsó a realizar enormes esfuerzos y a trabajar incesantemente. De modo más objetivo, lo más sencillo es listar sus contribuciones más relevantes, a modo de resumen, a la física moderna, la astrofísica y la cosmología. 1. Confirmar mediante prueba que la RG tiene singularidades, por lo que es una teoría incompleta y debido a ello no puede predecir la evolución del universo. 2. Penrose y Hawking llegaron a concluir que los AN deben existir como una consecuencia obligada de las singularidades que ellos encontraron. Esta predicción ha sido confirmada espectacularmente con el descubrimiento de las ondas gravitacionales, las cuales se generaron por el choque y fusión de dos AN. Como confirmación adicional de la existencia de estos objetos, está la observación de un AN en el centro de nuestra galaxia. 3. Su más famoso trabajo fue consecuencia del teorema de las singularidades y 28 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Segunda parte / J. Rubén Morones Ibarra se conoce como el teorema de las áreas, establece que el HE siempre aumenta cuando se incrementa la masa del AN. Este resultado, combinado con los trabajos de Bekenstein, condujo a lo que hoy conocemos como Radiación Hawking, que aunque aún no se detecta, se le considera uno de sus logros científicos. 4. Sus trabajos sobre la radiación emitida por los AN estimuló la investigación en el campo de la teoría de la información dando origen a nuevas ideas. También el problema del entrelazamiento cuántico tuvo un impulso importante a partir de problemas surgidos de la radiación Hawking. 5. La radiación de Hawking impulsó también trabajos y esfuerzos para desarrollar la teoría cuántica de la gravedad. En la actualidad el único éxito que se ha tenido en la búsqueda de combinar la RG y la mecánica cuántica es el de haber obtenido la ecuación para la entropía de un AN, llamada ecuación de Bekenstein Hawking la cual está dada por: Un poco distinta por las unidades usadas, en la lápida de su tumba está inscrita esta ecuación, porque así lo pidió Hawking. Textualmente expresó: “I would like this simple formula to be on my tombstone”. REFERENCIAS 1. Walter Greiner, Ludwig Neise and Horst Stoecker, Thermodynamics and Statistical Mechanics, Springer, (2000). Faltan las páginas. 2 Marco Rocaglia, On the conservation of information in quantum physics, Cornell University, Sept. 2017, https://arxiv.org/pdf/1708.05727.pdf 3. J. D. Bekenstein, Phys. Rev. D 8, 2333, (1973). (Black holes and entropy) Black Holes and Entropy Jacob D. Bekenstein Phys. Rev. D 7, 2333 – Published 15 April 1973 DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevD.7.2333/ 4. 12 de enero de 2008, Stephen Hawking, conferencia “Out of a black hole”, Coliseo Municipal de Valdivia, Chile. http://www.hawking.org.uk/into-ablack-hole.html 5. C R Stephens, G ‘t Hooft and B F Whiting, Classical and Quantum Gravity, Volume 11, Number 3. 6. https://www.physicsoftheuniverse.com/topics_blackholes_theory.html No hay responsable de esta página ni autor de la nota, recomiendo sustituir referencia. 7. Roger Penrose, The large, the Small and the Human Mind, Cambridge University Press, (1999). Faltan los números de páginas o capítulos. 8. S. H. Hawking, Godel and the end of physics, Dirac Centennial Celebration,Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics (DAMTP) Centre for Mathematical Sciences, University of Cambridge, July 20, 2002. http://www.damtp.cam.ac.uk/events/strings02/dirac/hawking/ 9. By Clara Moskowitz , August 27, 2015, Scientific American, https://www. scientificamerican.com/article/stephen-hawking-hasn-t-solved-the-blackhole-paradox-just-yet/ Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 29 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Segunda parte / J. Rubén Morones Ibarra 10.Olivia Ho, The Strait Times, Oct 23, 2018, https://www.straitstimes.com/ lifestyle/in-his-last-book-stephen-hawking-tries-to-provide-an-faq 11.Kieran Concordan, Science Alert, marzo 18, 2018, https://www.sciencealert. com/stephen-hawking-submitted-a-paper-on-parallel-universes-just-beforehe-died?source=techstories.org 12.Setphen Hawking, Thomas Hertog, A smooth exit from eternal inflation? Cornell University, https://arxiv.org/pdf/1707.07702v2.pdf 13.Stephen Hawling, Thomas Hertog, A smooth exit from eternal inflation? April 2018, https://doi.org/10.1007/JHEP04(2018)147 https://link.springer. com/article/10.1007%2FJHEP04%282018%29147 30 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Protección de onda viajera utilizando el segundo momento central Karina Lizbeth Escobar Sánchez, AErnesto Vázquez Martínez, B Juan Segundo Ramírez A Universidad Autónoma de Nuevo León, FIME, Doctorado en Ingeniería Eléctrica B Posgrado en Ingeniería Eléctrica, UASLP karina.escobarsan@uanl.edu.mx A RESUMEN Se describe un algoritmo de ultra-alta-velocidad para la protección de líneas de transmisión basado en el principio de propagación de ondas viajeras. El algoritmo utiliza el primer frente de onda generado en el punto de la falla y aplicando el segundo momento central caracteriza la distorsión de los frentes de onda al atravesar el cambio de impedancia entre líneas adyacentes, para determinar sí ha ocurrido una falla interna o externa, independientemente de la configuración de la red eléctrica. Se analizó el desempeño del algoritmo mediante simulaciones en el programa de transitorios electromagnéticos PSCAD considerando fallas monofásicas y trifásicas, con distintos ángulos de inserción y resistencias de falla, mostrando una discriminación correcta entre fallas internas y externas. PALABRAS CLAVE Protección de línea de transmisión, ondas viajeras, momentos centrales, reconocimiento de patrones. ABSTRACT A ultra-high speed protection algorithm for transmission lines based on the principle of traveling-wave propagation is described. It uses the first wavefront generated at the point of the fault and applying the second central moment characterizes the distortion of the wave fronts when they cross the impedance change between adjacent lines, to determine if an internal or external fault has occurred, regardless of the configuration of the electrical network. The performance of the algorithm was analyzed through simulations in the PSCAD electromagnetic transient program considering single and three phases faults, with different fault insertion angles and fault resistance, showing a correct discrimination between internal and external faults. KEYWORDS Protection of transmission line, traveling waves, central moments, pattern recognition. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 31 �Protección de onda viajera utilizando el segundo momento central / Karina Lizbeth Escobar Sánchez, et al. INTRODUCCIÓN Debido al incremento en la complejidad de los sistemas eléctricos de potencia es de gran importancia la detección de fallas en líneas aéreas de transmisión que son vulnerables a diversas contingencias como descargas atmosféricas, contacto de conductores con árboles o estructuras y caída de estructuras, entre otros, lo cual puede provocar cortocircuitos entre fases, arqueo en los aisladores, conductores caídos a tierra, u otro tipo de fallas. Cuando una falla de este tipo aparece en una línea es necesario desconectarla del resto del sistema, de no hacerlo implicaría un esfuerzo considerable sobre los elementos adyacentes, como transformadores y generadores, provocando una reducción considerable en su vida útil, además, se pone en peligro la integridad del sistema debido a una eventual pérdida de sincronismo entre generadores. Cualquier falla que aparezca en una línea de transmisión debe ser desconectada lo más rápido posible, con el propósito de reducir los efectos provocados por el disturbio, y evitar grandes disturbios.1 La necesidad de detectar la ubicación de la falla en la línea de transmisión de la manera más rápida y precisa posible ha sido cada vez más demandada. El uso de la tecnología de localización de fallas basadas en ondas viajeras se está implementando rápidamente a fin de minimizar el tiempo de inactividad del sistema eléctrico. La determinación rápida de una falla con una precisión aceptable facilita la restauración oportuna del suministro eléctrico, dando como resultado mejoras en la confiabilidad y seguridad del sistema de potencia. Las protecciones de ondas viajeras de líneas de transmisión utilizan las señales de alta frecuencia generadas en el punto de aparición de la falla; los primeros métodos de protección basados en ondas viajeras se propusieron a inicios de 1970, sin embargo, su implementación práctica estaba limitada por la capacidad de los procesadores y el ancho de banda de los transductores de corriente y potencial. A través de los años se han propuesto una gran diversidad de métodos de ondas viajeras basados en la transformada Wavelet, distancia de Manhattan, técnica de doble correlación, entre otros. Uno de los primeros métodos fue propuesto por Peter McLaren,2 la técnica de correlación mide el grado de similitud entre variables e implica la correlación de una sección almacenada de la componente de onda inicial con las secciones de la componente de onda inversa. En3 se propone como detectar la falla mediante la comparación de las amplitudes de los módulos máximos de la transformación Wavelet en diferentes escalas. En4 utilizaron la distancia de Manhattan para encontrar las combinaciones exactas de medición de las ondas viajeras, mediante las cuales se calculan el tiempo en que ocurre la falla. Una de las técnicas más recientes es la Morfología Matemática,5 se basa en las formas y el tamaño de las señales que está en función de la polaridad y el tiempo de llegada de las ondas viajeras iniciales, el método es independiente del tipo de falla, impedancia de falla, ángulo y ubicación de falla. En el esquema de protección diferencial6 las ondas viajeras llegan a las terminales de la línea y se refractan y reflejan en función de los valores relativos de las impedancias características de la línea y los componentes de red adyacentes, los tiempos de llegada se basan en la diferencia de tiempo entre el arribo de la primera onda viajera y las reflexiones posteriores. 32 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Protección de onda viajera utilizando el segundo momento central / Karina Lizbeth Escobar Sánchez, et al. Por su naturaleza transitoria, las ondas viajeras de voltaje y corriente en la línea de transmisión se pueden considerar como variables aleatorias, y es posible caracterizar su comportamiento mediante los momentos centrales (media, varianza, simetría y curtosis). En este caso se propone utilizar el segundo momento central para identificar las características de la onda viajera, y determinar si existe o no una falla en la línea de transmisión. En este artículo, se propone un nuevo algoritmo para la protección de ultra-altavelocidad en líneas de transmisión en sistemas eléctricos de potencia utilizando el primer frente de onda generado en el punto de falla lo que permite un menor tiempo de detección del disturbio. El algoritmo aplica el análisis del segundo momento central a las mediciones de voltaje y corriente de las ondas viajeras producidas por la falla y es capaz de discriminar entre fallas internas y externas, independientemente de la topología del sistema. PRINCIPIO DE OPERACIÓN DEL ESQUEMA DE PROTECCIÓN DE ONDA VIAJERA Cualquier falla que ocurre en una línea de transmisión, genera ondas viajeras de alta frecuencia. Esas ondas se propagan a través de la línea siendo continuamente atenuadas y distorsionadas. Al encontrar una discontinuidad parte de la onda pasará a otras secciones del sistema y el resto será reflejada al punto de falla donde, debido a su impedancia, se reflejará una onda de voltaje de polaridad opuesta y una onda de corriente de igual polaridad a las ondas de voltaje y corriente incidentes respectivos.7 El diagrama de Lattice de la figura 1 ilustra los frentes de ondas generados en el punto de falla. Una fuente inductiva refleja ondas de voltaje del mismo signo y una onda de corriente de signo opuesto a la respectiva onda incidente. Además, la dependencia en frecuencia de la fuente provoca un efecto exponencial en la señal reflejada. Fig.1. Diagrama de lattice de los frentes de onda generados por una falla. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 33 �Protección de onda viajera utilizando el segundo momento central / Karina Lizbeth Escobar Sánchez, et al. La solución de D’Alembert de las ecuaciones de onda de voltaje, v(x, t) y de corriente i(x, t), en una línea de transmisión monofásica con parámetros distribuidos y sin pérdidas, está expresada como:8 (1) donde x es la posición a lo largo de la línea, t es el tiempo, u es la velocidad de propagación y Z0 es la impedancia característica de la línea. Si L y C representan la inductancia serie y la capacitancia paralelo por unidad de longitud respectivamente, entonces: (2) Las funciones F1 y F2 dependen de las condiciones de frontera del caso que se esté analizando. En general F1 representa una onda que se desplaza en la dirección positiva de x a una velocidad u (onda directa), mientras que F2 es una onda que se desplaza en la dirección negativa de x a una velocidad u (onda inversa); la relación entre el voltaje y la corriente en F1 es Z0 y en F2 es -Z0. Esta caracterización corresponde a una corriente positiva, representada como una carga positiva, circulando en la dirección positiva de x. Si el voltaje y la corriente son medidos en una localización x, es posible identificar la onda directa F1 e inversa F2, tomando las señales denominadas S1 y S2: (3) Si la medición del voltaje y la corriente se realizan en la ubicación del relevador (x=0), entonces las señales S1 y S2 son: (4) donde S1 representa el cambio de señal en la ubicación del relevador debido a la onda directa y S2 representa el cambio de señal en la ubicación del relevador debido a la onda inversa. Así, las señales S1 y S2 muestran en forman clara la diferencia entre las ondas viajeras directas (dirección positiva de x) e inversa (dirección negativa de x) en la ubicación del relevador. El análisis anterior es válido para un sistema de potencia monofásico. En líneas de transmisión trifásicas los acoplamientos mutuos entre conductores dificultan el análisis del fenómeno de onda viajera en el dominio de fases. Para simplificar los cálculos es necesario descomponer las señales de fase en sus correspondientes modos de propagación, obteniéndose 2 modos aéreos y uno de tierra, cada uno con su propia atenuación y velocidad de propagación.9 En el caso de línea transpuestas los modos aéreos tienen la misma impedancia característica y velocidad de propagación. La transformación modal puede expresarse por: (5) donde ∆vf(t), ∆if(t), son los voltajes y corrientes incrementales de fase y ∆vm(t), ∆im(t), son sus correspondientes voltajes y corrientes modales, S y Q son las matrices de transformación. La descomposición modal permite analizar un sistema trifásico en función de tres modos de propagación tratándolos como 3 sistemas monofásicos. 34 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Protección de onda viajera utilizando el segundo momento central / Karina Lizbeth Escobar Sánchez, et al. EFECTO DE COEFICIENTES DE REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN EN LOS FRENTES DE ONDAS VIAJERAS Las ondas viajeras que se generan ante la aparición de un disturbio en la línea de transmisión se propagan por las líneas hasta que llegan a una discontinuidad; en este punto las ondas se dividen en una onda reflejada y una onda transmitida (figura 2), donde la magnitud de cada una de esas ondas está dada por los coeficientes de reflexión (kR) y de refracción (kT) los cuales son de la forma: (6) Fig.2. Comportamiento de la onda viajera al alcanzar una discontinuidad en una red eléctrica. siendo Za y Z b las impedancias características de cada una de las líneas respectivamente. Los frentes de ondas viajeras propagándose por una línea de transmisión experimentan una modificación en su contorno al atravesar una discontinuidad provocada por un cambio de impedancia. En el caso de que ambas líneas sean idénticas, el contorno de la onda viajera no se ve afectado, y no existe onda reflejada. Esta situación es difícil que se presente en sistemas eléctricos de potencia reales. Así mismo las ondas viajeras que se propagan a través de una línea de transmisión homogénea se ven mínimamente afectadas en su contorno aun considerando pérdidas por atenuación.10 SEGUNDO MOMENTO CENTRAL Por su naturaleza transitoria, las ondas viajeras de voltaje y corriente en la línea de transmisión se pueden considerar como variables aleatorias, y es posible caracterizar su comportamiento mediante los momentos centrales (media, varianza, simetría y curtosis).11 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 35 �Protección de onda viajera utilizando el segundo momento central / Karina Lizbeth Escobar Sánchez, et al. El k-th momento central mk de una variable aleatoria X es definido como: (7) donde E es el valor esperado para una señal entre [m,M], el momento central m se determina como: (8) Por lo tanto, el segundo momento central (SMC) para una señal se define como: (9) El objetivo de utilizar el SMC es clasificar los agrupamientos formados por las clases de fallas internas y externas de la línea de transmisión a través de las mediciones de las ondas viajeras de voltaje y corriente. Se determina el segundo momento central de cada señal de onda viajera y se compara con un umbral previamente definido, si la magnitud supera el umbral, el evento se identifica como falla interna. El SMC se puede implementar con diferentes tipos de señales; se pueden utilizar las señales ∆i en el modo aéreo 1 o se pueden utilizar las señales ΔS1, en el modo aéreo 1 o en el modo de tierra 0; esta segunda opción permite no utilizar las señales transitorias de voltaje, lo cual es una ventaja debido al ancho de banda reducido que tienen los divisores capacitivos de potencial que se utilizan para la medición de voltaje en sistemas de alta tensión.12 PRE-PROCESAMIENTO DE LAS SEÑALES Los frentes de ondas viajeras generados por una falla contienen información sobre la naturaleza de las discontinuidades por las que han sido modificadas, esta información se encuentra en los frentes de onda de corrientes y voltajes que llegan a la ubicación del relevador. El algoritmo utiliza el primer frente de la señal originado por el colapso de voltaje en el punto de falla. Se realiza un pre-procesamiento de las señales de corriente y voltaje, el cual consiste en la aplicación de un filtro delta con el objetivo de remover el estado estable de la señal original.13 Las señales incrementales son usadas por las protecciones de alta velocidad ya que contienen la información de las ondas viajeras inyectadas por la falla; para obtener las señales incrementales las señales de pre-falla de estado estable se restan a las señales de post-falla: (10) donde n es el número de ciclos y T corresponde a un período de la señal a frecuencia fundamental (60 Hz), de esta forma es posible obtener las señales incrementales para la señal en cada modo de propagación: (11) La longitud de la ventana de datos es de gran importancia para la implementación del algoritmo, si el número de datos por ventana es muy pequeño, el algoritmo no tendrá suficiente información para identificar correctamente la ubicación de la falla, la cual se basa en el cambio de impedancia que experimenta los frentes de onda para una falla externa, y el cual no existe para una falla interna. La selección de la ventana se hizo en forma empírica siendo de 25 μs, de esta forma se logra una 36 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Protección de onda viajera utilizando el segundo momento central / Karina Lizbeth Escobar Sánchez, et al. buena caracterización del frente de onda originado por el cortocircuito. Ventanas de datos sucesivas se forman con 25 muestras de la señal ∆S1 con un intervalo de 1 μs entre muestras, lo que representa una frecuencia de 1 MHz. Con el propósito de que el algoritmo funcione en cualquier sistema de potencia, independientemente de su configuración y voltaje de operación, se normalizan las señales ∆S1 para que estén entre 0 y 1; con el propósito de no modificar el contorno de los frentes de onda, estos se escalan de la forma: (12) Los vectores tn corresponden a las versiones normalizadas de los frentes de onda de cada ventana de muestreo. UMBRALES Los frentes de ondas son almacenados en una ventada de datos (25 μs) para calcular el SMC. El valor del segundo momento central se compara con un umbral, con el propósito de establecer si el frente de onda corresponde o no a una falla interna. Así, cuando tres instantes consecutivos cumplen la condición de falla interna se manda el disparo; cuando se trata de una falla externa o cuando hay falla el contador se reinicializa. El algoritmo propuesto utiliza dos umbrales, el primero determina si la señal de onda viajera pertenece a una falla y el segundo identifica si la falla es externa o interna aplicando el segundo momento central. UMBRAL f El umbral denominado f se utiliza para la detección de fallas. En condiciones de estado estable las señales incrementales son prácticamente cero, sin embargo, cuando ocurre una falla la señal incremental ∆S1 (o ∆I0, ∆I1) se manifiesta, Fig.3. Forma de onda de la señal ∆S1. a) señal de entrada. b) Acercamiento de la forma de onda (25 muestras). Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 37 �Protección de onda viajera utilizando el segundo momento central / Karina Lizbeth Escobar Sánchez, et al. indicando la aparición de un evento (que puede ser un cortocircuito o un transitorio) en la línea de transmisión, de tal forma que: (13) El valor seleccionado para f es de 0.1 pu, tomando como base el voltaje de operación de la línea de transmisión. La figura 3 muestra una ventana de datos usada por el algoritmo, donde la línea horizontal corresponde al umbral εf. UMBRAL smc Se estableció un criterio para la identificación de fallas internas y externas aplicando el algoritmo del segundo momento central. Este criterio fue determinado de forma heurística a partir de las 200 pruebas realizadas; así, si el valor del SMC de la ventana de datos es mayor que el umbral (smc) se determina que la falla está en la línea protegida, en caso contrario, la falla ocurre en la línea adyacente. El valor de este umbral depende de las características de la señal de entrada y de la frecuencia de muestreo que se utilice en el proceso. En la tabla I se muestran los valores del umbral para las cuatro combinaciones analizadas en esta investigación. En el caso de una frecuencia de muestreo de 100 kHz, este corresponde a la evaluación de escenarios utilizando el simulador en tiempo real RTDS, siendo ésta la máxima frecuencia de muestreo que permite el equipo. El objetivo de la evaluación del algoritmo con esta frecuencia de muestreo menor es analizar la factibilidad de implementación en equipos con este tipo de restricción. Tabla. I. Valores del umbral. Señal de entrada Frecuencia de muestreo Valor smc ∆S1 1 MHz 0.2 ∆I0 1 MHz 0.1 ∆I1 1 MHz 0.126 ∆S1 100 kHz 0.112 SISTEMA DE PRUEBA Para el estudio de sistemas eléctricos se requiere el modelado de sus diferentes elementos utilizando modelos matemáticos que reflejan de forma aproximada la realidad de los fenómenos físicos que ocurren en el sistema, tanto en estado transitorio como estacionario. Por tal motivo, la utilización de un modelo dado depende del tipo de problema a analizar. El estudio del comportamiento dinámico de los sistemas eléctricos de potencia y sus diferentes componentes se ha realizado tradicionalmente utilizando simuladores, ya que otros métodos más directos de estudio como realizar pruebas en el sistema real, implican aplicar intencionalmente un disturbio en el sistema y presenta el riesgo de ocasionar problemas de interrupción del servicio eléctrico con sus consecuencias técnicas, económicas y sociales. El simulador de transitorios electromagnéticos PSCAD incluye modelos matemáticos de los distintos elementos de una red eléctrica, que han sido 38 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Protección de onda viajera utilizando el segundo momento central / Karina Lizbeth Escobar Sánchez, et al. validados en pruebas experimentales, donde se realiza una comparación entre el comportamiento de las variables eléctricas que son medidas fisicamente y las mismas variables que son calculadas. El PSCAD incluye una biblioteca de modelos de simulación, que introduce el modelado de la máquina síncrona (polos salientes y polos lisos), el modelado de sus controles de tensión y frecuencia, el modelado de la línea de transmisión (C.A. y C.D.), el modelado del transformador, el modelado de los elementos de compensación y el modelado de las cargas (estáticas y dinámicas), entre otros. Este tipo de simuladores se utilizan en la industria eléctrica para desarrollar sistemas de control y para analizar el comportamiento dinámico de sistemas multi-máquinas. Las simulaciones de los distintos escenarios de falla se realizaron en un sistema de potencia de 230 kV, con dos generadores (con capacidades de cortocircuito de 35 y 10 GVA respectivamente) conectados a través de dos líneas de transmisión con diferente geometría de conductores e impedancia característica. El sistema se muestra en la figura 4, y los parámetros se muestran en la tabla II. Fig.4. Sistema de prueba. Tabla. II. Datos de las líneas de transmisión en el sistema de prueba. Línea Z0(Ω) Longitud (km) Conductores por fase 1 394.65 200 1 2 318.75 200 2 Para las pruebas de desempeño no se requiere simular un sistema de mayor tamaño, ya que el algoritmo utiliza las primeras ondas incidentes producidas por un cortocircuito. RESULTADOS Se analizaron 200 casos de simulaciones con el objetivo de demostrar el desempeño del algoritmo. Los escenarios de simulación en PSCAD son fallas trifásicas (ABC) y monofásicas (A-G) con diferentes ángulos de inserción de falla y diferentes valores de resistencia de falla, utilizando una frecuencia de muestreo de 1 MHz. Se analizó para distintos porcentajes de línea, tal como se muestra en la tabla III. Tabla. III. Escenarios de simulación. Tipo de falla Ángulo de inserción Resistencia de de falla falla (Ω) Fallas en L1 (%) A-G 4°, 30°, 45° y 90° 0 y 50 1, 10, 20, 30, 50, 1, 5, 10, 30, 50, 70, 90 y 99 70 y 90 ABC 4°, 30°, 45° y 90° 0 y 50 1, 10, 20, 30, 50, 1, 5, 10, 30, 50, 70, 90 y 99 70 y 90 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 Fallas en L2 (%) 39 �Protección de onda viajera utilizando el segundo momento central / Karina Lizbeth Escobar Sánchez, et al. Para los casos de simulación en tiempo real, se realizaron 70 casos de simulación en RTDS de fallas trifásicas (ABC) sólidas y monofásicas (A-G) con resistencia de falla de 0 y 50 Ω, con ángulo de inserción de falla de 90° y simuladas en distintas ubicaciones en las líneas 1 y 2 (tabla IV). Tabla.IV. Escenarios de simulación en tiempo real (RTDS). Tipo de falla Fallas en L1 (%) Fallas en L2 (%) A-G 1, 10, 20, 30, 50, 70 y 90 5, 10, 30, 50, 70 y 90 ABC 1, 10, 20, 30, 50, 70 y 90 5, 10, 30, 50, 70 y 90 Fallas cercanas al nodo local Una onda viajera generada por una falla cerca del punto donde está instalada la protección puede ser difícil de detectar, debido a que las ondas viajeras llegan rápidamente a la ubicación del relevador, reflejándose continuamente y ocasionando distorsión en el frente de onda originado por la falla (falla kilométrica).7 En la figura 5 (a) se muestra la primera ventana de datos producida por una falla ABC y una falla A-G sólida simulada al 1% de L1; en la figura 5(b) se indica el cálculo del SMC para la secuencia de ventanas después de la falla; una vez que el valor del SMC determinado para tres ventanas consecutivas es mayor que el umbral, se determina que se trata de una falla en L1. Fig.5. Falla ABC y A-G sólida al 1% de L1. a) Ventana de datos. b) SMC. Fallas cercanas a la subestación remota Se evaluó la respuesta del algoritmo para una falla A-G sólida con ángulo de inserción de 90° al 99% de la línea 1 y al 1% de la línea 2. Estas pruebas tienen el objetivo de verificar la selectividad del algoritmo, debido a que las ventanas de datos para fallas internas y externas son similares. En la figura 6(a) se muestran las primeras ventanas (primer frente de onda) debido a la falla y en la figura 6(b) se indica el cálculo del SMC para las ventanas de datos que se forman después de la falla. Se puede apreciar que el algoritmo identifica correctamente la falla interna. Pruebas con señales de corriente El algoritmo de protección propuesto se puede implementar con señales de corriente incremental en modo tierra (∆I0) o aéreo uno (∆I1); en este caso se simularon fallas ABC con resistencia de falla de 50 Ω y ángulo de inserción de falla de 45° y fallas monofásicas A-G sólidas con un ángulo de inserción de falla 40 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Protección de onda viajera utilizando el segundo momento central / Karina Lizbeth Escobar Sánchez, et al. (a) (b) Fig.6. Identificación de una falla A-G sólida con ángulo de inserción de falla de 90°. a) Ventana de datos. b) SMC. de 45°; ambos tipos de fallas se simularon en L1 al 20, 30, 50, 70 y 90% y en L2 al 5, 30, 50, 70 y 90%. En la figura 7 se muestran los resultados utilizando ∆I0 como señal de entrada y en la figura 8 se muestran los resultados utilizando ∆I1. En todos los casos, el valor del SMC supera el umbral (smc) solo cuando se trata de una falla interna (tres valores consecutivos). Fig.7. Identificación de fallas monofásicas utilizando ∆I0. Fig.8. Identificación de fallas utilizando ∆I1. a) Fallas monofásicas. b) Fallas trifásicas. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 41 �Protección de onda viajera utilizando el segundo momento central / Karina Lizbeth Escobar Sánchez, et al. Pruebas en RTDS En esta sección se describen los resultados de las simulaciones en tiempo real, utilizando una frecuencia de muestreo de 100 kHz. En las figuras 9 y 10 se muestran las ventanas de datos (la primera después de ocurrida la falla) y el cálculo del SMC para las ventanas de datos formadas a partir del instante de falla, para fallas monofásicas A-G y fallas trifásicas con un ángulo de inserción de falla de 90°. Las fallas en L1 se simularon al 20, 30, 50, 70 y 90% y las fallas en L2 se simularon al 5, 30, 50, 70 y 90%. En todos los casos el algoritmo determina como fallas internas (en L1) todos los casos donde el valor del SMC (tres valores consecutivos) es mayor que el umbral de 0.112. Fig.9. Identificación de fallas monofásicas utilizando simulaciones en tiempo real. a) Ventana de datos. b) SMC. Fig.10. Identificación de fallas trifásicas utilizando simulaciones en tiempo real. a) Ventana de datos. b) SMC. CONCLUSIÓN El algoritmo es capaz de clasificar fallas internas y externas utilizando el SMC que permite la agrupación de las señales de acuerdo con el primer frente de onda generado por una falla; el SMC realza patrones de comportamiento en un tiempo de respuesta rápido debido al poco procesamiento computacional que requiere. Este algoritmo puede ser aplicado a cualquier sistema de potencia independientemente de los parámetros del mismo. La normalización permite un 42 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Protección de onda viajera utilizando el segundo momento central / Karina Lizbeth Escobar Sánchez, et al. reconocimiento de los patrones con mayor facilidad y limita los valores de las señales de entrada en un rango de [-1,+1]. El tiempo de operación del algoritmo es de 25 µs que corresponde a la longitud de la ventana de datos. A diferencia de los esquemas diferenciales de onda viajera, este algoritmo no requiere un canal de comunicación para proteger el 100% de la línea. Los umbrales utilizados para la identificación de fallas se determinaron en forma heurística a partir de 200 casos de simulación, de esta forma se determinó el valor de 0.2 para las señales ∆S1. Se realizó un estudio para evaluar los umbrales de las señales de corrientes, obteniendo el valor de 0.1 para ∆I0 y 0.126 para ∆I1. El umbral para las pruebas simuladas en tiempo real con el software RTDS es de 0.112, este se determinó de forma heurística de acuerdo con los resultados de las 70 pruebas realizadas. El algoritmo tiene la capacidad de identificar el tipo de falla (interna/externa) para ángulos de inserción de falla (4°-90°). Las pruebas incluyeron fallas críticas que pueden presentarse en las líneas de transmisión, que son fallas que ocurren cerca del cruce por cero de la onda de voltaje, bajo estas condiciones el algoritmo tiene un buen desempeño, teniendo problemas únicamente para fallas que ocurren exactamente en el cruce por cero de la onda de voltaje. REFERENCIAS 1. D. N. Voropai, N. I. y Efimov, Analysis of blackout development mechanisms in electric power systems, in 2008 IEEE Power and Energy Society General Meeting-Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century, no. May 2005. IEEE, jul 2008, pp. 1-7. 2. P. A. Crossley and P. G. McLaren, Distance protection bases on traveling waves, IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 1, pp. 2971-2983, 1983. 3. D. X. y. Z. B. F. Su Qianli, New approach of fault detection and fault phase selection based on initial current traveling waves, IEEE, vol. 1, pp. 393-397, 2002. 4. G. R. Liang, Wang Fei, A general fault location method in complex power grid based on wire-area traveling wave data acquisition, Electrical Power and Energy Systems, vol. 1, pp. 213-218, 2016. 5. M. S. F. Namdari, High-speed protection scheme based on initial current traveling wave for transmission lines employing mathematical morphology, IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 32, pp. 246-253, 2017. 6. T.-d. L. Protection, “SEL-T400L,” 2015. 7. J. Castruita. y. Ernesto Vázquez. M. Jorge, Nuevo algoritmo de protección de distancia basado en el reconocimiento de patrones de onda viajera, p. 124, 2004. 8. O. L. Chacón, Ernesto Vázquez, Héctor J. Altuve, Protección de onda viajera de líneas de transmisión, no. 1, 1978. 9. N. V. y. K. S. y. P. J. Carvalho, C. G. y Souza, Representation of transmission lines in modal domain using analytical transformation matrices, in 2010 IEEE-PES Transmission and Distribution Conference and Exposition: Latin America (T&D-LA), no. 1. IEEE, nov 2010, pp. 50-56. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 43 �Protección de onda viajera utilizando el segundo momento central / Karina Lizbeth Escobar Sánchez, et al. 10.Z. Q. Bo and Su Qianli. New approach of fault detection and fault phase selection based on initial current traveling waves, Department of Electrical Engineering, Tshinghua University, Beijing, 100084, China. 2002. 11.A. y. S. R. y. K. G. Sharma, R. y Sharma, Means Moments and Newton’s Inequalities, 2017. 12.C.i. Chien, Y.-c. Wang, K.-h. Chien, and H.-k. Chiou, A Low Power, Wide Bandwidth K-band Transformer Feedback Low Noise Ampli_er with CurrentReused Topology, proceedings of Asia-Paci_c Microwave Conference 2014, pp. 417-419, 2014. 13.S. R. AP Apostolov, D Tholomier, uperimposed components based sub-cycle protection of transmission lines, IEEE Transactions on Power Delivery, pp. 592-597, 2004. 44 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Detección de enfermedad causada por Fusarium oxysporum en jitomate cultivado en invernadero Marco Waldo Ángeles-TenaA, Daniel Robles-CamarilloA, Eric Simancas-AcevedoB Maestría en Tecnologías de Información y Comunicaciones, Universidad Politécnica de Pachuca (UPP), Carr- Pachuca Cd. Sahagún, Km 20, ExHacienda de Santa Bárbara, Zempoala, Hidalgo, México. B Coordinación de Ingeniería en Telemática, Universidad Politécnica de Pachuca (UPP), Carr- Pachuca Cd. Sahagún, Km 20, ExHacienda de Santa Bárbara, Zempoala, Hidalgo, México. waldoangeles@upp.edu.mx. A RESUMEN Uno de los principales problemas de los productores de jitomate (Solanum lycopersicum) en invernaderos es la detección de enfermedades a edad temprana en la planta, lo cual provoca pérdida de producción. La investigación se enfoca en el desarrollo de un sistema de detección en esa etapa de una enfermedad producida por el hongo (Fusarium oxysporum) en la planta del jitomate en invernaderos de Pachuca. El método consiste en tomar un termograma del tallo para determinar si la planta está sana. Para ello se conformó una base de datos de imágenes termográficas de los tallos, con resultados de identificación de plantas enfermas del 92.45% y de sanas del 94.41%. PALABRAS CLAVE Jitomate, invernadero, Fusarium oxysporum, termograma, tallo. ABSTRACT The detection of diseases at an early stage in the tomato (Solanum lycopersicum) into greenhouses is one of the main problems faced by tomato growers, causing a loss of production. This research focuses on the development of detection system at that stage, of an illness caused by the fungus (Fusarium oxysporum) in the tomato plant in Pachuca’s greenhouses. The method consist in taking a thermal image of the stem to determine if the plant is healthy. A data base with the thermal images of the stems was conformed, with results of identification of diseased plants of 92.45% and of healthy plants of 94.41%. KEYWORDS Tomato, greenhouse, Fusarium oxysporum, thermal images, stem. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 45 �Detección de enfermedad causada por Fusarium oxysporum en jitomate cultivado... / Marco Waldo Angeles Tena, et al. INTRODUCCIÓN Nuestro país es uno de los diez productores más grandes de jitomate en el mundo. El cultivo de jitomate de invernadero en Hidalgo y especialmente en los municipios de Pachuca, Mineral de la Reforma y Zempoala presenta un incremento de producción de 20% con respecto a la década anterior, alcanzando un rendimiento de 220 ton/ha/año,1 haciendo cada vez más rentable la producción del jitomate en condiciones de invernadero pero a la vez, más susceptible de ser atacado por plagas o enfermedades, por lo que se requiere de la detección temprana de enfermedades en la planta cultivada en invernaderos, debido a que la mayoría de las veces son identificadas cuando el producto se encuentra en edad madura, provocando la pérdida parcial o total de la producción.2 La investigación realizada se enfoca en el desarrollo de un sistema de detección temprana de la enfermedad más prevalente del jitomate en los invernaderos de los municipios estudiados; esta enfermedad es producida por el hongo (Fusarium oxysporum). Este hongo sobrevive en los restos del cultivo de una temporada a otra y posee estructuras de resistencia (somáticas y reproductivas) que le permiten perdurar en el suelo por 6 años. Es favorecido por temperaturas cálidas (20ºC) asociada a alta humedad relativa. El hongo penetra en la planta a nivel del suelo ya sea por el tallo o raíces superficiales, luego por los haces vasculares es trasladado a toda la planta.2 El desarrollo presentado requiere imágenes térmicas, la tecnología usada es una técnica no invasiva, sin contacto y no destructiva para la planta, es utilizada para determinar las condiciones térmicas y las características de cualquier objeto de interés, misma que ha sido utilizada por varios investigadores para detectar enfermedades en la industria de la horticultura y la agricultura.3,4 En esta investigación se realiza la detección temprana del hongo, procesando la imagen termográfica para encontrar en primera instancia en el tallo como región de interés (ROI) en la imagen y a partir de esto, poder extraer las características que determinen si la planta del jitomate está infectada, debido a que en el tallo es donde la enfermedad ataca y a partir de las imágenes térmicas del tallo se realiza el análisis de los niveles de temperatura (color) que presenta. Como resultado del análisis es posible determinar que los niveles de temperatura difieren cuando una planta se encuentra enferma o sana. Sí la planta se encuentra enferma se pueden detectar en el tallo alta temperatura (tonos rojos), lo que indica la falta humedad en la planta ya que al estar enferma no retiene líquidos y por lo tanto la temperatura en el tallo es mayor, en cambio las plantas que se encuentran sanas presentan niveles de temperatura homogéneos, sólo en sus extremos es donde presentan mayores temperaturas que se pueden observar de color rojo, denotando la presencia de humedad en el tallo, lo que indica que la temperatura en el interior del tallo no es elevada. La detección de temperatura se realiza por medio del sistema que analiza y reconoce las imágenes termográficas para poder identificar cuando una planta se encuentra afectada por el hongo, entonces se propone realizar el procesamiento de la imagen, en donde se tendrán que agrupar los niveles de temperatura (color) de las imágenes termográficas para clasificarlas y así poder determinar su condición. 46 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Detección de enfermedad causada por Fusarium oxysporum en jitomate cultivado... / Marco Waldo Angeles Tena, et al. DESARROLLO Durante esta investigación se utilizó el siguiente equipo, software y lugar para obtener las imágenes del cultivo del jitomate, los cuales fueron: a) Una cámara termográfica para la obtención de las imágenes, como se muestra en la siguiente figura 1. Fig. 1. Keysight Serie U5850 Cámara termográfica IR. b) Un invernadero de jitomates para la investigación del hongo Fusarium oxysporum. c) El Software para el análisis y desarrollo del sistema fue Matlab R2014a. RECOMENDACIÓN • La distancia para la toma de las fotografías con la cámara térmica al tallo de la planta del jitomate debe ser entre 0.10 m y 0.20 m para que los tonos de temperatura sean los adecuados, también hay que tomar en cuenta que la temperatura del invernadero este entre los 15°C y 30°C, con el fin de que no influya la temperatura externa. En la investigación se conformó una base de datos de imágenes termográficas de tallos de plantas del jitomate producidas en el invernadero ubicado en la localidad de La Higa, teniendo las siguientes características. Fig. 2. Diagrama de bloques del proceso realizado. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 47 �Detección de enfermedad causada por Fusarium oxysporum en jitomate cultivado... / Marco Waldo Angeles Tena, et al. De 196 imágenes termográficas de tallos; 143 corresponden a tallos de plantas sanas y 53 de plantas enfermas (esto de acuerdo al experto del invernadero donde se realiza la toma de las plantas); las cuales fueron tomadas en tiempos diferentes durante 4 meses, con el objetivo de dar seguimiento a su crecimiento y los cambios que pudieran presentarse durante su evolución. La metodología que se desarrollada para la investigación, se puede ver en el diagrama de bloques de la figura 2, el cual se describe posteriormente. Fig. 3. Imágenes del procesamiento aplicado a imágenes de una planta sana y una enferma y la determinación de la ROI. 48 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Detección de enfermedad causada por Fusarium oxysporum en jitomate cultivado... / Marco Waldo Angeles Tena, et al. Se realizaron tomas en diversas etapas del crecimiento de las plantas, para caracterizar el comportamiento térmico de la misma, posteriormente se procesó la imagen para filtrar los colores que no son rojos y así, obtener las ROI de la imagen, las cuales son las partes rojas correspondiente al nivel más alto de temperatura y la imagen se convierte a escala de grises, como se muestra en la figura 3. Después de tener sólo valores rojos positivos en la imagen se analizó que los valores de 50 a 255 contenían la ROI y se asignó el primer umbral, con el cual se mejoraron los resultados del análisis de las imágenes y se procedió a convertir la imagen en binaria para poderla procesar en el sistema, como se muestra en la figura 4. Fig. 4. Imagen binarizada de planta. Al aplicar el primer umbral, la imagen obtenida presentaba varios huecos en las ROI, por lo que se procedió a utilizar un filtrado medio que es una operación no lineal para el procesamiento de la imágenes para reducir el ruido de “sal y pimienta” y preservar los bordes posteriormente se realizan las operaciones morfológicas de dilatación y cierre las cuales “limpiaron” la imagen, para definir las diferentes áreas de interés que presentan en la imagen binaria figura 5. Fig. 5. Imagen de planta después de las operaciones morfológicas. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 49 �Detección de enfermedad causada por Fusarium oxysporum en jitomate cultivado... / Marco Waldo Angeles Tena, et al. Realizado este procesamiento, para algunas imágenes se encontró la existencia de otras áreas de la imagen de la planta que no necesariamente eran del tallo, si no que pertenecen a alguna hoja o fruto con temperaturas altas (deshidratadas) por lo que es necesario utilizar un segundo umbral el cual consistió en que si la ROI era menor a 4000 se procedía a eliminarlas. A continuación se delimitaron las áreas para poder realizar el procedimiento de eliminación de las áreas que no pertenecen al tallo esto mediante el marcando del perímetro de cada ROI y el marcando con rectángulos verdes las ROI, los cuales se les aplica el segundo umbral por medio de un porcentaje del área, el cual determina que áreas se cambiarán a recuadros rojos, para ser eliminados y así obtener solo la imagen binaria con el área exclusivamente del tallo, como se muestra en la siguiente figura 6. Fig. 6. Detección de las áreas que no representan la ROI (recuadros en rojos). Se pueden observar en esta figura las áreas largas marcadas en recuadros verdes que corresponden a nuestra ROI, mientras que las regiones enmarcadas de color rojo deben ser eliminadas para no producir errores en la toma de decisiones del clasificador. Después el anterior proceso se obtiene la ROI que se analizara por medio de un clasificador, para que de forma automática se determine si el tallo de la imagen está enfermo o sana (figura 7). Fig. 7. Imagen de la ROI (tallo) de una planta enferma. 50 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Detección de enfermedad causada por Fusarium oxysporum en jitomate cultivado... / Marco Waldo Angeles Tena, et al. La clasificación se realizó por medio de un modelo lineal ya que la separación obtenida de las ROI después del procesamiento de la imagen binarizada, en casi el 92.47% con los umbrales utilizados y da como resultado una o dos áreas de las cuales nos indicaban si estaban enfermas o sanas respectivamente, como se muestra en la gráfica de la figura 8. Fig. 8. Representación del clasificador lineal. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los resultados obtenidos en esta investigación, son que de las ROI de los tallos del jitomate ya binarizados, se puede detectar si la planta está enferma o sana, como ya se mencionó en el desarrollo, teniendo un mínimo porcentaje en donde a veces no se detecta si el tallo de la planta está enferma. A continuación, se muestra la gráfica del análisis de 20 plantas de acuerdo al número de ROI en la imagen, la muestra da un 100% de efectividad en el análisis de detección temprana de la enfermedad, en donde se detectaron las 3 plantas enfermas que estaban en la muestra de 20 plantas a analizar figura 9. Fig. 9. Con las ROI. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 51 �Detección de enfermedad causada por Fusarium oxysporum en jitomate cultivado... / Marco Waldo Angeles Tena, et al. En la figura 10 se muestra la matriz de confusión del sistema cuando se aplica a 196 imágenes procesadas por el método descrito, en la cual se puede observar el porcentaje de imágenes clasificadas correctamente como verdaderos positivos, verdaderos negativos, falsos positivos y falsos negativos. Fig. 10. Matriz de confusión del sistema aplicado a 196 imágenes. VP = cantidad de positivos que fueron clasificados correctamente como positivos VN = cantidad de negativos que fueron clasificados correctamente como negativos FN = cantidad de positivos que fueron clasificados incorrectamente como negativos FP = cantidad de negativos que fueron clasificados incorrectamente como positivos La tabla I muestra el porcentaje de efectividad del método para 196 imágenes procesadas. .Esta efectividad es similar a la obtenida por métodos similares para otras enfermedades en el jitomate.5 Tabla I. Porcentaje de efectividad del sistema. Para la detección y clasificación de las plantas del jitomate sanas y enfermas se utiliza un modelo lineal debido a las características de la forma de las imágenes térmicas obtenidas y por los umbrales calculados para las áreas de las imágenes finales binarizadas. En la figura 11-a, se muestra la imagen de una planta sana y en la figura 11-b la planta enferma, las cuales son las que se tratan en el sistema para que de forma automática las reconozca y clasifique. 52 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Detección de enfermedad causada por Fusarium oxysporum en jitomate cultivado... / Marco Waldo Angeles Tena, et al. a) Planta sana b) Planta enferma Fig. 11. Imagen de una planta finales. La etapa en la que se encuentra actualmente la investigación, es que el sistema detecte aproximadamente un 95% de forma automática aplicada a cualquier imagen termográfica del tallo de la planta de jitomate. CONCLUSIÓN El análisis que se realizó a las imágenes térmicas tomadas en los tallos de las plantas, ya sean enfermas como sanas, lo cual es fundamental ya que con los umbrales obtenidos, después de varias pruebas realizadas en el proceso de binarización y detección de las ROI para la eliminación de las áreas no deseadas. Los resultados de detección temprana de la enfermedad causada por el hongo Fusarium oxysporum en el cultivo del jitomate en invernadero muestran una efectividad del sistema del 94.41% para la plantas sanas, detectando 135 de 143 y el porcentaje de efectividad para la enfermas es del 92.45% detectando 49 de 53 muestras de tallos enfermos. La efectividad es satisfactoria y está en el mismo orden que la detección de otros tipos de enfermedades del jitomate determinada con métodos similares a los realizados en esta investigación. Este artículo fue presentado en el Simposio Iberoamericano Multidisciplinario de Ciencias e Ingenierías 2018, organizado por la Universidad Politécnica de Pachuca. REFERENCIAS 1. SIAP (Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera) (2016a). Anuario Estadístico de la Producción Agrícola [En línea], disponible en: http://www. siap.gob.mx/produce-39-toneladas-jitomate/ 2. SAGARPA. (2015). Manual de plagas y enfermedades en jitomate. CESAVEG, 1, 28, Principales enfermedades en jitomate: Damping off (Pythium spp., Rhizoctonia solani, Phytophthora sp, Fusarium sp): Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 53 �Detección de enfermedad causada por Fusarium oxysporum en jitomate cultivado... / Marco Waldo Angeles Tena, et al. 3. SAGARPA (Secretaria de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación) (2014). Atlas agroalimentario México. Principales productores de jitomate a nivel nacional [En línea], disponible en: http://www.siap.gob. mx/atlas2014/index.html. 4. FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations: Organizacion de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (2016). Estadísticas mundiales sobre la producción y comercialización de jitomate. [En línea], disponible en: http://faostat3.fao.org/browse/Q/QC/S. 5. Automatic Detection of Diseased Tomato Plants Using Thermal and Stereo Visible Light Images, Shan-e-Ahmed Raza , Gillian Prince, John P. Clarkson, Nasir M. Rajpoot, Published: April 10, 2015: https://doi.org/10.1371/journal. pone.0123262. 54 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Modelado experimental en tiempo continuo a partir de señales muestreadas Oswaldo Valdez Franco, Efraín Alcorta García, Miguel A. Platas, Rodolfo Castillo Martínez Depto. Electrónica y Automatización y Posgrado en Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Universidad Autónoma de Nuevo León ealcortag@gmail.com RESUMEN La práctica para la obtención de modelos matemáticos a partir de experimentos es conocida como identificación de sistemas. Tradicionalmente estas técnicas producen modelos en tiempo discreto. Solo en años recientes se han desarrollado algoritmos para obtener modelos en tiempo continuo a partir de señales muestreadas. En este trabajo se presenta un enfoque nuevo basado en representación de estado. Una ventaja del procedimiento propuesto es la claridad matemática y facilidad. El algoritmo propuesto es aplicado a una estación de laboratorio para el control de procesos Lab-Volt 3501-M2 para ejemplificar la propuesta y así mostrar los beneficios del procedimiento propuesto. PALABRAS CLAVE Modelo matématico, modelo discreto, identificación de sistemas, representación de estado. ABSTRACT The practice for obtaining mathematical models from experiments is know as systems identification. Traditionally these techniques produce models in discrete time. Only in recent years have algorithms been developed to obtain models in continuous time from sampled signals. In this paper a new approach, based on state representation is presented. One advantage of the proposed procedure is mathematical clarity and ease. The proposed algorithm is applied to a laboratory station for process control Lab-Volt 3501-M2 to exemplify the proposal and thus show the benefits of the proposed procedure. KEYWORDS Mathematical model, discret model, identification of systems, state representation. INTRODUCCIÓN El uso de modelos matemáticos de procesos es una práctica muy extendida en ingeniería. Modelos en forma de ecuaciones diferenciales o en diferencias, permiten mejorar la eficiencia de los procesos mediante diseños optimizados, desarrollo de simuladores, predictores, etc. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 55 �Modelado experimental en tiempo continuo a partir de señales muestreadas / Oswaldo Valdez Franco, et al. Dos caminos para obtener modelos matemáticos son el modelado y la identificación de sistemas. El modelado hace uso de las leyes constitutivas, balance de masas, de fuerza, de energía, etc. Esto permite determinar las ecuaciones que rigen el comportamiento del sistema. Observe que los parámetros obtenidos tienen significado físico, sin embargo, en ocasiones algunos parámetros no es fácil determinarlos por la dificultad de realizar algunas mediciones. La identificación de sistemas, en cambio, es un procedimiento experimental, el cual está bien fundamentado en la teoría de sistemas. Se tiene un conjunto de herramientas que permiten obtener, a partir de la información entrada-salida del sistema, un modelo que mejor ajusta a los datos. Los coeficientes que se obtienen, sin embargo, no necesariamente tienen un significado físico. Dando un paso en la búsqueda de modelos adecuados, se puede pensar en utilizar el modelado para construir la estructura que se requiere y ajustar el valor de los parámetros experimentalmente mediante identificación1. La identificación de sistemas tiene ya más de cuatro décadas de desarrollo, como se puede apreciar en los libros1-4. De la gran cantidad de variantes de métodos reportadas en la literatura especializada, se pueden distinguir los métodos de error de predicción, los de variable instrumental e identificación por subespacios. Estas técnicas determinan, a partir de la relación entrada-salida de un sistema, el modelo discreto que mejor ajuste los datos. Alternativamente se han publicado algunas propuestas de algoritmos que pueden obtener los coeficientes de un modelo en tiempo continuo a partir de muestras. Un resumen de estas propuestas se puede encontrar en el libro5. En general se utiliza representación entrada-salida y filtrado para obtener el resultado. Este trabajo propone el uso de un nuevo procedimiento, el cual está basado en la representación interna de sistemas, es decir, la representación en espacio de estado. Una ventaja del algoritmo propuesto en este trabajo es que el fundamento matemático es claro y sencillo. El algoritmo es aplicado a una estación de control de procesos para laboratorio de la marca Lab-Volt. Los resultados respaldan el procedimiento propuesto. PRELIMINARES En esta sección se presentan algunos resultados básicos que serán utilizados en la formulación del algoritmo propuesto. En este trabajo se consideran sistemas lineales invariantes en el tiempo de la forma siguiente: donde se tiene una entrada y una salida. (1) Principio de superposición Este principio establece de manera general que para todo sistema lineal la respuesta neta causada por dos o mas entradas es igual a la suma de las respuestas que son causadas por cada una de las entradas individualmente. De acuerdo a Leon Brillouin6, el principio de superposición fue establecido por Daniel Bernoulli en 1753. 56 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Modelado experimental en tiempo continuo a partir de señales muestreadas / Oswaldo Valdez Franco, et al. De forma más específica las propiedades: aditiva y de homogeneidad juntas son llamadas principio de superposición. • Propiedad aditiva. Sea un operador y dos elementos de su dominio. La propiedad aditiva establece que el operador operando sobre la suma de los dos elementos del dominio es igual a la suma de los operadores sobre cada uno de los elementos del dominio antes mencionado, es decir: (2) • Propiedad de homogeneidad. Al aplicar el operador F al producto de un elemento del dominio, por una constante, el resultado es la constante multiplicado por el operador aplicado sobre el elemento del dominio, es decir: (3) Forma canónica de observador Dado que la representación interna de sistemas no es única, se busca que esta se presente en un formato con un número mínimo de parámetros. De las diferentes posibilidades disponibles, se considera para este trabajo la llamada forma canónica de observador, la cual tiene la siguiente estructura: (4) Las cuales corresponden a: (5) y los coeficientes de las matrices en (4) corresponden a los de la función de transferencia asociada dada por: (6) Teorema. Considerar el sistema (1). Este puede ser transformado a la forma canónica (4)-(5) mediante un cambio de coordenadas si y solo si: (7) La transformación se puede obtener de la manera siguiente: donde: , (8) Y el sistema transformado se obtiene como: Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 57 �Modelado experimental en tiempo continuo a partir de señales muestreadas / Oswaldo Valdez Franco, et al. Modelo discreto equivalente Considerar el sistema (1), la solución de la ecuación diferencial puede de ser escrita como sigue: (9) suponer ahora que se tiene un tiempo discreto, haciendo , y suponiendo que el valor de la entrada permanece constante entre instantes de muestreo consecutivos, es decir, , para , donde representa el periodo de muestreo, (9) se puede reescribir como: (10) Haciendo , se obtiene: (11) Ahora, definiendo escrito como: , , el sistema (11) puede ser (12) Excitación persistente Este concepto representa una medida de la riqueza en componentes de frecuencia con magnitud significativa que tiene una señal. Es bien conocido1 que para poder identificar coeficientes correctamente se requiere, entre otras cosas, que la señal que se aplica a la entrada del sistema sea de excitación persistente de un orden determinado (dependiendo del número de parámetros a ser identificados). Entre mayor sea el número de parámetros a ser identificados en el sistema, se requiere que la señal de entrada contenga mayor cantidad de componentes de frecuencia, las cuales deben de estar distribuidas dentro del ancho de banda del sistema. PROCEDIMIENTO PROPUESTO Como fue mencionado en la introducción, en este trabajo se propone una manera novedosa de calcular los coeficientes de un sistema continuo representado en espacio de estado a partir de muestras. El punto de partida es el sistema (1). Lo primero que se requiere es transformar este sistema en la forma canónica de observador (2). Siguiendo el procedimiento para obtener la transformación se obtiene el sistema transformado. (13) 58 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Modelado experimental en tiempo continuo a partir de señales muestreadas / Oswaldo Valdez Franco, et al. Ahora se requiere seleccionar raíces , que estén en el semiplano izquierdo del plano complejo (si se desea seleccionar alguna raíz que sea compleja, esta deberá aparecer en pares conjugados). Con estas raíces se define el polinomio , y se define el vector Enseguida se requiere sumar y restar la cantidad de la ecuación (13) (14) La cual puede ser reacomodada como: (15) Note que el ultimo término de la ecuación (16) se utilizó el hecho de que . El siguiente paso consiste en utilizar el principio de superposición para obtener una representación basada en dos estados auxiliares y : (16) donde y la ecuacion de salida resulta: , con donde d e b e d e s at i s f a c e r l a re l ac i ón : (17) , con el subíndice de determina cual elemento del vector columna es distinto de cero, ver por ejemplo10. Note que el primer elemento corresponde a cero y el último a Una observación importante es que (16) no depende de ningún parámetro del sistema (1) y puede ser interpretado como un filtraje de las señales entrada-salida del sistema a ser identificado. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 59 �Modelado experimental en tiempo continuo a partir de señales muestreadas / Oswaldo Valdez Franco, et al. Lo anterior permite reescribir las ecuaciones del sistema (1) basado en las ecuaciones (16) y (18) como sigue: (18) Donde contiene la información de las señales del sistema y es llamado regresor; el vector contiene como elementos los parámetros del sistema los cuales quieren ser calculados. Debido a que las señales disponibles para llevar a cabo el proceso de y no están definidas en tiempo continuo, sino que, identificación, debido a la manera en la que han sido obtenidas, están representadas por muestras en los instantes de muestreo , es decir, se dispone solo de y de . Note que la ecuación de salida de (18) es válida para todo instante de tiempo, inclusive en los instantes : (19) Lo cual implica que se requiere solo los valores del regresor en los instantes de muestreo , lo cual se puede lograr mediante la versión discretizadas de los filtros: (20) (21) La descripción (20) de la dinámica de los regresores en tiempo discreto representa el elemento diferente del algoritmo propuesto. En trabajos previos se trabaja con la representación entrada-salida (función de transferencia y función de transferencia de pulsos)5. Esto que parece un cambio pequeño con respecto al procedimiento generalmente utilizado y que representa un poco más de esfuerzo inicial, al final el resultado es un desarrollo matemáticamente transparente y de aplicación directa, pues los filtros que se requieren ya se encuentran en el dominio del tiempo. Por otro lado, todo el desarrollo se realiza en el dominio del tiempo, sin recurrir a transformaciones de Laplace. Este enfoque permite incorporar también conocimiento previo sobre el sistema. El cálculo de los parámetros se realiza utilizando mínimos cuadrados. 60 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Modelado experimental en tiempo continuo a partir de señales muestreadas / Oswaldo Valdez Franco, et al. Considerar que se tienen N mediciones disponibles. Definir: (22) Con lo que los datos disponibles se pueden escribir, siguiendo (18) como: (23) de donde se puede obtener el vector de parámetros usando pseudo-inversa (mínimos cuadrados): (24) Como el regresor es obtenido de los filtros (20) y las condiciones iniciales de los filtros no son conocidas de antemano, estas se ponen en cero, es decir, y . Esto ocasiona un transitorio en la estimación de los estados auxiliares utilizados en el regresor que a su vez se traduce en errores en el cálculo de los parámetros. Para evitar ese error se requiere no utilizar los valores del transitorio para las señales de los estados auxiliares. Para esto es necesario quitar los primeros 50 valores de todas las señales involucradas en el cálculo de los parámetros. ESTACION PARA EL CONTROL DE PROCESOS LAB-VOLT 3501-M2 La estación de control de presión Lab-Volt 3501-M2 es un equipo de laboratorio para entrenamiento. Este se presenta en la figura 1. Fig. 1. Estación de control de procesos para el control de presión Lab-Volt 3501-M2. El equipo permite implementar diversas configuraciones de un proceso neumático; cuenta con un módulo de control, manómetros, válvulas reguladoras, depósitos de presión, convertidor de corriente a presión, válvula de control, válvula de escape, transmisores de presión, alimentación de 24VDC y 127VAC. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 61 �Modelado experimental en tiempo continuo a partir de señales muestreadas / Oswaldo Valdez Franco, et al. En la figura 2 se muestra la configuración utilizada en este trabajo: básicamente consiste en una conexión neumática de la válvula alimentadora PRR-1 con la válvula V-1 del depósito de presión 1, la cual es conectada a su vez al transmisor de presión TP. A la salida del depósito 1 se encuentra la válvula V-2, conectada neumáticamente conectada a las válvulas V-3 y V-4. También conectadas internamente a la válvula de escape de la estación. Fig. 2. Configuración utilizada en este trabajo. La descripción de la posición de las válvulas utilizadas es como sigue: Tabla. I. Valores de posición de las válvulas utilizadas. Válvula Ajuste PRR-1 40 psi V-1 1 vuelta V-2 1 vuelta V-3 ½ vuelta V-4 Cerrada Las conexiones eléctricas también se muestran en la figura 2. Ambos transmisores de presión se alimentan de 24VDC, y sus salidas de corriente son conectadas a un amplificador donde son transformadas en una señal de voltaje ganancia y con componente DC ajustable. MODELADO E IDENTIFICACIÓN DE LA ESTACIÓN LAB-VOLT 3501-M2 En esta sección se presenta primero la modelación teórica de la estación de laboratorio considerada. Enseguida se presenta la aplicación del procedimiento discutido anteriormente para la identificación de la estación considerada. 62 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Modelado experimental en tiempo continuo a partir de señales muestreadas / Oswaldo Valdez Franco, et al. MODELADO El proceso bajo consideración está representado esquemáticamente en la figura 3. Note que V-2 se desprecia debido a su cercanía con V-3 y su menor resistencia al flujo. Fig. 3. Esquemático del proceso considerado. El sistema consta de una sola entrada de flujo debido al diferencial de presión que será la medición que se toma con el transmisor de presión TP-1. Mientras tanto, el transmisor TP-2 registra la presión diferencial entre el depósito de presión y la válvula V-3. Se puede distinguir de manera inicial la existencia de dos elementos diferentes en este proceso: las válvulas, que se encargan de regular el flujo de aire a través de ellas, y el depósito o tanque, que debido a sus dimensiones almacena cierta cantidad de masa de aire lo cual retrasa los cambios en la presión diferencial. Para simplificar el modelado se distinguen tres conceptos: Resistencia, Capacitancia e Inertancia, los cuales han sido consultados en el libro 8. Resistencia. - La resistencia al flujo de la válvula tiene un comportamiento no lineal, pero puede linealizarse alrededor de un punto de operación. La resistencia que también se puede escribir como: R está dada por: Capacitancia. - Una capacitancia de flujo es la relación entre la masa del fluido almacenada y la presión diferencial resultante causada debido a esta masa. Específicamente, la capacitancia neumática C se define como la razón de cambio entre la masa del gas almacenado y el cambio en la presión del gas: . Considerando que , donde q es el flujo másico y despejando para . Podemos observar el equivalente a un circuito eléctrico como el mostrado en la figura 4. Fig. 4. Circuito eléctrico equivalente con una capacitancia y dos resistencias. Inertancia9.- Consideremos un fluido moviéndose a través de un tubo como en la figura 3. La presión diferencial de sus extremos resulta en una fuerza que acelera el fluido. Si el área transversal del tubo es A, la fuerza es . La masa para acelerar es , donde p es la densidad del fluido y es la longitud del tubo. De esta manera tenemos que: donde v(t) es la velocidad del fluido. Dado que el flujo se define como , tenemos: Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 63 �Modelado experimental en tiempo continuo a partir de señales muestreadas / Oswaldo Valdez Franco, et al. . Si agregamos este efecto a los conductos que conectan el tanque con las válvulas, obtendremos un sistema equivalente al circuito eléctrico mostrado en la figura 5. Fig. 5. Circuito eléctrico equivalente del sistema con una capacitancia, dos inductancias y dos válvulas. De acuerdo con la figura 3, y utilizando el concepto de capacitancia, la presión diferencial del tanque depende de la diferencia entre la masa que entra y sale del mismo, por lo que: (25) donde , y son la presión diferencial en el tanque, la masa de aire que entra y sale del tanque, respectivamente. A partir de ahora definimos el sistema a través de su representación en espacio de estados (1), de manera que, a partir de (25) tenemos: (26) donde Para completar la representación en espacio de estados, se requiere saber la razón de cambio de la masa que entra y sale del tanque, esto es el flujo del aire respectivamente. De la discusión previa se encuentra que el flujo del aire está determinado por la diferencia de presión y la resistencia al flujo de las válvulas en los extremos del tanque. Realizando un análisis por mallas, utilizando el circuito eléctrico equivalente de la figura 4, se obtiene: (27) Con estas consideraciones el sistema lineal obtenido resulta de segundo orden con una solo entrada y una sola salida. Realizando la misma metodología para el circuito equivalente de la figura 5, donde se considera la inertancia, ecuación (5) de los conductos, obtenemos el siguiente sistema representado en espacio de estados: (28) 64 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Modelado experimental en tiempo continuo a partir de señales muestreadas / Oswaldo Valdez Franco, et al. Donde (28) representa un sistema de cuarto orden de una sola entrada y una sola salida. Note que los coeficientes son variantes en el tiempo y dependientes del punto de operación. Identificación. Los datos utilizados fueron adquiridos mediante el uso de un convertidor corriente-voltaje y un equipo myRIO-1900 de National Instruments. Las señales muestreadas están tomadas en una escala equivalente 0-80 psi a 0-10 volts para ambos transmisores. Se repitió el experimento cinco veces para tener una mayor opción de datos para la identificación y validación. Los datos fueron procesadas para eliminar el ligero offset que no se pudo eliminar por completo con el convertidor. Las señales usadas fueron filtradas para comparar los resultados de la identificación con las señales originales, en la figura 6 se muestran ambos grupos de señales. a) b) Fig. 6. Señales entrada-salida: a) sin filtrar, b) filtradas. Los valores del filtro utilizado fueron seleccionados basados en el análisis espectral de la señal de entrada Debido a los resultados de la señal filtrada, se decide usar un filtro con una frecuencia natural de 5 rad/seg. y un factor de amortiguamiento de 0.5. Se siguió el procedimiento propuesto y descrito anteriormente. Se buscaron modelos de orden 2 y 4 (en concordancia con el análisis realizado en la subsección anterior). Para los modelos calculados se les aplicó la señal de entrada dedicada para validación y se comparó con las salidas medidas. Las gráficas pueden ser apreciadas en la figura 7. Las variantes consideradas corresponden a diferentes conjuntos de valores propios de la matriz F de los regresores. Los resultados son resumidos en la tabla II. El modelo que mejor responde, (f), está dado por: (29) Note que debido al procedimiento utilizado el modelo obtenido esta en la forma canónica de observador descrita previamente. Esto reduce el número de parámetros que se requiere estimar y hace que corresponda al número de parámetros que se determinan usando enfoques entrada-salida5. Observe que en un esfuerzo por relacionar el modelo (27) con el modelo calculado (29) se puede utilizar la transformación T del teorema en sentido inverso para encontrar o tratar de encontrar los valores de los parámetros físicos correspondientes. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 65 �Modelado experimental en tiempo continuo a partir de señales muestreadas / Oswaldo Valdez Franco, et al. Fig. 7. Comparación de la respuesta de los modelos identificados de segundo orden. Tabla. II. Resumen de resultados para los modelos obtenidos. Características del Modelo de segundo orden (a) Señal sin filtrar (b) Señal filtrada Valores propios del regresor % de error {-3, -4} 4.51 {-3, -4} 5.45 (c) Señal sin filtrar {-0.3, -0.4} 3.07 (d) Señal filtrada {-0.3, -0.4} 3.03 (e) Señal sin filtrar {-1, -2} 4.01 (f) Señal filtrada {-1, -2} 2.98 Note, sin embargo, que la relación entre parámetros físicos y los parámetros calculados (llamados frecuentemente parámetros matemáticos) pudiera ser nolineal. En tales casos, es necesario la solución numérica de ecuaciones no lineales para obtener los parámetros físicos del modelo del sistema. 66 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Modelado experimental en tiempo continuo a partir de señales muestreadas / Oswaldo Valdez Franco, et al. Los resultado de la aplicación del modelo determinado de orden dos, descrito por la ecuación (29), es verificado utilizando una medición distinta de la que se utilizo para hacer el cálculo de los parámetros, es decir, hay un conjunto de mediciones entrada-salida del sistema las cuales han sido usadas para la identificación (determinación experimental del modelo (29)) y hay otro conjunto de mediciones del mismo sistema que se utilizan para validar el modelo encontrado. Para la estructura de cuarto orden los resultados se pueden apreciar en la figura 8. Fig. 8. Comparación de la respuesta de los modelos identificados de cuarto orden. El correspondiente modelo de cuarto orden resultante es: Se obtuvieron dos modelos (con algunas variantes cada uno), uno de segundo orden y otro de cuarto orden con la finalidad de corresponder con la estructura obtenida del procedimiento de modelado presentado previamente. Se incluyeron 7 decimales para cada parámetro calculado, sin embargo, habrá que revisar la sensibilidad des coeficientes ante errores de truncamiento. (30) Tabla. III. Resumen de resultados para los modelos obtenidos de orden cuatro. Características del Modelo de cuarto orden Valores propios del regresor % de error (a) Señal sin filtrar {-1, -2} 3.21 (b) Señal filtrada {-1, -2} 2.76 CONCLUSIONES Lograr un modelo útil mediante identificación depende directamente de la función que se le dará al modelo estimado, esto es, la precisión que requiere de acuerdo con el uso que se le dará. En este trabajo se trató de obtener un modelo estimado que pudiera acercarse al comportamiento real entrada-salida del sistema, que pudiera ser útil para aplicaciones de simulación y control. El resultado obtenido tiene errores relativos, (alrededor del 3%) lo cual se considera un resultado exitoso. De las cuestiones a tomar en cuenta, primero consideremos el orden del sistema estimado. Aunque el sistema de cuarto orden obtuvo el mejor resultado, la diferencia con los mejores sistemas estimados de segundo orden Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 67 �Modelado experimental en tiempo continuo a partir de señales muestreadas / Oswaldo Valdez Franco, et al. es de menos del 0.3%. El algoritmo y el trabajo extra para obtener y manejar un sistema de cuarto orden podría no justificarse, dado que el modelo obtenido de segundo orden alcanzó una precisión bastante aceptable, (por ejemplo para realizar control). Considerando que la obtención del modelo pudiera tener como objetivo desarrollar un compensador o controlador que permita modificar el comportamiento del sistema a uno con características deseadas, entonces un sistema de menor orden facilitará el análisis y diseño de tales controladores. REFERENCIAS 1. L. Ljung, System Identification. Theory for the user, Prentice Hall, 1999. 2. T. Söderström, P. Stoica, System Identification, Prentice Hall, 1989. 3. K. J. Keesman, An introduction to system identification, Springer, 2011. 4. R. Isermann, M. Münchhof, Identification of dynamic systems, an introduction with applications, Springer 2011. 5. H. Garnier, L. Wang, Identification of Continuous-time Models from Sampled Data, Springer, 2008. 6. L. Brillouin, Wave propagation in periodic structures: Electric filters and crystal lattices, McGraw Hill, New York, 1946. p. 2. 7. K. Ogata, Sistemas de control en tiempo discreto, Prentice Hall.1996. 8. R. S. Esfandiari and H. V. Vu, Dynamic systems: modeling and analysis. McGraw-Hill. 1997 9. Ljung, L., y Glad, T., Modeling of dynamic systems. PTR Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ. 1994. 10.G. Kreisselmeier, Adaptive Observers with Exponential Rate of Convergence, IEEE Transactions on Automatic Control, Vol. AC-22, no. 1. February 1977. 68 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 69 �Colaboradores Alcorta García, Efraín Ingeniero en Electrónica y Comunicaciones y Maestro en Ciencias en Ingeniería Eléctrica por la Universidad Autónoma de Nuevo León, (UANL), en 1989 y 1992, respectivamente. Dr.-Ing. en Ingeniería Eléctrica de la Universidad Gerhard Mercator de Duisburg, Alemania, en 1999. Desde ese año ocupa una posición de enseñanza e investigación en la UANL. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores, nivel I. Angeles Tena, Marco Waldo Ingeniero en sistemas computacionales por el Instituto Tecnológico de Pachuca. Actualmente es estudiante del último año de la Maestría en Tecnologías de Información y Comunicaciones en la Universidad Politécnica de Pachuca. Avilés Álvarez, Jesús Alberto Ingeniero Ambiental del Tecnológico de Estudios Superiores del Estado de México, 2014. En 2015 ingresó a la Maestría en Ingeniería Energética de la Universidad Autónoma de la Ciudad de México. Campos Mercado, Eduardo Ingeniero Electromecánico por el Instituto Tecnológico de Zacatepec (ITZ) en 2008, Maestro en Ciencias con especialidad en control automático, por el Centro de Investigación y Estudios avanzados del IPN (CINVESTAV), en 2010, Doctor en Ciencias con especialidad en control automático, por el Centro de Investigación y Estudios avanzados del IPN (CINVESTAV), en 2014 y al mismo tiempo recibió el grado de Doctor en Ciencias con especialidad en sistemas autónomos y microelectrónicas, por el Laboratorio de Informática, Robótica y 70 Microelectrónica de Montpellier (LIRMM), Montpellier, Francia. Escobar Sánchez, Karina Lizbeth Ingeniera Electricista por el Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, México, en 2014. Maestra en Ingeniería Eléctrica con especialidad en protección de los Sistemas Eléctricos de Potencia, en 2018. García Salazar, Octavio Licenciatura en Ingeniería Electrónica por el Instituto Tecnológico de La Laguna, Coahuila, 1995; Maestría en Ciencias en Ingeniería Eléctrica por el Instituto Tecnológico de La Laguna, Coahuila, 2003; Doctor en Ciencias en Control de Sistemas por la Universidad de Tecnología de Compiegne, Francia. 2009. Postdoctorado en el Laboratorio Franco-Mexicano de Informática y Automática, CNRS-CINVESTAV México 2011. Garza Rivera, Rogelio G. Es Ingeniero Mecánico Electricista y Maestro en Enseñanza de las Ciencias por la Universidad Autónoma de Nuevo León. Es profesor de tiempo completo con 45 años de antigüedad en la UANL, donde actualmente ocupa el puesto de Rector, y además se desempeñó como Secretario General, Director del Centro de Innovación, Investigación y Desarrollo en Ingeniería y Tecnología de la Universidad y Director de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. Morones Ibarra, José Rubén Licenciado en Ciencias Físico-Matemáticas por la UANL. Doctorado en Física en el área de Física Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �Colaboradores Nuclear Teórica en la University of South Carolina, USA. Actualmente es catedrático de la FCFMUANL. Miembro del SNI nivel I. Reyna Gómez, Alfredo Ingeniero Industrial y Maestro en Ciencias en Energía Eólica en la Universidad del Istmo. Segundo Ramírez, Juan Maestro en Ciencias por el Cinvestav Guadalajara, Zapopan, México, en 2004, y el Doctorado por la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Michoacán, México, en 2010. Desde ese año ha estado en la universidad Autónoma de San Luis Potosí, San Luis Potosí, México. Robles Camarillo, Daniel Doctor en Comunicaciones y Electrónica y Maestro en Ciencias de Ingeniería en Microelectrónica de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Culhuacán del Instituto Politécnico Nacional. Actualmente es profesor en la Dirección de Innovación, Investigación y Posgrado de la Universidad Politécnica de Pachuca. Simancas Acevedo, Eric Doctor en comunicaciones y electrónica, por la Sección de Estudios de Posgrado e Investigación (SEPI-ESIME Culhuacan) del Instituto Politécnico Nacional (IPN) en el 2015. Actualmente es Profesor Investigador Titular de la Universidad Politécnica de Pachuca en carreras de Ingeniería y Posgrado. Rodríguez Solano, Benjayil Ingeniero Mecánico por la Universidad Veracruzana en 2015. En 2017 ingresó a la Maestría en Ciencias en Energía Eólica de la Universidad del Istmo, formando parte del proyecto P-20 del programa de graduados del Centro Mexicano de Innovación en Energía Eólica (CEMIE-Eólico). Vázquez Martínez, Ernesto Se graduó de Ingeniero en Electrónica y Comunicaciones en 1988, y obtuvo su Maestría y Doctorado en Ingeniería Eléctrica en 1991 y 1994 respectivamente, en la Universidad Autónoma de Nuevo León, México. Actualmente es nivel I en el Sistema Nacional de Investigadores. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 71 �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 para su validación. No se aceptan protocolos de 72 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@uanl.mx 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@uanl.mx Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 �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 abstenerse de incluir información que hayan obtenido mediante comunicación privada que no se localice en publicaciones. Los autores deben abstenerse de incluir información que hayan obtenido de manera confidencial sin el permiso explícito correspondiente. Los autores deben abstenerse de incluir información obtenida en el proceso de servicios confidenciales, tales como documentación para concursos o solicitudes de becas. Los autores deben abstenerse de citar publicaciones que no se relacionen o que sólo se relacionen remotamente con la materia. 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. Revisores 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 manifestar al editor cualquier conflicto de intereses que detecten. Los revisores deben considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. Los revisores deben abstenerse de expresar críticas personales. 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 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 autores deben incluir a los coautores fallecidos que cumplan con el criterio de coautoría, asentando la fecha de su muerte. Los revisores deben abstenerse de utilizar o difundir información, argumentos o interpretaciones no publicadas contenidas en un manuscrito bajo consideración, Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 73 �Código de ética 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. 74 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. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2018, Vol. XXI, No. 81 ��� 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 2018 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 21 Número Número de la revista 81 Mes de publicación Mes cuando se publicó Octubre-Diciembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Trimestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1751916&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías, 2018, Año 21, No 81, Octubre-Diciembre Creator An entity primarily responsible for making the resource González Treviño, José Antonio, Director Subject The topic of the resource Ciencia Tecnología Ingeniería Investigación Publicaciones periódicas Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Contributor An entity responsible for making contributions to the resource 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 01/10/2018 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 2020943 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 Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Invernadero Modelo matemático Sistema de orientación Teorema de Liouville Termograma https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/20869/Ingenierias_2018_Ano_21_No_80_Julio-Septiembre.pdf f4f5e8c8eb7fd7f9cec7f10c82bc154c PDF Text Text ��Contenido 80 Julio-Septiembre de 2018, Año XXI, No. 80 3 Editorial: La identidad del profesor universitario Mónica Zambrano Garza 6 Caracterización del túnel de viento subsónico de ECITEC-UABC Oscar Adrián Morales Contreras, Antonio Gómez Roa, Juan Antonio Paz González, José Navarro Torres, Juan Gabriel Barbosa Saldaña 21 Celdas solares tipo en el medio ambiente perovskita y su estabilidad Diana Fabiola García Gutiérrez, Diego González Quijano, Domingo Ixcóatl García Gutiérrez, Eduardo Sánchez Cervantes 36 Enhancing the capability-to-affordability ratio of a manufacturing process: The didactic case of a 3D printer Mauricio Cabrera-Ríos, Kevin Huang, Wilfredo Nieves, Camille Marrero, Michael Ortiz, Juan Carlos Orengo, Clara E. Isaza 45 Estimación de fallas a partir de un residuo Juan Carlos Ruiz García, Efraín Alcorta García, Rodolfo Castillo Martínez 56 El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Primera parte J. Rubén Morones Ibarra 70 Colaboradores 71 Acuse de recibo 72 Información para colaboradores 73 Código de ética Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Año XXI, No. 80 1 �DIRECTORIO Ingenierías, Año XXI N° 80, julioseptiembre 2018. 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. 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Impreso en México Todos los derechos reservados © Copyright 2018 revistaingenierias@uanl.mx UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN Mtro. Rogelio G. Garza Rivera Rector M.A. Carmen del Rosario de la Fuente García Secretario General Dr. Santos Guzmán López Secretario Académico Dr. Celso José Garza Acuña Secretario de Extensión y Cultura Lic. Antonio Ramos Revillas Director de Editorial Universitaria FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA Dr. Jaime A. Castillo Elizondo Director Dr. Juan Antonio Aguilar Garib Editor responsable M.C. Cyntia Ocañas Galván M.C. Jesús G. Puente Córdova Redacción Gregoria Torres Garay Tipografía y formación M.A. José Luis Martínez Mendoza Diseño 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. 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Ríos Mercado, FIME-UANL / Dr. Juan Ángel Rodríguez Liñán, FIME-UANL. 2 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Año XXI, No. 80 �Editorial: La identidad del profesor universitario Mónica Zambrano Garza Profesora de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL monica.zambranog@uanl.mx Convencida de que ser profesor universitario es una profesión privilegiada y habiendo transitado en diversas arenas de la vida profesional, en convivencia con quienes tienen más experiencia que yo, la mía me permite opinar sobre el valor, en toda su extensión, del profesor. Partiré de un escenario sostenido de algunos planteamientos: el Maestro José Vasconcelos, intelectual mexicano quien fuera Secretario de Educación Pública de 1921 a 1924, impulsó una de las más grandes Reformas Educativas y Culturales de nuestro país y que permeó en países de América Latina con su idea de “Hacer de la escuela una casa del pueblo y del maestro un líder de la comunidad”; el poeta español, Dionisio Ridruejo escribió en 1955 sobre Ortega y Gasset, filósofo español de gran influencia conocido por sus frases agudas, “Tenemos por maestro a quien ha remediado nuestra ignorancia con su saber, a quien ha formado nuestro gusto o despertado nuestro juicio, a quien nos ha introducido en nuestra propia vida intelectual, a quien –en suma- debemos todo, parte o algo de nuestra formación y de nuestra información; a quien ha sido mayor que nosotros y ha hecho de su superioridad, ejemplaridad; a alguien de quien nos hemos nutrido y sin cuyo alimento y operación no seríamos quien somos…”; Bell Hooks, escritora, profesora universitaria y activista social americana, define en su libro “Enseñando a Transgredir”, que la educación es una práctica de la libertad, y que por influencia de grandes profesores en sus años de escuela, prosiguió en la docencia convencida que podía influir en sus estudiantes a transgredir las fronteras de las diferencias (de raza y género básicamente), para generar en sus aulas un ambiente en el que cualquiera pudiera aprender; John E. Masefield, laureado poeta inglés escribió en 1965 que “hay pocas cosas terrenas más hermosas que la universidad: un lugar donde los que odian la ignorancia pueden luchar por el conocimiento, y donde quienes perciben la verdad, pueden luchar para que otros la vean”. La historia ha demostrado que el escenario de hoy es distinto, porque el profesor se ha visto obligado a evolucionar necesariamente con los cambios de contexto, porque la realidad social, política y económica, en la que se desarrolla la función del profesor universitario, así como la cultura misma de las instituciones de educación, determinan la construcción de una identidad académica distinta en la actualidad que la que nosotros recordamos de hace años. En términos de Zabalza, investigador español y especialista en docencia universitaria, en los tiempos posmodernos la gestión predomina sobre la sabiduría y la rapidez sobre la quietud, por lo que no es un buen tiempo para los docentes universitarios, como lo describía Ridruejo. El entorno universitario ha cambiado al mismo tiempo que lo ha hecho el mundo. Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Año XXI, No. 80 3 �La identidad del profesor universitario / Mónica Zambrano Garza El profesor pasó a ser un burócrata, en mucho obligado por las circunstancias; en nuestro país, por ejemplo, se considera que un profesor universitario de tiempo completo debe cumplir con cuatro funciones, de manera equilibrada, docencia, dirección individualizada y tutoría, generación de conocimiento y gestión. En la práctica hay acentuación y es de esperar que sea hacia alguna de las tres primeras. El asunto es que por diversas razones, la última está tomando peso por la necesidad, de origen a veces incierto, no sólo en México, que ha provocado que los docentes pasen más tiempo llenando formularios, preparando evidencias, acatando auditorías con sus respectivas juntas, en oposición a estar dedicados a la preparación de sus clases y atender las necesidades de sus estudiantes en aras de poder mejorar sus circunstancias. Con tantas actividades a las que se les da la misma importancia, la sociedad no reconoce más la labor del profesor como figura de respeto o autoridad, como era la idea de Vasconcelos, quizá porque este no es capaz de administrar eficientemente y de manera equilibrada sus funciones. La situación es apremiante, merece una atención cuidadosa y una reflexión que debe cubrir estrictamente el área académica, pero difícilmente es un tema que quiera ser discutido o atendido, no sólo por los propios profesores, sino incluso por las autoridades de las instituciones o más allá, la sociedad misma. Si bien en el discurso las instituciones pugnan por mejorar la función docente, la realidad dista de ser tal. Es una paradoja tras la ilusión de la revisión y auditoría aludidas en párrafos anteriores. La idea de consignar papeles y documentos para evaluaciones y certificaciones, da la sensación de que las cosas se están gestionando mejor, cuando no son esos los resultados propiamente, porque si bien los profesores están más involucrados en labores administrativas y de gestión, en la realidad, no siempre preparan mejor las clases o añaden mayor valor a su función docente. Este panorama dibuja un problema mayor, pues pareciera que surge entonces un mercado laboral de inequitativas proporciones, donde algunos de los profesores para hallarse en oportunidad de hacer carrera en la institución donde laboran, obligaría inevitablemente involucrarse aún más en actividades de gestión y administrativas, y esto deviene en una crisis que obliga al profesor a disminuir las horas de atención al estudiante, o disminuir las horas de descanso y esparcimiento, e incluso de tiempo con la familia, lo cual es vital para el bienestar de cualquier trabajador. Pareciera entonces que se descuida la atención del estudiante, aunque en el papel está considerado en todo lo que se planea y hace, es para quien el profesor pareciera que no tiene tiempo de atender fuera del aula. Necesitamos replantear un panorama favorable para el aprendizaje significativo del estudiante, donde el profesor tenga una carga que favorezca el cumplimiento de sus funciones. Retomando las funciones de docencia, tutoría, generación de conocimiento y gestión, ya hemos identificado al profesor cuya identidad es la de gestor, quedan entonces la de docencia y la de generación de conocimiento, asociado a la investigación. La tutoría de algún modo pertenece a ambas. Por el momento, pareciera existir un desequilibrio entre las diversas dimensiones de la identidad del profesor universitario, en especial entre docencia e investigación. Los procesos formativos existen para mejorar competencias, y comúnmente los profesores universitarios, tienen incentivos para prepararse mejor para la investigación 4 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Año XXI, No. 80 �La identidad del profesor universitario / Mónica Zambrano Garza y no para la docencia, si bien algunas instituciones impulsan el desarrollo de competencias y habilidades didácticas entre sus profesores, los incentivos van mayormente sobre la producción académica y no la docencia. Se otorga en general mayor importancia a la investigación y divulgación científico-académica, que a la docencia. Esto significa que un profesor universitario con una carrera investigadora, puede ser acreedor a mayor reconocimiento, prestigio profesional e incluso estímulos económicos adicionales, en comparación con aquel que ha realizado una labor docente de calidad. Lo que significa una mayor motivación para el profesor por aumentar su experiencia investigadora, y no por afrontar la carga docente y los asuntos y necesidades de los estudiantes. El valor desigual que se otorga a la docencia y a la investigación crea un desequilibrio en la identidad del profesor que puede tener consecuencias en la calidad de la enseñanza. Es impostergable la delimitación de la identidad del profesor universitario, pero es una labor personal de cada uno. Primero debemos volver al estudiante al centro del modelo educativo, establecer las condiciones para que el profesor universitario calificado sea aquel que posea, no sólo los conocimientos sobre una disciplina concreta y habilidades de interacción con los estudiantes, sino que además, desarrolle competencias pedagógicas, que como en cualquier otra profesión, solo pueden conseguirse a través de procesos de formación especializados; además, es necesario replantear el sistema de incentivos a fin de que los profesores universitarios tengan la libertad de poder dedicarse a la investigación o a la docencia con igualdad de oportunidades, reconocimiento y remuneración. Porque se necesitan profesores universitarios que se dediquen a la atención de los estudiantes y sus necesidades, no se puede tener solo profesoresinvestigadores, porque estaríamos descuidando al estudiante. Para el profesor universitario, es necesario administrar adecuadamente sus tiempos y atender las directrices institucionales, pero los criterios de éxito en su carrera a largo plazo, nada tienen que ver con las minucias del trabajo administrativo diario; sino que tiene más que ver con guiar a los estudiantes y contribuir en su formación integral, y para ello debe mantenerse actualizado en las últimas investigaciones, las tendencias y entonces lograr desarrollar una línea de investigación derivada de su función docente, no una investigación que le distraiga de esta, de manera que facilite la administración del tiempo entre sus diferentes cargos, sin que se vea obligado o presionado por incentivos económicos para ponderar cuánto dedica a cada uno de ellos. Los profesores universitarios tenemos una identidad, y cada profesor tiene una particular, eso hace a nuestra profesión inmensamente rica, con ella incluso podemos transformar las vidas de nuestros estudiantes de distintas maneras. Si bien es cierto que estamos obligados a cumplir equilibradamente con las múltiples funciones que esta conlleva y a organizar nuestra propia vida en torno a ellas, lo más importante es que el profesor sea fiel a sí mismo, de esta manera, cualquiera que sea la forma de organizarse, conformará su filosofía, y esta no será producto de la imitación o de presiones externas, sino que reflejará su propia manera de pensar haciéndolo congruente a través de su ejemplo. No hay recetas infalibles que funcionen, pero si nos desempeñamos con pasión y amor a nuestra función, en concordancia y respeto con nosotros mismos, lograremos delinear eficientemente nuestra identidad. Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Año XXI, No. 80 5 �Caracterización del túnel de viento subsónico de ECITECUABC Oscar Adrián Morales Contreras, Antonio Gómez Roa, Juan Antonio Paz González, José Navarro Torres, Juan Gabriel Barbosa Saldaña ECITEC-Valle de las Palmas de la Universidad Autónoma de Baja California ESIME-Zacatenco del Instituto Politécnico Nacional efrain.alcortagr@uanl.edu.mx RESUMEN En este trabajo se realiza la caracterización de la zona de pruebas del túnel de viento subsónico de ECITEC. Para determinar la cantidad de puntos utilizados en la obtención de la velocidad promedio en la zona de pruebas se utiliza la guía dada por Wang, además se determinan los perfiles de velocidad para los ejes “y” y “z”. Los resultados indican que se tiene flujo en un rango de Reynolds entre 230000 y 44000, y los perfiles comprueban el comportamiento turbulento del flujo, con una intensidad de turbulencia del 5%. PALABRAS CLAVE Túnel de viento, Tubo pitot, Velocidad promedio, Perfil de velocidad, Incertidumbre. ABSTRACT In this work the characterization of the test area of the subsonic wind tunnel of ECITEC is carried out. To determine the number of points used to obtain the average velocity in the test zone, the guide given by Wang is used, and the speed profiles for the “y” and “z” axes are determined. The results indicate that there is flow in a Reynolds range between 230000 and 44000, and the profiles verify the turbulent behavior of the flow, with a turbulence intensity of 5%. KEYWORDS Wind tunnel, Pitot tube, Average speed, Speed profile, Uncertainty. INTRODUCCIÓN En 1742, Benjamin Robins determinó el arrastre de las esferas de un mosquete midiendo las velocidades de las mismas disparadas sobre diferentes rangos con una carga fija de pólvora. Cuatro años más tarde, en 1746, reportó sus experimentos con el aparato armado giratorio mostrado en la figura 1, en el que un peso giraba un tambor que llevaba el objeto de prueba sobre un brazo largo. El arrastre fue determinado por el peso, mientras que la velocidad del objeto de prueba, se midió sincronizando un número de revoluciones del brazo. Esto le dio datos de arrastre más precisos, para una gama de formas, pero sólo en flujo de baja velocidad.1 El concepto de brazo giratorio fue retomado por Sir George 6 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Caracterización del túnel de viento subsónico de ECITEC-UABC / Oscar Adrián Morales Contreras, et al. Cayley, quien en 1804 lo utilizó para medir la fuerza de elevación sobre una placa cuadrada en ángulos de incidencia entre 3° y 18°, como se muestra en la figura 2. Utilizando estos datos, diseñó, construyó y voló con éxito un modelo de planeador (mostrado en la figura 3) que se cree, ha sido el primer vehículo de vuelo en la historia.2 En el siglo XIX varios otros investigadores utilizaron el brazo giratorio, uno de los más notables fue Otto Lilienthal, quien entre 1866 y 1889 construyó varios de ellos de diferentes tamaños y midió las características de la sustentación y el arrastre, de una gran variedad de modelos aerodinámicos, Lilienthal utilizó estos modelos en el diseño de los planeadores, en los cuales realizó más de 2500 vuelos entre 1891, y su vuelo final fatal, en 1896. En 1895 publicó las tablas derivadas de sus mediciones y éstas fueron republicadas en los E.U.A. en 1897. 3 Fig. 1. Instrumento de medicion de Benjamin Robins. Fig. 2. Instrumento de medición de Sir George Cayley. Fig. 3. Planeador de Sir George Cayley. Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 7 �Caracterización del túnel de viento subsónico de ECITEC-UABC / Oscar Adrián Morales Contreras, et al. Los hermanos Wright habían diseñado su primer planeador usando las tablas de Lilienthal de fuerza normal y axial. Cuando lo llevaron a Carolina del Norte en septiembre de 1900, tuvieron un éxito limitado, pero encontraron que la sustentación era más baja de lo que se esperaba, por lo que en el otoño de 1901 construyeron un túnel de viento similar al de Wenham, con una sección de prueba de 16 x16 pulgadas de sección transversal y un ventilador de dos paletas accionado por un motor de gasolina, mostrado en la siguiente figura. Fig. 4. Túnel de viento de los hermanos Wright. Los hermanos Wright midieron el levantamiento y arrastre de 200 modelos diferentes de perfiles alares, utilizando una balanza simple de su propio diseño, que dio resultados precisos y repetibles. Su planeador de 1902, diseñado sobre la base de sus resultados del túnel de viento, tenía casi dos veces la envergadura que el diseñado anterior y tenía controles de vuelo. Habían establecido una base sólida para los primeros vuelos controlados, logro que no hubiera sido posible sin las pruebas realizadas en su túnel de viento.3 A comienzos del siglo XX, Gustav Eiffel inició una investigación midiendo las fuerzas aerodinámicas de los objetos que caían desde la segunda plataforma de la Torre Eiffel, a 377 pies sobre el nivel del suelo. Posteriormente en 1909 inicio la construcción de un túnel de viento a la sombra de la Torre Eiffel. Su sección de prueba tenía 1.5 m de diámetro, y su ventilador fue accionado por un motor eléctrico que también alimentaba a la torre. En 1912 construyó un túnel de viento más grande que se muestra en la figura 5, de el cual diseñó y patentó la entrada acampanada y el difusor, lo que permitió que la presión en la sección de prueba fuera inferior a la presión en el hangar. Los experimentos de Eiffel llevaron a una serie de avances significativos, pues fue pionero en realizar pruebas con modelos de aviones completos, y demostró por primera vez, la fuerte caída en el coeficiente de arrastre de una esfera con número de Reynolds, por encima de 300000.3 En 1907 Ludwig Prandtl solicitó a la Sociedad Alemana para el Estudio del Dirigible que financiara la construcción de un túnel de viento, con un costo de 20000 marcos. El diseño consistía de un circuito cerrado de forma rectangular, el cual contaba con enderezadores de flujo y un panal aguas abajo del ventilador, 8 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Caracterización del túnel de viento subsónico de ECITEC-UABC / Oscar Adrián Morales Contreras, et al. Fig. 5. Túnel de viento diseñado por Eiffel. además de cascadas de alabes giratorios en cada esquina. Sin embargo, debido a que casi todo el circuito tenía la misma sección transversal, la velocidad de flujo era la misma y por lo tanto, la calidad del flujo no era buena. El túnel fue construido en 1908, y en 1909 comenzó el trabajo práctico en la aerodinámica de los dirigibles. El túnel de viento encarnó por primera vez muchas características que se han convertido en estándar, en la mayoría de los túneles construidos desde entonces, de hecho, en los años que siguieron, estos tendieron a clasificarse como el diseño de Eiffel o de Götting.4 Después de revisar los inicios y motivaciones de la construcción de los primeros túneles de viento, a continuación se muestra una lista realizada por Googrich5 donde se mencionan los que se desarrollaron durante el siglo XX en el mundo, destacando que entre los Estados Unidos de Norte América y Rusia concentran cerca del 40% del total, contando con 12 y 21 túneles hipersónicos, respectivamente. Tabla I. Túneles de viento en el mundo. País Cantidad País Cantidad Australia 20 Suecia 2 China 39 Ucrania 1 Indonesia 1 Reino Unido 21 Japón 14 India 20 Malasia 1 Irán 7 Singapur 1 Israel 7 Corea del Sur 21 Pakistán 3 Bélgica 8 Sudáfrica 9 Francia 14 Turquía 1 Alemania 14 Argentina 1 Italia 4 Brasil 7 Holanda 10 Canadá 8 Rumania 3 U.S.A. 89 Rusia 58 Total 381 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 9 �Caracterización del túnel de viento subsónico de ECITEC-UABC / Oscar Adrián Morales Contreras, et al. De esta lista sobresalen 3 que son los más sofisticados en la actualidad, el primero a mencionar fue construido en 1995 y es el túnel de viento europeo transónico,6 ubicado en la ciudad Alemana de Colonia, que puede alcanzar un Mach de 1.35 y soportar presiones de hasta 400000Pa, cuenta con una zona de pruebas de 2m de altura, 2.4m de ancho y 9m de largo y se presenta en la figura 6. El segundo, es el túnel nacional transónico (NTF por sus siglas en inglés),7 construido por la NASA a finales de la segunda guerra mundial en Virginia, Estados Unidos de Norte América, sin embargo, no fue sino hasta 1983 cuando tuvo la capacidad de realizar estudios con flujo a Mach de 1.2 y soportar presiones de hasta 900000Pa, cuenta con una sección de pruebas cuadrada de 2.5m por lado y 7.6m de largo, tal como se muestra en la figura 7. Finalmente, el túnel de viento transónico T-128 es uno de los 10 localizados en el Instituto Central de Aero hidrodinámica (TSAGI),8 ubicado en la ciudad rusa de Moscú. En el túnel pueden realizarse análisis con flujo a Mach de 1.7 y soportar presiones de 400000Pa, la zona de pruebas tiene una sección transversal de 2.5m x 2.5m y una longitud total de 12m, como se observa en la figura 8. Debe notarse que en la tabla I no se enumeran túneles de viento desarrollados en México, esto se debe a que sólo hasta años recientes se construyeron túneles para fines de investigación y desarrollo tecnológico. Los más importantes son diseñados y construidos por las instituciones educativas de mayor reconicimento del país y se mencionan a continuación: Túnel de viento subsónico del IPN: En el año 2010 la ESIME lo puso en operación, está ubicado en el Laboratorio de Ingeniería Térmica e Hidráulica Aplicada (LABINTHAP), el cual es de circuito abierto y tiene 5 m de largo y una sección transversal de 0.8m x 0.6m, como se muestra en la figura 9. El ventilador centrífugo de 74.6kW permite tener una velocidad máxima de 270km/h, y gracias a los dispositivos que lo componen, en la zona de pruebas se tiene una intensidad de turbulencia menor al 4%, lo que lo ubica a los niveles de los más importantes del mundo. Este túnel tiene por objetivo principal servir como un patrón nacional secundario de calibración, en instrumentos de medición de velocidad, tales como tubos de Pitot tipo L y S, anemómetros tipo turbina, ultrasónicos, térmicos, de copas y de propela, así como instrumentos de gran aplicación en los procesos industriales de combustión, ventilación y aire acondicionado, energía eólica, fuentes fijas en generación eléctrica, e industria del vidrio, entre otros.9 Túnel de viento de la UNAM: El 3 de febrero de 2015 entró en operaciones, esta ubicado dentro del Laboratorio de Estructuras y Materiales de Alta Tecnología (LemAT), el cual es de circuito cerrado, tiene 37.75m de largo y cuenta con dos secciones de pruebas:La primera incluye dos áreas de 3 m de ancho por 2 m de alto cada una —separadas por una distancia de 14 m— y la segunda es de 4.3 m de ancho por 4 m de altura y 5 m de longitud, como se muestra en la figura 10. El ventilador puede generar una velocidad máxima de 100 km/h, suficiente para simular los efectos turbulentos del viento bajo diferentes condiciones de flujo. Durante una simulación o estudio se pueden analizar, en modelos a escala, los efectos de vientos equivalentes a un huracán de categoría 4, lo que indica la línea de investigación de este dispositivo y el desarrollo de la infraestructura en México, como son: puentes, edificios, túneles, vivienda, plantas industriales, presas, vialidades, carreteras y estructuras marinas, entre otras.10 10 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Caracterización del túnel de viento subsónico de ECITEC-UABC / Oscar Adrián Morales Contreras, et al. Fig. 6. Modelo a escala en túnel de viento Transónico Europeo. Fig. 7. Modelo a escala en túnel de viento Transónico de la NASA. Fig. 8. Modelo a escala en túnel de viento Transónico de la TSAGI. Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 11 �Caracterización del túnel de viento subsónico de ECITEC-UABC / Oscar Adrián Morales Contreras, et al. Fig. 9. Túnel de viento de LABINTHAP del IPN. Fig. 10. Túnel de viento de LemAT de la UNAM. Después de esta breve aportación histórica del surgimiento del instrumento de medición aeronáutico por excelencia, y de las capacidades mundiales en función a cantidad y calidad de los túneles de viento existentes, se resalta la urgente necesidad de estos equipos en la industria aeronáutica-aeroespacial de nuestro país, valorando la construcción y consiguiente caracterización de los mismos, destinados para la investigación y formación profesional, como la de ingenieros Aeroespaciales, que es el caso especial de los egresados de la Escuela de Ciencias de la Ingeniería y Tecnología (ECITEC) de la Universidad Autónoma de Baja California. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL El túnel de viento de ECITEC mostrado en la figura 11 está constituido por los siguientes elementos: a) entrada acampanada, b) cámara estabilizadora, c) sección de contracción, d) zona de pruebas, e) sección de transición y f) ventilador.11 Fig. 11. Túnel de viento subsónico de ECITEC-UABC. 12 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Caracterización del túnel de viento subsónico de ECITEC-UABC / Oscar Adrián Morales Contreras, et al. Para calcular la velocidad promedio en la zona de pruebas se determina la presión dinámica en diferentes sitios, distribuidos en la sección trasversal (0.3m x 0.3m), la cantidad de puntos de medición se determinan basados en lo indicado por Wang.12 En este trabajo se utilizan 5 puntos por cada eje, completando un total de 25, distribuidos a lo largo de la sección transversal, tal como se indica en la figura 12 y tabla II. Fig. 12. Distribución de puntos de medición en la sección transversal. Tabla II. Distribución de puntos de medición para obtener U med. Punto Coordenadas (z, y) Punto Coordenadas (z, y) Punto Coordenadas (z, y) 1 (0.024,0.276) 9 (0.086,0.086) 17 (0.214,0.214) 2 (0.024,0.214) 10 (0.086,0.024) 18 (0.214,0.150) 3 (0.024,0.150) 11 (0.150,0.276) 19 (0.214,0.086) 4 (0.024,0.086) 12 (0.150,0.214) 20 (0.214,0.024) 5 (0.024,0.024) 13 (0.150,0.150) 21 (0.276,0.276) 6 (0.086,0.276) 14 (0.150,0.086) 22 (0.276,0.214) 7 (0.086,0.214) 15 (0.150,0.024) 23 (0.276,0.150) 8 (0.086,0.150) 16 (0.214,0.276) 24 (0.276,0.086) 25 (0.276,0.024) Unidades en metros. La velocidad en cada punto (ui) se determinará utilizando la ecuación siguiente: (1) Donde: ui = velocidad puntual (m/s), ΔP = presión dinámica (Pa) y ρ = densidad del aire (kg/m³). La velocidad promedio se obtiene utilizando la ecuación recomendada por Figliola:13 (2) Donde: umedia = velocidad promedio (m/s) y N = cantidad total de la muestra. Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 13 �Caracterización del túnel de viento subsónico de ECITEC-UABC / Oscar Adrián Morales Contreras, et al. La velocidad media se usa para calcular la desviación estándar (Sx) de la muestra: (3) El valor verdadero u* representa el valor más probable de la velocidad y se expresa como: (4) La probabilidad asignada (P%) es del 95.45% como lo indica Figliola. El cálculo de la densidad del aire (ρ) en el interior del túnel de viento se realiza utilizando la ecuación de gas ideal, como lo señalan Becerra y Guardado,14 la cual es: (5) Donde: Ma = masa molar de aire húmedo (kg/mol), Mv = masa molar de agua (kg/mol), P = presión absoluta (Pa), R = constante de gas (8.314510 J / K * mol), T = temperatura absoluta (K), Xv = fracción molar de vapor de agua y Z = factor de compresibilidad. La incertidumbre en la medición de la densidad se determina utilizando la metodología de Becerra y Guardado. Por otro lado, para analizar la intensidad de la turbulencia en el túnel de viento se retoma lo indicado por White,15 quien menciona que un flujo turbulento se caracteriza por las fluctuaciones de las tres componentes de la velocidad, así como en la presión y temperatura; por lo tanto, para el análisis de un flujo turbulento se separan las fluctuaciones de la propiedad de su valor promedio en el tiempo. Por lo tanto, la turbulencia (TU) en la componente a lo largo de la dirección del flujo se define como: (6) Donde la velocidad promedio temporal se define con la ecuación: (7) Finalmente para obtener los números adimensionales que caracterizan el flujo se tiene: Para el número de Mach se utiliza la ecuación indica por White:15 (8) La velocidad del sonido (C) en el aire a la temperatura a la cual se realiza el experimento se determina por la ecuación: (9) Donde: k = relación de calores específicos (1.4). El régimen de flujo se determina utilizando la ecuación de Reynolds, indicada por White,15 la cual es: (10) 4R = radio hidráulico (m). µ = viscosidad dinámica del aire (Pa-s). 14 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Caracterización del túnel de viento subsónico de ECITEC-UABC / Oscar Adrián Morales Contreras, et al. Los perfiles de velocidad en la zona de pruebas, se obtienen aprovechando los puntos empleados en la medición de la velocidad promedio, por lo que se tienen 5 perfiles en el eje “z” y 5 en el eje “y”, tal como se indica en la figura 13. En cada uno de los ejes se realizan mediciones de velocidad en 22 puntos, distribuidos como se indica en la tabla III. Las condiciones atmosféricas son monitoreadas con la estación meteorológica Vantage pro2 instalada en ECITEC, donde la presión atmosférica tiene una resolución de 0.1mb y precisión nominal de 1 mb; la temperatura una resolución de 0.1°C y precisión nominal de 0.5°C, y una resolución de 1% y precisión nominal de 5% la humedad.16 Para medir la velocidad (ui) en el interior del túnel de viento, se utiliza un tubo pitot colocado en los puntos indicados a continuación para los ejes “y” y “z”, en la parte central de la zona de pruebas, a lo largo del eje axial (x=0.5m). Las mediciones se obtienen con un anemómetro digital de la marca Extech, con una resolución de 1Pa, y una precisión de ±0.3% de la escala total.17 Fig. 13. Distribución de perfiles de velocidad en la sección transversal. Tabla III. Distribución de puntos de medición para ejes A-J. 1Punto Distancia Punto Distancia 0 0 m 12 0.157 m 1 0.017 m 13 0.170 m 2 0.030 m 14 0.183 m 3 0.043 m 15 0.195 m 4 0.056 m 16 0.208 m 5 0.068 m 17 0.221 m 6 0.081 m 18 0.233 m 7 0.094 m 19 0.246 m 8 0.106 m 20 0.259 m 9 0.119 m 21 0.271 m 10 0.132 m 22 0.284 11 0.144 m 23 0.300 m m Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 15 �Caracterización del túnel de viento subsónico de ECITEC-UABC / Oscar Adrián Morales Contreras, et al. RESULTADOS Y DISCUSIÓN El valor de velocidad se calculó para tres diferentes rangos de frecuencia del ventilador, 32, 45 y 64 Hz, lo que representa el 50, 75 y 100% de potencia del mismo, en la tabla siguiente se muestran los resultados obtenidos: Tabla III. Caracterización del túnel de viento de ECITEC. Potencia de ventilador (%) 50 Velocidad 11.98 m/s ± 75 17.61 m/s 100 22.67 m/s Reynolds Ma 0.93 m/s 234053 0.03 ± 1.12 m/s 344204 0.05 ± 1.74 m/s 442981 0.07 El valor determinado para la densidad del aire, utilizando la metodología mencionada es: 1.1790266 kg/m³ ± 0.0074348 kg/m³. Con las mediciones de velocidad realizadas se encuentra que en la zona de pruebas se tiene flujo turbulento e incompresible, debido a que el Re > 4000 y el Ma < 0.3. Las velocidades determinadas van desde los 43 hasta los 80km/h, valores que permiten realizar experimentos en el área de la ingeniería aeronáutica y aeroespacial al utilizar las leyes de escalamiento. En el túnel de viento subsónico de ECITEC se pueden realizar experimentos para determinar el coeficiente de arrastre y sustentación de modelos aerodinámicos como perfiles alares, aviones, cohetes, satélites, etc. Además, se pueden desarrollar estudios de visualización de flujo con técnicas como la de humo, aceite e hilo en modelos de perfiles NACA. Finalmente, también es posible analizar la transferencia de calor para sistemas de enfriamiento clásicos, como aletas y tubos de calor. Estos estudios son realizados por estudiantes de licenciatura de la carrera de Aeroespacial. Los perfiles de velocidad obtenidos a lo largo del eje “y” se presentan en las figuras 14 a la 16, y los obtenidos en el eje “z” se muestran en las figuras 17 a la 19. Los resultados se ordenan de acuerdo al incremento de velocidad analizado. Fig. 14. Perfiles de velocidad a lo largo del eje “y”, con velocidad de 11.98 m/s. 16 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Caracterización del túnel de viento subsónico de ECITEC-UABC / Oscar Adrián Morales Contreras, et al. Fig. 15. Perfiles de velocidad a lo largo del eje “y” con velocidad de 17.61 m/s. Fig. 16. Perfiles de velocidad a lo largo del eje “y” con velocidad de 22.67 m/s. Fig. 17. Perfiles de velocidad a lo largo del eje “z”, con velocidad de 11.98 m/s. Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 17 �Caracterización del túnel de viento subsónico de ECITEC-UABC / Oscar Adrián Morales Contreras, et al. Fig. 18. Perfiles de velocidad a lo largo del eje “z” con velocidad de 17.61 m/s. Fig. 19. Perfiles de velocidad a lo largo del eje “z” con velocidad de 22.67 m/s. Los perfiles de velocidad presentan una forma correspondiente a un perfil turbulento para todos los casos, tal como se indicó anteriormente, sin embargo, los perfiles no son simétricos, y se observa que en la parte superior derecha en todos los casos existe una variación de velocidad de hasta un 20%. Esto se observa principalmente en los perfiles medidos en los ejes A, E, F y J, los cuales se localizan muy cerca de las paredes donde se tiene el crecimiento de la capa lìmite, la cual se ve afectada por las mallas colocadas en la cámara estabilizadora, ya que éstas se fijaron por la parte interior del túnel generando una obstrucción en lugar de una estabilización del flujo; además que en esta sección en específico,ya se tiene un deterioro en las mismas, lo que sugiere que deberán sustituirse inmediatamente, fijándolas ahora por la parte exterior del túnel de viento. Sin embargo, aun con estas condiciones cercanas a la pared, los perfiles en la zona 18 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Caracterización del túnel de viento subsónico de ECITEC-UABC / Oscar Adrián Morales Contreras, et al. central presentan un comportamiento uniforme en la mayoría de los casos lo que permite realizar experimentos con modelos aerodinámicos, pues el perfil es casi simétrico y las diferencias de velocidad máximas, son de apenas el 6% para los casos de los ejes C y H. Por otro lado, el incremento de la velocidad provoca que los perfiles en la parte central del túnel sean más estables. En la figura siguiente se muestran los perfiles de velocidad obtenidos con un tubo de pitot por Rosas,9 los cuales fueron medidos en la parte central del túnel de viento para flujo turbulento e incompresible, y se observa que son simétricos y estables, esto se debe a la inserción de un panel estabilizador en la sección de entrada del mismo. Fig. 20. Perfiles de velocidad a lo largo de los ejes “y” y “z” de túnel de IPN. 9 Finalmente, la intensidad de turbulencia calculada para el túnel de viento de ECITEC es del 4.76%, para los perfiles de velocidad en el centro de la zona de pruebas, y deberá disminuir a partir de la modificación propuesta en la cámara estabilizadora, además de la necesaria inserción de un panal hexagonal en la sección de la entrada del túnel, el cual será diseñado y fabricado en el taller de máquinas-herramientas de ECITEC. Con las mejoras a realizar en el túnel se podrá realizar investigación en la línea de Aeroespacial – Aeronáutica de nuestro país, enfocándose principalmente a la visualización de flujo en modelos aerodinámicos y determinación de la velocidad con niveles bajos de incertidumbre en las mediciones. CONCLUSIONES Se presenta la metodología completa para la caracterización de la zona de pruebas de un túnel de viento subsónico. Se encontró que el flujo en la zona de pruebas es turbulento con 23000 < Re < 440000. Se tiene flujo incompresible debido a que el Mach calculado tiene un valor máximo de 0.07. Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 19 �Caracterización del túnel de viento subsónico de ECITEC-UABC / Oscar Adrián Morales Contreras, et al. La intensidad de la turbulencia es cercana al 5% en el la sección central de la zona de pruebas. Los perfiles de velocidad presentan comportamiento de flujo turbulento, sin embargo, los perfiles cercanos a las paredes no son simétricos. REFERENCIAS 1. B. Robins, New Principles of Gunnery, F. Wingrave, London, 1805, pp.312318. 2. J. Ackroyd, Sir George Cayley: The Invention of the Aeroplane near Scarborough at the Time of Trafalgar, Journal of Aeronautical History, London, 2011, pp.146-148. 3. J. Anderson, A History of Aerodynamics, Cambridge University Press, London, 1997, pp. 267-291. 4. L. 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Si bien se pueden destacar las altas movilidades y los bajos índices de recombinación de los portadores de carga fotogenerados que presentan estos materiales, su alta absorción óptica en el espectro visible y su fácil procesamiento a bajas temperaturas (≤ 100ºC); éstos materiales tambien presentan una pobre estabilidad ante la humedad del ambiente. Dado que la aportación debida a la interacción Pb-I se ve reflejada en un alto coeficiente de absorción y una alta movilidad de los portadores de carga, actualmente se trabaja en la síntesis de cationes alternativos de carácter hidrofóbico orgánicos e inorgánicos que favorezcan la estabilidad en condiciones de humedad ambiental de la perovskita, con la finalidad de aprovechar las enormes ventajas que ofrecen estos materiales en aplicaciones fotovoltáicas. PALABRAS CLAVE Celdas solares, perovskita, estabilidad. ABSTRACT The most common materials used for solar cells are the perovskites formed by lead halides (PbI2, PbCl2, PbBr2) in combination with methylammonium (MA). These materials have high charge carrier mobilities, low recombination rates, high optical absorption into the visible spectra and are easily processable at low-temperatures (≤ 100ºC). However, these materials are also unstable under ambient conditions, mainly due to humidity. Given that the Pb-I interactions are responsible of high absorption coefficients and high carrier mobilities, researchers are working in the synthesis of organic and inorganic hydrophobic alternative cations that promote stability at ambient conditions of the perovskite, in order to take advantage of the superior properties these materials display in photovoltaic applications. KEYWORDS Perovskite solar cells, stability. Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 21 �Celdas solares tipo perovskita y su estabilidad en el medio ambiente / Diana Fabiola García Gutiérrez, et al. INTRODUCCIÓN El incremento en la demanda energética en el mundo está dando pie a que las fuentes de energía alterna (solar, eólica, geotérmica.) se vean obligadas a ser cada vez más eficientes, y según la EIA (Energy Information Administration) en sus proyecciones hacia el 2040, se presenta a las energías renovables con un crecimiento del 31% en su aplicación como fuentes de energía eléctrica.1 No está de más mencionar que la energía solar es por naturaleza limpia y la más abundante del planeta. Sin embargo, sólo se aprovecha un porcentaje muy bajo de ésta, por ejemplo, en los Estados Unidos solamente un 0.5% de la energía eléctrica que se consume proviene del sol.2 Actualmente, de manera comercial, las celdas solares (CS) basadas en silicio (Si) son las más comunes y se les considera como celdas solares de primera generación, esta tecnología inició su desarrollo hace aproximadamente 40 años; se ofrecen en el mercado CS de confianza porque no son tóxicas para los usuarios y, dependiendo de la calidad en la cristalinidad del Si (la cual va de la mano con el costo de las mismas), se pueden encontrar CS de diferente eficiencia, algunas alcanzan hasta el momento valores cercanos al 30 %. También existen comercialmente CS de segunda generación, o de película delgada, estas son fabricadas con otro tipo de semiconductores como Teluro de Cadmio (CdTe) y Cobre Indio Galio Selenio (CuInGaSe2 o CIGS) con eficiencias reportadas a nivel laboratorio de 22%.3 Los materiales empleados en aplicaciones fotovoltáicas deben poseer las siguientes características: • Presentar bajos índices de recombinación de sus portadores de carga. • Estar compuestos de elementos abundantes en la corteza terrestre. • Presentar una alta absorción de luz. • Absorber en un rango amplio del espectro de radiación solar y preferentemente en el visible. • Preferentemente deben poder ser procesados en solución y a bajas temperaturas. Fig. 1. Eficiencias reportadas para los diferentes tipos de celdas solares al paso del tiempo. “Éste gráfico es cortesía del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL), Golden, CO”. 22 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Celdas solares tipo perovskita y su estabilidad en el medio ambiente / Diana Fabiola García Gutiérrez, et al. El Si es uno de los materiales más abundantes en la corteza terrestre, sin embargo, su índice de recombinación de los portadores de carga es muy alto. El uso de Si monocristalino reduce el índice de recombinación, pero se incrementa el precio por celda solar, debido al alto costo de fabricación de monocristales de este material, haciendo para la mayoría de las personas inaccesible abastecerse de la energía que requieren, mediante el uso de celdas solares convencionales. Existe una gran variedad de tecnologías PV (fotovoltáicas), de las cuales algunas han mostrado un avance más acelerado, en comparación con otras en años recientes. En la figura 1 se muestran los avances relacionados a la eficiencia de cada tipo de dispositivo PV con relación al tiempo. En la figura 1, se puede observar que existen dispositivos con hasta 40 años de estudio e investigación, con el propósito de mejorar su eficiencia. Sin embargo, algunas de estas tecnologías no se comercializan para uso doméstico por factores tales como: que se emplean materiales tóxicos, como el Cd y elementos raros como Te, Se, In, entre otros; son inestables o el costo de producirlas es muy alto; para este caso, algunos dispositivos de alto costo, pero alta eficiencia son empleados en aplicaciones específicas, como por ejemplo aplicaciones espaciales. Dentro de la categoría de CS emergentes, las de tipo perovskita en años recientes han llamado la atención de la comunidad científica, debido a que en aproximadamente 7 años han alcanzado eficiencias que a otras tecnologías les tomó hasta 30 años alcanzar. Este tipo de CS son la evolución de las CS sensibilizadas por colorantes (DSSC por sus siglas en inglés), y el material más común para esta aplicación es el yoduro de plomo y metil amonio (MAPbI3). Fue en 2009 cuando Kojima et al. reportaron por primera vez el uso de metil amonio (MA) como catión orgánico para DSSC. Depositaron nanocristales de MAPbI3 y MAPbBr3 como material sensibilizador sobre una capa mesoporosa de dióxido de Titanio (TiO2) en celdas fotoelectroquímicas para la conversión de luz, y obtuvieron una eficiencia de 3.81% y 3.13%, respectivamente; en su comunicado, los autores mencionaban el problema de la inestabilidad de las celdas cuando se encontraban expuestas al aire.4 Dos años más tarde, Im et al. reportaron una eficiencia de 6.5% utilizando nanopartículas (NPs) de MAPbI3 como material sensibilizante y, a diferencia de Kojima et al., quienes utilizaron una capa mesoporosa de TiO2 de entre 8 y 12 µm, que en la celda más eficiente de Im et al. era de 3.6 µm de espesor; además, para lograr esta eficiencia; también utilizaron una alta concentración de NPs de perovskita y un electrolito basado en LiI/I2/ tert-butilpiridina/úrea en acetato de etilo, sin embargo los autores mencionaron una estabilidad de tan sólo 10 min bajo iluminación directa, dado que las nanopartículas de perovskita eran disueltas por el electrolito.5 Gracias al trabajo de Im y colaboradores, en donde se daba evidencia del alto coeficiente de absorción del MAPbI3 por encima del colorante N719, este material se volvió aún más atractivo para su estudio. En 2012, Grätzel y Park, motivados por las importantes propiedades del MAPbI3 y por mejorar la estabilidad del mismo, desarrollaron un dispositivo completamente en estado sólido con nanocristales de MAPbI3,6 para estos dispositivos se reportaron 500 horas de estabilidad en condiciones ambientales normales y sin encapsulado, contrario a las DSSC en las que el electrolito disolvía rápidamente a los nanocristales de MAPbI3.7 Estos reportes dieron lugar a un rápido crecimiento en el estudio y desarrollo de nuevos materiales y técnicas de fabricación que están contribuyendo a resolver el problema de la Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 23 �Celdas solares tipo perovskita y su estabilidad en el medio ambiente / Diana Fabiola García Gutiérrez, et al. inestabilidad ante la húmedad del ambiente de los dispositivos fabricados, y a la vez dieron paso al desarrollo de dispositivos con eficiencias mayores. Estructura de tipo perovskita Las celdas solares tipo perovskita deben su nombre a que la capa absorbente de fotones adopta el arreglo cristalino tipo perovskita, la misma estructura cristalina que adopta el CaTiO3, mineral descubierto en 1839 por Gustav Rose, quien le dio el nombre de perovskita en honor al mineralogista ruso Lev Perovski.8 Aunque existen de manera natural diversos materiales que poseen este tipo de arreglo cristalino, no en todos los casos se cumple con un arreglo cúbico perfecto, es decir, se pueden presentar pequeñas distorsiones en la red provocando una amplia gama de perovskitas con diferentes propiedades como antiferromagnéticas, aislantes, conductoras, semiconductoras, superconductoras, piezoeléctricas, etc.; 7 éstas dependiendo del grado de distorsión que la estructura presente. En términos generales, la estructura tipo perovskita cumple con la fórmula ABX3; donde A es un catión monovalente que puede ser orgánico o inorgánico (Cs+, Rb+, CH3NH3+), B es un catión metálico divalente (Pb2+, Sn2+, Ge2+) y X es un anión, típicamente un halógeno (I-, Cl-, Br-).8,9 El factor de tolerancia de Goldschmidt “t” (ecuación 1) sirve para predecir si es factible o no formar el arreglo tipo perovskita, y este se encuentra dado en función de los radios iónicos; si t = 1 se obtendrá un arreglo cúbico ideal; si 0.9 ≤ t ≤ 1 se formará un arreglo cúbico tridimensional, si 0.8 ≤ t ≤ 0.9 se formará un arreglo de menor simetría, como tetragonal o rombohedral, pero si t < 0.7 o t > 1 no se formará la estructura tipo perovskita. En la bibliografía se pueden encontrar pequeñas variaciones para este factor de tolerancia.8,10,11 (1) En esta ecuación rA representa el radio del catión A , rB representa el radio del catión B+ y rX representa el radio del anión X-. Actualmente existe un gran número de perovskitas reportadas en la literatura, las hay híbridas y completamente inorgánicas. En la figura 2 se muestra una representación esquemática de la estructura tipo perovskita, tomando como ejemplo un haluro de plomo y metil amonio (MAPbX3). En esta figura se puede apreciar el acomodo de cada uno de los cationes, en este caso el catión divalente (Pb2+) se encuentra situado en los huecos octaédricos de un arreglo [BX6]4+ Fig. 2. Representación esquemática de la estructura tipo perovskita para el MAPbI 3.12 24 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Celdas solares tipo perovskita y su estabilidad en el medio ambiente / Diana Fabiola García Gutiérrez, et al. mientras que el catión monovalente se encuentra rodeado por estos octaedros formando un arreglo cúbico.12 Yoduro de plomo y metil amonio (MAPbI3) Uno de los materiales más utilizados y estudiados para aplicaciones fotovoltáicas es el MAPbI3, dado que presenta un alto coeficiente de absorción óptica, grandes distancias de difusión de los portadores de carga, tolerancia superior a los defectos estructurales y una baja velocidad de recombinación de los portadores de carga.12,14 Además, uno de los métodos más utilizado para fabricar películas delgadas con este material son en solución y se llevan a cabo a bajas temperaturas. En general, los haluros de plomo y metil amonio (MAPbX3), presentan una desventaja que no ha permitido hasta la actualidad, la viabilidad de comercializar dispositivos fotovoltáicos basados en estos materiales, y es el hecho de que son inestables en condiciones ambientales. La humedad del ambiente, la presencia de oxígeno e incluso la exposición prolongada a la luz pueden ser motivo para la degradación de la perovskita;15 el yoduro de metil amonio (MAI), es un compuesto orgánico altamente higroscópico y una vez sintetizadas las perovskitas MAPbX3, el MA se combina con moléculas de agua del ambiente, rompiendo la estructura cristalina y generando el deterioro de tan importantes propiedades optoelectrónicas. En un documento de revisión elaborado por Wang et al. en 2015, se hace una descripción detallada del proceso de descomposición de la perovskita mediante reacciones químicas:16 1. PbI2 (s) + CH3NH3I (aq) ↔ CH3NH3PbI3 (s) Formación de la perovskita MAPbI3 2. CH3NH3PbI3 (s) ↔ PbI2 (s) + CH3NH3I (aq) Hidrolización de la perovskita en presencia de humedad. Se da paso a la coexistencia de 3. CH3NH3I (aq) ↔ CH3NH2 (aq) + HI (aq) CH3NH3I, CH3NH2 y HI en la película. 4. 4HI (aq) + O2 (g) ↔ 2I2 (s) + 2H2O (l) Degradación del HI en presencia de oxígeno. 5. 2HI (aq) ↔ H2 (g) + I2 (s) Degradación del HI por efecto de la radiación UV. Hasta este momento, se cuenta ya con algunas alternativas para mejorar la estabilidad en el ambiente de los materiales utilizados en las celdas solares de tipo perovskita. Entre estas se pueden mencionar el encapsulado de los dispositivos fotovoltáicos,15,17,18 y el cambio de materiales en las capas transportadoras de electrones y de huecos.11,12,19–21 Estas alternativas se pueden considerar indirectas, dado que no involucran la composición ni el procesamiento directo de las perovskitas. Dentro de las rutas que involucran directamente la síntesis de estas se pueden mencionar el reemplazo total o parcial del metil amonio (MA);8,16,22–24 la síntesis de perovskitas 2D,25–27 síntesis de estructuras 2D/3D;9,15,26,28–30 y el dopado de la perovskita híbrida con átomos de elementos como Cs, Rb.31 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 25 �Celdas solares tipo perovskita y su estabilidad en el medio ambiente / Diana Fabiola García Gutiérrez, et al. Encapsulado del dispositivo El encapsulado del dispositivo es una medida que aparentemente debería resolver el problema de la inestabilidad de las celdas solares de perovskita (CSP), independientemente de si esta es orgánica-inorgánica o completamente inorgánica; lamentablemente, hasta ahora no se ha logrado obtener este resultado. Algunos grupos de investigación encapsulan el dispositivo fotovoltáico con una resina epóxica, con la finalidad de proteger del oxígeno y la humedad de la capa absorbente y realizan el procedimiento dentro de una caja seca con atmósfera inerte, para posteriormente hacer pruebas de estabilidad en condiciones normales de humedad y temperatura, otros tratan de simular las condiciones más extremas para probar su dispositivo (p.e. ~80 % de humedad, ~80ºC).17,18 En la figura 3a, que corresponde al trabajo reportado por Cheng et al.17 se muestra una representación esquemática del acomodo de las capas en una CSP encapsulada con resina epóxica (superior) y encapsulada con vidrio, que cuenta con un espacio para colocar una delgada capa de desecante especialmente diseñado para la fabricación de OLEDs (posterior); como resultado, el dispositivo sin desecante se degradó en menor tiempo, sin embargo, ambos dispositivos mostraron un deterioro en la eficiencia en poco menos de 20 horas. A pesar de que el encapsulado es una medida sencilla de realizar, no se ha logrado evitar por completo el deterioro de la perovskita causado por los efectos ambientales (oxígeno, luz UV, temperatura, humedad). Wang y colaboradores reportaron recientemente una estabilidad de aproximadamente 4000 h con su dispositivo encapsulado, contra un dispositivo sin encapsular con estabilidad de 1000 h.15 Capas transportadoras de electrones y de huecos (ETL y HTL) Las capas transportadoras de electrones (ETL, por sus siglas en inglés) y de huecos (HTL, por sus siglas en inglés) juegan un rol muy importante en el dispositivo fotovoltáico. Las CSPs son una evolución de las celdas solares sensibilizadas por colorante (DSSC, por sus siglas en inglés) o celdas de Grätzel, y que en un periodo de tiempo reducido han logrado valores de eficiencias de conversión de energía (PCE, por sus siglas en inglés) muy altos, incluso superando ampliamente las PCE obtenidas por las celdas de tipo Grätzel. En la figura 3b se presentan las arquitecturas más comunes para las CSPs, del lado izquierdo las que involucran una capa mesoporosa de TiO2 o Al2O3, y del lado derecho las de hetero-unión plana, en donde se omite el uso de la capa mesoporosa de TiO2, dadas las altas longitudes de difusión que presenta el material absorbente. Ambas arquitecturas han mostrado un alto PCE en comparación con las DSSCs. En la misma figura se puede observar cómo la capa transportadora de huecos se ha modificado para mejorar la eficiencia y estabilidad del dispositivo. Los materiales usados como transportador de huecos son el Spiro-OMeTAD y la politriarilámina (PTAA), los cuales permiten obtener altas eficiencias, pero aún no se ha logrado mejorar la estabilidad, al grado de poder comercializar esta tecnología. Otros HTL que se han utilizado son el Poli (3, 4 etilendioxitiofeno): Poliestirensulfonato (PEDOT:PSS) en una estructura invertida de CSP utilizando fulerenos en su ETL. A pesar de que los materiales y las estructuras previamente mencionadas permiten la fabricación de dispositivos con altas eficiencias (~20% PCE), no se ha logrado solucionar el problema de la inestabilidad del dispositivo, al grado de que Mei 26 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Celdas solares tipo perovskita y su estabilidad en el medio ambiente / Diana Fabiola García Gutiérrez, et al. et al. lanzan la propuesta de un dispositivo sin la capa transportadora de huecos con una estabilidad superior a las 1000 h y una eficiencia del 12.8 %.12,19–21 Otras alternativas para mejorar la estabilidad de las celdas solares tipo perovskita Para mejorar la estabilidad del dispositivo fotovoltáico se mencionaba principalmente el reemplazo total o parcial del MA, existen muchos reportes a la fecha del uso de otros cationes monovalentes como el formamidinio (FA), Cs, Rb. Una estructura con FA/MA dopada con Cs/Rb ha sido recientemente reportada por Grätzel, con eficiencia del 22% y estabilidad de 500 h ante condiciones extremas de operación.24 Otra alternativa ha sido el sintetizar perovskitas 2D, esta alternativa mejora sustancialmente la estabilidad, sin embargo, la eficiencia de los dispositivos fabricados, se reduce a poco más de la mitad de la eficiencia obtenida con estructuras 3D. La baja eficiencia de los dispositivos fabricados con perovskitas 2D, se atribuye al frenado del transporte de cargas, por el efecto aislante de las capas de catión orgánico, entre los bloques del conductor inorgánico.25 “Las perovskitas 2D cumplen con la formula (RNH3)2(CH3NH3)m-1AmX3m+1, donde R corresponde a un grupo alquilo o aromático, A corresponde al catión metálico y X es un halógeno (Cl, Br, I). La letra m en la fórmula, representa las capas de cationes A en medio de dos capas de cadenas orgánicas. En el caso de las perovskitas 3D, m = ∞; en este caso el cristal se asemeja a la estructura tipo ABX3 como el mineral CaTiO3, pero cuando m = 1, la estructura se vuelve un pozo cuántico ideal, compuesto de una sola capa de AX32- separada por cadenas orgánicas, en las cuales las cadenas adyacentes se mantienen unidas mediante fuerzas de van der Waals”.26 Otra ventaja de las perovskitas 2D, es el hecho de que el band gap del material puede ser sintonizado, controlando el valor de m. 25–27 En 2014, el grupo de investigación dirigido por Karunadasa desarrolló un dispositivo con la perovskita bidimensional (PEA)2(MA)2[Pb3I10], (PEA = C6H5(CH2)2NH3+, MA = CH3NH3+) con el cual, obtuvieron un PCE de 4.73%,27 sin embargo, en su trabajo, los autores reportan un estudio de estabilidad mediante DRX de una película fabricada con la perovskita 2D, de 46 días, comparándola contra una fabricada con la perovskita 3D MAPbI3. En esta prueba de estabilidad se muestra con difractogramas, que para la perovskita 2D no hay cambio en las reflexiones del material cristalino, después de ser expuesto a un ambiente con 52% de humedad, contario a lo que ocurrió a la perovskita 3D, en la que a los cuatro días de haber sido sintetizada, ya se observaban cambios en las reflexiones de los difractogramas. Más tarde, en 2016, Tsai et al. fabricaron dispositivos con estructuras laminares (2D), utilizando como catión espaciador n-butilamonio (BA) y MAPbI3 utilizando m = 3 y m = 4. La fórmula general de la perovskita con mejores resultados fue (BA)2(MA)3Pb4I13, obteniendo eficiencias desde un 4 % hasta un 12.4 %. Realizaron estudios de estabilidad con un dispositivo encapsulado y uno sin encapsular, para dispositivos fabricados con perovskitas 2D y 3D, respectivamente, en una atmósfera de humedad de 65% e iluminación constante. Los resultados fueron muy favorables, y como se esperaba, los dispositivos fabricados con perovskitas 2D, mostraron una estabilidad mucho mayor de hasta 2,250 h para el dispositivo encapsulado, mientras que el dispositivo con la estructura 3D encapsulado, se degradó en 40 h aproximadamente. 25 La eficiencia más alta registrada en cuanto a perovskitas 2D es del 13.7%, y esto fue reportado Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 27 �Celdas solares tipo perovskita y su estabilidad en el medio ambiente / Diana Fabiola García Gutiérrez, et al. por Zhang et al. en 2017.28 Mediante el dopado con cesio (Cs) de la perovskita (BA)2(MA)3Pb4I13, los autores indicaron, además del incremento en la eficiencia del dispositivo, una degradación del 10% después de 1400 h de exposición a un ambiente con un 30% de humedad relativa. En este trabajo se atribuye la mejora en las propiedades del dispositivo, al hecho de que la perovskita 2D dopada con Cs, muestra una orientación controlada de los cristales, a un incremento en el tamaño de los cristales en el plano 2D, a una mejora en la calidad de la superficie, a que hay una disminución de la densidad de estados trampa y finalmente a una mejora en la movilidad de los portadores de carga.28 En cuanto al uso de nanoestructuras de perovskitas 2D, Yang et al. en el 2015, sintetizaron una serie de perovskitas 2D basadas en unas pocas celdas unitarias de espesor, o como ellos lo mencionan en su trabajo “atómicamente delgadas”,26 de los materiales (C4H9NH3)2PbX4 (X=Cl, Br, I o una combinación de éstos). Los compuestos sintetizados por Yang et al. mostraron altos valores de luminiscencia. Además, esta mejorada propiedad puede ser sintonizada controlando el espesor de la nanoestructura, como ya se ha reportado en otros trabajos.32 Se ha optado también por sintetizar perovskitas con estructuras 2D/3D, para aumentar en gran medida la estabilidad de los dispositivos fabricados.9,15,26,28–30 (figura 3c-d). En junio de 2017, Gracini et al. fabricaron dispositivos con una unión de perovskitas 2D/3D basadas en los materiales (HOOC(CH2)4NH3)2PbI4/ CH3NH3PbI3, con una conformación base-carbono obtuvieron una eficiencia máxima de 12.9%; y con una conformación de celda solar mesoporosa convencional obtuvieron una eficiencia máxima de 14.6%. Los autores también fabricaron dispositivos de 10 X 10 cm2 por medio de un método a escala industrial, con los que obtuvieron un 11.2 % de eficiencia, estable por más de 10,000 h. Fig. 3. Ejemplos de alternativas implementadas actualmente para mejorar la estabilidad y la eficiencia de las CSP. En a) se muestra una representación esquemática del encapsulado de dispositivos,18 en el inciso b) se representa el cambio en la configuración de celdas solares de tipo perovskita con diferentes capas de HTM y ETM,11 c) corresponde a la representación esquemática de una estructura de perovskita 3D (A) y 2D (B), 29 finalmente, d) corresponde a la densidad de estados locales de las interfaces 2D/3D de una perovskita con su respectiva representación esquemática. 30 28 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Celdas solares tipo perovskita y su estabilidad en el medio ambiente / Diana Fabiola García Gutiérrez, et al. Los autores mencionan que para mantener la estabilidad de éstos, se mantuvieron en condiciones ambientales controladas utilizando un flujo continuo de Argón para evitar los efectos negativos de la humedad sobre los mismos.30 Unos meses más tarde, Wong et al. reportaron un dispositivo estable en condiciones ambientales por 1000 h sin perfeccionar, y cerca de 4000 h de estabilidad para un dispositivo encapsulado. Su dispositivo fue basado en una heteroestructura de perovskita 2D/3D, misma que fueron perfeccionando utilizando diferentes combinaciones de BA/FA/Cs (n-butilamonio/Formamidinio/Cesio) como sustituto del MA. 15 SÍNTESIS DE NU EVAS PEROVSKITAS HÍBRIDAS BASADAS EN ALQUILFOSFONIOS-TRIYODURO DE BISMUTO (BiI3) Actualmente, en el laboratorio de Materiales II de la división de estudios de posgrado de la Facultad de Ciencias Químicas (FCQ) de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL), se lleva a cabo el estudió del reemplazo del MA por tetra-alkilfosfonios (R4P), también conocidos como líquidos iónicos (IL por sus siglas en inglés), con cadenas de diferente tamaño como alternativa para mejorar la estabilidad en el ambiente de estos sistemas. Además, dado que el Pb es un elemento tóxico para el ser humano, en este estudio se trabaja con Bi. Las perovskitas híbridas nuevas se sintetizan en solución y se depositan mediante spin-coating sobre sustratos de vidrio, la síntesis se lleva a cabo en atmósfera de nitrógeno y a niveles por debajo de las 50 ppm de humedad. Posteriormente, dado que uno de los principales indicadores de la pérdida de estabilidad en estos sistemas es el desordenamiento de la estructura cristalina, se utiliza la técnica de difracción de Rayos-X (DRX) para evaluar la estabilidad de los materiales sintetizados. Se obtienen los difractogramas de los materiales nuevos, para después dejarlos expuestos a condiciones ambientales normales (25ºC y 40% de humedad). Los nuevos híbridos se analizan periódicamente mediante DRX, para evaluar su estabilidad al paso del tiempo, bajo las condiciones mencionadas previamente. Este trabajo tiene como antecedentes una variedad de compuestos OrgánicoBil reportados por Mitzi et al.,33,34 además el Bil3 se ha propuesto como un material no tóxico, estable en condiciones ambientales, y con propiedades optoelectrónicas aceptables para ser utilizado en aplicaciones fotovoltáicas.34 En el grupo de trabajo del profesor Eduardo Sánchez, se cuenta con una amplia experiencia en la síntesis y uso de los yoduros de tetra-alquilfosfonios, pertenecientes a la familia de los denominados IL,36–38 y que ahora se proponen como catión orgánico alternativo. Además, como se mencionó anteriormente se utiliza BiI3 en lugar del PbI2, como una alternativa para resolver el problema de estabilidad de las perovskitas base MAPbI2 utilizando materiales amigables con el medio ambiente. Se considera factible el uso de los alquilfosfonios mencionados dadas sus cualidades generales; se puede mencionar que presentan una baja presión de vapor, alta estabilidad térmica, capacidad de disolver una gran variedad de compuestos orgánicos e inorgánicos,36 fácil funcionalización, amplios rangos en estado líquido, concentraciones efectivas altas comparadas con soluciones, habilidad de fluir, y alta conductividad iónica, 36,39 usualmente presentan ventanas electroquímicas amplias. Se ha reportado que el número de combinaciones potenciales de anión-catión es de un trillón (1012) de ILs posibles.39 Entre los ILs reportados en la literatura, podemos encontrar los de catión base-N, como Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 29 �Celdas solares tipo perovskita y su estabilidad en el medio ambiente / Diana Fabiola García Gutiérrez, et al. las sales de N-metilimidazolium y pirrolidinium, así como amonios, piridinios y picolinios, y las sales de fosfonio.36–38,40,41 Los ILs de fosfonios se pueden utilizar como solventes, electrolitos, fluidos térmicos, catalizadores de transferencia de fase y recientemente se estudian para posibles aplicaciones en celdas solares. 36–42 Entre los pocos estudios acerca del uso de los yoduros de fosfonio en celdas solares de perovskita (CSPk); se encuentran los de Mostafa y colaboradores43,44 quienes reportaron la obtención de estructuras de ese tipo utilizando metil trifenilfosfonios y haluros de Mn, Cu y Hg. Dentro de los resultados más notables obtenidos hasta el momento en nuestros estudios, se puede destacar que se ha logrado la síntesis de perovskitas híbridas nuevas (R4P)xBiyIz, (donde R=Etil-, Butil-, Hexil- y Octil) y se han observado resultados prometedores en cuanto a la estabilidad en el ambiente de estos sistemas, de hasta 2600 horas para el caso del (Etil4P)xBiyIz45, sin presentar ningún tipo de deterioro en su estructura cristalina. En la figura 4 se muestran algunos de los resultados de las pruebas de estabilidad mediante DRX. El inciso a, corresponde al compuesto híbrido sintetizado con R = Etil y BiI3 tratado térmicamente a 100ºC y que su estabilidad se ha mantenido hasta por casi 3000 h; el inciso b, corresponde al compuesto sintetizado con R = Butil y BiI3 tratado térmicamente a 100ºC, y para el cual su estabilidad se ha logrado medir hasta alrededor de 2600 h; finalmente, los compuestos sintetizados con R = Hexil y Octil y BiI3, tratados térmicamente a 80ºC y 120ºC, incisos c y d, respectivamente. Debido a lo largo de la cadena de los grupos alquil- su estabilidad no se ha logrado mantener por periodos de más de 300 h, aunque el compuesto con R = Hexil se muestra prometedor cuando la película sintetizada es tratada térmicamente a 80ºC, como se muestra en el inciso c. El compuesto sintetizado con R = Octil sí muestra un cambio, tanto en intensidad, como en la posición de su reflexión más intensa con el paso del tiempo. Fig. 4. Resultados de la prueba de estabilidad mediante DRX para los compuestos sintetizados (R4P)xBiyIz, a) R=Etil-, b) R=Butil-, c) R=Hexil- y d) R=Octil-. 30 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Celdas solares tipo perovskita y su estabilidad en el medio ambiente / Diana Fabiola García Gutiérrez, et al. Finalmente, en la figura 5, se muestran imágenes de SEM de la superficie de las películas delgadas, sintetizadas con los compuestos híbridos cuyos resultados de prueba de estabilidad se mostraron en la figura anterior. Se puede observar la formación de diferentes morfologías para los compuestos híbridos sintetizados, dependiendo del largo de la cadena del alquilo. Este cambio en la morfología, está relacionado con la estructura cristalina adoptada por cada uno de los compuestos.46 Fig. 5. Imágenes de SEM de los compuestos híbridos sintetizados (R 4P)xBiyIz, a) Etil-, b) R=Hexil-, c) R=Butil- y d) R=Octil-. COMENTARIOS FINALES Una vez que se han descrito brevemente las metodologías más reportadas para mejorar la estabilidad de las CSPs hasta el día de hoy, mencionando de manera objetiva ventajas y desventajas mostradas por cada una de ellas, resalta una tendencia enfocada a encontrar o desarrollar un catión alternativo para reemplazar el MA, entre los materiales más destacados en la literatura para resolver el problema de la inestabilidad se encuentran el FA y Cs; sin embargo, se siguen explorando otros materiales como los IL. Cabe mencionar que se han desarrollado perovskitas libres de Pb, que aún presentando propiedades para la conversión de energía solar, su eficiencia es menor, en comparación con las que presentan la forma (M)xPbIx (donde M= MA, FA, FA-Cs), por lo que no parece ser conveniente reemplazar el par Pb-I de la estructura de la perovskita sintetizada. En el caso particular del trabajo realizado en el Laboratorio de Materiales II de la FCQ, donde se han logrado desarrollar compuestos híbridos nuevos, sintetizados a partir de R4P y BiI3, se ha encontrado que en cuanto a estabilidad se refiere, las perovskitas sintetizadas con las cadenas de tetra-alquilfosfonio más cortas, han sido las que han mostrado mayores tiempos de cristalinidad (sin cambios en sus difractogramas de XRD), por lo tanto de estabilidad ante condiciones ambientales normales; y que las cadenas más largas no contribuyen Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 31 �Celdas solares tipo perovskita y su estabilidad en el medio ambiente / Diana Fabiola García Gutiérrez, et al. en gran medida a la estabilidad por tiempos mayores a 300 h. Por otra parte, se está trabajando también en la síntesis de los monocristales de los compuestos híbridos nuevos, para la identificación de sus estructuras cristalinas. Cabe destacar lo prometedor que son los resultados en la mejora de la estabilidad de los compuestos híbridos, sintetizados con las cadenas de tetra-alquilfosfonio más cortas, lo que vuelve a estos materiales serios candidatos para reemplazar al MA como catión orgánico dentro de las perovskitas. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen de manera respetuosa el apoyo financiero recibido mediante los proyectos CONACYT-SENER 256766 y CONACYT-FC-201521252. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. U.S. Energy, International Energy Outlook 2017 Overview, 2017. https:// www.eia.gov/outlooks/ieo/pdf/0484(2017).pdf. 2. IER Institute for Energy Research, http://instituteforenergyresearch.org/topics/ encyclopedia/solar/. 3. Efficiency chart NREL, https://www.nrel.gov/pv/assets/images/efficiencychart.png. 4. A. Kojima, K. Teshima, Y. Shirai, T. Miyasaka, Organometal Halide Perovskites as Visible-Light Sensitizers for Photovoltaic, (2009) 6050– 6051. 5. J. Im, C. Lee, J. Lee, S. Park, N. 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Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 35 �Enhancing the capabilityto-affordability ratio of a manufactuting process: The didactic case of a 3D printer Kevin Huang,A Wilfredo Nieves,A Camille Marrero,A Michael Ortiz,A Juan Carlos Orengo,B Clara E. Isaza,A,B Mauricio Cabrera-RíosA The Applied Optimization Group/Industrial Engineering Department University of Puerto Rico at Mayagüez B Public Health Program Ponce Health Sciences University mauricio.cabrera1@upr.edu A ABSTRACT A MakerBot Replicator 2 3D printer is nowadays a common sight in many Engineering academic departments. Affordable and conveniently sized, it helps demonstrate the capabilities of 3D printing in modest projects of homogenous static parts made out of polylactic acid (PLA). In this work, the aim is to challenge the capabilities of the printer to create (i) multicolor parts, (ii) net shape parts with movable components that do not require any assembly, and (iii) composite parts with heterogeneous materials. Objects with multicolored and movable parts were created in a single print, a knife prototype was manufactured with the combination of PLA handle and a steel blade, and a prototype for an electric fan’s body was designed to fit the motor, battery, and its contacts. This sequence of projects demonstrates how complexity can arise from simple manufacturing processes to improve the capability-to-affordability ratio. The integration of the techniques was accomplished through the replication and simplification of a trap for mosquitoes. The original design comes from the Center for Disease Control and Prevention (CDC) and it includes a light to lure mosquitoes, an electric fan for specimen suction, an entrapment net, and a cylindrical encasing. The resulting design and the 3D-printed prototype require considerably fewer fasteners and part components, and thus, less assembly effort. In fact, the bulge of this system was created in a single print. These techniques result indeed in enhanced capabilities for a simple 3D printer that allow approaching real problems, such as pest control as demonstrated here. KEYWORDS Additive manufacturing; 3D printing techniques; composite parts; multicolored parts; movable parts, 3D printed mosquito trap. 36 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Enhancing the capability-to-affordability ratio of a manufactuting process: The didactic case ... / Mauricio Cabrera, et al. RESUMEN Hoy en día es común hallar una máquina de impresión 3D como la MakerBot Replicator 2 en departamentos académicos de ingeniería. Esta máquina tiene un costo modesto y un tamaño práctico para demostrar las capacidades de impresión 3D. Los proyectos académicos asociados son típicamente pequeños donde se fabrican piezas estáticas usando un sólo material, como el ácido poliláctico (PLA por sus siglas en inglés). En este trabajo, el primer objetivo fue retar las capacidades de una impresora de este tipo para lograr imprimir (i) partes multicolores, (ii) objetos con forma neta con componentes móviles que no requirieran ensamblaje, y (iii) partes compósitas hechas con materiales heterogéneos. Dentro de los primeros resultados, los objetos multicolores y con partes móviles se pudieron generar en una sóla impresión y fue posible fabricar un cuchillo sin conectores adicionales combinando PLA y una hoja de acero inoxidable. Adicionalmente, se manufacturó el prototipo de un ventilador personal eléctrico con un número bajo de operaciones de ensamblaje para añadir el motor, las baterías y las terminales. Esta primera secuencia de proyectos independientes demostró cómo se podían expandir las capacidades de este proceso simple de manufactura. La integración de las técnicas desarrolladas en esta secuencia se utilizó para abordar la simplificación de diseño y replicación de una trampa eléctrica de mosquitos, un proyecto real más complejo. El diseño original de la trampa proviene del Centro Federal para Control y Prevención de Enfermedades (CDC por sus siglas en inglés) en EEUU e incluye una tolva, un señuelo eléctrico luminoso para atraer los mosquitos, un ventilador eléctrico para succionar a los especímenes, una red para atraparlos, y un cuerpo cilíndrico para encapsular los componentes eléctricos. El rediseño resultante y el prototipo ya impreso requirieron considerablemente menos componentes y conectores y, por tanto, menor esfuerzo de ensamblaje. De hecho, la mayor parte de este diseño se pudo manufacturar en una sóla impresión. Con estos proyectos se demuestra didácticamente cómo es posible incrementar la capacidad de un proceso de manufactura sin incrementar su costo. De especial importancia es el hecho de tener un caso real como el de control de mosquitos para apuntalar tal conclusión. PALABRAS CLAVE Manufactura Aditiva, Técnicas de Impresión en 3D, Compósitos, Impresiones 3D multicolor, Ensamblajes con partes móviles de forma neta, Trampa para mosquitos en impresión 3D INTRODUCTION Printing in three dimensions is taking an important role in manufacture industry subsectors such as medicine, automotive, and electronics. 1 Additive manufacturing (AM) is a process of creating three dimensional objects by adding materials layer by layer, which is also known as 3-D printing. In addition, this technology is very useful for general purposes rapid prototyping. The printer used in this work was the MakerBot Replicator 2, which works with fused desposition modeling (FDM). FDM is a material extrusion process used to make parts layer by layer through heated extrusion and deposition of material.2 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 37 �Enhancing the capability-to-affordability ratio of a manufactuting process: The didactic case ... / Mauricio Cabrera, et al. This printer has one extruder, uses PLA polymer, and does not have a heated build plate. The MakerBot Replicator 2 is one of the most affordable 3-D printers in the market, so it is a popular piece of equipment in engineering departments. The objective of this work was to challenge the perceived limitations of the 3D printer to create multicolored objects, movable parts in an object without any assembly required, and combine steel with the PLA plastic without the need of external assembly. What was learned from these three challenges was then combined to approach the fabrication of a personal fan with an integrated motor. All the prints were done at a travel speed of 150 mm/s or 170 mm/s, the filament was heated at 230°C, layer height of 0.10, 0.20, or 0.30 mm, and with 10 to 20% infill density. PROCEDURE The general methodology to design and create each desired prototype is shown in the process flowchart in figure 1. The ensuing sections describe the specifics of each challenge. Fig. 1. Prototype process flowchart. Multicolored and movable parts Multicolored objects created with the MakerBot Replicator 2, which has a single extruder, was easily approached by using the function of “Change Filament” while printing an object was in process. After the filament was changed, the function of “Resume Printing” allowed the print to continue normally where it was stopped. figure 2 shows the result of this operation. Objects with movable components created in a single print and without any assembly required is, however, a more challenging and innovative endeavor, as described elsewhere.3 To this end, three different designs were created and attempted. Fig. 2. Multicolored layers object. 38 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Enhancing the capability-to-affordability ratio of a manufactuting process: The didactic case ... / Mauricio Cabrera, et al. The key to such designs is allowing gaps between the movable parts and the surrounding components through tolerance adjustment. Movable parts that are designed at a higher level from the print bed need to have a support. This can be effectively reflected in MakerBot’s software for printing purposes. The first movable object was a fan-like structure shown in figure 3a. The blades were joined in a ring that surrounds the cylinder with less tolerance. This was designed to be printed at a higher point to avoid the ring with the blades from being attached to the base. The resulting object is shown in figure 3b. For the second object, the purpose was to print a useful object with movable parts, therefore two boxes were designed, shown in figure 4a and figure 5a. Both boxes had movable doors, however the second box was an improved design from the first box. A lock was added to the second box to test the possibility of having different movable components in the same object. To test the movable doors, pins were designed at the top and bottom corner of the doors and printed inside holes, with higher tolerance at the box’s top and bottom walls. These kept the doors in place and allowed the pins to rotate freely. The lock of the second box was designed with a cylinder that crossed the door through a hole. The back end of this cylinder include a half sphere to avoid displacement and at the front end a flat bar acts as the lock. In both designs the diameter of the holes were bigger than the inside parts (pins and cylinder), to provide the gaps between components. The printed objects are shown in figure 4b and 5b respectively. a b Fig. 3. Manual fan (a) CAD design and (b) prototype. a b Fig. 4. Box with movable doors (a) CAD design and (b) prototype. Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 39 �Enhancing the capability-to-affordability ratio of a manufactuting process: The didactic case ... / Mauricio Cabrera, et al. a b Fig. 5. Box with movable doors and lock (a) CAD design and (b) prototype. Composite object A combination of two materials, steel and PLA polymer, was tested by printing over a steel blade to create a knife. First, the thickness, width, and length of the blade was measured to determine the position of the blade inside the plastic handle. The diameter of the blade’s hole was measured to design a pin to hold the blade inside. A portion in the center-upper of the handle was designed to place the blade. The pin helped to keep the blade in position. The printing process was paused when half of the handle was printed with the space available to position the blade, see figure 6a. After the blade was placed, the printing process was continued by depositing the material and covered the top of the blade. Some heat was applied to the blade when it was placed, the purpose was to merge the plastic and steel to avoid the blade from moving. The knife is shown in figure 6b. a b Fig. 6. Steel knife with PLA (a) CAD design and (b) prototype. 40 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Enhancing the capability-to-affordability ratio of a manufactuting process: The didactic case ... / Mauricio Cabrera, et al. Electric fan The previous methods were combined to create a personal fan powered by an electric motor. The dimensions of the motor and the battery were measured and it was determined that a double A battery was an adequate energy source of the fan given its affordability. The body of the fan was designed as a cylinder shape for better grip. The interior design of the fan, where the motor and the battery were placed, is shown in figure 7a. The printing process was paused when the first layer was printed on top of the motor’s position to be able to insert the motor at its place, shown in figure 7b. Once the motor was positioned, the battery contacts were inserted in the holders and then the battery. The printing was continued and then paused again when the cables of the switch were settled. In the design, the only part that can be opened is at the top of the battery’s position, which allowed changing only the battery. The final part can be appreciated in figure 7c and 7d. a b c d Fig.7. Electric fan: (a) CAD design, (b) placing motor, (c) interior view, (d) prototype. CDC light trap The Center of Disease Control (CDC) designed a light trap used as a sampling device for the collection of mosquitoes and sand flies used in arbovirus and taxonomic studies, shown in figure 8. Redesign of this kind of trap could lead to a simplified set up process through the reduction of assembly elements and fasteners. In the end, the electric fan together with a light bulb, a cylindrical body, a filter, and the top plate were combined into a single body that did not require assembly operations. The first prototype had the same parts as the original design but with a simplified process to attach the filter to the cylindrical body. Fasteners were eliminated from the filter through matching interlocking parts as shown in figure 9a and figure 9b. In the second prototype, the attempt was to integrate most parts possible into a single piece to reduce the number of components. A vertical filter was designed to support the top plate and to join the cylindrical body as shown in figure 10a. Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 41 �Enhancing the capability-to-affordability ratio of a manufactuting process: The didactic case ... / Mauricio Cabrera, et al. In this last prototype, the electric fan was enclosed inside the cylindrical body. Similar to the process of the composite object, the printing process was paused around seventy percent thru the print job to place the electric fan, after which, printing was resumed. Fig. 8. Original trap set up. a b c Fig. 9. First trap (a) Filter CAD design, (b) Cylindrical body CAD design, (c) Complete set up. 42 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Enhancing the capability-to-affordability ratio of a manufactuting process: The didactic case ... / Mauricio Cabrera, et al. a b Fig. 10. (a) Second prototype, (b) Complete set up. RESULTS AND ANALYSIS Multicolored and movable objects Printing objects of different colors is possible with the MakerBot Replicator 2, (figure 2). A single extruder is not a limitation to print exclusively of one color. The function of “Change Filament” allowed the user to print any object with different colors but only by layers, since the material was deposited by this pattern. The colors were mixed one at a time. The disadvantage of printing objects with several colors with a single extruder is the time consuming process of changing each filament. In addition, an object created with this printer is able to contain movable parts without requiring any assembly. The blades of the manual fan spun freely without constraints since the ring with the blades had a reasonable space between the main parts of the object, shown in figure 3b. Also, in figure 4b and figure 5b the boxes’ doors opened and closed with no difficulties between the pins and the surrounding surfaces, which demonstrated that complex geometries can contain movable parts if the design is properly made. This technique is an advantage in manufacturing because net shape objects can be produced without finishing or additional operations. Composite object The knife made from the steel blade and PLA polymer proved that is possible to combine materials using the 3D printer, as shown in figure 6b. The knife was successfully printed and the blade does not move or slide when cutting is done. As a result of applying heat, the blade is firmly joined with the plastic and made it difficult to detach from the plastic handle. It is certainly recommended to know how different materials interact with this technology to decide the properties of the product and evaluate the possibility of manufacturing objects with multiple materials. Electric fan Integrating a motor and its components in the design was successfully carried out to create an electric personal fan. The motor was enclosed with the material, Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 43 �Enhancing the capability-to-affordability ratio of a manufactuting process: The didactic case ... / Mauricio Cabrera, et al. which did not allow it to be removed without damaging the object as shown in figure 7c and figure 7d. It was possible to reduce the use of fasteners and avoid assemblies to arrive to the final product. To remove the motor, the object‘s body must be opened up. This fan is a quasi-net-shape object, since the blades must still be assembled offline. CDC light trap A simplified CDC light trap was achieved through the integration of the techniques applied to facilitate the set up process. In the first prototype, the interlocking cylinders reduced assembly work and time, even though the prototype was very similar to the original design. On the other hand, the second prototype requires almost no assembly since a single body trap was created. The combination of three pieces into a single part was possible through the modification of the filter orientation. Both prototypes resulted in the elimination of fasteners, and the work and time of the set up process is less with the reduction of individual components. CONCLUSIONS AND FUTURE WORK All the challenges proposed in this project to enhance prototyping capability with a simple 3D printer were achieved. Even though the MakerBot Replicator 2 model is a simple one extruder machine, these characteristics do not preclude the creation of complex parts as shown here: multicolored and movable parts in a single print, combination of steel and PLA plastic, and fully functional multicomponent prototypes. All of these capabilities were demonstrated in their coordinated use in the replication and simplification of a mosquito trap. The techniques developed in this work constitute a positive contribution to manufacturing and prototyping since time and cost are reduced by producing net or quasi-net objects. ACKNOWLEDGEMENTS This work was supported by USDA-NIFA Award 2015-38422-24064 sub award 1000000920 at UPRM and by research funds from the Public Health Program at PHSU. REFERENCES 1. Thomas, Douglas S. and Gilbert Stanley W. “Costs and Cost Effectiveness of Additive Manufacturing.” NIST Special Publication 1176 (2014) dx.doi. org/10.6028/NIST.SP.1176 2. ASTM F2792-12a. Standard terminology for additive manufacturing technologies. (Withdrawn 2015), ASTM International, West Conshohocken; PA, 2012, www.astm.org 3. 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El enfoque está basado en la estimación de la inversa del generador de residuos, el cual permite encontrar un estimado de fallas, cuando el generador de residuos es de fase mínima y no tiene polos en el origen. El enfoque incluye el caso de una falla y residuos de dimensión uno, aunque puede ser generalizado al caso vectorial. El algoritmo propuesto es verificado mediante la aplicación a un ejemplo. PALABRAS CLAVE Diagnóstico de fallas, sistemas lineales, observador, estimación de fallas, sistema inverso. ABSTRACT In the diagnosis of faults by observer-based methods, the gain of transferring the fault to the waste represents a critical situation that requires attention. This transfer can have very different gain for two faults in the same system. As a way to address this problem, this paper proposes an algorithm to estimate the failure numerically. The approach is based on the estimation of the inverse of the waste generator, which allows finding an estimate of faults when the waste generator is of minimum phase and has no poles at the origin. The approach includes the case of a fault and residuals of dimension one, although it can be generalized to the vector case. The proposed algorithm is verified by applying to an example. KEYWORDS Fault diagnosis, linear systems , observer, failure estimation, reverse system. INTRODUCCIÓN La aplicación práctica del diagnóstico de fallas basado en modelos presenta diversos retos, dentro de los cuales se encuentra el problema de normalizar la ganancia de la transferencia de la falla al generador de residuos. Cuando se aplica la generación de residuos, en general, la transferencia de dos fallas actuando en diferentes canales pueden tener ganancia muy diferente, de tal forma que una Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 45 �Estimación de fallas a partir de un residuo / Juan Carlos Ruiz García, et al. falla de magnitud pequeña puede ser transferida al residuo con una ganancia grande, o una falla de magnitud grande se refleja con un valor pequeño debido a una ganancia muy pequeña. Esto hace difícil evaluar a partir de los residuos la gravedad de una falla. Este problema no es generalmente visto como tal, debido a la dificultad para modificar la ganancia de la transferencia de la falla al residuo. Este problema es claro si se considera que el residuo generado proviene del desacoplo, y una falla es transferida a un residuo de dimensión uno. La única libertad disponible es para la ubicación de polos, entonces la dinámica y el valor final están conectados. Como una vía de solución puede ser considerada la estimación de fallas. En este sentido se puede transitar por las diferentes propuestas en la literatura, el enfoque basado en optimización H∞,9 durante casi ocho años por ejemplo, se presentaron enfoques de estimación de fallas basados en el uso de derivadas, que por entonces, no estaba bien visto. Un marco para estimar las fallas utilizando técnicas de optimización fue propuesto en;21, 17 Basado en la inversión con enfoque geométrico fue propuesto por;7 en10 se propone un estimador basado en observadores proporcionales. Diferentes enfoques consideran el uso de difersos observadores adaptables;22, 23, 12, 6 y 2 o relacionados con la representación TakagiSugeno;3, 11, 24 o de observadores no lineales robustos.16, 13, 20, 18 Los enfoques incluyen la consideración de sistemas lineales de parámetros variantes.14 En este trabajo se propone un esquema basado en un resultado sobre inversión de sistemas para estimar las fallas aditivas presentes en el mismo. Se revisan las condiciones bajo las cuales el método propuesto brinda una solución, además se presentan algunos ejemplos. El trabajo es organizado como sigue: En la siguiente sección se presentan algunos resultados tomados de la literatura: la generación de residuos de forma robusta, así como la técnica de inversión propuesta en el trabajo titulado inversión imposible.1 En la sección 3 se presentan los resultados de estimador propuestos. En la sección 4 se tienen algunas aplicaciones y discusión de los resultados. En la sección 5 se presentan las conclusiones. La transferencia de la falla al generador de residuos rara vez es unitaria, por lo cual la magnitud de la falla, esto es que la magnitud del residuo no va acorde a la magnitud de la falla. El objetivo de este artículo es presentar una manera simple de determinar la magnitud de la falla a partir de la generación residual, para esto se pretende invertir el generador de residuo, obteniendo así un estimado de la falla. Los resultados aquí presentados muestran un algoritmo1 el cual es sencillo de implementar, seleccionando una ganancia $K$ grande para tener una mejor aproximación. En el artículo se muestra primero el modelo del que se parte, así como el generador de residuo a utilizar, después se tienen algunos supuestos para el teorema y por último resultados y conclusiones. Preliminares En esta sección se consideran tres aspectos: primeramente, se revisa la generación robusta de residuos basada en observadores, la inversión de sistemas lineales de forma aproximada y la formulación del problema. 46 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Estimación de fallas a partir de un residuo / Juan Carlos Ruiz García, et al. Generación robusta de residuos Considerar un sistema lineal e invariante en el tiempo (1) donde x(0) es la condición inicial, x(t) es el estado, u(t) es el vector de entrada, y(t)p es el vector de salida, f(t)s es el vector de fallas y d(t)ds es una perturbación desconocida. Con la finalidad de mostrar el método se considera, sin pérdida de generalidad, en este trabajo la situación de una sola falla, es decir, s=1. Las matrices A,B,E,F y C son constantes de dimensiones apropiadas. Un generador de residuos para el sistema (1) se define utilizando un observador de la salida.8 Una cuestión importante es que, de preferencia, se desea un residuo escalar dependiente de una sola falla (un solo elemento del vector f(t). Como base de generador robusto de residuo, se utiliza un observador con entradas desconocidas, en el cual se desacoplan todas las fallas excepto una, con respecto a la cual el generador de residuos resultará sensible. El desarrollo se encuentra en diferentes trabajos y aquí se presenta el desarrollo tomado de4 (ver también).5 n m (2) donde el vector z(t) es un estado auxiliar utilizado para reconstruir x(t). A partir de una transformación P regular a ser diseñada, se define el error de estimación: e(t)=Px(t)-z(t). Las matrices del observador deben de satisfacer las siguientes ecuaciones: (3) (4) (5) (6) (7) (8) Se obtiene la dinámica del error de estimación: (9) El generador de residuos a ser utilizado está dado la ecuación (2) junto con las ecuaciones (3)-(8). Para obtener un estimado de fi (t), se utiliza la dinámica del error (9). INVERSIÓN DE UN SISTEMA LINEAL Diferente a los esquemas clásicos de inversión de sistemas, en este trabajo tomamos en cuenta el enfoque propuesto en.1 Considerar un sistema lineal e invariante en el tiempo representado en espacio de estado (1) o bien en representación entrada-salida: (10) Con la finalidad de mostrar el método, consideremos f(t)=0. Desde el punto de vista del espacio de estado, el enfoque propuesto corresponde al siguiente sistema inverso: (11) Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 47 �Estimación de fallas a partir de un residuo / Juan Carlos Ruiz García, et al. donde: (12) (13) (14) (15) Alternativamente desde el punto de vista entrada-salida se tiene el siguiente lazo: Fig. 1. Inversión aproximada de la función de transferencia de un sistema lineal, donde se tiene que la entrada estimada está dada por (16) en el cual se ve que cuando la que K es muy grande, la aproximación funciona mejor. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA Considerando que el problema de diagnóstico de fallas, se aborda utilizando generación de residuos basado en observadores y suponiendo que se logra obtener un generador de residuos dependiente de una sola falla y robusto al resto. Entonces el problema consiste en obtener una manera en que la transferencia de la falla al residuo se vuelva un uno, o alternativamente, el residuo se vuelva un estimado de la falla, utilizando la inversión aproximada de sistemas. Adicionalmente, se pretende encontrar condiciones bajo las cuales pueda aplicarse la inversión aproximada presentada anteriormente. ESTIMACIÓN APROXIMADA DE FALLAS EN SISTEMAS LINEALES En este trabajo se propone un esquema para estimar fallas en sistemas lineales, utilizando dos pasos: primeramente, se construye un generador de residuos robusto a todas las fallas excepto a una, es decir, sensible a una sola falla. Segundo, se diseña un esquema para invertir la dinámica del generador para obtener un estimado de la falla. Para la primera parte, se utilizá el observador de orden completo, presentado en la sección de generación robusta. Considerar el sistema (1) junto con el generador de residuos (2), bajo el supuesto de que resulta en una sensibilidad sólo respecto a una falla. Considerar el siguiente filtro para estimar las fallas: (17) donde el parámetro de diseño es K. Se desea encontrar un valor adecuado de K tal que: 48 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Estimación de fallas a partir de un residuo / Juan Carlos Ruiz García, et al. de manera que: 1. El esquema sea internamente estable. 2. converge asintóticamente a f(t) hasta llegar a una región delimitada por ε: para algún ε>0 Con la finalidad de encontrar una solución válida, se consideran los siguientes supuestos de trabajo: 1. El generador de residuos es de fase mínima. 2. f(t) es acotada y al menos continúa en 4 tramos, sus cotas son conocidas. 3 El generador de residuos es SISO. Se tienen los siguientes resultados. Lema 1. Considerar el problema de estimar la falla de un generador de residuos (9), además de los supuestos anteriores del sistema, entonces el problema tiene solución considerando F=0 (solo se consideran fallas en actuadores/componentes) si: KW(sI-G+TEKW)-1TE≈1 (18) 19 Prueba. Ver. Lema 2. Dado el sistema (1) y el generador de residuos (2), considerando el problema de estimación de falla, y bajo el cumplimiento de supuestos de trabajo, el problema tiene solución para: K»>1 19 Prueba. Ver. Fig. 2. Esquema para la estimación de fallas. El esquema es mostrado en la figura 2. Note que cuando la transferencia de la falla al residuo es estrictamente propia, el algoritmo utilizado brinda una solución, ‘’agregando’’ un polo rápido para evitar la necesidad de derivadas explícitas, como se puede apreciar en el siguiente ejemplo: Considerar: la cual con la inversión queda: Y como resulta que Como se ve, la transferencia de la inversa para G(s) tiene un polo rápido dado el valor grande de K. Otra situación ocurre cuando la transferencia de la falla al residuo es de fase Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 49 �Estimación de fallas a partir de un residuo / Juan Carlos Ruiz García, et al. no mínima. En este caso, la inversa, tal como ha sido planteada resulta inestable. Aquí se requiere de una modificación, ver.19 EJEMPLO DE APLICACIÓN Con la finalidad de mostrar el potencial del esquema considerado se ofrece un ejemplo. Se aprecia el modelo linealizado del sistema de control de posición de un satélite, el cual ha sido previamente utilizado en.15 MODELO Y CONTROL Considerar el siguiente sistema lineal e invariante en el tiempo con , es el vector de estado con ϕ, θ y ψ representan los son ángulos de guiada, balanceo y cabeceo respectivamente, así como las correspondientes velocidades angulares. La entrada de control consta de tres elementos asociados con fuerzas en cada dirección: la perturbación d(t) consiste en incertidumbre del modelo: d(t)=[0.0001 0.0002 0 0 0 0]x(t) y las matrices del sistema: C es la matriz identidad de orden 6 (todos los estados están disponibles para medición. Note que la matriz Δ en este modelo corresponde a la matriz que distribuye la perturbación en la ecuación dinámica del sistema. Este es inestable en lazo abierto, lo que para poder realizar la tarea de diagnóstico, porque es necesario primero estabilizarlo, mediante una retroalimentación de estado dada por: u(t)= Kxx(t)+Kref γ(t). Donde γ(t) representa la señal de referencia y las ganancias del control están dadas por: Las ganancias anteriores permiten la ubicación de los polos de lazo cerrado en {-1 -1.25 -1.5 -1.75 -2 -2.5}, para una referencia dada con fines de mostrar el algoritmo en γT (t)=[-0.5 0.5 1], dados para las posiciones angulares. El comportamiento nominal del sistema se puede apreciar en la figura 3. Fig. 3. Sistema retroalimentado sin fallas. 50 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Estimación de fallas a partir de un residuo / Juan Carlos Ruiz García, et al. DISEÑO DEL GENERADOR DE RESIDUOS Primeramente, es necesario verificar las condiciones de existencia (3) - (8). Estas condiciones nos dan también un camino para el diseño. Como resultado tenemos: Donde δ=0.00025, α=0.0125, β=0.011. El resto se obtiene haciendo que la ecuación de salida se conforme como L2=[1 1 1 1 1 1]. Además, de las ecuaciones para implementación del generador de residuos, como dadas en ecuación (2), la ecuación de la dinámica del estimador de residuos resulta en la correspondiente transferencia de la falla al residuo: (16) Note que en estado estacionario (suponiendo una entrada constante), resulta en una transferencia con ganancia muy pequeña, con lo que se hace deseable hacer algo para tener acceso al diagnóstico de fallas pequeñas. El efecto de una falla de magnitud 1 sobre el residuo se puede apreciar en la figura 4. Fig. 4. Evolución del residuo cuando la falla tiene magnitud 1 en el tiempo 7 seg. Como se aprecia de la figura 4, no es posible distinguir el efecto de la falla en el residuo. Fig. 5. Evolución del estimador de falla con ganancia K=1,000, cuando la falla tiene magnitud 1 en el tiempo 7 seg. Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 51 �Estimación de fallas a partir de un residuo / Juan Carlos Ruiz García, et al. UTILIZANDO EL ESTIMADOR PROPUESTO Dado que la transferencia de la falla al residuo es una función estrictamente propia, las matrices del estimador resultan: La evolución del estimador para una falla de magnitud 1 en el tiempo igual a 7 segundos, se puede apreciar en figuras 5 y 6 con ganancia de K=1,000 y K=10,000 respectivamente. Fig. 6. Evolución del estimador de falla con ganancia K=10,000, cuando la falla tiene magnitud 1 en el tiempo 7 seg. Note que cuando la ganancia utilizada en el estimador de fallas es K=1,000, el estimado de falla permanece con un sesgo, el cual resulta para este caso de alrededor de 15% menor al valor real de la falla. El incremento del valor de la ganancia K ayuda a mejorar la estimación de la falla, mediante la inversión de la transferencia de la falla al residuo. La estimación de esta produce un retraso adicional al que se produce cuando sólo se utiliza el generador de residuos. Este hecho debe de tomarse en cuenta cuando se desee hacer uso del algoritmo en situaciones reales, sobre todo, cuando el tiempo de detección juega un factor crítico. El atraso de tiempo introducido por el método, se hace más evidente cuando se utiliza una señal de falla sinusoidal, por ejemplo. Por otro lado, es necesario contar con una ganancia K suficientemente grande, para tener un estimado de la falla con menor sesgo. Un punto a discutir adicionalmente sobre el enfoque considerado, es el poder diseñar un generador de residuos, en conexión con la ganancia a ser utilizada después, es decir, ¿Existe alguna manera de mejorar el estimado o disminuir el valor de la ganancia K, mediante el diseño del generador de residuos? De ser así, hace falta continuar el trabajo en busca de este diseño unificado, sin embargo, el enfoque considerado, cuenta también con la ventaja de poder ser aplicado a un generador de residuos existente. El requisito es el conocimiento de la función de transferencia de la falla al residuo. Aún y cuando el método puede ser aplicado a sistemas multivariables (con el mismo número de entradas y salidas) en este trabajo solo se exploró el caso SISO. 52 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Estimación de fallas a partir de un residuo / Juan Carlos Ruiz García, et al. CONCLUSIONES La problemática de ganancia de la transferencia de la falla al residuo es considerada en este trabajo. En lugar de ver la manera de trabajar la posibilidad de modular esta ganancia, en este trabajo se propone una forma de estimar la falla mediante un enfoque de inversión del generador de residuo. El enfoque tiene limitaciones estructurales, sin embargo, si las condiciones de existencia se satisfacen, la falla se puede estimar de manera conveniente y sin retraso significativo. El retraso de la estimación producido por el enfoque, requiere de ser evaluado para revisar la viabilidad en cada caso. En general se tiene que seleccionando un valor de K grande se obtiene un error de estimación de la falla muy pequeño. Al invertir sistemas de fase no mínima, la inversión resulta inestable, aún seleccionando una K grande. Esto requiere de un tratamiento diferente. Los sistemas estrictamente propios pueden ser tratados sin mayor problema. Como trabajo futuro queda el manejo de sistemas de fase no mínima, así como un estudio basado en experimentos y o comparación con otros métodos. RECONOCIMIENTO Los autores agradecen el apoyo del CONACYT mediante proyecto no. 178282 así como a la UANL por el apoyo con el proyecto PAYCIT No. IT956-11. REFERENCIAS 1. Buchholz, J.J. and Grünhagen, W. (2008). Inversion impossible? Institute report DLR IB. 2. Cen, Z., Noura, H., and Younes, Y.A. (2015). Systematic fault tolerant control based on adaptive Thau observer estimation for quadrotor UAV’s. International Journal of Applied Mathematics and Computing Science, 25(1), 1-10. 3. Challoo, R. and Dubey, S. 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Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 53 �Estimación de fallas a partir de un residuo / Juan Carlos Ruiz García, et al. 9. Frank, P.M. and Ding, S.X. (1994). Frequency domain approach to optimally robust residual generation and evaluation for model based fault diagnosis. Automatica, 30(5), 789-804. 10.Gao, Z. and Ding, S.X. (2007). Fault estimation and fault tolerant control for descriptor systems via proportional, multiple-integral and derivative observer design. IET Control Theory Appl., 5(1), 1208-1218. 11.Gassara, H., Hajjaji, A.E., and Chaabane, M. (2011). Actuator fault estimation with pole placement constraints for takagi-sugeno fuzzy systems with interval time varying delay: An LMI approach. In EUSFLATLFA, European Society for Fuzzy Logic. July 18-22, 2011 Aix Les Bains, France. 12.Hmida, F.B., Khemiri, K., Ragot, J., and Goss, M. (2010). Robust filtering for state and fault estimation of linear stochastic systems with unknown disturbance. 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Rubén Morones Ibarra Facultad de Físico-Matématicas, Universidad Autónoma de Nuevo León rubenmorones@yahoo.com.mx RESUMEN El trabajo científico de Stephen Hawking contiene importantes contribuciones a la astrofísica y a la cosmología. Entre sus más notables están: la radiación de los agujeros negros, el teorema de las áreas y la termodinámica de esos cuerpos astronómicos. Estudió el problema de las singularidades de la relatividad general, para explicar cómo se forman los agujeros negros y cómo se originó el universo. Fue el iniciador de la cosmología cuántica e impulsó los estudios sobre teoría cuántica de la gravedad. PALABRAS CLAVE Agujeros negros, radiación de Hawking, teoría del big bang, cosmología. ABSTRACT The Hawking scientific work includes important contributions to astrophysics and cosmology. Among them are the black hole radiation, the area theorem about the black holes. He investigated the problem of singularities of general relativity to explain how a black hole forms and the origen of the universe. He was the pioneer in quantum cosmology and contributed to the first studies in quantum gravity. KEYWORDS Black holes, Hawking radiation, big bang theory, cosmology. INTRODUCCIÓN Stephen Hawking, el famoso cosmólogo británico recientemente fallecido, se inicia en el estudio de la astrofísica y la cosmología durante sus estudios de doctorado en la Universidad de Cambridge, en Inglaterra, en el período de 1962 a 1966. Ahí conoció al matemático Roger Penrose, quien en ese tiempo desarrolló nuevas ideas sobre los agujeros negros (AN). Desde el principio de sus estudios de doctorado se interesó por la astrofísica y quería realizar su proyecto de tesis con Fred Hoyle, quien era el astrónomo más famoso del mundo. En ese tiempo había dos teorías sobre la estructura del universo que competían entre sí. Una era la del universo estacionario y la otra, la del Big Bang. Hoyle no aceptaba esta última, era partidario de la teoría del universo estacionario. Por otra parte, debido a que tenía demasiados estudiantes, la solicitud de Hawking de trabajar con él no fue aceptada. 56 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Primera parte / J. Rubén Morones Ibarra Probablemente Hawking tuvo suerte de no ser aceptado por Hoyle, ya que las ideas de este astrónomo fueron rebatidas y desacreditadas completamente, cuando en el año de 1964 se descubre la radiación de fondo del universo, que dio un fuerte apoyo a la teoría del big bang, que Hoyle rechazaba. A Hawking le asignaron como supervisor al astrofísico Dennis Sciama, quien también era partidario de la teoría del universo estacionario, sin embargo, cuando se presentaron evidencias cosmológicas que fortalecían la teoría del big bang, el aceptó los nuevos hallazgos, abandonando sus antiguas ideas. Sciama resultó ser un muy buen asesor en los estudios de doctorado de Hawking, dejando a este en libertad de escoger el tema de su tesis doctoral. Penrose había publicado un artículo donde establecía que el colapso de una estrella de una masa superior a cierto valor, en la última etapa de su evolución, proviene de una singularidad del espacio tiempo. Este resultado se interpreta físicamente como el fin del tiempo y esto es lo que ocurre en los AN. Este resultado motivó a Hawking a extender la idea al cosmos, pensando que el big Bang representa también una singularidad del espacio-tiempo.1 Hawking tuvo la idea de que el resultado de Penrose en el caso de los (AN) se podía extender y aplicar a todo el universo. Hawking se doctoró en física teórica en 1966 con la tesis “Properties of expanding Universes” “Propiedades de los universos en expansión”. EL INICIO DE SU CARRERA CIENTÍFICA A partir de las ideas de Penrose y del interés de Hawking en el tema, se estableció una estrecha colaboración entre ambos, de donde surgieron una serie de resultados que llevaron a Hawking a probar varios teoremas sobre AN. En el año de 1974, Hawking introdujo una idea revolucionaria en la teoría de los agujeros negros, que cambió por completo la forma de estudiar estos objetos astronómicos. En ésta combinaba, por primera vez en la física, las dos grandes teorías de esta ciencia: la mecánica cuántica y la relatividad general. La publicación de los resultados que obtuvo le dio prestigio y fama mundial en el ambiente científico, con lo que empezó su fructífera carrera en la ciencia. A pesar de su enfermedad Hawking disfrutó de la vida. Fue un apasionado de su trabajo científico y contagió su pasión a muchos jóvenes en el mundo. Condenado a moverse en una silla de ruedas y a comunicarse mediante aparatos electrónicos, declaró en una ocasión que era más feliz ahora, con su enfermedad, que antes de que la padeciera. “Antes de mi enfermedad me aburría la vida”, dijo. 2, 3, 4 Como ya se mencionó, Hawking se interesó por la astrofísica y la cosmología. Estas dos ciencias son ramas de la física. La astrofísica se ocupa del estudio de las propiedades físicas de los cuerpos astronómicos. Por otra parte la cosmología se encarga de estudiar al universo como un todo. Esto incluye el origen del universo, su evolución y su destino. Los estudios en estos dos campos de la ciencia están basados en la teoría de la Relatividad General (RG) de Einstein. La esencia de la RG está contenida en las ecuaciones del campo gravitacional de esta teoría, conocidas como ecuaciones de campo de Einstein. Se trata de ecuaciones diferenciales parciales, como las ecuaciones de Maxwell para el Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 57 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Primera parte / J. Rubén Morones Ibarra campo electromagnético, que relacionan la geometría del espacio-tiempo, determinada por la curvatura, con la distribución de materia y energía en este mismo espacio-tiempo. Un concepto importante en las ecuaciones diferenciales es el de singularidad. En el caso de las ecuaciones de Einstein, decimos que existe una singularidad cuando la curvatura del espacio-tiempo es infinita, en cualquier sistema de coordenadas que usemos. Estas soluciones son físicamente inaceptables y como no las podemos eliminar, la conclusión es que la teoría, que está descrita por las ecuaciones diferenciales, falla en donde aparecen las singularidades. Esto ocurre con la teoría general de la relatividad en muchos casos. Penrose probó que aplicando la métrica de Schwarzschild, que corresponde a un espacio-tiempo curvo, generado por una distribución esférica de masa sin rotación, el colapso gravitacional conduce a la formación de un agujero negro (AN) perfectamente esférico y sin rotación, cuyo tamaño depende solamente de su masa. Antes de este resultado obtenido por Penrose sobre el colapso gravitacional de una estrella, se suponía que el colapso llegaba a un punto en el que se producía una especie de rebote de la materia e iniciaba un proceso de expansión, pero Penrose probó que esto no ocurre, si la masa de la estrella excede cierto valor. A Hawking le fascinó el resultado obtenido por Penrose y lo impulsó al estudio de los agujeros negros, con lo que inician una colaboración sobre el estudio de las condiciones que se requieren para la presencia de singularidades en las ecuaciones de Einstein. Lo que encontraron fue que estas resultan ser una característica general de la relatividad de Einstein y no simples casos aislados, como en su momento, este último, trató de explicar. LOS AGUJEROS NEGROS Las ideas asociadas actualmente con los (AN) se remontan a la época de la física Newtoniana. En el año de 1796 el físico y matemático francés PierreSimon Laplace usando la mecánica Newtoniana y la teoría de la gravitación universal del mismo Newton, realizó cálculos para determinar la velocidad de escape de un objeto astronómico. A partir de esto, encontró que podía existir un tipo de estrella de la que no podía escapar ni la luz. A éstas les llamó Estrellas Congeladas. No hubo más interés en estos objetos y el asunto quedó solamente como una curiosidad matemática. Posteriormente, en 1939 Robert Oppenheimer, al resolver las ecuaciones de campo gravitacional de Einstein obtuvo que si la masa de una estrella excede cierto valor, un poco más de dos veces la masa del Sol, la fuerza gravitacional adquiere valores tan grandes que no permite el escape de nada, ni de la luz. Dejó este resultado sin dedicarle más comentarios, ya que consideró que no tenía ningún sentido o era algo imposible de observar en la naturaleza. Los detractores de Oppenheimer algún tiempo después, dijeron que él era bueno para hacer cálculos, pero no tenía talento, ni intuición física para entender o interpretar los fenómenos. Otras opiniones atribuyen la falta de atención a este problema, al hecho de que sobrevino la segunda guerra mundial y Oppenheimer fue llamado para dirigir el Proyecto Manhattan, para fabricar la bomba atómica. El asunto quedó olvidado por los problemas que tuvo que afrontar después de que terminó la guerra. 58 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Primera parte / J. Rubén Morones Ibarra El sorprendente resultado de Oppenheimer, producto de la relatividad general, no le pareció a Einstein, aun cuando su propia teoría contemplaba esa posibilidad, lo consideró sólo como un resultado matemático. Pensaba en el caso de la fuerza nuclear, que es atractiva, lo cual tiene que ser así para que se forme la estructura nuclear. Si no fuera así, la fuerza coulombiana repulsiva entre los protones impediría la formación de los núcleos atómicos. Sin embargo, para muy cortas distancias, la fuerza nuclear se vuelve repulsiva, si no ocurriera esto, los protones y neutrones en un núcleo se fundirían entre sí destruyéndose la estructura nuclear espontáneamente. Esta fuerza repulsiva es lo que Einstein pensaba que evitaría el colapso gravitacional. No puede la gravedad vencer a otras fuerzas más poderosas como la electromagnética o la nuclear, solía decir. En 1939, Einstein publica un artículo donde, con sus propias ecuaciones, trata de probar que los agujeros negros no pueden existir.5 Unos pocos meses después de esto, Oppenheimer y su estudiante Hartland S. Snyder publican un trabajo donde calculan cómo ocurre la formación de un AN.6 La teoría cuántica de campos es una estructura matemática que une a la mecánica cuántica y a la teoría especial de la relatividad. Con esta se estudian las partículas materiales más pequeñas, y los procesos de muy alta energía, en las que ellas intervienen. Al chocar dos partículas como estas, su acercamiento puede ser tan grande, que en la formulación matemática del problema se presente una singularidad, es decir, los resultados conducen a valores infinitos de ciertas cantidades. Los físicos evitan esto mediante un ingenioso procedimiento de “vestir” a las partículas, o rodearlas de otras partículas que se crean y se destruyen durante tiempos muy pequeños. A estas se les llaman partículas virtuales. No tienen existencia real, pero sus efectos son medibles en los experimentos. Estas se crean y autodestruyen, rodeando a todas las partículas subatómicas, formando una especie de nube a su alrededor. Estas partículas se originan del vacío mismo y se describen o interpretan como una nube que acompaña a todas las partículas. Parece algo muy arbitrario, pero este método de analizar los fenómenos del mundo subatómico, ha dado origen a las teorías físicas más precisas y complejas que ha creado la mente humana. En estas ideas se basa un resultado obtenido por Hawking, que será mencionado más adelante.7 Los AN negros no se pueden observar directamente ya que la radiación de Hawking, que se mencionará después, es muy débil y no es posible detectarla y estudiarla. Sin embargo, la existencia de un agujero negro se determina de forma indirecta, por los efectos que produce en su entorno. Grandes flujos de materia se dirigen velozmente hacia él y terminan absorbidos por una especie de sumidero que desaparece esta materia. SINGULARIDADES EN LAS ECUACIONES DE EINSTEIN Después de la segunda guerra mundial, otros científicos retomaron el tema de las estrellas que se colapsan. Penrose en 1965, interpretó el colapso gravitacional como una curvatura infinita del espacio-tiempo, lo cual equivale matemáticamente a una singularidad. Hawking fue aún más lejos y asoció el problema de la singularidad al big bang. Pensó que los origenes del tiempo y el espacio corresponden a una singularidad de las ecuaciones de Einstein. En este Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 59 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Primera parte / J. Rubén Morones Ibarra caso el big bang representa una singularidad del espacio-tiempo. Sin embargo, aunque esto parezca razonable debido a que es un estado atípico del cual no podemos saber nada, una teoría que presente este tipo de singularidades no puede ser una teoría completa. Como resultado de estas observaciones la relatividad general se puso en entredicho. Algunos años después, en 1974, Hawking encontraría la salida a este problema. Era necesario incluir un elemento adicional que explicara qué sucede cuando la curvatura del espacio-tiempo tienda a infinito, es decir, en el colapso gravitacional del big bang. Se le ocurrió a Hawking que la mecánica cuántica debería combinarse con la relatividad general de Einstein, para poder tener resultados físicamente aceptables de estos fenómenos. Posteriormente se aclararán algunos conceptos derivados de estas ideas cuánticas aplicadas a la RG. Antes de que se acuñara el término de agujero negro por John Wheeler en 1967, era muy difícil transmitir la idea de colapso gravitacional o la de singularidad del espacio-tiempo. No había palabras sencillas para explicar el fenómeno de curvatura infinita del espacio-tiempo. Cuando Wheeler introduce el nombre de agujero negro y explica la idea de que nada, ni luz puede salir de este objeto, el concepto se aclaró y fue más manejable para referirse a él HORIZONTE DE EVENTOS Para entender las ideas asociadas a los AN es conveniente introducir el concepto de Horizonte de Eventos (HE). Pensemos, para simplificar las ideas, que un AN es una esfera. El horizonte de eventos de un agujero negro es una frontera, esférica también, que separa el espacio-tiempo en dos regiones. Dentro de ella, todo lo que alcance esta región, ya no puede escapar. Fuera del horizonte de eventos, las partículas sí pueden escapar, si tienen suficiente energía. Cuando una estrella de una masa determinada agota su combustible nuclear y empieza a contraerse debido a la atracción gravitacional, se convierte en un agujero negro si su radio llega a tomar el valor correspondiente al del horizonte de eventos. En el big bang la densidad de masa y energía era infinita. Nuevamente, un resultado de valor infinito para una cantidad física como la densidad de energía es, por supuesto, inaceptable. Encontramos que la teoría general de la relatividad fracasa al tratar el problema cosmológico del origen del universo. Las ecuaciones de Einstein de la relatividad general contienen soluciones que predicen la existencia de objetos de enorme densidad, de donde no puede escapar nada, ni la luz. Es importante tener claro que la RG es una teoría muy distinta a otras teorías de campo. La teoría del campo electromagnético, por ejemplo, se describe en términos de los campos eléctricos y magnéticos evaluados en puntos del espacio-tiempo. Muy diferente a esto, es la teoría general de la relatividad que ella misma pone o da forma al escenario donde ella misma actúa. La teoría general de la relatividad establece que la gravedad está descrita en términos de la geometría del espacio-tiempo. Por otra parte la geometría de un espacio de cualquier número de dimensiones, está determinado por la métrica de este espacio, es decir, por la manera de medir distancias en él. Con esto podemos establecer que la fuerza de gravedad no existe, lo que existe es la geometría del espacio-tiempo, determinada por la presencia de una distribución particular 60 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Primera parte / J. Rubén Morones Ibarra de masa y de energía. El espacio-tiempo se curva en la vecindad de un cuerpo masivo, como una estrella. Resumiendo, la RG convierte en un problema de geometría el efecto físico de un campo gravitacional. Las trayectorias que siguen las partículas afectadas por este, son las geodésicas de ese espacio geométrico. Así que el concepto de fuerza gravitacional desaparece en la formulación de Einstein de la teoría de la gravedad. Para resolver las ecuaciones de Einstein cuyas soluciones determinan la geometría del espacio-tiempo, correspondientes a una determinada distribución de masa, debemos por supuesto, dar esta distribución de masa y energía. Consideraremos aquí la más sencilla de todas, una distribución de masa esféricamente simétrica, como la de una estrella, que no gira y no tiene carga eléctrica. La solución de las ecuaciones de Einstein correspondientes, determina la geometría del espacio-tiempo. Por otra parte, esta geometría queda determinada por la métrica, dada por ds2, que corresponde al cuadrado de la distancia entre dos puntos de ese espacio. Por ejemplo, en el espacio plano euclidiano de tres dimensiones, la distancia entre dos puntos muy próximos uno del otro está dada por Esta expresión no es otra cosa más que el teorema de Pitágoras en tres dimensiones, que manejamos en la geometría analítica. Por otra parte, el espacio de la teoría especial de la relatividad, es el espacio de Minkowski cuya métrica está dada por8 (1) Esta es la regla para medir distancias en este espacio. Para entender lo que es un agujero negro, es conveniente introducir la métrica correspondiente, a las soluciones de las ecuaciones de Einstein del problema más simple, el de una distribución de masa M , esféricamente simétrica, sin carga y ni rotación. La solución es conocida como la métrica de Schwarzschild, que fue quien la obtuvo. Expresada en coordenadas esféricas con centro en la distribución de carga, esta métrica está dada por8 Donde G es la constante gravitacional, c la velocidad de la luz y r,θ y φ las coordenadas esféricas de un punto del espacio y t el tiempo. Mediante un análisis de esta solución, considerando el movimiento de un rayo de luz, se obtiene que el radio del horizonte de eventos es (2) Una estrella que genere un espacio-tiempo con geometría descrita por la métrica de Schwarzschild se convertirá en un agujero negro, si en su colapso gravitacional, llega a tener un radio de este valor. El valor de r dado por la ecuación (2) define el radio del Horizonte de Eventos del agujero Negro de Schwarzschild. A la superficie de esta esfera con este radio se le conoce como horizonte de eventos. Según la teoría clásica de la relatividad, un objeto astronómico (una estrella) con un radio de este valor, no emite luz ni alguna radiación hacia el exterior. Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 61 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Primera parte / J. Rubén Morones Ibarra EL TEOREMA DE LAS AÉREAS La dinámica de los agujeros negros fue el centro de atención de Hawking. En el año de 1972 él publicó un artículo donde aparece lo que hoy se conoce como teorema de las áreas de Hawking.9 En este se establece que en cualquier proceso que tenga lugar en un agujero negro, que absorba materia o que colisione y se funda con otro agujero negro, el área total del horizonte de eventos nunca disminuye. En general, si un sistema de varios AN interaccionan entre sí, el área total del sistema nunca decrece, pero la masa total del sistema sí puede decrecer. Como ejemplo para ilustrar esta idea, consideremos dos AN de Schwarzschild de masas M1 y M2, que se unen mutuamente dando una masa final M. Esta masa será menor que la suma de ambas, debido a que en el proceso de fusión de ambos hoyos negros, se emiten al espacio ondas gravitacionales que llevan energía, es decir, transportan masa. El área del nuevo agujero negro será 4πR2 , la cual, como lo probaremos después, es proporcional a M2. De acuerdo con el teorema de las áreas, ésta será mayor que la suma de las dos áreas iniciales. Pongamos un ejemplo numérico con un AN de Schwarzschild. Dos agujeros negros de masas 5 y 8 se funden formando un AN de masa 12, donde se ha expulsado al espacio energía equivalente a una unidad de masa, que es la masa faltante. El área del nuevo AN será proporcional a 122=144. Mientras que el area total original era igual a la suma de las aéreas, las cuales son proporcionales a los cuadrados de sus respectivas masas. El área inicial es proporcional a 52+82=89<144. Observamos que el área total creció. Ésta es la esencia del Teorema de las Áreas de Hawking. Este teorema inspiró a Jacob Bekenstein para relacionar la segunda ley de la termodinámica con los agujeros negros. Él había estado analizando lo que ocurre con la entropía, cuando un agujero negro absorbe materia del exterior. Razonaba de la siguiente manera: Si un objeto es absorbido por un AN, la entropía del exterior disminuye (debido a que en el exterior tenemos un sistema más simple). Por otra parte, para un observador externo al AN las únicas cantidades físicas observables allí son, masa, carga y momento angular, las cuales, en principio, no modifican la entropía. Encontramos entonces que se viola la segunda ley de la termodinámica, ya que la entropía total en el proceso señalado disminuye. Para recuperar la validez de esta ley, debemos asociar al AN una entropía y generalizarla. El nuevo enunciado sería: La entropía total es la suma de la entropía común, más la entropía del agujero negro.10 Bekenstein definió la entropía total como la entropía de la materia más la del agujero negro. Expresando esto matemáticamente como (3) El problema que se le presentó a Bekenstein fue cómo asociar una entropía al agujero negro. La guía la proporcionó el teorema de las áreas de Hawking. Combinando ideas, Bekenstein hizo la siguiente analogía: De acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, en cualquier proceso la entropía total nunca decrece. Por otra parte, en los procesos que ocurren en los agujeros negros el área total del horizonte de eventos nunca decrece, entonces podemos asociar la entropía del AN con su área, es decir el área del horizonte de eventos. 62 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Primera parte / J. Rubén Morones Ibarra En resumen, tenemos que en la segunda ley de la termodinámica ∆S≥0, donde ∆S es el cambio de entropía en el proceso termodinámico que estamos considerando. Por otra parte, en la dinámica de los agujeros negros ∆A≥0, donde ∆A es el cambio en el área total del horizonte de eventos. Basado en estas analogías, y en un análisis termodinámico clásico de la situación, la asociación entre la entropía y el área de un agujero negro le pareció razonable a Bekenstein.10 Encontró que una hipótesis razonable para la entropía SBH de un AN (el subíndice es por Black Hole) es (4) donde A es el area del horizonte de eventos. Este fue su trabajo de tesis doctoral en Princeton en agosto de 1972. Bekenstein publicó el mismo año el articulo “Black Holes and the Second Law” donde establece que para conservar la validez de la segunda ley de la termodinámica, es necesario asociarle una entropía a los agujeros negros. A propósito y sólo como dato, Bekenstein (1947-2015) fue un físico que nació en la Cd. de México, pero vivió y estudió su carrera en EUA. Por otra parte, el físico Werner Israel en 1967, probó un teorema que después fue extendido por John Wheeler, Penrose y Hawking. Este teorema se refiere a los AN y fue bautizado como “No Hair Theorem”, (Teorema sin pelo) una metáfora que ya se había usado antes para referirse a algo cuya descripción es muy simple. El teorema establece que los agujeros negros no son en realidad objetos complejos, sino muy simples ya que pueden ser descritos por, cuando mucho, tres cantidades, su masa, su momento angular y su carga. No importa la materia de la que están formados, ni otra información sobre su origen, su condición de agujero negro permite describirlo completamente con las tres cantidades mencionadas. Para observadores en el exterior del agujero negro, de acuerdo con la RG, no hay más información sobre este que las cantidades físicas mencionadas. Los resultados de este teorema dieron argumentos a Hawking para invalidar la publicación de Bekenstein. Hawking argumentó que los agujeros negros tenían temperatura cero, y por lo tanto no tiene sentido asociarles una entropía o aplicarles la segunda ley de la termodinámica. Posteriormente, como veremos en la siguiente sección, Hawking le daría la razón a Bekenstein al encontrar una explicación cuántica al fenómeno. La temperatura cero para un AN es un resultado directo de la Ley de StefanBoltzmann, ya que por definición un AN, de éste no sale ningún tipo de radiación y por lo tanto, de acuerdo con la Ley de Stefan-Boltzmann (5) Siendo ρ el flujo de energía de radiación emitida por un cuerpo, a una constante y T la temperatura de éste. Puesto que por definición de AN ρ=0 entonces, T=0, por lo tanto, no tiene sentido asignarle al AN una entropía. RADIACIÓN DE HAWKING Hawking y su colaborador Brandon Carter escribieron un ensayo criticando fuertemente a Bekenstein por haber degradado su teorema de las aéreas, usándolo Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 63 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Primera parte / J. Rubén Morones Ibarra en un problema donde era absurdo aplicarlo pero, aun cuando Hawking no aceptó las ideas de Bekenstein, se puso a investigar lo que podría ocurrir si sus ideas fueran correctas. Analizando el problema, pensó que la solución estaba en la teoría cuántica. Fue así como a partir de 1973 se interesó por los efectos cuánticos en un campo gravitacional, algo que no había sido intentado antes. El principio de incertidumbre de Heisenberg es uno de los elementos fundamentales de la mecánica cuántica. Hawking estudió el efecto que este principio tendría en el intenso campo gravitacional que rodea a un AN cerca del horizonte de eventos. De acuerdo con la mecánica cuántica se deberían producir pares partículaantipartícula constantemente en esta región. Una partícula que escapa lleva energía del campo a partir del cual se creó. Esta energía corresponde a parte de la masa del AN, la cual disminuye al escapar de él la partícula. Las partículas creadas de esta manera son virtuales, creadas por fluctuaciones del vacío cuántico, estas se vuelven reales (no se recombinan) al tomar energía del intenso campo gravitacional que existe fuera del horizonte de eventos, pero muy cercano a él. Estas ideas se pueden establecer de una manera más formal. Una relación característica de la teoría de la relatividad es la relación entre la masa y la energía (6) Por otra parte, tenemos las Relaciones de Incertidumbre de Heisenberg, características de las teorías cuánticas (7) De la ecuación (6), con c=cte (8) Sustituyendo la ecuación (8) en la relación (7), obtenemos (9) Esta relación nos indica que es posible crear una cantidad de masa ∆m, que satisfaga la relación (9) durante un intervalo de tiempo ∆t. Si este es muy pequeño, podemos crear pares de partícula-antipartícula, donde la suma de sus masas es ∆m. Al par de particulas creadas se les llama partículas virtuales. En general, estas pueden materializarse si logran tomar la energía suficiente de alguna fuente donde ocurra el proceso. Si un par de estas partículas se crea en la vecindad del horizonte de eventos, pueden convertirse en partículas reales al tomar energía del intenso campo gravitacional que rodea al agujero negro. Esto es lo que predijo Hawking, encontrando que los AN sí irradian energía y aceptó las ideas de Bekenstein sobre la termodinámica sobre los mismos. TEORÍA CUÁNTICA DE LA GRAVEDAD La fama mundial de Hawking como científico inició en 1974, cuando asombró a la comunidad científica internacional con la publicación de un artículo donde 64 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Primera parte / J. Rubén Morones Ibarra prueba que los agujeros negros pueden emitir radiación, lo que él había descartado completamente desde la definición de agujero negro. Probó que esto lo hacen de manera permanente hasta “evaporarse” completamente terminando en una explosión. Por lo tanto, las ideas anteriores a este descubrimiento de que los agujeros negros no pueden emitir ningún tipo de radiación y de que los agujeros negros no sufren evolución, fueron descartadas. Se concluyó que los agujeros negros, nacen y mueren al emitir radiación. En contraposición con el teorema de no-pelo, después del descubrimiento de Hawking de que los AN pueden radiar se dijo que lo AN “sí tienen algunos pelos”. La expresión “evaporación de los agujeros negros” es usada comúnmente para designar este fenómeno. La teoría de Einstein de la gravedad es incompatible con la mecánica cuántica ya que en ésta el principio de incertidumbre impide que la energía y el momento sean determinados con precisión absoluta. Contrariamente, la RG requiere que la energía y el momento sean determinados con absoluta exactitud en cada punto del espacio-tiempo. Sin embargo, el fenómeno de la radiación de Hawking, involucra una combinación de mecánica cuántica y relatividad general o gravitación. Es el primer fenómeno donde se conjugan ambas teorías dando origen a la posibilidad de formular una teoría cuántica de la gravedad, lo cual dicho sea de paso, no se ha logrado hasta hoy. No obstante, la “evaporación” de los agujeros negros, es una idea aceptada actualmente por los especialistas en el tema. TERMODINÁMICA DE LOS AGUJEROS NEGROS De acuerdo con Bekenstein, la entropía es proporcional al área del horizonte de eventos del AN. El área del horizonte de eventos para un AN de Schwarzschild está dada por (10) el radio del horizonte de eventos del AN se obtiene de la ecuación (2), obtenemos (11) donde M es la masa del AN. Derivando esta función respecto a la masa, que es la única variable junto con el área, obtenemos (12) Por otra parte, de E=Mc 2 (13) Sustituyendo la ecuación (13) en la ecuación (12), obtenemos (14) Por otra parte, de las relaciones termodinámicas tenemos que para un volumen constante, (15) donde T y S representan la temperatura y la entropía, respectivamente, del AN. Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 65 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Primera parte / J. Rubén Morones Ibarra Sustituyendo la ecuación (15) en la ecuación (14) se obtiene (16) Por otra parte, de la ecuación (4), obtenemos (17) Donde el subíndice de la entropía del AN en la ecuación (17) lo podemos eliminar. Sustituyendo la ecuación (17) en la ecuación (16) , obtenemos Obteniendo la temperatura de un AN igual a (18) Esta es la temperatura asociada a un AN, se le conoce como Temperatura de Bekenstein-Hawking y se escribe como TBH. Casualmente el subíndice coincide con las iniciales de Black Hole. La ecuación (18) tiene la forma (19) Cuanto mayor es la masa del AN, menor es la temperatura. Sustituyendo la Ley de Stefan-Boltzmann dada por la ecuación (5) en la ecuación (19) obtenemos que cuando M→0, tenemos que ρ→∞. El agujero negro al irradiar pierde masa y lo hace cada vez más rápidamente terminando en forma explosiva, ya que ρ es el flujo de energía irradiada por el agujero negro. MINI-AGUJEROS NEGROS Hawking introdujo la idea de que existen AN diminutos que se crearon durante el big bang y que pueden recrearse en procesos de colisiones a muy alta energía, como los que se dan en un acelerador como el LHC. Estos mini-agujeros negros viven durante corto tiempo, ya que se “evaporan” muy rápido debido a su pequeña masa. Esta predicción no ha sido confirmada hasta ahora y queda como una especulación teórica. También los procesos generados por los rayos cósmicos, los cuales tienen energías muy elevadas, podrían crear estos mini-agujeros negros a partir de su gran energía, pero no hay evidencia de ellos. UN ASUNTO COMPLEJO: EL ORIGEN DEL UNIVERSO Hawking se interesó también por el estudio del origen del universo. Hasta antes de él lo mejor que se podía decir, es que su inicio está asociado a una singularidad del espacio-tiempo. Sin embargo, si queremos dar respuesta a la pregunta de cómo se inició, necesitamos una teoría que funcione (que no tenga singularidades) en el principio del tiempo.11 66 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Primera parte / J. Rubén Morones Ibarra La relatividad general tiene el problema de que cuando nos movemos hacia atrás en el tiempo, nos encontramos con una singularidad. Esta teoría claramente no resuelve el problema de cómo se inició el universo. Por otra parte, la idea de que el tiempo termina en un agujero negro, o de que el universo terminará en el big crunch (gran colapso) que es otra singularidad, tiene el mismo problema que la pregunta de hacia dónde va el universo. Hawking observó que en un formalismo de tiempo real, donde el tiempo, representado por un número real, corresponde a una línea que se recorre en una sola dirección, nos lleva desde el big bang al big crunch: un principio y un fin, ambos correspondiendo a singularidades del espacio-tiempo, los cuales son resultados inaceptables físicamente. Estas dificultades llevaron a Hawking y a Jim Hartle, un físico colaborador suyo, a proponer un formalismo de tiempo imaginario para estudiar el universo como un todo, usando relatividad general y mecánica cuántica. Cuando se estudia la relatividad en el espacio de Minkowski aparecen singularidades en la métrica, debido a que la forma de medir distancias en el espacio-tiempo no es un cantidad definida positiva, como se puede ver de la ecuación (1). Cuando se introduce el concepto de tiempo imaginario, la métrica toma siempre valores positivos quedando un espacio euclidiano de cuatro dimensiones, cada punto determinado por las coordenadas (x,y,z.ct), con una métrica como en la ecuación (1) pero con todos los signos positivos, sin singularidades. De esta manera el tiempo se convierte en la cuarta componente de un espacio Euclidiano de cuatro dimensiones, sin problemas de singularidades. Si combinamos relatividad general y mecánica cuántica, el concepto de tiempo imaginario puede utilizarse como parte del modelo de la gravedad cuántica que conduce a que el universo no tuvo ningún origen ni tendrá ningún fin. En el modelo no hay singularidades, no hay puntos desconocidos que no podamos manejar. El universo se describe con una teoría mecánico cuántica donde no existe el principio ni el fin. El tiempo resulta ser un concepto cíclico, en un universo finito pero ilimitado, tanto en el espacio como en el tiempo. Esto significa que no hay bordes, ni en el tiempo ni en el espacio. En su modelo cuántico de la gravedad Hawking introduce el concepto de tiempo imaginario, sustituyendo al tiempo real. Establece que la historia del universo es la historia del tiempo. En una representación del tiempo como número imaginario sobre la superficie de una esfera, o la representación del espaciotiempo sobre una híper-superficie curvada de cuatro dimensiones, no encontramos fronteras ni espaciales ni temporales. Es decir, no hay un punto de esta superficie al que le podamos asociar el origen del tiempo. Pensamos en el polo sur como un punto del espacio-tiempo de dos dimensiones, desde donde iniciamos nuestro movimiento continuo sobre un meridiano hacia el polo norte. Cuando lleguemos al polo norte, iniciaremos nuestro movimiento hacia el polo sur y regresaremos nuevamente al polo sur. Como no hay nada más al sur de este punto, si este fuera el momento del big bang, entonces no hay nada antes del big bang. 12 En el modelo de Hawking el principio del universo puede ser explicado por las leyes de la física cuántica y la relatividad general. Aquí se muestra una especie de teoría del todo, sin problemas de singularidades. Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 67 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Primera parte / J. Rubén Morones Ibarra En síntesis: Si queremos describir el comportamiento del universo, necesitamos una teoría que sea regular (sin singularidades) para todos los valores del tiempo y del espacio. No hay pasado ni hay futuro. De esta manera, encontramos que el universo queda descrito por una teoría matemática consistente y completa. Con esto nos quedamos. Sin embargo este no es el fin del problema ya que la teoría cuántica de la gravedad todavía no se logra desarrollar. Es todavía el objetivo de los físicos, lo que en términos religiosos se conoce como la búsqueda de The Holy Grail, (El Cáliz Sagrado). Algo que deseamos intensamente, pero que es muy difícil de lograr. Estamos en una situación muy parecida a la que se le presentó a los científicos con la teoría cuántica. El mundo cuántico, que es el mundo de los átomos y las partículas subatómicas, no es el mundo que observamos con nuestros sentidos. El mundo subatómico se explica con instrumentos, los que miden la presencia de un electrón o de un átomo. Es más sutil y extraño que nuestro mundo macroscópico, el cual conocemos por nuestros sentidos. Así mismo, al considerar el universo como un todo, necesitamos introducir ideas cuánticas para evitar la presencia de singularidades. Por otra parte, en otras teorías de campos cuánticos se crean partículas asociadas con los campos, aquí en la relatividad general se crearían partículas de espacio-tiempo. Con esto se granularía el tiempo y el espacio. Habría cuantos de tiempo y cuantos de espacio, es decir, intervalos de tiempo y espacio mínimos. Las condiciones iniciales para el universo, lo que ocurrió al tiempo cero, son todavía desconocidas, así como también las ideas para referirnos al origen del universo resultan ser insuficientes por ahora. Se piensa que se necesita una nueva idea que rompa los actuales paradigmas. Se habla de que se requiere un nuevo principio fundamental en la física, que está esperando que lo encontremos para explicar el origen del universo. Por el momento, el instante más cercano al que podemos aproximarnos en el origen del universo es 10-44 segundos, que es llamado el Tiempo de Planck. Para tiempos menores que el tiempo de Planck, la física que tenemos falla y deja de tener validez. Para estudiar y entender los fenómenos a esta escala de tiempo, se requiere una teoría cuántica de la gravedad. Es por esto que el gran reto que tiene la física actual es el de lograr cuantizar la gravedad. SU LEGADO CIENTÍFICO Hawking abrió nuevas líneas de investigación en la astrofísica y la cosmología. Fue generador de grandes ideas en estos campos, donde su trabajo sobre la física de los agujeros negros está considerado entre los más destacados en el área. Aplicando los métodos de la teoría cuántica de campos en presencia de intensos campos gravitacionales (espacio-tiempo curvo), obtuvo como resultado que los agujeros negros deben ser emisores de radiación. Esta debe ser equivalente a la radiación de cuerpo negro, cuya expresión matemática encontró Planck en el año 1900. Investigó el problema de las singularidades de la teoría general de la relatividad, para explicar la formación de los agujeros negros y el origen del universo. Sentó las bases para el desarrollo de una teoría cuántica de la gravedad, inició la cosmología cuántica y abrió el camino hacia una Teoría del Todo. 68 Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �El legado científico de Stephen Hawking (1942-2018). Primera parte / J. Rubén Morones Ibarra Fue también un gran divulgador de la ciencia. Su libro Breve Historia del Tiempo, donde explica brillantemente ideas sobre el cosmos, fue un éxito literario mundial que lo convirtió en el científico más conocido del mundo. Con este libro inspiró a muchos jóvenes en el mundo para interesarse en los problemas cosmológicos. REFERENCIAS 1. Roger Penrose, Gravitational Collapse and Space-Time Singularities,Physical Review Letters. 14 (3) (1965). 2. Stephen Hawking, Breve historia del tiempo, Editorial planeta, (1992). 3. Stephen Hawking, Agujeros negros y pequeños universos, Editorial planeta, (1994). 4. Michael White and John Gribbin, A life in science, The Joseph Henry Press, (2002). 5. Jeremy Berenstein, Scientific American, Appril 1, 2007. 6. J. R. Oppenheimer and H. Snyder, On Continued Gravitational Contraction, Phys. Rev. 56, 455 – Published 1 September 1939. 7. Brian Greene, The elegant universe, Vintage Books, (2000). 8. Bernard F. Schutz, A first course in general relativity, Cambridge University Press, (2002). 9. S. W. Hawking, Phys. Rev. Lett., 26, 1344 (1971); Comm. Math. Phys., 25, 152 (1972). 10 Roger Penrose, El Camino a la realidad, Debate, (2007). 11.Stephen Hawking, The European Physical Journal, H, (2014). DOI:10.1140/epjh/e2014-50013-6. 12.Carlip, S. Black Hole Thermodynamics, 2017. DOI: 10.1142/9789814678506_ 0010. Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 69 �Colaboradores Alcorta García, Efraín Ingeniero en Electrónica y Comunicaciones y Maestro en Ciencias en Ingeniería Eléctrica por la Universidad Autónoma de Nuevo León, (UANL), en 1989 y 1992, respectivamente. Dr.-Ing. en Ingeniería Eléctrica de la Universidad Gerhard Mercator de Duisburg, Alemania, en 1999. Desde ese año ocupa una posición de enseñanza e investigación en la UANL. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores, nivel 1. Huang, Kevin Estudiante de Ingeniería Industrial Mecánica en la Universidad de Puerto Rico en Mayagüez. Barbosa Saldaña, Juan Gabriel Doctor en Ciencias en Ingeniería Mecánica, Investigador del Instituto Politécnico Nacional. Sección de Estudios de Posgrado e Investigación de la ESIME. Morales Contreras, Oscar Adrián Doctor en Ciencias en Ingeniería Mecánica, Profesor – Investigador en la Universidad Autónoma de Baja California. Programa educativo de Ingeniería Aeroespacial. Cabrera-Ríos, Mauricio Ingeniero Industrial y de Sistemas por el ITESM Campus Monterrey, Maestro en Ciencias y Doctor en Ingeniería Industrial y de Sistemas por The Ohio State University en Columbus, Ohio. Actualmente trabaja en la Universidad de Puerto Rico. Co-líder del grupo de optimización aplicada. Morones Ibarra, José Rubén Licenciado en Ciencias Físico-Matemáticas por la UANL. Doctorado en Física en el área de Física Nuclear Teórica en la University of South Carolina, USA. Actualmente es catedrático de la FCFMUANL. Miembro del SNI nivel I. Castillo Martínez, Rodolfo Ingeniero en Control y Computación y Maestro en Ciencias en Ingeniería Eléctrica por la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL), en 1995. Desde 1999 ha ocupado una posición de enseñanza e investigación en la UANL. Gómez Roa, Antonio Maestro en Ingeniería en Electrónica, Profesor – Investigador de la Universidad Autónoma de Baja California. Programa educativo de Ingeniería Aeroespacial. 70 Isaza, Clara E. Pertenece al programa de Salud Pública en la Universidad Ponce de Ciencias de la Salud. Marrero, Camille Estudiante de Ingeniería Industrial Mecánica en la Universidad de Puerto Rico en Mayagüez. Navarro Torres, José Maestro en Ciencias en Ingeniería Mecánica, Profesor – Investigador en la Universidad Autónoma de Baja California. Programa educativo de Ingeniería Mecánica. Nieves, Wilfredo Ingeniero de la “Engineer for Allied Machine & Engineering” en Ohio. Orengo, Juan Carlos Pertenece al programa de Salud Pública en la Universidad Ponce de Ciencias de la Salud. Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �Colaboradores Ortiz, Michael Estudiante de Ingeniería Industrial Mecánica en la Universidad de Puerto Rico en Mayagüez. Paz González, Juan Antonio Maestro en Ciencias en Ingeniería Mecánica, Profesor – Investigador de la Universidad Autónoma de Baja California. Programa educativo de Ingeniería Aeroespacial. Ruiz García, Juan Carlos Ingeniero en Electrónica y Automatización. Maestro en Ciencias en Ingeniería Eléctrica por la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL), en 2013 y 2016, respectivamente. Zambrano Garza, Mónica Licenciada en Relaciones Internacionales por la UANL, Maestría en Organismos e Instituciones Internacionales por la Universidad de las Américas y Doctor en Ciencias Jurídicas, Administrativas y de la Educación por la Universidad de las Naciones. Miembro del Cuerpo Académico en Consolidación “Diseño de Modelos de Formación Integral de Ingenieros ante la Internacionalización”. Acuse de recibo SISTEMAS ELECTRÓNICOS DIGITALES DISEÑO COMBINACIONAL J. A. Garza G., J. A. Castillo C., J. E. Hernández V., C. A. Leal libro privilegia el aprendizaje, especialmente en su invitación implícita para la fabricación de los prototipos correspondientes. JAAG Los propios autores describen este libro, publicado por la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad Autónoma de Nuevo León, como un repertorio de problemas resueltos, el cual está conformado por casos que se presentan en ingeniería y que en la actualidad se resuelven de forma cotidiana mediante sistemas digitales. Es innegable que quienes se interesen en este tema encontrarán que cada uno de los problemas que resuelvan los ayudarán a familiarizarse con la terminología, los símbolos y la forma en que se lleva a cabo un diseño. Esta última labor requiere creatividad orientada por los conocimientos del tema, que no se limitan a los sistemas digitales en sí, como se puede observar en el uso de tablas de verdad. De paso será la ocasión para que quienes hayan tomado formalmente algún curso de lógica lo aprecien. Habiendo más de una manera de resolver un problema, hay gran oportunidad para fomentar la creatividad, la cual es fundamental en el diseño de todo tipo de sistemas. Los videos relacionados con la obra son un complemento que hará notar al estudioso que la orientación de este Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 71 �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 para su validación. No se aceptan protocolos de 72 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@uanl.mx 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@uanl.mx Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 �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 abstenerse de incluir información que hayan obtenido mediante comunicación privada que no se localice en publicaciones. Los autores deben abstenerse de incluir información que hayan obtenido de manera confidencial sin el permiso explícito correspondiente. Los autores deben abstenerse de incluir información obtenida en el proceso de servicios confidenciales, tales como documentación para concursos o solicitudes de becas. Los autores deben abstenerse de citar publicaciones que no se relacionen o que sólo se relacionen remotamente con la materia. 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. Revisores 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 manifestar al editor cualquier conflicto de intereses que detecten. Los revisores deben considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. Los revisores deben abstenerse de expresar críticas personales. 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 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 autores deben incluir a los coautores fallecidos que cumplan con el criterio de coautoría, asentando la fecha de su muerte. Los revisores deben abstenerse de utilizar o difundir información, argumentos o interpretaciones no publicadas contenidas en un manuscrito bajo consideración, Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 73 �Código de ética 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. 74 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. Ingenierías, Julio-Septiembre 2018, Vol. XXI, No. 80 ��� 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 2018 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 21 Número Número de la revista 80 Mes de publicación Mes cuando se publicó Julio-Septiembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Trimestral Relación OPAC 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, 2018, Año 21, No 80, Julio-Septiembre 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 01/07/2018 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 2020942 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 Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Agujeros negros Big Bang Celdas solares Cosmología Impresiones 3D Radiación de Hawking https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/20868/Ingenierias_2018_Ano_21_No_79_Abril-Junio.pdf 15d1ffa09222d51a93b3f7d608d6de09 PDF Text Text �OBJETIVO DIRIGIDO A El SIMCI, en su emisión 2018, tiene como objetivo difundir nuevas ideas y visiones en materiales de Ciencia, tecnología e innovación proveniente de trabajos teóricos y experimentales, así como de prototipos, diseños y herramientas, esto a través de conferencias magistrales, presentaciones orales, carteles y talleres dictados por expertos nacionales e internacionales, con la finalidad de contribuir al progreso de la región, estado y país. Profesionistas, empresarios, vestigadores, estudiantes y en contribuir al desarrollo TEMÁTICAS CIENCIAS BIOLÓGICAS Y DE LA SALUD (CBS) Agrobiotecnología, biotecnología industrial y farmacéutica, biotecnología del mar y medio ambiente, materiales biológicos, fuentes alternas de energía, ingeniería de tejidos biológicos, imagenología, sistemas biomédicostelemedicina, bioinstrumentación, bioinformática, ejercicios y rehabilitación, masoterapia, electroterapia y agentes físicos, casos clínicos, salud pública, investigación clínica, patología clínica, cirugía general y trasplantes. organizadores, académicos, inpúblico en general, interesados científico y tecnológico del país. TIPOS DE TRABAJO •Artículos a publicarse en la revista del SIMCI 2018 (ISSN online: 25941097, ISSN CDROM: ISSN: 2007-7394), revista “INGENIERÍAS” de la UANL (ISSN: 1405-0676) o en revistas de la editorial ECORFAN. •Capítulos de libro (libro con ISBN editado por la editorial ECORFAN-México). FECHAS IMPORTANTES Fecha límite de recepción de trabajos: 3 de agosto. Aviso de aceptación de artículos o capítulos de libro: del 20 al 24 de agosto. CIENCIAS COMPUTACIONALES, COMUNICACIONES Y FINANZAS (CCCF) CONTACTO Redes, telecomunicaciones, inteligencia artificial, cibernética, cómputo forense, internet de las cosas, domótica, redes de sensores inteligentes y Smart grids, sistemas informáticos, big data y minería de datos, seguridad informática, aplicación de las TIC, tecnología educativa, móviles y videojuegos, desarrollo económico y social, aplicación de TI Carretera Pachuca-Ciudad Sahagún, da de Santa Bárbara, Zempoala, Tel.: 01(771) 547 7510 ext.: 2503 y 2205. e-mail: simci@upp.edu.mx en finanzas, innovación y negocios inteligentes, finanzas en el mercado internacional. MAYORES INFORMES www.upp.edu.mx/simci UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE PACHUCA km 20 Ex-HacienHidalgo, C.P. 43830. CIENCIAS DE LA INGENIERÍA (CI) Control y automatización, instrumentación, sistemas embebidos, electrónica avanzada, sistemas mecatrónicos, sistemas ciberfísicos, robótica, sistemas autónomos, optomecatrónica, agricultura de precisión, manufactura avanzada, mecánica aplicada, diseño mecánico materiales avanzados, nanociencias y nanotecnol gía, fuentes alternas de energía, autotrónica y sistemas automotrices, entre otros. simciupp @simciupp Este programa es público, ajeno a cualquier partido político y queda prohibido el uso para distintos a los establecidos en el programa. Ingenierías es una publicación trimestral arbitrada, editada por la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León, dirigida a profesinales, profesores, investigadores y estudiantes de las diferentes áreas de la ingeniería. Las opiniones y contenidos expresados en los artículos son responsabilidad exclusiva de los autores. Prohibida su reproducción total o parcial, en cualquier forma o medio, del contenido editorial de este número sin previa autorización. Ingenierías está indexada en: Latindex, Periódica, CREDI, Dialnet, Actualidad Iberoamericana, LivRe, NewJour. Versión en extenso en internet: https://ingenierias.uanl.mx/ �Contenido 79 Abril-Junio de 2018, Año XXI, No. 79 3 Editorial: Reconociendo a los divulgadores de ciencia y tecnología Juan Antonio Aguilar Garib 6 Caracterización de superficies maquinadas por medio de parámetros de rugosidad F. Eugenio López Guerrero, Raúl Cavazos Flores, Mario Delgado Acosta 13 Actividad fotocatalítica de L-Bi2Mo06 y H-Bi2Mo06 en la degradación de rodamina B por acción de luz visible Daniel Sánchez Martínez, Azael Martínez de la Cruz, Enrique López Cuéllar, Ubaldo Ortiz Méndez 19 Materiales poliméricos dieléctricos Jesús G. Puente Córdova, M. Edgar Reyes Melo, Beatriz C. López Walle, Virgilio Á. González González 28 Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol bencílico en estados subcríticos y supercríticos Rodolfo Morales Ibarra, Mitsuru Sasaki, Motonobu Goto, Armando T. Quitain, Saida Mayela García Montes 40 Detección y aislamiento robusto de fallas en tiempo finito Efraín Alcorta García, Francisco Eduardo López Castillo, Salvador Saucedo Flores 51 Análisis electromagnético de celdas con defecto en microcinta y en plano de tierra para filtros de microondas Jorge Aguilar Torrentera, Gerardo García Sánchez, César González Cervantes 64 Colaboradores 67 Información para colaboradores 68 Código de ética Ingenierías, Abril-Junio 2018, Año XXI, No. 79 1 �DIRECTORIO Ingenierías, Año XXI N° 79, abril-junio 2018. 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, Nuevo León, México, C.P. 64000. Fecha de terminación de impresión: 15 de abril de 2018. 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. 66455. 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 2018 revistaingenierias@uanl.mx UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN Mtro. Rogelio G. Garza Rivera Rector M.A. Carmen del Rosario de la Fuente García Secretario General Dr. Santos Guzmán López Secretario Académico Dr. Celso José Garza Acuña Secretario de Extensión y Cultura Lic. Antonio Ramos Revillas Director de Editorial Universitaria FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA Dr. Jaime A. Castillo Elizondo Director Dr. Juan Antonio Aguilar Garib Editor responsable M.C. Cyntia Ocañas Galván M.C. Jesús G. Puente Córdova Redacción Gregoria Torres Garay Tipografía y formación M.A. José Luis Martínez Mendoza Diseño 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, CIDESI / 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 / 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 Ángel González González, FIME-UANL / Dr. Carlos Alberto Guerrero Salazar, FIME-UANL / Dra. Oxana Vasilievna Karissova, FCFM-UANL / Dr. Francisco Eugenio López Guerrero, FIME-UANL / Dr. Martín Edgar Reyes Melo, FIME-UANL / Dr. Roger Z. Ríos Mercado, FIME-UANL / Dr. Juan Ángel Rodríguez Liñán, FIME-UANL. 2 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Año XXI, No. 79 �Editorial: Reconociendo a los divulgadores de ciencia y tecnología Juan Antonio Aguilar Garib Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica juan.aguilargb@uanl.edu.mx Mucho se ha hablado de la importancia que tiene la generación de conocimiento para el desarrollo de un país, así como de su propagación en la sociedad, relacionándola con la educación y con el potencial de participación de una comunidad en la solución de los problemas de una nación. La relevancia de la difusión de la ciencia y tecnología para México es tal, que el Congreso General de los Estados Unidos Mexicanos decretó, en 2014, la adición de un segundo párrafo a la fracción XI del artículo 2, de la Ley Orgánica del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) al respecto, para quedar como sigue: XI. Apoyar la generación, difusión y aplicación de conocimientos científicos y tecnológicos. Para ello, el CONACyT deberá emprender acciones que fomenten y fortalezcan las actividades de divulgación científica entre los investigadores del país y las organizaciones de la sociedad civil. De igual forma, deberá incentivar la vinculación entre estos actores y las instituciones del sistema educativo nacional, a fin de fortalecer la capacitación de los educadores en materia de cultura científica y tecnológica. Existen diversos medios con los que los ingenieros y científicos, entre otros generadores de conocimiento y tecnología, ponen estos a disposición del público. Entre los investigadores, el medio favorito son las revistas arbitradas e indexadas que están incluidas en el Journal Citation Reports (JCR) de Thomson Reuters, debido a su reconocimiento en el medio académico. Sin embargo, independientemente del rigor y apego a la verdad que pudiera esperarse de estas publicaciones, su debilidad principal como elemento para la divulgación de la ciencia es que estas publicaciones no son de alcance general, por estar dirigidas a especialistas que tienen conocimientos amplios en el área de interés de las revistas de ese tipo, y que por esa razón encuentran valor en los artículos publicados, sin que eso signifique que prescindan de la crítica o que acepten la discusión y conclusión de los artículos simplemente porque están arbitrados. La divulgación, no solamente de la ciencia, requiere que los documentos estén escritos en términos y lenguaje al alcance de los interesados, no necesariamente especializados en el área, pero sí con cierto nivel de educación, Ingenierías, Abril-Junio 2018, Año XXI, No. 79 3 �Reconociendo a los divulgadores de ciencia y tecnología / Juan Antonio Aguilar Garib que puedan valorarla positivamente. Se trata de informar, mediante artículos en revistas y libros, a los lectores, que podrían también ser científicos de diferentes disciplinas, de las actividades científicas que llaman su atención por su novedad, controversia o curiosidad. Aquí es en donde se aprecia el papel de los promotores de ciencia y tecnología, quienes presentan literatura científica en la que resumen, traducen, digieren e incluso procesan, en un lenguaje accesible, artículos que se escriben por investigadores usualmente en un lenguaje para especialistas, sobre avances científicos y tecnológicos recientes, para quienes sin estar involucrados directamente en actividades científicas formales, están interesados en ciencia, tecnología, o ambos. Parecería que escribir material con fines de divulgación es sencillo, incluso hay quienes consideran que se trata de un género en el que hay menor rigor, incluso calidad inferior que en las publicaciones científicas, de hecho muchas no se encuentran listadas en JCR, olvidando su virtud principal de resaltar el valor de las contribuciones de los científicos con descripciones accesibles sin abaratar su contenido. Un aspecto que no debe ser pasado por alto es que los escritores de materiales para divulgación tienen un buen entendimiento de la ciencia, de manera que la relevancia de los reportes científicos, frecuentemente originales, se transfiere fielmente. El sentido científico de un escritor de divulgación es consistente con el conocimiento bien establecido, ya que de otra forma podrían producir artículos que contengan exageración, sobresimplificación o malos entendidos, especialmente en los temas que son el blanco de los mitos. Es también muy importante recordar que los escritores de divulgación son a la vez lectores de literatura científica, por lo que hay una obligación de tales publicaciones para asegurarse de que los artículos con resultados plausibles presentados de manera entusiasta, en verdad estén soportados por métodos rigurosos de análisis, de manera que sean una fuente confiable de contenido para los divulgadores de ciencia. En cuanto a la promoción de la tecnología, tiene la ventaja de que está inmersa en los dispositivos y aparatos cuya descripción de funciones es en sí una forma de darla a conocer, independientemente de que la ciencia detrás de ellos pudiera no ser entendida cabalmente por sus usuarios. Algo que puede contribuir a la creencia de que la divulgación científica es fácil, es la manera en que se utiliza la internet para encontrar información sin tomar en cuenta que la abundancia y variedad de los materiales disponibles hace que su utilidad dependa en gran medida de los antecedentes de quienes realizan las consultas. Una búsqueda dada puede llevar a fuentes confiables, como centros de investigación, universidades o publicaciones de prestigio, pero también es posible encontrar materiales que están puestos sin verificación o supervisión alguna, y en muchas ocasiones están equivocados por ser producto de mitos y exageraciones. Dado que la formación de las personas tiene gran relación con la ingenuidad, por aceptar como cierto lo que se dice por muchos aunque no exista prueba de por medio, o para discriminar material que es correcto sólo 4 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Año XXI, No. 79 �Reconociendo a los divulgadores de ciencia y tecnología / Juan Antonio Aguilar Garib de apariencia, entonces puede resultar no tan sorprendente que documentos y páginas evidentemente erróneas reciban gran atención. Los materiales inexactos pueden provenir tanto de estafadores como de personas bien intencionadas que hicieron un juicio pobre de la fuente de información. El punto es que prácticamente cualquier persona puede publicar algo en la internet, pero pasan por alto su responsabilidad sobre la buena o mala calidad del material ofrecido. El hecho de que el lector crea todo lo que le presentan no puede ser utilizado como justificación para un engaño, pero sí hace evidente que hace falta que en la internet haya más documentos de buena calidad, como los que se publican en las revistas consideradas de mayor prestigio, y en especial los documentos escritos por divulgadores de ciencia y tecnología. No es aceptable que publicaciones que utilizan como estribillo las palabras “estudios científicos confirman que ...” seguido de publicidad cuya exageración raya en la falsedad, al grado que se pueden encontrar desde las termodinámicamente imposibles máquinas de movimiento perpetuo que generan energía gratis, aparatos para aprender idiomas sin estudiar o curas milagrosas, tengan mayor aceptación que las que están genuinamente sustentadas. Es posible que eso se deba a que a pocos les guste la idea de que no se pueda producir energía a partir de la nada o que se pueden aprender idiomas sin estudiar o estar saludable sin cuidado alguno. Aceptando que la internet contiene todo tipo de materiales, los especialistas están en mejor condición para identificar y juzgar los documentos que encuentren sobre un tema particular. En cambio, los que están presentados utilizando herramientas publicitarias tendrán mayor penetración, de hecho el material genérico sin justificación tiene mayor aceptación, porque los antecedentes académicos y el nivel cultural necesarios para creerlos son mínimos, en comparación a los que se requieren para entender documentos de mayor nivel. No se trata de establecer una lucha juzgando y criticando cada página producida por entusiastas en la internet, quienes muchas veces con información limitada y la ayuda de las redes sociales, han sido capaces de popularizar de todo, incluso el material anticiencia. El asunto es que exista más material de buena calidad en ese medio y de alguna manera, aumentar la relación entre el material que es verídico y confiable, en contraste con el que no lo es. Aquí surge nuevamente la importancia de los divulgadores de la ciencia, ya que su material es el que tiene la mejor posibilidad de promoverla en la internet, sin que sea indispensable que ellos mismos se encarguen de todo el proceso de producción y publicación. A fin de apoyar la difusión de la ciencia y tecnología, sería adecuado que los investigadores e ingenieros tuvieran mayor participación en su promoción, a través del esmero por comunicar el conocimiento generado a partir del trabajo científico, aprovechando los medios que se encuentran a su alcance. Finalmente, se debe reconocer que el trabajo de los divulgadores de ciencia y tecnología, así como de las revistas correspondientes, impresas o en línea, son piezas clave para poder cumplir con el compromiso que establece la Ley Orgánica del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología en materia de difusión. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Año XXI, No. 79 5 �Caracterización de superficies maquinadas por medio de parámetros de rugosidad ABSTRACT The proper functioning of a machined part depends on the quality of its surface. The term “surface quality’’ includes not only the dimensional values of the surface, but also material properties such as hardness and metallurgical structure1 as well as optical and esthetic characteristics. The dimensional quality is related with the surface irregularities and is known as the “roughness surface”. The importance of the roughness of the final finish has been well appreciated. This work proposes a method based on the decomposition of the roughness in terms of the frequency analysis in order to identify the tool marks on a machined surface. As result, the relationship between the feed rate and roughness is clarified. KEYWORDS Roughness, characterization, surface, machining. INTRODUCCIÓN La calidad de un producto está directamente relacionada a las desviaciones de éste con respecto al diseño original debido a fallas en los procesos de manufactura. Esto influye directamente en la funcionalidad de la pieza. Bajo ese punto de vista, la falla está definida por la incapacidad del tren de producción de funcionar de una manera esperada y, en la mayoría de los casos, se manifiesta en el producto en términos de calidad. En los procesos de maquinado, las características superficiales del producto influyen en su funcionalidad. La figura dominante en una superficie está influenciada por el método de maquinado, ya que cada tipo de herramienta de corte deja marcas distintivas en la superficie. Se pueden distinguir tres aspectos que influyen en la calidad de la superficie de los productos maquinados: 1. Condiciones y características de la herramienta. 2. Condiciones de operación de la máquina-herramienta. 3. Propiedades mecánicas de la pieza de trabajo. 6 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 Publicado originalmente en: Ingenierías, Enero-Marzo 2003, Vol. VI, Número 18, pp. 62-68. F. Eugenio López Guerrero, Raúl Cavazos Flores, Mario Delgado Acosta Sistemas Integrados de Manufactura, División de Ingeniería Mecánica, FIME-UANL, México elopez@uanl.mx �Caracterización de superficies maquinadas por medio de ... / Fco. Eugenio López Guerrero et al Fig. 1. Imagen reconstruida de forma virtual, a partir de imagen de microscopio tomada a 40X que muestra la superficie maquinada de una aleación Aluminio 6063. El identificar la influencia que estos aspectos tienen en las superficies maquinadas permite mejorar los parámetros de corte, detectar eventuales fallas de maquinado (tales como vibraciones, malas sujeciones, etc) y encontrar situaciones de trabajo que den como resultado una mayor calidad en el producto. A continuación se plantea una metodología para caracterizar las superficies maquinadas. Este trabajo centra su base en caracterizar la superficie maquinada identificando las componentes de la huella de la herramienta y las características de rugosidad asociadas a las propiedades del material al ser maquinado. OBJETIVOS Los objetivos particulares del presente trabajo son: a) observar la rugosidad en función de la velocidad de avance en una superficie maquinada, b) caracterizar la huella de la herramienta, c) encontrar los parámetros mejorados de avance de herramienta para mejorar la calidad superficial del producto, d) finalmente se plantea como mejorar el desarrollo de un método de predicción de características de superficie a partir de los valores de los parámetros de corte y las propiedades de los materiales. MARCO TEÓRICO Las superficies de maquinado generadas por medio de los procesos de arranque de viruta exhiben características topográficas2,3 que juegan un papel fundamental en el desempeño de la funcionalidad del producto, y pueden estar determinadas por las con- Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 diciones de trabajo como fricción, lubricación, estética, etc. En la comprensión de los procesos que generan superficies es crucial la relación entre la calidad de la superficie y su comportamiento funcional.4 Esta comprensión puede lograrse a través de una técnica adecuada de caracterización y síntesis de las superficies. Los métodos para analizar superficies se basan en su caracterización por medio de medidas convencionales (altura promedio, distancia de pico a pico máxima, etc), por medio de transformaciones matemáticas (onduletas o «wavelets», análisis de frecuencia, etc) y métodos nuevos como la geometría de fractales, entre otros.5,6 Rugosidad por método convencional. El término rugosidad superficial7 es cuantificado por parámetros relativos a características de la superficie (ver figura 2), tales como: a) Rugosidad, irregularidades más pequeñas y finamente separadas a lo largo de la más corta longitud de muestreo de la superficie maquinada, b) ondulación, irregularidades más grandes, dentro del nivel siguiente superior de la longitud de muestreo. La separación de los picos y valles es mayor y la longitud de muestreo es, por lo tanto, más larga que la de rugosidad, c) Sesgo de superficie, se asocia con la orientación de la figura de la superficie. Esto describe la dirección de la figura dominante en la superficie, generada por el método de maquinado, d) Imperfecciones propias del material, éstas comprenden inclusiones de material, estrías, grietas, agujeros y otras deformaciones no intencionales de la superficie. La definición estándar de la rugosidad se representa con los parámetros Ra y Rz. Fig. 2. Vista amplificada de una superficie maquinada, rugosidad (R), ondulación (W), sesgo de la superficie (L), imperfecciones del material (F). 7 �Caracterización de superficies maquinadas por medio de ... / Fco. Eugenio López Guerrero et al Ra es referida al promedio de las alturas graficadas en una muestra dada de datos, representa el primer momento estadístico de la muestra (ecuación 1). 1 N Ra = .∑ Datos N i =0 (1) La altura máxima de pico a valle en una muestra de datos es Rz (ecuación 2). Rz = max (Datos) (2) Estos dos conceptos son los más aplicados en los trenes productivos. Las relaciones entre el proceso convencional y la calidad superficial han cambiado por los perfeccionamientos en herramientas de corte y maquinaria. Esto significa también que el modelo del costo convencional entre el nivel de calidad de acabado y los costos de manufactura ha cambiado. En la tabla I se muestran los costos relativos de obtención de diferentes grados de Ra2. Caracterización por medio del espectro de frecuencias Algunos de los comportamientos funcionales de la calidad de las superficies maquinadas pueden lograrse solamente bajo su caracterización. La caracterización en el dominio de la frecuencia se logra utilizando un análisis en términos de frecuencia para posteriormente transformar las características al dominio del espacio. Tabla I.- Costo de obtención de Ra para diferentes clases de acabado. Clase Rugosidad, Ra (µm) Costo relativo de obtención Espejo 0.10 40 Pulido 0.20 35 Ground 0.40 25 Terso 0.80 18 Fino 1.60 13 Semifino 3.2 9 Medio 6.3 6 Semirugoso 12.5 4 Rugoso 25 2 Limpio 50 1 8 La descomposición de una señal en su espectro de frecuencias se logra aplicando la transformada de Fourier. Ver ecuación (3).  j 2π i   1 n −1 Cj = ∑ V k .e  n  k n k =0 (3) En donde C vector resultado de la transformada de Fourier n número de datos V vector conteniendo la señal muestreada j coeficiente del vector resultado C k coeficiente del vector de frecuencias C i unidad imaginaria El algoritmo de la transformada rápida de Fourier regresa vectores cuyos elementos son las amplitudes complejas de las diferentes frecuencias que componen la señal original. El número de datos de la señal muestreada cumple con la condición, de la ecuación (4). (4) n K =2 Ya que para datos reales la segunda mitad de la transformada es el conjugado de la primera. Una vez aplicado el algoritmo se puede conocer la frecuencia asociada al elemento j, (ecuación 5): j (5) Fk = . f s n En donde Fk frecuencia asociada al coeficiente j fs frecuencia muestreada Filtrado y reconstrucción Si se desea filtrar una zona específica del espectro, basta con hacer cero los valores del rango de la frecuencia no deseada. Sean los valores límites de esa zona: Limin y Limsu, entonces cp = 0 (6) para Limin>p> Limsu. La señal filtrada se reconstruye aplicando la transformada inversa de Fourier. Los cálculos de rugosidad convencionales Ra y Rz hechos sobre esta señal reconstruida pueden compararse con los cálculos hechos con la señal original. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 �Caracterización de superficies maquinadas por medio de ... / Fco. Eugenio López Guerrero et al FRa =  1  . ∑ vj  n    j  2 (7a) FRz = max (v) − min(v) (7b) En donde v vector resultado de la transformada inversa de Fourier j coeficiente del vector de frecuencias C n/2 número de elementos según la condición de la ecuación (4). METODOLOGÍA EXPERIMENTAL El material usado en los experimentos fue una aleación de aluminio comercial forjada8 tipo AlMgSi 6063. Se cortó en piezas de 88.9 x 50.8 x 12.7 mm. Se hizo una ranura para cada velocidad de avance, según la tabla III, fresando con una herramienta cilíndrica. Los valores de corte se muestran en la tabla II. No se utilizó refrigerante. Tabla II.- Valores de los parámetros de maquinado. N ú m e r o d e ábales N 2 Radi o de la herr. (mm) r 5 Ve lo c i d a d d e gi ro (rpm) S 1000 P ro fund i d a d d e corte (mm) t 2.54 Tabla III. Avances de corte usados en los experimentos. E xperi mento No. F (mm/mi n) 1 Fig. 3. Imagen de microscopio a 40X que muestra la superficie maquinada de la aleación Al-Mg-Si 6063. Se tomaron lecturas con un rugosímeto provisto de una probeta de radio 0.002mm y un espaciamiento de 0.00025mm. La longitud de barrido fue de 40,000 datos (10mm), de los cuales se analizó una muestra representativa (ver figura 4). RESULTADOS Los perfiles reconstruídos sin tendencia a partir de los datos obtenidos por el rugosímetro se representan en la figura 4. Método convencional La tabla IV muestra los resultados de los valores Ra y Rz. Los valores de rugosidad Ra y Rz se incrementan para velocidades de avance bajas (ver figuras 5 y 6), y disminuye conforme se incrementa la velocidad de avance. Los picos máximos representan baja calidad superficial. Método de descomposición de frecuencias Los espectros de frecuencia para cada uno de los experimentos se muestran en la figura 7. Tabla IV. Resultados obtenidos en los experimentos. F (mm/mi) Ra (µm) Rz (µm) 60 60 10 0 . 5 6 397.91 2 70 70 131.93 489.26 3 80 80 12 3 . 5 2 822.23 4 90 90 115.06 516.10 5 100 100 10 2 . 2 8 397.22 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 9 �Caracterización de superficies maquinadas por medio de ... / Fco. Eugenio López Guerrero et al Fig. 5. Gráfico de comparación de Ra entre los 5 experimentos. Fig. 6. Gráfico de comparación de Rz entre los 5 experimentos. Tabla V. Valores obtenidos aplicando la FFT en el experimento de F60. Fig. 4. Perfiles de rugosidad normalizados de los cinco experimentos. Los espectros muestran una zona de baja frecuencia con intensidades mayores al resto. Las tablas V a IX presentan los valores significativos de frecuencia y sus índices. Los valores de filtrado de frecuencia se seleccionaron observando que el filtro fuera aplicado a esta zona. Los valores límites de las frecuencias de las tablas V a IX son 1 y 20: Los valores de Ra y Rz de las 10 Frecuenci a más si gni fi cati va Frecuenci a (ci clos/µm) Intensi dad 1 6 3515 2 5 2778 3 11 1887 4 17 1162 Tabla VI. Valores obtenidos aplicando la FFT en el experimento de F70. Frecuencia más significativa Frecuencia (ciclos/µm) Intensidad 1 5 5775 2 10 1799 3 4 1239 4 15 1004 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 �Caracterización de superficies maquinadas por medio de ... / Fco. Eugenio López Guerrero et al Tabla VIII. Valores obtenidos aplicando la FFT en el experimiento de F90. Frecuencia más significativa Frecuencia (ciclos/µm) Intensidad 1 8 3376 2 4 2914 3 7 2597 4 11 1692 Tabla IX. Valores obtenidos aplicando la FFT en el experimiento de F100. Frecuencia más significativa Frecuencia (ciclos/µm) Intensidad 1 3 3700 2 4 2993 3 5 1068 4 2 1038 Fig. 8. Gráfico de comparación de Ra entre los 5 experimentos analizados. Fig. 7. Gráfico en escala semilogarítmica mostrando los espectros de frecuencia de los cinco experimentos. Tabla VII. Valores obtenidos aplicando la FFT en el experimiento de F80. Frecuencia más significativa Frecuencia (ciclos/µm) Intensidad 1 13 3563 2 8 3196 3 9 3012 4 4 2292 señales reconstruidas con estos límites se muestran en la figura 8 y 9. En donde: Es el valor de rugosidad antes de filtrar. Es el valor de rugosidad después de filtrar Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 Fig. 9. Gráfico de comparación de Ra entre los 5 experimentos analizados. CONCLUSIONES La huella de la herramienta está determinada por las primeras cinco componentes de baja frecuencia del espectro. Con ello es posible caracterizar la huella de la herramienta en una superficie maquinada bajo las condiciones experimentales presentadas. 11 �Caracterización de superficies maquinadas por medio de ... / Fco. Eugenio López Guerrero et al Los valores convencionales de Ra y Rz representan escencialmente la huella de la herramienta, por lo que es posible mejorar la calidad de la superficie en términos de la herramienta de maquinado. Se demostró la influencia de la velocidad de avance sobre la calidad superficial, y se encontró una velocidad de avance que produce mejor calidad superficial. Es de esperarse que los valores de alta frecuencia del espectro determinen la rugosidad del material al ser maquinado. Con ello sería posible encontrar el valor de rugosidad óptimo bajo las condiciones de corte utilizadas. Utilizando el método de manera inversa, es posible calcular los valores con los que una superficie fue maquinada a partir de su análisis de rugosidad. MEJORAS A DESARROLLAR El presente trabajo utilizó valores de corte necesarios para obtener superficies con rugosidades acentuadas y por lo tanto fácilmente identificables. Futuros trabajos deberán considerar valores de corte y herramental para acabados de alta calidad. Es deseable hacer un análisis de rugosidad microscópico para establecer una relación entre las componentes de alta frecuencia de los espectros y las características de rugosidades a ese nivel en la zona maquinada. Es de esperarse que exista un valor característico de rugosidad del material al ser maquinado. Estudios comparativos utilizando técnicas como ésta o similares podrán determinar diferencias y similitudes entre las propiedades de rugosidad natural (como por ejemplo superficies en grietas de fractura) y rugosidades en superficies maquinadas. RECONOCIMIENTOS Y EQUIPO UTILIZADO El presente trabajo fue realizado por los autores como parte de su proyecto de investigación en el Doctorado de Materiales FIME-UANL bajo el apoyo de PROMEP y PAICYT 2001 (contrato CA55601), CONACYT 2002 (contrato 37668-U) utilizando las instalaciones del Centro de Manufactura Integrada 12 por Computadora y del Programa Doctoral de Materiales de la FIME UANL: · Rugosímetro marca Mitutoyo surftest 211 series 178 · Centro de maquinado EMCO VMC 300 · Microscopio óptico NIKON a 5X, 20X, 40X y 100X Los autores agradecen el apoyo de la M.C. Guadalupe Ramírez López de la Coordinación de Servicio Social de FIME y al Prof.Dr. Alberto Pérez del Programa Doctoral en Materiales de FIME. REFERENCIAS 1. Cheng-Gui-Li, Shen Dong, Guo-Xiong Zhang, Evaluation of the anisotropy of machined 3D surface topography 12 Oct. 1999. 2. Hinojosa, M., Reyes, M. La rugosidad de superficies: Topometría. Revista Ingenierías vol. IV, No. 11. 3. G. Galante A. Lombardo, M. Piacentini,. Fractal dimension: A useful tool to describe the microgeometry of machined surfaces 15 Julio 1992. 4. Tsu-Wei Hwang. Analysis of surface quality in machining of metals and advanced ceramics. Thesis report doctoral’s degree, Faculty of the Graduate School of the University of Maryland 1992. 5. S Gopalakrishnan Development of a prototype System for on line monitoring of surface Roughness using fractal geometry. Thesis report master’s degree Institute for Systems Research University of Maryland 1994. 6. Don. L. De Voe. An optical area-scattering based approach for the measurement of surface Roughness formed during machining. Thesis report master’s degree, Faculty of the Graduate School of the University of Maryland 1993. 7. Metals Handbook 9th edition, vol 6 “Aluminium”. ASM International, 1989. 8. Cavazos García, José Luis. Tratamiento térmico de una aleación de aluminio 6063. Tesis Doctoral FIME-UANL, 1998. 9. Metals Handbook 9th edition, vol 16 “Machining”. ASM International, 1989. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 �Actividad fotocatalítica de L-Bi2MoO6 y H-Bi2MoO6 en la degradación de rodamina B por acción de luz visible Daniel Sánchez Martínez, Azael Martínez de la Cruz, Enrique López Cuéllar, Ubaldo Ortiz Méndez División de Estudios de Posgrado, FIME-UANL azmartin@gama.fime.uanl.mx RESUMEN En el presente trabajo se evaluó la actividad fotocatalítica del óxido semiconductor Bi2MoO6 por acción de luz visible en la degradación de rodamina B (RhB) en solución acuosa. El Bi2MoO6 fue sintetizado por reacción en estado sólido en sus dos formas cristalinas más representativas, la fase de baja LBi2MoO6 y de alta temperatura H-Bi2MoO6. Durante la cinética de degradación de RhB, el polimorfo L-Bi2MoO6 presentó la mejor actividad fotocatalítica. Se disminuyó el tamaño de partícula mediante una molienda mecánica a diferentes tiempos, logrando conseguir para el polimorfo de baja temperatura, L-Bi2MoO6, un aumento en la actividad fotocatalítica del 50%. PALABRAS CLAVE Bi2MoO6, fotocatálisis, rodamina B. ABSTRACT The photocatalytic activity of the semiconductor oxide Bi2MoO6 by visible light in the degradation of Rhodamine B in aqueous solution was evaluated in this research. The Bi2MoO6 was synthesized by solid state in the two crystaline forms, low L-Bi2MoO6 and high H-Bi2MoO6 temperature. The L-Bi2MoO6 presents the best photocatalytic activity. The particle size was reduced using a ball mill in different times. An increase of the photocatalytic activity of 50% was achieved for the polymorf of low temprature, L-Bi2MoO6. KEYWORDS Bi2MoO6, photocatalysis, RhB INTRODUCCIÓN La creciente demanda de la sociedad para la descontaminación de aguas contaminadas de diversos orígenes, materializada en regulaciones cada vez más estrictas, ha impulsado en la última década, el desarrollo de nuevas tecnologías de purificación como los procesos o técnicas avanzadas de oxidación (TAO´s o PAO´s). Las TAO´1-5 se basan en procesos fisicoquímicos capaces de producir cambios profundos en la estructura química de los contaminantes.6,7 Un ejemplo de estas técnicas es la fotocatálisis heterogénea. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 13 �Actividad fotocatalítica de L-Bi2MoO6 y H-Bi2MoO6 en la degradación de ... / Daniel Sánchez Martínez, et al. En los últimos años la fotocatálisis heterogénea se ha posicionado como una tecnología promisoria, eficiente y limpia para la remoción de contaminantes orgánicos en aguas residuales.8-10 La fotocatálisis heterogénea es un proceso que se basa en utilizar un sólido semiconductor (normalmente de banda de energía prohibida ancha) que es capaz de absorber directa o indirectamente energía radiante (visible o UV) igual o superior a su banda de energía prohibida. A través de la tecnología de la fotocatálisis heterogénea existen reportes de degradación de sustancias como fenoles, 11,12 clorofenoles, 13,14 halocarburos,15,16 surfactantes,17,18 pesticidas,19,20 cianuros, 21,22 mercaptanos, 23 colorantes 24-26 y aceites pesados.27,28 En este sentido, la fotocatálisis heterogénea permite la reducción de contaminantes en aguas residuales hasta la total mineralización de los compuestos en CO2 y H2O o bien hasta valores mínimos donde otros métodos fallan. Diversos óxidos semiconductores han sido probados con anterioridad como fotocatalizadores, entre los que destaca el TiO2 en su forma polimórfica de anatasa. La alta actividad fotocatalítica exhibida por el TiO2 aunada al bajo costo del material y a su nula toxicidad, han convertido al TiO2 en el fotocatalizador por excelencia. No obstante, el TiO2 presenta el inconveniente de ser activado en la región UV del espectro, misma que constituye tan sólo el 4% del espectro solar limitando así su aplicación. 29 Por lo anterior, se ha explorado la posibilidad que presentan diversos óxidos semiconductores para ser activados con luz visible. La actividad fotocatalítica del óxido semiconductor Bi2WO6 ha sido probada anteriormente en el visible para la descomposición de agua en hidrógeno y oxígeno30,31 así como para la degradación de diversos orgánicos como el acetaldehído, cloroformo y rodamina B.32-35 La estructura cristalina que presenta este óxido es conocida como del tipo Aurivillius. Las cuales pueden describirse como capas de octaedros tipo perovskita de composición (An-1MnO3n+1)2-, donde n representa el número de capas de octaedros tipo perovskita que están separados por láminas de composición (Bi2O2)2+. El mineral keochillinite (Bi2MoO6) presenta una estructura del tipo Aurivillius y ha sido descrito 14 por Raymond36 como un sistema ortorrómbico con parámetros de celda a= 5.4822 Å, b= 16.1986 Å, c= 5.5091 Å, Z= 4 y con un grupo espacial Pca21, cuyos datos cristalinos son muy similares a la fase Bi2WO6. El Bi 2 MoO 6 llega a cristalizar en cuatro fases polimórficas, que pueden ser aisladas en incrementos de temperatura, las cuales tienen diferentes aplicaciones como conductor iónico,37 material ferroeléctrico,38 y también catalizador.39 Las fases mas importantes son el polimorfo de baja temperatura L-Bi2MoO6 [γ(L)] con una estructura tipo Aurivillius y el polimorfo de alta temperatura H-Bi2MoO6 [γ(H)], este último con una estructura tipo Sillen.40 La actividad fotocatalítica de los polimorfos de Bi2MoO6 se probó utilizando como modelo la degradación oxidativa del colorante rodamina B. El colorante, cuya estructura molecular se observa en la figura 1, pertenece a la familia de los xantanos y es utilizada en la industria cosmética, farmacéutica y de alimentos. Fue el primer colorante naranja empleado para la investigación del agua subterránea y puede ser aplicada para la coloración de algodón, seda, papel, bambú y cuero. Dado su potencial como agente cancerígeno, descubierto recientemente, el estudio de su remoción de aguas residuales se hace un tópico de interés relevante.41 Fig. 1. Estructura de la Rodamina B (RhB). EXPERIMENTACIÓN Diseño del reactor Se diseñó un reactor con el propósito de llevar a cabo las pruebas fotocatalíticas mediante el uso de óxidos semiconductores en la degradación de RhB. El reactor está constituido por tres secciones, como se observa en la figura 2: En la sección (S1) se representa la parte de enfriamiento del reactor, por donde se hace circular agua para mantener una temperatura de trabajo de Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 �Actividad fotocatalítica de L-Bi2MoO6 y H-Bi2MoO6 en la degradación de ... / Daniel Sánchez Martínez, et al. Fotografía del reactor fotocatalítico antes de encender la lámpara de xenón. Fig. 2. Reactor Fotocatalítico. 25ºC ± 2. En la sección S2 se coloca la sustancia a degradar, que en este caso particular de estudio es la rodamina B (RhB), junto con el compuesto fotocatalizador y la sección S3 es la tapa del reactor, donde se posicionó inmersa la lámpara para estar en contacto directo con la solución de RhB y el material fotocatalizador. Síntesis de los fotocatalizadores La síntesis de los óxidos cerámicos utilizados como fotocatalizadores fue realizada por reacción en estado sólido. Para este propósito se partió de los óxidos Bi2O3 (Aldrich) y MoO3 (Merck). Los óxidos de partida se mezclaron en la proporción estequiométrica adecuada en un mortero de ágata durante 20 minutos. Posteriormente los polvos se colocaron en un crisol de porcelana que fue transferido a un horno eléctrico para llevar a cabo el tratamiento térmico a 550°C para la obtención del polimorfo de baja temperatura y a 700°C para la síntesis del polimorfo de alta temperatura, en ambos casos la mezcla de la reacción permaneció en el horno eléctrico durante un tiempo de reacción de 96 horas.42 Caracterización estructural La caracterización estructural de las fases sintetizadas se llevó a cabo mediante la técnica de difracción de rayos-X en polvo, utilizando para dicho propósito un difractómetro Bruker Advanced X-ray Solutions D8 con radiación de Cu K (λRX= Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 1.5406 Å), un detector de alta velocidad Vantec 1 y un filtro de níquel. Para el cálculo del tamaño de cristal a partir de los difratogramas se utilizó la ecuación de Scherrer.43 la determinación del tamaño de las partículas se midió utilizando un microscopio óptico Olympus BX60 para uso de reflexión y transmisión. Propiedades ópticas Para el cálculo de banda de energía prohibida en este estudio se utilizó un equipo Perkin Elmer Precisely Lambda 35 espectrofotómetro UV/VIS con esfera de integración. Propiedades texturales El área superficial de los óxidos fue determinada mediante la técnica de área superficial BET (Brunauer Emmett Teller) utilizando un NOVA 2000e Quantachrome Instrument (Surface Area & Pore Size Analyzer), en el cual se realizó la adsorción con N2 empleando celdas de 9 mm a 77 K, con un tiempo de desgasificación de 1 hora a 300ºC. Pruebas fotocatalíticas Para la prueba de los molibdatos como fotocatalizadores se colocaron 100 mL de una solución de RhB en un vaso de precipitados de 250 mL y se le añadió 220 mg del fotocatalizador, luego se colocó en ultrasonido durante 20 minutos con el fin de eliminar aglomerados, posteriormente se retiró del ultrasonido y se le agregaron 120 mL de solución de RhB para completar los 220 mL. La solución se colocó en el reactor, se midió el pH 15 �Actividad fotocatalítica de L-Bi2MoO6 y H-Bi2MoO6 en la degradación de ... / Daniel Sánchez Martínez, et al. de la solución al inicio y al final de la degradación de RhB, posteriormente se colocó la solución en agitación durante 1 hora en oscuridad hasta alcanzar el equilibrio de adsorción-desorción y se tomó una alícuota de 7 mL una vez transcurrido este tiempo, se encendió una lámpara de Xenón de 2100 lm y se tomaron alícuotas de 7 mL en diferentes intervalos de tiempo las cuales fueron centrifugadas durante 20 min a 4000 rpm. Por último la solución filtrada, fue analizada por espectroscopía de UV-VIS a λ= 554 nm que es el punto de mayor absorción de la RhB. Los experimentos se llevaron a una temperatura de 25 ºC ±2. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Como resultado de la síntesis de L-Bi2MoO6 se obtuvieron polvos policristalinos, cuya difractograma se muestra en la figura 3, de intensa coloración amarilla. En contraparte los polvos obtenidos para el polimorfo de alta temperatura, H-Bi2MoO6, fueron de color blanco opaco y su difractograma se presenta en la figura 4. Las características de los fotocatalizadores se muestran en la tabla I, y se determinaron mediante las técnicas mencionadas en la sección de experimentación. Se realizaron pruebas fotocatalíticas variando la concentración de RhB a 5ppm y 10ppm (figura 5). El polimorfo que presentó la mejor actividad Fig. 4. Difractograma del polimorfo de alta temperatura (H-Bi2MoO6). Tabla I. Características de los fotocatalizadores obtenidos. Compuesto Tamaño de cristal (nm) Área superficial BET (m2/g) H-Bi2MoO6(ES) 52 4.21 L-Bi2MoO6(ES) Activado mecánicamente (L-Bi2MoO6) 80 3.82 5 hrs 16 5.61 11 hrs 17 6.32 21.5 hrs 18 8.47 Fig. 5. Pruebas fotocatalíticas a diferente concentración a) L-Bi2MoO6 y b) H-Bi2MoO6 a una concentración de RhB= 5 ppm, c) L-Bi2MoO6 y d) H-Bi2MoO6 con RhB= 10 ppm. Fig. 3. Difractograma del polimorfo de baja temperatura (L-Bi2MoO6). ______________________________________________ Nota: Para apreciar las figuras a color, el lector puede consultar el artículo en su formato electrónico, en la página de la revista Ingenierías en Internet. 16 fotocatalítica en la degradación de RhB a las dos concentraciones de trabajo fue el de baja temperatura L- Bi2MoO6 que presentó un Eg menor y un área superficial mas grande, además de que presenta una estructura consistente de capas tipo perovskita de octaedros de MoO6, la cual es a menudo ventajosa para fotocatalizadores.44 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 �Actividad fotocatalítica de L-Bi2MoO6 y H-Bi2MoO6 en la degradación de ... / Daniel Sánchez Martínez, et al. Para poder aumentar la actividad fotocatalítica de ambos materiales se realizó una molienda mecánica mediante un molino de bolas para disminuir el tamaño de partícula y por consiguiente aumentar su área superficial. La figura 6 muestra los difractogramas del polimorfo de baja temperatura, obtenido mediante reacción en estado sólido y activado mecánicamente. Tabla II. Constante de velocidad y t1/2 de la degradación hB (5 ppm) a una relación de 1 mg/mL de fotocatalizador. Método Fase Constante de velocidad (min-1) tiempo de vida media (t1/2 min) Estado sólido H-Bi2MoO6 0.0006 1155 L-Bi2MoO6 0.0011 630 L-Bi2MoO6 21.5 h 0.0021 330 Activado mecánicamente Fig.6. Difractograma del polimorfo de baja temperatura (L-Bi2MoO6), JCPDS No. 01-084-0787 –Keochilinite– Bi2MoO6 (color rojo). a) estado sólido, y activado mecánicamente b) 5 horas, c) 11 horas y d) 21.5 horas. Una vez hecho lo anterior se realizó una prueba fotocatalítica con el polimorfo de baja temperatura activado durante 21.5 horas y se comparó con el mismo sin activación mecánica (ver figura 7) resultando una mejora en su actividad fotocatalítica para la degradación de RhB. Los datos cinéticos más significativos para los óxidos obtenidos son mostrados en la tabla II. Fig. 7. Prueba fotocatalítica de degradación de RhB con L-Bi2MoO6 a) estado sólido y b) activado mecánicamente durante 21.5 horas. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 CONCLUSIONES El óxido Bi2MoO6 en sus dos formas policristalinas de alta y baja temperatura mostró actividad fotocatalítica para la degradación de RhB por acción de la luz visible. Una mayor actividad fotocatalítica fue observada en el polimorfo de baja temperatura (L-Bi2MoO6), lo anterior puede estar asociado a su arreglo cristalino en forma de capas tipo perovskita de octaedros MoO6 y su menor valor de banda de energía gap. Mediante la activación mecánica del polimorfo L-Bi2MoO6 se le pudo aumentar su área superficial y por lo tanto su actividad fotocatalítica en la degradación de RhB hasta un 50% más que por reacción en estado sólido. REFERENCIAS 1. O. Legrini, E. Oliveros y A.M. Braun, Chem. 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FIME-UANL CIIDIT, FIME-UANL jesus_ime@hotmail.com A B RESUMEN Los materiales dieléctricos juegan un papel importante en el desarrollo de nuevos dispositivos electrónicos. En este trabajo se presenta el estudio de las propiedades mecánicas (módulo elástico complejo: E*=E´+ iE´´) y dieléctricas (permitividad relativa compleja: εr*=εr´- iεr´´) de un copolímero, el polivinil butiral (PVB), con la finalidad de evaluar la capacidad bifuncional de este material. Reometría tradicional, análisis mecánico dinámico (DMA) y análisis dieléctrico dinámico (DDA) son las técnicas instrumentales para evaluar las propiedades del PVB. A partir de los datos experimentales se desarrolló un modelo empírico que establece una relación entre las propiedades mecánicas y dieléctricas (E´vs. εr´) del PVB; el incremento de εr’ produce un decaimiento exponencial de E’. PALABRAS CLAVE Polivinil butiral, dieléctrico, polímero, viscoelasticidad ABSTRACT Dielectric materials play an interesting role in the development of new electronic devices. In this work, the study of mechanical (complex elastic modulus: E*=E´+ iE´´) and dielectric properties (complex relative permittivity: εr*=εr´iεr´´) of a copolymer, the polyvinyl butyral (PVB) are showed. The bifunctional capacity evaluation of this material is performed by traditional rheometry, dynamic mechanical analysis (DMA) and dynamic dielectric analysis (DDA). From the experimental data, a empirical model was developed, it establishes a relationship between the mechanical and dielectric properties (E´ vs. εr´) of the PVB; the increasing of εr´ produces an exponential decay in the value of E´. KEYWORDS Polyvinyl butyral, dielectric, polymer, viscoelasticity INTRODUCCIÓN Un material dieléctrico es aquel en el que la estructura electrónica de sus átomos constituyentes es tal que, a una escala mayor al tamaño del átomo, todo el conjunto de átomos pueden posicionarse de una manera particular en el espacio, definiéndose una estructura atómica o molecular a la cual se encuentran ligados los electrones de valencia, de tal forma que dichas partículas subatómicas no pueden Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 19 �Materiales poliméricos dieléctricos / Jesús G. Puente Córdova, et al. desplazarse libremente bajo la acción de un campo eléctrico externo. Si la estructura atómica y por ende la estructura electrónica de un material dieléctrico no cambian en el tiempo, entonces están en equilibrio con el medio, y cuando dicho material es sometido a la acción de un campo eléctrico externo, sus estructuras (atómica y electrónica) tienden a modificarse para buscar nuevamente el equilibrio, esto a través de un fenómeno de polarización eléctrica y/u orientación de dipolos eléctricos. Es importante mencionar que cuando el campo eléctrico aplicado es eliminado, el material tiene una fuerte tendencia a restablecer sus características estructurales originales. Aquellos materiales que pueden llegar a restablecer por completo su estructura cuando se elimina el campo eléctrico aplicado, podrán repetir el fenómeno un número infinito de veces, y se identifican como materiales dieléctricos ideales. Por supuesto estos materiales no existen en la naturaleza; sin embargo habrá algunos que tengan un comportamiento cercano al ideal, a estos materiales se les denomina “materiales dieléctricos”, siendo su principal aplicación el almacenamiento de energía eléctrica. En los materiales dieléctricos es poco probable encontrar electrones libres, lo que trae como consecuencia que estos materiales también sean buenos aislantes eléctricos, pudiendo llegar a tener una resistividad de 108 a 1016 Ωm. De lo anterior se establece que los materiales dieléctricos son buenos aislantes eléctricos, sin embargo un buen aislante eléctrico no necesariamente tiene buenas propiedades dieléctricas. La eficiencia con la que un material aislante eléctrico puede llevar a cabo la función de dieléctrico se manifiesta a través de su permitividad dieléctrica (ε). Para un material isotrópico, esta propiedad ε, es “una constante” de proporcionalidad que relaciona a un campo eléctrico aplicado a dicho material (H) con el campo eléctrico resultante (B) al interior del mismo, ecuación (1). Para este caso en particular, debido a que los paralelos, la ε se considera un vectores son escalar. Sin embargo, para el caso de materiales no isotrópicos ε debe considerarse como un tensor de segundo orden, ya que relaciona a dos campos eléctricos que matemáticamente son tensores de primer orden. 20 (1) La permitividad de un material se reporta normalmente en relación con la permitividad del vacío, ε0=8.8541878176x10-12 F/m, denominándose permitividad relativa, εr. En este sentido, a manera de ejemplo, se han reportado para materiales poliméricos valores de εr para el poliestireno de 2.4 a 3.1, para el polifluoruro de vinilo 8.0, y para el PET 3.0. Es importante mencionar que en los polímeros, la magnitud de εr está asociada principalmente al número de “dipolos eléctricos permanentes” que conforman su estructura macromolecular. Estos dipolos eléctricos son el resultado de una distribución asimétrica de los electrones en los grupos químicos de las cadenas poliméricas. Cuando se aplica un campo eléctrico externo, los dipolos se orientan elásticamente para neutralizar la acción del campo eléctrico; el número y el tipo de dipolos orientados definen la magnitud de εr. La estructura electrónica en los grupos químicos que forman parte de los polímeros también puede modificarse bajo la acción del campo eléctrico externo, induciéndose la formación de nuevos dipolos eléctricos (dipolos eléctricos no permanentes) que, al orientarse, también contribuirán a la magnitud de εr. La facilidad con que se puede inducir la formación de nuevos dipolos en un material polimérico se conoce como polarizabilidad, α. Entre los materiales más comunes que se utilizan como dieléctricos se encuentra el material cerámico titanato de bario o BaTiO 3, cuya permitividad relativa puede alcanzar valores de hasta 6900.1 En general, los materiales cerámicos son mejores dieléctricos que los materiales poliméricos, sin embargo presentan desventajas tales como, su alta fragilidad y elevadas temperaturas de proceso o transformación, lo que limita sus aplicaciones en dispositivos electrónicos modernos y mecatrónicos, los cuales deben tener cierta flexibilidad mecánica o capacidad de amortiguamiento de vibraciones mecánicas. 2,3 Algunos materiales poliméricos han sido utilizados como dieléctricos,4-7 con el inconveniente de que la comprensión de la relación propiedades dieléctricas-morfología tiene aún muchas interrogantes, entre otras razones debido a Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 �Materiales poliméricos dieléctricos / Jesús G. Puente Córdova, et al. que los polímeros son materiales que se encuentran alejados del equilibrio termodinámico. En este trabajo se presenta la evaluación de las propiedades mecánicas y dieléctricas de un material polimérico cuya estructura es de tipo copolímero, el polivinil butiral o PVB, de tal manera que el comportamiento viscoelástico del PVB es analizado no solamente a partir de su manifestación mecánica, sino también a partir de su manifestación dieléctrica. Estos resultados permitirán establecer la capacidad bi-funcional (mecánica y dieléctrica) del PVB. EL POLIVINIL BUTIRAL El polivinil butiral o PVB es un copolímero (desarrollado en 1928 por Canada Shawinigan Chemicals) utilizado principalmente en el proceso de fabricación de “vidrio laminado” para la industria automotriz.8,9 El PVB se obtiene al modificar el poli-alcohol vinílico al hacerlo reaccionar por condensación con butiraldehído en medio ácido. El resultado de este proceso de modificación produce cadenas poliméricas cuya estructura está formada por tres tipos de unidades estructurales a lo largo de las cadenas de PVB, (ver figura 1), razón por la cual se considera al PVB como un copolímero.10,11 Las condiciones de síntesis del PVB determinan el contenido y distribución de las tres unidades estructurales, pudiendo tener variaciones en la composición de 65% mol para las unidades estructurales del butiral, 34% mol las del alcohol y 3% mol para el acetato. Fig.1. Representación esquemática de la estructura química del copolímero PVB. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 Debido a su estructura molecular a base de enlaces covalentes, el PVB es un aislante eléctrico. En la figura 1, se identifican los grupos químicos que conforman la estructura química del PVB: acetales, hidroxilos y acetilos. Estos grupos químicos debido a la distribución asimétrica de sus electrones se pueden considerar como dipolos eléctricos, que bajo la acción de un campo eléctrico externo pueden orientarse de una manera tal que contribuyen a la magnitud de εr. Se ha demostrado que mediante un proceso de dopaje con yodo, I2 , se puede incrementar la conductividad eléctrica del PVB, resultado de la disminución tanto de la energía de activación de la conducción como de la capacidad de almacenamiento de carga eléctrica.12 También se ha reportado que un dopaje del PVB con la sal cloruro de níquel (NiCl2) permite incrementar el valor de su permitividad relativa.13 La relación entre las propiedades dieléctricas y mecánicas es un tema que presenta aún muchas interrogantes. PRINCIPIO FÍSICO DE LOS ANÁLISIS DINÁMICOS: MECÁNICO Y DIELÉCTRICO La naturaleza viscoelástica de los polímeros se puede interpretar como un comportamiento intermediario entre un líquido viscoso puro y un sólido elástico ideal. En consecuencia el estudio de la reología o viscoelasticidad de los polímeros requiere de técnicas dinámicas u oscilatorias que permitan deconvolucionar la parte elástica y viscosa de estos materiales. En base a lo anterior se utilizan en este trabajo dos técnicas experimentales de base, el análisis mecánico dinámico y el análisis dieléctrico dinámico. El principio físico del análisis mecánico dinámico o DMA por sus siglas en inglés, se fundamenta en someter una película o probeta a un estímulo mecánico periódico en forma sinusoidal, bajo condiciones isócronas o isotérmicas. Debido al carácter viscoelástico del polímero estudiado, el estímulo aplicado y la respuesta obtenida se encuentran en un ángulo δm de desfase, lo que permite deconvolucionar la respuesta en dos partes, una que está en fase y otra desfasada /2 radianes del estímulo aplicado. Esto permite el cálculo de dos módulos, que pueden representarse en un número complejo, E*=E´+ iE´´. La parte real de este número está asociada al comportamiento elástico del polímero, 21 �Materiales poliméricos dieléctricos / Jesús G. Puente Córdova, et al. en tanto la parte imaginaria se relaciona con la parte viscosa del mismo. El cociente de la componente imaginaria y real del módulo elástico complejo se le conoce como tan δm o factor de pérdida. Por otra parte, si en lugar de aplicar un estímulo mecánico a la probeta, se aplica un estímulo eléctrico (campo eléctrico) de manera periódica siguiendo una forma sinusoidal, la respuesta obtenida será una corriente eléctrica que estará en desfase un ángulo δe con respecto al estímulo aplicado. Por lo tanto, de manera análoga al cálculo del módulo elástico complejo, en este caso en particular se puede calcular la permitividad dieléctrica relativa compleja, εr*=εr´-iεr´´, en donde la parte real está asociada al almacenamiento “elástico” de cargas eléctricas, y la parte imaginaria se relaciona con la disipación de estas cargas en forma de corriente eléctrica. Esta técnica es conocida como análisis dieléctrico dinámico o DDA por sus siglas en inglés. DESARROLLO EXPERIMENTAL En esta sección se describen las pruebas experimentales que fueron utilizadas en este trabajo de investigación y que tienen por objetivo correlacionar las manifestaciones mecánica y dieléctrica de la viscoelasticidad del PVB. Películas delgadas de PVB Para una buena caracterización dieléctrica y mecánica, la geometría es un aspecto fundamental, requiriéndose que las probetas sean en forma de películas delgadas (espesor alrededor de 100 μm), siendo el área y principalmente el espesor, los aspectos geométricos más importantes. Por lo anterior, es necesario determinar el comportamiento reológico del PVB en disolución con la finalidad de definir la concentración más adecuada para preparar las películas por vaciado o “casting”. Se utilizó un reómetro Anton Paar con geometría de platos paralelos a 25°C para determinar la viscosidad dinámica  de cuatro disoluciones de PVB en tetrahidrofurano (THF); para asegurar la homogeneidad de las disoluciones se dejaban estas bajo agitación magnética (700 RPM), a 40°C durante 30 min. Las concentraciones de cada una fueron: 5, 10, 15 y 20% wt de PVB. A partir de la disolución 22 en THF con la concentración seleccionada (10% wt), cuya determinación se discutirá en la siguiente sección, se prepararon películas por “casting”, separando el disolvente por convección natural a temperatura ambiente durante 24 horas. Una vez obtenidas las películas delgadas de PVB, estas fueron caracterizadas mediante la aplicación de estímulos mecánicos y eléctricos de tipo oscilatorio en un amplio intervalo de frecuencias y temperaturas. Para el estudio mecánico oscilatorio se utilizó la técnica DMA. Por otra parte, la aplicación de estímulos eléctricos oscilatorios, se llevó a cabo utilizando DDA. Análisis mecánico dinámico Las películas obtenidas fueron estudiadas mediante DMA, utilizando un DMA 8000 de Perkin Elmer midiendo el módulo elástico complejo (E*=E´+ iE´´). Las mediciones se llevaron a cabo en modo tensión bajo condiciones isócronas a una frecuencia de 1 Hz, aplicando una amplitud de deformación de 10 μm y en un intervalo de temperaturas (T) de 25-105°C. Análisis dieléctrico dinámico Las mediciones de DDA se llevaron a cabo en un rango de frecuencias de 20 Hz- 2 MHz, utilizando un electrómetro Agilent E4980A. El voltaje aplicado que define al campo eléctrico utilizado como estímulo osciló entre -1 y 1 V, todo esto a diferentes temperaturas, desde 25°C hasta 115°C en intervalos de 10°C. En la figura 2 se muestra el esquema de instrumentación utilizado, donde el electrómetro evalúa la capacitancia de la muestra, C´ y el factor Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 �Materiales poliméricos dieléctricos / Jesús G. Puente Córdova, et al. Fig. 2. Esquema de la instrumentación DDA de películas delgadas. de pérdida, tan δe, siendo posible a partir de estos valores calcular la parte real y la parte imaginaria de la permitividad relativa compleja, εr*, de acuerdo con las siguientes ecuaciones: donde (2) (3) siendo ε0 la permitividad del vacío, A el área de los electrodos (ver figura 2) y d el espesor de la muestra. La ecuación (3) define a la tan δ e como el cociente de la componente imaginaria y real de la permitividad relativa compleja. A este parámetro también se le conoce como factor de pérdida, y es análogo a la tan δm calculada a partir del módulo elástico complejo. RESULTADOS Y DISCUSIÓN En esta sección se presentan los resultados obtenidos a partir del DMA y DDA. Posteriormente, dentro de esta misma sección, se comparan las manifestaciones mecánica y dieléctrica de la viscoelasticidad del PVB. Películas delgadas de PVB En la figura 3 se observa que en todos los casos (5, 10, 15 y 20% wt) a bajas tasas de deformación (entre 10-3 y 10-1 s-1) la viscosidad permanece casi constante (comportamiento de fluido newtoniano), en tanto a tasas de deformación mayores a 10-1 s-1 la viscosidad disminuye considerablemente, lo que corresponde a un comportamiento de tipo pseudoplástico. A medida que la concentración de solvente aumenta, existe una Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 Fig. 3. Reograma de PVB-disolvente en función de la rapidez de deformación. disminución global en las curvas, tanto en la región Newtoniana, como en la pseudoplástica. La facilidad para manipular al PVB se incrementa a medida que aumenta la concentración de solvente, aunque con esto disminuya evidentemente la cantidad de PVB. De acuerdo con la figura 3 el comportamiento reológico de las formulaciones 10, 15 y 20% wt de PVB, no presentan diferencias significativas. En cambio la formulación con menor cantidad de PVB (5% wt) presenta una disminución considerable de la viscosidad. Por esta razón se seleccionó la formulación con 10% wt de PVB, pudiéndose también haber utilizado las formulaciones con 15 o 20% wt de PVB. Análisis mecánico dinámico La figura 4 muestra la parte real de E*, la cual está asociada a la parte elástica del PVB. En esta figura se identifica una disminución de E’ conforme aumenta la temperatura, en un intervalo desde 25 hasta 105°C, donde es posible distinguir tres zonas diferentes. En la primera zona (25-50°C) hay un decremento poco pronunciado de E´ (dE´/dT~0) asociado a movimientos moleculares localizados de los grupos químicos más pequeños del PVB. En la segunda zona definida por un intervalo de temperaturas de 50 a 85°C, se presenta un decremento pronunciado de E´ a medida que aumenta la temperatura. Esto está asociado a la manifestación mecánica de la transición vítrea y corresponde a un aumento importante de 23 �Materiales poliméricos dieléctricos / Jesús G. Puente Córdova, et al. más importante que la elasticidad cauchótica. Este comportamiento se puede interpretar como una tendencia al flujo por parte del polímero cuando la temperatura se incrementa. Fig. 4. Parte real del E* y tan δm del PVB, en función de la temperatura (a 1 Hz). grados de libertad de los movimientos moleculares de las cadenas del PVB. Finalmente, en la tercera zona, a altas temperaturas (T > 85°C), E´ sigue disminuyendo conforme aumenta la temperatura, de una manera tal que E´ podría considerarse “constante”. Este comportamiento está asociado a la elasticidad de tipo “cauchótica” del PVB, la cual es función del número de entrecruzamientos físicos entre las cadenas de PVB. Por otra parte, en tan δm vs. T, se identifican tres zonas análogas a las tres zonas de E’ en los mismos intervalos de temperatura. En la primera zona, de 25 a 50°C, tan δm permanece casi constante, con una magnitud de ≈0.13. Este bajo valor de tan δ m indica que en este intervalo de temperatura la parte viscosa es menos importante que la elástica, lo cual concuerda con los elevados valores de E’~3.9x108 Pa, en el mismo intervalo de temperatura. Posteriormente en el intervalo de 50 a 69°C, tan δ m aumenta considerablemente hasta un valor máximo de 1.75, y de 69 a 85°C tan δm disminuye también de manera muy pronunciada hasta un valor de 0.44. El máximo de tan δm a 69°C es un indicador de la manifestación mecánica de la temperatura de transición vítrea (Tg) del PVB, y está relacionado con el pronunciado decremento de E’ en el mismo intervalo de temperatura. Finalmente, a temperaturas superiores a 85°C tan δm tiene nuevamente un incremento, el cual está relacionado con el comportamiento identificado como “cauchótico” en E’; pero a medida que aumenta la temperatura en esta región, tan δm muestra que la viscosidad se hace cada vez 24 Análisis dieléctrico dinámico Los resultados obtenidos a partir del análisis dieléctrico dinámico se resumen en las figuras 5 a 7. La figura 5 muestra para varias temperaturas la variación de la parte real de εr* en un intervalo de frecuencias de 20 Hz- 2 MHz. A una temperatura de 115°C, a bajas frecuencias (20 Hz a 4 KHz), εr’ permanece casi constante con una magnitud promedio de 3.15. Posteriormente en un intervalo de frecuencias de 4 KHz a 1 MHz, εr’ disminuye considerablemente hasta un valor de 2.71. A frecuencias mayores a 1 MHz, εr’ tiene un aumento importante, el cual está asociado a corrientes eléctricas parásitas en la interfase del electrodo y la película de PVB. Por otra parte, los resultados obtenidos de las mediciones experimentales de εr’ a temperaturas inferiores a 115°C, muestran que la curva de εr’ se desplaza hacia las bajas frecuencias. Este comportamiento indica que los movimientos de los dipolos eléctricos asociados al decremento de εr’ cuando la frecuencia aumenta, son procesos térmicamente activados. Los movimientos térmicamente activados de los dipolos eléctricos que definen a las curvas εr’ de la figura 5 se manifiestan de una manera análoga en las curvas tan δe (ver figura 6) en función de la Fig. 5. Parte real de la εr* del PVB, en función de la frecuencia y la temperatura. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 �Materiales poliméricos dieléctricos / Jesús G. Puente Córdova, et al. curvas representan aspectos eléctricos del mismo fenómeno (comportamiento viscoelástico o reológico del PVB). Como consecuencia de lo anterior la temperatura de transición vítrea, que corresponde al máximo de tan δe en la figura 7, es de 75°C. Fig. 6. Tan δe del PVB, en función de la frecuencia y la temperatura. frecuencia, en las cuales se identifica de manera clara un máximo o pico, que se desplaza hacia las bajas frecuencias a medida que la temperatura disminuye. Con la finalidad de poder comparar la manifestación mecánica y la manifestación dieléctrica del comportamiento viscoelástico del PVB, a partir de las figuras 5 y 6 se construyeron curvas isócronas de εr´ y tan δe a la frecuencia más baja que permitió medir el equipo (20 Hz). Estas curvas experimentales se muestran en la figura 7, las cuales al igual que las curvas experimentales isócronas de E’ y tan δm de la figura 4, presentan tres zonas diferentes pero en intervalos de temperatura ligeramente desfasados. Esto último, se debe a que los resultados de la figura 4 representan aspectos mecánicos y en la figura 7 las Fig. 7. Parte real de la de la temperatura. εr*y tan δe del PVB, en función Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 Comparación entre DMA y DDA En la figura 8 se muestra la comparación de la parte real del E* y la parte real de la εr* del PVB, en función de la temperatura. Aquí se aprecia que es posible identificar una relación entre las manifestaciones mecánica y dieléctrica de la viscoelasticidad de dicho material. A bajas temperaturas el valor de E se mantiene uniforme mientras la ε r´ posee un valor muy bajo, casi constante. Por otro lado, a altas temperaturas, pasando la región de la transición vítrea del PVB, se observa el efecto contrario; el valor de E’ disminuye mientras el valor de εr´ aumenta. Fig. 8. Comparación de E´ y εr´ en función de la temperatura. El gráfico 9 muestra la comparación de tan δm obtenida por DMA y la tan δe obtenida mediante DDA (estímulo mecánico vs. estímulo eléctrico), en función de la temperatura. En esta figura se identifica de manera más clara que la Tg calculada a partir del DMA es de 69°C, mientras que la Tg estimada a partir del DDA es de 75°C. La diferencia entre estos valores se debe, entre otros aspectos, a que en el DMA el estímulo mecánico induce movimientos en todos los grupos químicos que constituyen las macromoléculas del PVB, mientras que en el DDA el estímulo eléctrico actúa de manera selectiva sobre los grupos químicos que presentan momento dipolar eléctrico. 25 �Materiales poliméricos dieléctricos / Jesús G. Puente Córdova, et al. Fig. 9. Comparación de tan función de la temperatura. δm (DMA) y tan δe (DDA), en A partir de los datos experimentales de la figura 8 se construyó el gráfico de la figura 10, en la que se muestra de manera clara, como el incremento de εr’ corresponde a un decaimiento exponencial de E’. Fig. 10. Modelo empírico de la relación entre E´ vs. para el PVB. ε r´ CONCLUSIONES La evaluación de las propiedades dieléctricas (tan δe) mediante DDA permite estimar la temperatura de transición vítrea del PVB, la cual es comparable con la estimada a partir de las mediciones experimentales de DMA. Es posible determinar una relación entre las propiedades mecánicas y dieléctricas del copolímero PVB. El incremento de las propiedades dieléctricas del PVB induce un decaimiento exponencial de sus propiedades mecánicas. 26 REFERENCIAS 1. Vijatović M. M., Bobić J. D., Stojanović B. D.; “History and Challenges of Barium Titanate: Part II”, Science of Sintering, 40, 2008, pp. 235244. 2. Chung D. D. L., “Review: Materials for vibration damping”, Journal of Materials Science, 36, 2001, pp. 5733-5737. 3. Asare T. A., Poquette B. D., Schultz J. P., Kampe S. 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QuitainB, Saida Mayela García MontesA Universidad Autónoma de Nuevo León, FIME, Programa Doctoral en Ingeniería de Materiales B Kumamoto University, Japan, Graduate School of Science and Technology C Kumamoto University, Japan, Bioelectrics Research Center D Nagoya University Department of Chemical Engineering E CIIDIT, UANL rodolfomoralesibarra@hotmail.com A RESUMEN En este trabajo se utilizó agua y alcohol bencílico en condiciones subcríticas y supercríticas para recuperar fibras de carbono de materiales compuestos para su reutilización potencial en componentes de alto desempeño. Los parámetros experimentales fueron la temperatura y el tiempo para la reacción de descomposición. Los métodos fueron evaluados por el índice de descomposición de la resina epóxica, que alcanzó hasta 89.1% y 93.7% con agua supercrítica y alcohol bencílico supercrítico, respectivamente. Las muestras fueron caracterizadas mediante microscopía de barrido de electrones (SEM, Scanning Electron Microscopy), que mostró fibras de carbono recuperadas limpiamente. PALABRAS CLAVE Reciclaje, Fibras de Carbono, Fluidos Subcríticos, Fluidos Supercríticos. ABSTRACT Benzyl alcohol and water in subcritical and supercritical conditions were used in this work for recovering carbon fibers from composite materials aimed to their potential reuse in high performance components. The reaction temperatures and decomposition times were the experimental parameters. The methods were evaluated by the decomposition rate of epoxy resin, which reached up to 89.1% and 93.7% with supercritical water and supercritical benzyl alcohol, respectively. The samples were characterized by scanning electron microscopy (SEM), that showed cleanly recovered carbon fibers. KEYWORDS Recycling; Carbon Fiber; Subcritical Fluids; Supercritical Fluids. 28 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. INTRODUCCIÓN Existen varias directrices que promueven el reciclaje de materiales compuestos, tales como el incremento de su uso en la industria aeroespacial, automotriz e industrias relacionadas; la cantidad de aeronaves que están llegando al fin del ciclo de vida; la generación de la legislación y política medioambientalista; el posible desarrollo de una industria de reciclaje de compuestos, por citar algunas. La descomposición de matrices poliméricas de compuestos se lleva a cabo de manera muy rápida por fluidos supercríticos comparado con métodos convencionales y experimentales.1,2 Los fluidos subcríticos y supercríticos tienen el potencial para ser la nueva manera de reciclar materiales compuestos ya que hoy en día estos materiales están siendo confinados o incinerados,3 lo cual no es una solución ideal desde el punto de vista medioambiental. Además, fibras muy limpias pueden ser recuperadas por este método. Por ejemplo, hasta un 79.3% de índice de descomposición puede ser alcanzado utilizando agua supercrítica. La reacción de descomposición puede ser mejorada aun más, alcanzando hasta un 95.4% de índice de descomposición agregando KOH como catalizador4 y hasta un 95% con alcohol supercrítico en sistemas de flujo semicontinuo.5,6 También se ha incrementado el uso de n-Propanol para este propósito.7 Mientras que las fibras retienen hasta un 98% de su resistencia a la tensión comparado a las fibras vírgenes8, el uso de diferentes aditivos ha demostrado que las fibras inclusive pudieran tener mejores propiedades después de tratamientos supercríticos.9 La industria de los compuestos se ha incrementado mundialmente, en el 2000 el consumo Europeo de compuestos termofijos alcanzó las 106 toneladas por año.10 En el 2005, la producción de plásticos en Japón fue de más de 6.1 millones de toneladas3 y de más de 210 millones de toneladas en todo el mundo,1 y en el 2008, la demanda mundial de fibras de carbono alcanzó 20,000 toneladas por año.4 Las ventajas de los materiales compuestos son muchas, incluyendo construcción monolítica de componentes de baja densidad, alta resistencia y relativamente buen comportamiento en fatiga comparado a los metales en aplicaciones aeroespaciales. Consecuentemente, los fabricantes están incrementando el porcentaje de materiales compuestos utilizados en aeronaves Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 y automóviles, de tal manera que algunos diseños de aeronaves comerciales utilizan ya más de 50% de materiales compuestos en relación al peso, específicamente hablando de sistemas, fibra de carbono - resina epóxica. Actualmente, la cantidad de aeronaves que alcanzan su fin de ciclo de vida son más de 100 unidades por año, mientras que los desechos de compuestos del sector automotriz fueron hasta 60,000 toneladas en el año 2011. Todos estos materiales de desecho son manejados en actualidad únicamente en vertederos. La legislación en la Unión Europea demandará a todos los fabricantes de vehículos el reciclaje de componentes que alcanzan el fin de ciclo de vida, con un objetivo de 85% de reciclabilidad de los materiales en vehículos nuevos a partir del 2015.11 La legislación gubernamental está siendo utilizada no solo para proveer de incentivos/ penalidades, sino también para prohibir prácticas actuales (por ejemplo, desechos). De tal manera que la reutilización y el reciclaje sean las únicas buenas opciones para seguir adelante con esta industria. Esta industria tiene gran potencial de desarrollo debido al alto valor invertido en la manufactura de compuestos, costos de materia prima, certificaciones y el desarrollo de las tecnologías necesarias. Este articulo describe un método experimental de recuperación y caracterización de materiales compuestos carbono - epoxy utilizando agua y alcohol sub y supercrítico como medio de descomposición de la matriz polimérica. Ambos solventes pueden ser considerados como “amigables” al medio ambiente debido a su bajo potencial de toxicidad y su capacidad de disolver compuestos epóxicos. El enfoque de este articulo está en el índice de descomposición de las matrices poliméricas y la caracterización de las fibras recuperadas por microscopía de barrido de electrones. EXPERIMENTAL Materiales Para este estudio se utilizaron preimpregnados de fibra de carbono - epoxy. El preimpregnado contiene 40% con respecto al peso en resina. Las condiciones de curado del preimpregnado fueron 60 minutos a 180 °C bajo vacio. Las muestras fueron manufacturadas con 4 capas de material preimpregnado de aproximadamente 0.5 g (1 cm de 29 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. ancho y 4 cm de largo) como se muestra en la figura 1a. Las fibras de carbono recuperadas se muestran en la figura 1b después de una reacción a 400 °C. Cada muestra fue pesada antes y después de la reacción de descomposición. Fig. 1. a) Muestra de compuestos antes de la reacción de descomposición. b) Fibras de carbono recuperadas después de la reacción de descomposición Reacciones de Descomposición Subcríticas y Supercríticas Un esquema del aparato experimental (AKICO Co. Japan) se muestra en la figura 2, el cual consiste en un reactor de inconel de tipo batch (aproximadamente 8.8 cm3 de volumen interno) y un horno eléctrico. El reactor se agita en forma mecánica en una oscilación cíclica horizontal con amplitud de 2 cm y una frecuencia fija de 60 ciclos por minuto. Se utilizó un volumen fijo de 4.4 cm3 de solvente en cada experimento. Se utilizó agua destilada Fig. 2. Diagrama esquemático del aparato experimental. a) Reactor Batch, b) Horno eléctrico, c) Movimiento mecánico horizontal cíclico. 30 para los experimentos hidrotérmicos y alcohol bencílico para los experimentos solvotérmicos. Las propiedades críticas (Tc, temperatura crítica y Pc, presión crítica) del agua y el alcohol bencílico son Tc = 375 °C, Pc = 22.06 MPa y Tc = 403 °C, Pc = 4.57 MPa, respectivamente. El tiempo que el reactor tarda en llegar a la temperatura en el horno es aproximadamente 15 min. Índice de Descomposición El índice de descomposición (DR) de la resina epóxica en los compuestos fue calculado de acuerdo a la cantidad de resina remanente en composición sólida después del tratamiento, como se indica en la ecuación 1: DR = (Mc-Mr) / Me (1) donde DR es el índice de descomposición (porcentaje en peso), Mc es la masa del compuesto antes del tratamiento de descomposición, Mr es la masa del compuesto después del tratamiento de descomposición y Me es la masa de la resina epóxica en el compuesto antes del tratamiento de descomposición. Un DR = 100% indicaría una recuperación de fibras de carbono completamente limpias. Diseño de Experimentos El diseño de experimentos hidrotérmicos se presenta en la tabla I y el de los solvotérmicos en la tabla II. Después de haber medido Mc, el reactor fue cargado con la muestra de compuesto y el solvente. El reactor se colocó entonces en el horno eléctrico, previamente calentado a la temperatura deseada. Después de cierto tiempo, según el diseño de experimentos, el reactor fue enfriado en agua a temperatura ambiente; el producto de la reacción de descomposición fue filtrado y separado en sus fases líquida y sólida. Las fibras de carbono son entonces recuperadas y enjuagadas con etanol y agua destilada; inmediatamente después, las fibras fueron colocadas en baño ultrasónico en agua por 10 minutos y secadas en la campana de extracción por al menos 24 horas para entonces medir Mr. Análisis Termogravimétrico del Compuesto Se llevó a cabo un análisis termogravimétrico en una muestra del compuesto carbono-epoxy Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. calentando a 5 °C/min desde temperatura ambiente hasta 900 °C en una atmósfera de N2, utilizando crisoles de platino, uno para la muestra y uno vacío como referencia. El equipo utilizado fue un TG/DTA SII Nanotechnology EXSTAR 6000. Microscopía de Barrido de Electrones (SEM) Se utilizó un SEM FEI Nova NanoSEM 200 para el estudio de las superficies de las fibras de carbono recuperadas. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Análisis Termogravimétrico de la Muestra del Compuesto El termograma del análisis del TGA-DTA del material compuesto se muestra en la figura 3, y sirve de referencia para conocer la temperatura para recuperar las fibras de carbono. La curva derivativa de pérdida de peso en la misma figura (en rojo), DTG µg/min muestra un solo pico en el intervalo de temperatura entre los 300 °C y los 550 °C, indicando que la resina se degrada completamente a esta última temperatura. Las temperaturas máximas utilizadas en los experimentos hidrotérmicos y solvotérmicos fueron 400 °C y 425 °C respectivamente las cuales son relativamente bajas comparadas con las mostradas en el pico del termograma. los experimentos hidrotérmicos se incrementaron conforme a la temperatura y tiempo de reacción. Los experimentos a 250 °C mostraron resultados pobres con respecto al DR. Después de 1 hora, el DR fue 4%; después de 2 horas el DR fue 14%; a 4 horas el DR alcanzó apenas 21%; a 6 horas el DR fue 25% y a 8 horas no superó el 24%. El ligero decremento entre las 6 horas y las 8 horas se debe a los residuos sólidos que inclusive después de la descomposición quedan adheridos a la superficie del compuesto y que es difícil lavarlos. Ninguno de los experimentos a 250 °C produjo fibras de carbono limpias y quedaron como si no se hubieran tratado, con el aspecto de la figura 1a. Los resultados de los experimentos a 300 °C muestran el incremento de DR con respecto al tiempo. La delaminación de los compuestos ocurrió en algún momento entre las 4 horas y las 6 horas. Después de 8 horas, fue posible recuperar algunas fibras de carbono limpias en los extremos del compuesto. Los experimentos a 350 °C alcanzaron su valor máximo después de 2 horas de tratamiento. La delaminación ocurrió después de 4 horas de tratamiento y las fibras libres de resina fueron recuperadas después de 6 horas. Aunque después de 8 horas de tratamiento el DR fue 82%, una gran cantidad de fibras de carbono fueron recuperadas libres de resina. A 375 °C, se llevaron a cabo experimentos más cortos ya que se esperaban valores de DR más altos a temperaturas cercanas al punto crítico. A esta temperatura, después de 30 minutos, el DR fue 34% sin delaminación ni recuperación de fibras de carbono, mientras que a 1 hora el DR alcanzó 82% con delaminación entre Fig. 3. TGA-DTA análisis del compuesto carbono-epoxy. Índice de Descomposición de los Experimentos Hidrotérmicos y Solvotérmicos Las curvas de DR de agua subcrítica y supercrítica se muestran en la figura 4 y los datos de DR también se encuentran tabulados en la tabla I. De manera general, los índices de descomposición de Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 Fig. 4. Índice de descomposición de los experimentos hidrotérmicos. 31 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. Tabla I. Índice de descomposición de los experimentos hidrotérmicos. Experimento Temperatura1 (°C) Tiempo Masa de Compuesto (g) Índice2 Compuesto/ Solvente (g/mL) Índice de Descomposición (%) 1 250 1h 0.5201 0.118 4.4 2 250 2h 0.5343 0.121 14.7 3 250 4h 0.5246 0.119 21.7 4 250 6h 0.5244 0.119 25.4 5 250 8h 0.5835 0.133 24.1 6 300 1h 0.559 0.127 23.8 7 300 2h 0.5751 0.131 43.9 8 300 4h 0.5512 0.125 70.8 9 300 6h 0.5683 0.129 72.5 10 300 8h 0.5715 0.130 76.1 11 350 1h 0.5563 0.126 77.2 12 350 2h 0.5216 0.119 81.5 13 350 4h 0.548 0.125 81.8 14 350 6h 0.4973 0.113 83.6 15 350 8h 0.53 0.120 82.4 16 375 30 min 0.4956 0.113 34.4 17 375 1h 0.5492 0.125 82.3 18 375 2h 0.5395 0.123 85.1 19 375 4h 0.5288 0.120 84.4 20 375 6h 0.5374 0.122 82.3 21 400 15 min 0.5303 0.121 24.5 22 400 30 min 0.5618 0.128 82.4 23 400 1h 0.5754 0.131 89.1 24 400 2h 0.556 0.126 80.4 25 400 4h 0.5066 0.115 87.2 1. Temperatura - Tiempo en alcanzar la temperatura en reactor: 15 minutos aproximadamente. 2. Índice de masa Compuesto/Solvente: 4.4 mL fijos de volumen de solvente en todos los experimentos. capas. Los resultados de DR fueron 85%, 84% y 82% después de 2, 4 y 6 horas de tratamiento respectivamente. En este caso también quedan residuos. Los experimentos a 400 °C mostraron que después de 15 min el DR alcanzó 24%, y después de 30 minutos el DR fue 82% y la delaminación entre capas fue parte de este resultado. Después de este punto, se recuperaron fibras de carbono limpias. Después de 1 hora el DR alcanzó 89%, pero decreció a 80% después de 2 horas, para tener un nuevo incremento a 87% después de 4 horas. La mejor explicación para el decremento en DR después de 1 hora de tratamiento es la aparición de 32 micropartículas esféricas que permanecen adheridas a las fibras de carbono las cuales incrementan Mr. Por lo tanto, podemos inferir que en realidad hay una mayor descomposición en esos experimentos; debido a la naturaleza gravimétrica del análisis y particularmente en esos experimentos, el DR no refleja de manera precisa la real descomposición de la matriz polimérica y recuperación de fibras de carbono. Las curvas de DR de alcohol bencílico subcrítico y supercrítico se muestran en la figura 5. Los datos de las descomposiciones solvotérmicas también se muestran tabulados en la tabla II. Los Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. Tabla II. Índice de descomposición de los experimentos solvotérmicos. Experimento Temperatura1 (°C) Tiempo Masa de Compuesto (g) Índice 2 Compuesto/ Solvente (g/mL) Índice de Descomposición (%) 1 250 1h 0.547 0.124 -17.0 2 250 2h 0.5365 0.122 -6.7 3 250 4h 0.5783 0.131 10.0 4 250 6h 0.5414 0.123 36.8 5 250 8h 0.5627 0.128 33.2 6 300 1h 0.5436 0.124 92.1 7 300 2h 0.5298 0.120 92.0 8 300 4h 0.5541 0.126 91.2 9 300 6h 0.5113 0.116 92.1 10 300 8h 0.5349 0.122 90.9 11 350 15 min 0.5196 0.118 -1.1 12 350 30 min 0.5605 0.127 92.4 13 350 1h 0.5277 0.120 92.2 14 350 2h 0.5606 0.127 92.3 15 350 4h 0.5441 0.124 93.1 16 400 15 min 0.5576 0.127 67.3 17 400 30 min 0.5586 0.127 93.3 18 400 1h 0.563 0.128 93.7 19 400 2h 0.5261 0.120 92.0 20 400 4h 0.5476 0.124 92.5 21 425 15 min 0.549 0.125 91.9 22 425 30 min 0.5369 0.122 93.4 23 425 1h 0.5132 0.117 90.8 24 425 2h 0.5517 0.125 92.2 25 425 4h 0.5165 0.117 90.7 1. Temperatura - Tiempo en alcanzar la temperatura en reactor: 15 minutos aproximadamente. 2. Índice de masa Compuesto/Solvente: 4.4 mL fijos de volumen de solvente en todos los experimentos. experimentos con alcohol bencílico generaron valores de DR relativamente más altos comparados con los experimentos hidrotérmicos, inclusive a bajas temperaturas y tiempos de reacción cortos. A 250 °C los resultados tienen un comportamiento interesante, a saber de DR -17% y -7% para 1 hora y 2 horas respectivamente. Estos valores negativos pueden ser explicados por el presente propuesto mecanismo de reacción de descomposición bajo la influencia de absorción de alcohol bencílico; en dicho escenario, el alcohol bencílico es absorbido en la matriz orgánica y comienza la solvólisis. En dichos experimentos, los tiempos son cortos y las temperaturas relativamente Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 Fig. 5. Índice de descomposición de los experimentos solvotérmicos. 33 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. bajas, por lo que no se ha suplido suficiente energía ni ha pasado suficiente tiempo para completar o inclusive iniciar la descomposición; por ello el incremento en el valor Mr que provoca valores negativos de DR. El DR fue 10%, 36% y 33% para 4, 6 y 8 horas respectivamente. El delaminado de los compuestos ocurrió después de 2 horas y fue posible recuperar algunas fibras de carbono limpias después de 4 horas. A 300 °C el DR fue similar para los cinco experimentos, 92%, 92%, 91%, 92% y 90% para 1, 2, 4, 6 y 8 horas respectivamente. Es posible inferir que la mayoría de las fibras de carbono del compuesto pueden ser recuperadas inclusive a tiempos cortos de reacción, ya que las muestras recuperadas en estos experimentos muestran fibras de carbono limpias y libres de residuos de resina epóxica. Un comportamiento similar fue observado a 350 °C con DR de -1%, 92%, 92%, 92% y 93% para 15 min, 30 min, 1, 2 y 4 horas respectivamente. En los experimentos a 350 °C se recuperaron fibras de carbono relativamente limpias y libres de residuos. A 400 °C el DR fue 67%, 93%, 93%, 91% y 92% para 15 min, 30 min, 1, 2 y 4 horas respectivamente en donde se encontró delaminación en el experimento de 15 min sin recuperación de fibras de carbono limpias, mientras que en el resto de los experimentos se recuperaron fibras de carbono limpias y libres de residuos epóxicos. A 425 °C en alcohol bencílico supercrítico, el DR alcanzó 91%, 93%, 90%, 92% y 90% para 15, 30, 1, 2 y 4 horas respectivamente; en todos los experimentos a dicha temperatura se recuperaron fibras de carbono limpias. La mayoría de las reacciones de descomposición solvotérmicas mostraron resultados con un alto DR de más de 90% excepto en algunos experimentos a 250 °C o tiempos de reacción demasiado cortos, por ejemplo, 15 minutos a 350 °C. Caracterización mediante SEM La caracterización de las fibras de carbono recuperadas con agua supercrítica a 400 °C mediante SEM se presenta en la figura 6. La figura 6a corresponde a las fibras recuperadas después de 15 minutos de reacción de descomposición, claramente consistente con el DR de 24%, donde la resina aún cubre la totalidad de las fibras; se presentan rompimiento de la integridad física de la resina y múltiples fragmentos de residuos sólidos. La figura 6b. 34 muestra algunas fibras limpias recuperadas después de 30 minutos de tratamiento. En la figura 6c se observan las fibras obtenidas después de 1 hora de tratamiento con algunos residuos sólidos adheridos en la superficie de las fibras. Las fibras relativamente limpias de la figura 6d se obtuvieron después de 2 horas de tratamiento y las de la figura 6e después de 4 horas. La espectroscopía de rayos X por electrones dispersados (EDS) de la figura 6f demuestra que el tratamiento superficial original de las fibras de carbono con azufre (sizing) permanece después de la reacción de descomposición por agua supercrítica. La figura 7 presenta las muestras que exhibieron microesferas adheridas a la superficie de las fibras de carbono en agua supercrítica a 400 °C. Se encontraron micropartículas con tamaño de entre 3 y 5 µm adheridas a la superficie de fibras de carbono en los tratamientos de 30 minutos, 1, 2 y 4 horas de descomposición. Se propone que el mecanismo de formación consiste en que la resina epóxica se quiebra en pequeñas residuos y micropartículas, luego la agitación horizontal provoca turbulencia en el reactor y moldea por “boleo” los residuos solubilizados en esferas. Estas microesferas adheridas a la superficie de las fibras incrementan notablemente el valor de Mr, provocando un decremento en el valor de DR en los experimentos de agua supercrítica con duración mayor a 1 hora. Las muestras que presentaron estas microesferas fueron lavadas y enjuagadas de nuevo con agua, acetona y tetrahidrofurano, para ser de nuevo colocadas en baño ultrasónico con los mencionados solventes durante 5, 10, 15 y 30 minutos. Aún después del procedimiento de lavado se observó que las microesferas permanecen adheridas a la superficie de las fibras de carbono. La figura 7a. muestra las microesferas entre 2 y- 3 µm de diámetro después de 30 min de tratamiento, la figura 7b, las microesferas adheridas a una capa residual de resina sólida en una muestra con un tratamiento de descomposición de 1 hora. Es notable y relativamente obvia la afinidad de las microesferas a adherirse a estas capas de resina sólida. La figura 7c muestra las microesferas adheridas también en una muestra con un tratamiento de 1 hora de descomposición, la figura 7d, a las microesferas de entre 2 y 3 µm de diámetro adheridas a fibras de carbono con un tratamiento de 2 horas. En la figura 7e se aprecian microesferas más pequeñas, de 1 a 2 µm lo cual es la base para pensar Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. Fig. 6. Micrografías SEM de las fibras de carbono recuperadas por el proceso hidrotérmico en agua supercrítica después de: a) 15 min; b) 30 min; c) 1 hora; d) 2 horas; e) 4 horas; f) EDS of fibras de carbono recuperadas con agua supercrítica a 400 °C después de 15 min. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 35 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. Fig. 7. Micrografías SEM de microesferas en la superficie de las fibras de carbono recuperadas en agua supercrítica a 400 °C después de: a) 30 min; b) 1 hora; c) 1 hora; d) 2 horas; e) 4 horas; f) 4 horas. 36 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. Fig. 8. Micrografías SEM de fibras de carbono recuperadas por alcohol bencílico supercrítico a 425 °C después de: a) 15 min; b) 30 min; c) 1 hora; d) 2 horas; e) 4 horas; f) EDS de las fibras de carbono recuperadas con alcohol bencílico supercrítico a 425 °C después de 15 min. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 37 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. en la posibilidad del mecanismo de descomposición y “moldeado” de las microesferas; la figura 7f. muestra las microesferas adheridas a las fibras de carbono después de un tratamiento de 4 horas. Las muestras de las reacciones con alcohol bencílico supercrítico a 425 °C se reportan en la figura 8. De la figura 8a a la figura 8e se muestran las fibras de carbono recuperadas de las reacciones de descomposición de 15 min, 30 min, 1, 2 y 4 horas respectivamente. El EDS (figura 8f) de fibras de carbono recuperadas con alcohol bencílico supercrítico después de 15 minutos de tratamiento no muestra rastro del tratamiento superficial (sizing) original en las fibras. Las diferencias entre las pruebas con diferentes solventes son visibles en la caracterización SEM y son apreciables de los valores más altos de DR en las reacciones con alcohol bencílico. Además, las fibras de carbono recuperadas con alcohol bencílico se encuentran más limpias y tienen una menor cantidad de residuos sólidos adheridos en la superficie. En cuanto a los mecanismos, se puede decir que la descomposición en los experimentos de agua y alcohol consisten en un proceso de difusión-descomposición de polímeros por rompimiento de los enlaces C-OC y C-N-C, además de la transferencia de masa de monómeros y compuestos. La difusión del alcohol bencílico supercrítico y su absorción en la matriz polimérica explica los valores negativos obtenidos en algunos experimentos. Por otra parte, el mecanismo en agua supercrítica consiste en el rompimiento de la matriz polimérica en piezas pequeñas y monómeros y una posterior disolución de residuos. CONCLUSIONES El agua y el alcohol bencílico son ambos buenos solventes bajo condiciones subcríticas y supercríticas para el reciclaje químico de compuestos de matriz polimérica termofija. El resultado de estos procedimientos es la recuperación de fibras relativamente limpias después de los tratamientos. El alcohol bencílico supercrítico mostró resultados de DR más altos, por encima de 90%. El agua supercrítica mostró resultados de DR por encima de 80%. En algunos casos los DR alcanzados son más altos que los reportados para sistemas de flujo semicontinuos usando solventes orgánicos en presencia de catalizadores. 38 La turbulencia generada por el movimiento cíclico horizontal del equipo experimental hace una diferencia importante contra otros sistemas tipo batch. La recuperación de fibras de carbono limpias por el método solvotérmico ha sido corroborado por SEM. Después de la caracterización SEM, se puede inferir que también el método hidrotérmico produce fibras de carbono limpias en cuyo caso, las microesferas encontradas en la superficie están en detrimento del valor de DR mas las descomposición real es mayor. Ambos métodos, solvotérmico e hidrotérmico son factibles para industrialización. El alcohol bencílico pudiera presentar una opción más viable en términos de seguridad industrial debido a la menor presiones presentes en los reactores comparado con el agua supercrítica. Cualquiera de estos métodos deberá ser ajustado a escala industrial tomando en cuenta los factores de costos, tipos de reactores, aspectos medioambientales y las propiedades de las fibras recuperadas. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen las becas doctorales al CONACYT y el apoyo brindado por el personal en los diferentes laboratorios. REFERENCIAS 1. M. 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Raúl Piñero-Hernanz, Juan García-Serna, Christopher Dodds, Jason Hyde, Martyn Poliakoff, Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. María José Cocero, Sam Kingman, Stephen Pickering, Edward Lester, Chemical recycling of carbon fibre composites using alcohols under subcritical and supercritical conditions, J. of Supercritical Fluids 46 (2008) 83–92. 6. J.R. Hyde, E. Lester, S. Kingman, S. Pickering, K. Hoong Wong, Supercritical propanol, a possible route to composite carbon fibre recovery: A viability study, Composites: Part A 37 (2006) 2171–2175. 7. G. Jiang, S.J. Pickering, E.H. Lester, T.A. Turner, K.H. Wonga, N.A. Warrior, Characterisation of carbon fibres recycled from carbon fibre/epoxy resin composites using supercritical n-propanol, Composites Science and Technology 69 (2009) 192–198. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 8. L. Yuyan, S. Guohua, M. Linghui, Recycling of carbon fibre reinforced composites using water in subcritical conditions, Materials Science and Engineering A 520 (2009) 179–183. 9. Y. Bai, Z. Wang, L. Feng, Chemical recycling of carbon fibers reinforced epoxy resin composites in oxygen in supercritical water, Materials and Design 31 (2010) 999–1002. 10.S.J. Pickering, R.M. Kelly, J.R. Kennerley, C.D. Rudd, N.J. 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En este trabajo se propone un algoritmo robusto que converge en tiempo finito para la detección y aislamiento de fallas, permitiendo aumentar la confiabilidad de la detección a partir del tiempo de convergencia, el cual puede ser fijado arbitrariamente. El resultado se logra sin alterar la dinámica propia del residuo. El algoritmo es probado con un modelo de simulación. PALABRAS CLAVE Falla, generación de residuos, observadores, sistemas lineales, convergencia. ABSTRACT Nowadays, security and reliability in the industry is a priority. A way to support it is by using performance monitoring systems, which include diagnosis and tolerance mechanisms failures. In this wor is proposed a robust algorithm that converges in finite time, for failure detection and isolation allowing to increase the reliability of detection from the time of convergence, which can be set arbitrarily. The result is achieved without altering the dynamics of the residue. The algorithm is tested with a simulation model. KEYWORDS: Fault, residual generation, observers, linear systems, convergence. INTRODUCCIÓN Como una manera de apoyar la mejora de los niveles de seguridad y confiabilidad de procesos industriales, se han desarrollado algoritmos de diagnóstico de fallas, los cuales básicamente pueden ser entendidos como la realización de tres actividades: detección, aislamiento e identificación de fallas. Cada una de estas acciones se ha convertido en un área de investigación importante debido, entre otras cosas, a los efectos que pueden ocasionar fallas en el flujo de producción e inclusive en la generación de paros no programados. Así mismo, la información acerca de ocurrencia de fallas incipientes puede ser 40 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 �Detección y aislamiento robusto de fallas en tiempo finito / Efraín Alcorta García, et al. utilizada para realizar mantenimiento predictivo, o bien, reducir los efectos de las fallas, ya sea en el número de paros no programados así como en la duración de estos. En los algoritmos de diagnóstico de fallas generalmente se requiere de la obtención de señales que dependen de las fallas, llamadas residuos. Los residuos juegan un papel protagónico en el diagnóstico. De las diferentes formas para generar residuos una manera comúnmente utilizada es mediante el uso de observadores de la salida, ver por ejemplos en: P. M. Frank1, S. X. Ding2, C. Chen & R. Patton3 y R. Iserman4. La generación de residuos utilizando observadores, a diferencia de otras técnicas, permite ajustar algunas características de desempeño de estos mediante la selección de ganancias del observador o mediante post-filtrado. Una situación asociada al uso de generadores de residuos basados en observadores, es que el hecho de que el efecto de las condiciones iniciales desaparece solo de manera asintótica. Esta situación generalmente se minimiza argumentando que solo hace falta esperar un tiempo suficiente, pero que en la práctica es difícil de estimar con precisión. En contraste, se busca reducir el tiempo de convergencia de los generadores de residuos mediante la selección de la dinámica, como muestran S. X. Ding 2, C. Chen & R. Patton3 y R. Iserman4. El diseño de la dinámica que reduzca el tiempo de convergencia pudiera comprometer la respuesta esperada, por lo que sería deseable contar con un procedimiento que permita la convergencia del generador de residuos en tiempo arbitrario (y pre-establecido) sin comprometer la dinámica del generador de residuos. Este problema, tal y como se discute previamente, no ha sido planteado. En la literatura existe un procedimiento reportado con características de convergencia en tiempo finito5, el cual está fundamentado en un enfoque de orden reducido, el cual puede ser limitante al desempeño de los algoritmos de diagnóstico3. Aquí se propone un algoritmo robusto para la detección y aislamientos de fallas para sistemas con entradas desconocidas, el algoritmo propuesto cuenta con la propiedad de convergencia en tiempo finito. El algoritmo propuesto además de ser robusto es de orden completo y converge en tiempo finito. El resultado propuesto aquí está basado en el esquema introducido en A Continuous-Time Observer Which Converges in Finite Time6 tal y como lo hacen en A Finite Time Unknown Input Observer For Linear Systems5, pero utilizando un observador de orden completo con entradas desconocidas. El algoritmo propuesto permite la convergencia en tiempo finito arbitrario, la dinámica independiente del generador de residuos, así como un espectro amplio para el diagnóstico de fallas, como se muestra en los ejemplos planteados por S. X. Ding2, C. Chen3 y R. Iserman4. PRELIMINARES En esta sección se revisan los antecedentes que son utilizados para el desarrollo del algoritmo de diagnóstico y aislamiento de fallas propuesto. La base se encuentra en el diseño de observadores con convergencia de tiempo finito, así como en los observadores (robustos) con entradas desconocidas. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 41 �Detección y aislamiento robusto de fallas en tiempo finito / Efraín Alcorta García, et al. Observadores con convergencia de tiempo finito La convergencia en tiempo finito de observadores de Luenberger lineales es tomada de R. Engel et al.6 Se considera un sistema lineal invariante en el tiempo dado por (1) , y la salida . Considera que el par (A C) es donde observable (detectable al menos). Después se define dos observadores identidad para el sistema (1) con f(t)=d(t)=0, es decir, (2) Se definen las siguientes matrices como: Asignando H y el retraso de tiempo D tal que el estimado de x está dado por es estable, y Como es destacado en R. Engel et al.6, teóricamente es posible hacer converger al observador en un instante muy corto de tiempo D. La ecuación del estimado de es obtenida del hecho de que el error de estimación satisface un sistema de ecuaciones diferenciales lineales, como es: De donde se deduce que la siguiente relación es válida: y que es de donde se obtiene el resultado reportado en R. Engel et al.6, la cual representa una forma ingeniosa de resolver el problema de convergencia finita del observador. 42 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 �Detección y aislamiento robusto de fallas en tiempo finito / Efraín Alcorta García, et al. Observador robusto a entradas desconocidas Los resultados del observador robusto de orden completo con entradas desconocidas son tomados de M. Darouach 7. Considerando al sistema (1) con f(t)=0. Un observador con entradas desconocidas robusto a d(t) es dado por: (3) con: (3a) Donde W es una matriz de ponderación arbitraria, la cual puede ser cero; M debe ser estable (con valores propios con parte real negativa, lo cual se puede garantizar si el par [PA, C] es detectable al menos o bien observable). Note que mediante la definición (o la redefinición) de las matrices E y F es posible la manipulación de la sensibilidad del estimado a las entradas desconocidas, las cuales pudieran ser fallas. Las condiciones de existencia se pueden resumir como sigue: Teorema 1. Para el sistema (1) con f(t)=0, existe un observador (3) si y solo si las siguientes condiciones se verifican (M. Darouach et al.7): 1. Rango(CE) = Rango (E) 2. * ALGORITMO PROPUESTO PARA LA DETECCIÓN Y DIAGNÓSTICO DE FALLAS EN TIEMPO FINITO Un procedimiento de diagnóstico de fallas generalmente consta de los siguientes pasos (P. M. Frank 1): 1. Generación de residuos. Es una señal que idealmente depende solo de las fallas. En la práctica los residuos se pueden ver afectados por incertidumbre y están solo cercanos a cero. 2. Evaluación de residuos. Aquí se extrae la información sobre la ocurrencia de fallas. Principalmente se utiliza una función de evaluación y una comparación con un umbral. 3. Identificación de fallas. Se extrae de los residuos la información sobre magnitud y tiempo de ocurrencia de una falla. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 43 �Detección y aislamiento robusto de fallas en tiempo finito / Efraín Alcorta García, et al. Se deja fuera de consideración a la identificación de fallas, examinando sólo el problema de detección y aislamiento de estas. Note que un aspecto central para su diagnóstico y aislamiento es el diseño de generadores de residuos. Generación de residuos Dentro de las diferentes variantes de generación de residuos disponibles en la literatura (consultar los libros: Robust Model-Based Fault Diagnosis for Dynamic Systems 3, Fault-Diagnosis SystemsAn Introduction from Fault Detectionto Fault Tolerance4 y Diagnosis and Fault-Tolerant Control8), se pueden resumir en tres grandes grupos: espacio de paridad, observadores, así como métodos basados en identificación. Entre los dos primeros existe una cierta relación de equivalencia así como un diseño unificado 2. Entre los dos primeros y el tercero existe una relación de complementariedad9. Dada la enorme variedad de métodos de diseño con entradas desconocidas se estudia el enfoque basados en observadores, se dispone también de una gran variedad de métodos de diseño para generadores de residuos. Los cuales pueden ser burdamente catalogados como enfoques de orden completo y de orden reducido. Los diseños que están basados en observadores de orden reducido pueden encontrar problemas que son de otra forma (con observadores de orden completo) solubles. Esto queda de manifiesto cuando se utiliza el esquema de orden reducido presentado por Y. Guan and M. Saif 10 con el sistema demostrado por Luan, J.H., 11 el cual tiene un problema cuando el subsistema calculado robusto a las perturbaciones es inestable y la ley de control nominal no logra estabilizarlo. En este caso es bien sabido que no se puede hacer diagnóstico de fallas M. Kinnaert et al12. Esta situación se verá ejemplificada más adelante mediante un modelo presentado por Luan, J.H.11 y retomado en este trabajo. Considerar el sistema con fallas y perturbaciones dado por (1), se tiene el siguiente resultado: Teorema 2. El sistema (C. Chen & R. Patton3): (4) Representa un generador de residuos de orden completo y robusto a las perturbaciones d(t), si se satisfacen las ecuaciones (3a) y la siguiente condición se cumple: Nota 1. El proceso para determinar la aparición de una falla requiere, en general, del diseño de un valor de umbral, con la finalidad de evitar falsas alarmas. El diseño de umbrales para la detección no es discutido en este trabajo, el lector interesado es remitido a literatura especializada, como ejemplifican S. X. Ding 2 y M. Blancke et al.8 Nota 2. Las fallas investigadas en este trabajo se considera que se manifiestan francas en el residuo y el mínimo nivel de falla que puede ser detectado, está en función del nivel de incertidumbre y el valor de umbral que se seleccione. 44 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 �Detección y aislamiento robusto de fallas en tiempo finito / Efraín Alcorta García, et al. La idea consiste en hacer converger al generador de residuos robusto (3) en tiempo finito siguiendo las ideas presentadas por R. Engel et al. 6 y descritas brevemente en los preliminares. Para esto se requieren dos conjuntos de valores propios (estables, es decir, con parte real negativa), a ser asignados. Los demás pasos se volverán a describir aquí, pero aplicados al observador de orden completo con entradas desconocidas. Propuesta 1. Dado un sistema (1) y se supone que las condiciones de los teoremas 1 y 2 se satisfacen. Asignando D>0 y una selección adecuada de las matrices H1 y H2. Entonces el sistema (2) construido para el sistema (3) es un generador de residuos robusto que converge en tiempo finito predeterminado por el valor D.‫٭‬ Prueba. Asumiendo que las condiciones de existencia para los teoremas 1 y 2 se satisfacen, se procede a construir un generador de residuos (3), robusto a las variables representadas por d(t)en (1). El diseño del generador de residuos con convergencia en tiempo finito se sigue de la observación de la obtención de dos ecuaciones dinámicas para el generador de residuos de orden completo y robusto a las perturbaciones d(t) mediante: El estimado de ζ (t) con convergencia en tiempo finito D está dado por: (5) El cual se logra con la definición de las matrices: Asignando H1 y H2 de tal forma que junto con el retraso de tiempo D>0, se y dado que es seleccionado estable. El generador de tiene que residuos resulta entonces de utilizar (5) en: Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 45 �Detección y aislamiento robusto de fallas en tiempo finito / Efraín Alcorta García, et al. La propiedad de robustez de los observadores frente a la perturbación se obtiene del teorema 1; mientras que la propiedad de ser generador de residuos de la condición adicional dada en el teorema 2 y la convergencia en tiempo finito al aplicar el algoritmo de R. Engel. 6 Nota 3. Una versión antigua de la propuesta 1 ha sido previamente presentada por E. Alcorta Garcia et al.13 La diferencia básicamente consiste en que ahora se puede garantizar que la matriz , no será singular para algún valor de D siempre que H1 y H2 sean seleccionadas de tal forma que las matrices A–H1C y A–H2C tengan valores propios suficientemente distintos para alguna D>0. EJEMPLO DE APLICACIÓN Con la finalidad de mostrar el procedimiento propuesto, se considera el modelo linealizado del sistema de control de posición de una aeronave, el cual ha sido previamente utilizado por Luan, J.H.11 y tomado como ejemplo en E. Alcorta Garcia et al13. M Considerar el siguiente sistema lineal (6) Donde Es el vector de estado donde representan los ángulos de guiada, balanceo y cabeceo respectivamente las correspondientes velocidades angulares; la entrada de control consta de tres elementos asociados con fuerzas en cada dirección: uT =[Lx Ly Lz]; la incertidumbre d(t) consiste en incertidumbre del modelo: Y las matrices del sistema: 46 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 �Detección y aislamiento robusto de fallas en tiempo finito / Efraín Alcorta García, et al. F es igual a la primer columna de B y C es la matriz identidad de orden 6 (todos los estados están disponibles para medición. Este sistema es inestable en lazo abierto, con lo que para poder realizar la tarea de diagnóstico es necesario primero estabilizarlo mediante una retroalimentación de estado dada por: u(t) = Kxx(t) + Kref r(t) ; con: Las ganancias anteriores permiten una ubicación de polos en {-2,-1.25,-1.75,-1.5,-2.5,-1} para una referencia dada con fines de mostrar el algoritmo rT (t) = rT = [-0.5 0.5 1] para las posiciones angulares. El comportamiento nominal del sistema (con f(t)=0) puede verse en la figura 1. Fig. 1. Evolución de los ángulos del sistema en lazo cerrado. DISEÑO DEL GENERADOR DE RESIDUOS Primeramente se verifican las condiciones de existencia. La primera condición se cumple sin problemas y la segunda es equivalente a que el par (PA, C) sea observable. Construyendo P utilizando W=0. Se verifica la observabilidad y por lo tanto la existencia del generador residual robusto. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 47 �Detección y aislamiento robusto de fallas en tiempo finito / Efraín Alcorta García, et al. Seleccionando D=0.1. Las demás matrices se obtienen directamente a partir de las fórmulas antes mencionadas. Resultados de simulación Los resultados pueden apreciarse en la figura 2, donde se presentan las respuestas de los generadores de residuos con convergencia asintótica y en tiempo finito. En la figura 3 se presenta la respuesta de ambos observadores generadores de residuos cuando se presenta una falla en t=0.5 s. Como se puede apreciar, en los residuos con convergencia asintótica, la manifestación de la falla en el residuo cuando el efecto de las condiciones iniciales no ha desaparecido, obscurece la posibilidad de reconocer que la falla ha ocurrido. Note que a pesar de seleccionar un radio de convergencia arbitrario, el tiempo que tarda el residuo en que desaparezca el efecto de las condiciones iniciales no se puede determinar de forma exacta, pues depende también del valor de la condición inicial. En la misma figura se puede apreciar que en el caso de la convergencia en tiempo finito, es claro a partir de qué momento el residuo es confiable. Esto da una ventaja en cuanto al aspecto práctico y de confiabilidad de los algoritmos utilizados para la detección y aislamiento de fallas. Lo anterior sugiere que el aspecto de convergencia en tiempo finito debe ser considerado como necesario en el diseño e implementación de algoritmos para este fin. 48 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 �Detección y aislamiento robusto de fallas en tiempo finito / Efraín Alcorta García, et al. Fig. 2. Evolución de los residuos tanto asintótico como el que converge en tiempo finito. Fig. 3. Evolución de los residuos en la presencia de fallas. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 49 �Detección y aislamiento robusto de fallas en tiempo finito / Efraín Alcorta García, et al. CONCLUSIONES La detección y aislamiento de fallas se puede hacer de forma robusta y con tiempo de convergencia arbitrariamente corto. Esto sin la necesidad de recurrir a técnicas no lineales como en el caso de los modos deslizantes o bien, al uso de discontinuidades. El enfoque propuesto considera una estructura de orden completo que permite la solución de problemas que no se pueden resolver con esquemas de orden reducido. REFERENCIAS 1 Frank P. M. Fault Diagnosis in Dynamic Systems using Analytical and Knowledge-Based Redundancy - A Survey and some New Results Nueva York: Automatica, Vol. 26, No. 3, pp. 459 - 474, 1990. 2 Ding S. X. Model-based fault diagnosis techniques, Londres;NuevaYork: Springer, 2013. 3 Chen C., Patton R. , Robust Model-Based Fault Diagnosis for Dynamic Systems, Boston: Kluwer Academic Publisher, 1999. 4 Iserman R. 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Cuernavaca Morelos, 2015.. 50 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 �Análisis electromagnético de celdas con defecto en microcinta y en plano de tierra para filtros de microondas Jorge Aguilar TorrenteraA, Gerardo García SánchezA, César González CervantesB Universidad Autónoma de Nuevo León, FIME, Departamento de Posgrado en Ingeniería Eléctrica B Universidad Autónoma de Nuevo León, FIME jorge.aguilart@uanl.mx A RESUMEN Los filtros planares presentan grandes ventajas en el desarrollo de transreceptores de sistemas de comunicación. Actualmente, las estructuras de microncintas con defecto son un tema de interés en la investigación de los sistemas de radiocomunicaciones que operan a frecuencias de microondas. Sin embargo, algunas de ellas presentan radiación electromagnética significativa a frecuencias mayores de resonancia, deteriorando la banda de rechazo de los filtros. Se presenta un estudio comparativo del desempeño de celdas con defecto en microcinta y con defecto en plano de tierra. Se determina el acoplamiento de potencia en los puertos, frecuencias de corte, banda de atenuación y pérdidas; entre otros parámetros. Los resultados se corroboran mediante prototipos de celdas construidas en substrato FR4 “printed circuit board” diseñadas para frecuencias de microondas. PALABRAS CLAVE Línea microcinta, circuitos planares, estructuras de tierra imperfectas, microcintas imperfectas. ABSTRACT Planar filters have significant advantages in the development of the transceivers of communications systems. Nowadays, defected microstrips is a hot topic in the research on microwave systems. However, some of them present significant radiation at frequencies above resonant frequency, which impairs greatly the rejection band of filters. A comparison of radiation effects in defected ground and defected microstrip cells is presented. Power coupling to the ports, cut-off frequencies, losses and attenuation; among other responses, are determined. Results are corroborated with measurements of defected microstrips built on the same substrate FR4, which is commonly used for printed circuit boards, and designed to resonate at microwave frequencies. KEYWORDS Microstrip line, planar circuits, defected ground structures, defected microstrip. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 51 �Análisis electromagnético de celdas con defecto en microcinta y en plano de tierra... / Jorge Aguilar Torrentera, et al. INTRODUCCIÓN En los sistemas de comunicación que operan en las bandas de microondas y ondas milimétricas es indispensable evaluar la relación de requerimientos de los sistemas en su conjunto. Dichos requerimientos se establecen para cumplir diferentes compromisos de diseño que se resumen en la evaluación del desempeño de cada subsistema en términos de ruido, potencia consumida, linealidad, y ganancia en frecuencia. Por ejemplo, en los amplificadores que operan en las bandas de microondas, existe un compromiso entre figura de ruido mínima y máxima ganancia en frecuencia.1 Así mismo, en los sistemas de comunicaciones móviles, los bajos niveles de alimentación de los equipos terminales deterioran la linealidad de los amplificadores de bajo ruido generando efectos de distorsión no lineal que se manifiestan como una compresión o expansión de la ganancia; etcétera. Comúnmente, para cumplir con los compromisos de diseño, se requiere mitigar ruido y atenuar componentes espectrales no deseadas usando filtros que operan en un intervalo amplio de frecuencia. Este artículo trata sobre estructuras de microondas con defecto. Dichas estructuras tienen aplicaciones en los sistemas de comunicaciones debido a los altos niveles de atenuación introducidos a la frecuencia de resonancia así como a sus bajas pérdidas de inserción, lo cual no es fácil de realizar con filtros cerámicos de bajo orden. Las celdas a considerar son la microcinta con defecto en el plano de tierra (DGS; del inglés, defected ground structure) y la microcinta con defecto en la línea (DMS; del inglés, defected microstrip structure). Ambas celdas son estructuras electromagnéticas bandgap que al ser introducidas periódicamente presentan características de banda de rechazo y pasabandas a frecuencias de microondas y ondas milimétricas.2 Debido a su fácil implementación, dichas estructuras tienen una amplia gama de aplicaciones en sistemas de radiofrecuencia tales como en antenas de parche, filtros de microondas, atenuadores de armónicos, entre otros.3 Sin embargo, se ha encontrado que algunas estructuras con defecto que se han propuesto para el diseño de filtros pueden presentar pérdida por radiación significativa,4,5 lo cual da lugar a acoplamientos potenciales no deseados con otras estructuras, como por ejemplo, la antena de un transreceptor. La compatibilidad EM (electromagnética) entre subsistemas complejos se puede analizar mediante procesos de simulación. Sin embargo, un análisis de la antena y filtro de microondas en su conjunto representa grandes retos en virtud de que el dominio de la solución de los campos electromagnéticos resulta ser muy grande comparado con el tamaño de diferentes elementos estructurales básicos, lo que hace que la simulación sea muy lenta y costosa en términos computacionales. La figura 1 muestra la estructura DGS a considerar y que fue propuesta inicialmente en.6 Los parámetros de la celda son la distancia de apertura, g, y el tamaño de los grabados a y b que están conectados a una apertura angosta de área W×g. Los grabados tienen un espesor igual al del conductor en el plano de tierra, t. La cinta en el plano superior tiene un ancho igual a W mm. Esta celda tiene la capacidad de incrementar la inductancia y capacitancia equivalente distribuida para formar el efecto de onda lenta, con lo cual se incrementa la reflexión a la frecuencia de resonancia sin necesidad de variar el ancho de la microcinta. Esto representa una ventaja estructural ya que se evitan discontinuidades y los efectos 52 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 �Análisis electromagnético de celdas con defecto en microcinta y en plano de tierra... / Jorge Aguilar Torrentera, et al. Fig. 1. Esquema de una celda DGS. parásitos asociados que aparecen en otras estructuras como por ejemplo en los filtros de impedancia escalonada.7 Por otro lado, la celda DMS se basa en un defecto en la línea microcinta que consiste en grabar una ranura a lo largo de la línea como se muestra en la figura 2. Esta estructura fue propuesta inicialmente en.3 En la microcinta convencional se tiene una velocidad de propagación dada por c/√εeff, (la razón entre la constante de la velocidad de la luz en el vacío y la raíz cuadrada de la permitividad efectiva de la línea microcinta). El efecto de onda lenta se crea por la inductancia distribuida a lo largo de la ranura grabada en la línea microcinta. La frecuencia de corte se determina analíticamente a través de la inductancia y longitud de stub en la ranura. Debido a sus características particulares, esta celda no se propuso para sustituir a la estructura de tierra imperfecta sino para complementarla.3 Fig. 2. Esquema de la celda DMS. Para el análisis de la radiación generada por celdas con defecto DGS y DMS se consideran condiciones de absorción en el espacio libre que facilita los cálculos en la simulación electromagnética. En este trabajo se emplea el simulador de onda completa de estructuras 3D CST,I la cual es una herramienta de solución numérica de diferencias finitas en el dominio del tiempo (FDTD, del inglés Finite Difference Time Domain). Inicialmente, se analiza una microcinta convencional Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 53 �Análisis electromagnético de celdas con defecto en microcinta y en plano de tierra... / Jorge Aguilar Torrentera, et al. con el fin de obtener una referencia de desempeño con respecto a las microcintas con defecto. En la simulación se encuentra la caja de simulación y las condiciones en la frontera que evita la aparición de resonancias no deseadas. Posteriormente, las estructuras DGS y DMS se sintonizan empleando el mismo substrato y las mismas condiciones de frontera que las empleadas para la microcinta. Los resultados de simulación se corroboran por mediciones hechas con el analizador vectorial. Después, se muestra el cálculo de radiación empleando las capacidades de post procesamiento de CST y se comparan las características en frecuencia de las celdas utilizando parámetros S (de dispersión) medidos y calculados. Finalmente, se dan las conclusiones de este trabajo. LÍNEA MICROCINTA La figura 3 muestra las variables geométricas de una microcinta convencional. La estructura se diseñó usando el laminado FR4II el cual es ampliamente usado en tarjetas de circuito impreso.8 Las características eléctricas del laminado empleado Fig. 3. Microcinta convencional y sus parámetros geométricos. así como las dimensiones de la microcinta con impedancia característica de 50 Ohms se listan en la tabla I. Cuando la microcinta se diseña como una línea de transmisión de baja reflexión, las pérdidas intrínsecas se atribuyen a la disipación de potencia en los metales, pérdidas en el dieléctrico y en un menor grado a las pérdidas por radiación.9 TABLA I. Parámetros de la microcinta y substrato FR4. Parámetro Valor W 2.95 mm H 1.58 mm L 85.0 mm permitividad relativa, εr 4.9 conductividad cobre, σ 5.8×107 S/m espesor del metal, t 34.0 µm tangente de pérdidas, tan δ 0.025 Las figura 4.a muestra las condiciones de frontera y la figura 4.b muestra las variables geométricas que definen el dominio de simulación y una selección cuidadosa de sus parámetros permite mantener acoplamientos electromagnéticos mínimos con las paredes de la caja de simulación. Las estructuras se excitan a 54 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 �Análisis electromagnético de celdas con defecto en microcinta y en plano de tierra... / Jorge Aguilar Torrentera, et al. través de puertos numéricos que introducen una onda transversal electromagnética (TEM) en toda el área del puerto. Esto requiere de una pared eléctrica de resistividad cero como condición en la frontera de los puertos. Las paredes laterales se configuran para condiciones de absorción. Fig. 4. Configuración de simulaciones en CST: a) condiciones EM de frontera (izquierda), b) parámetros de la caja de simulación (derecha). Cuando se simula dicha microcinta, CST da como advertencia que los resultados pueden ser inexactos debido a la aparición de configuraciones de campos electromagnéticos de alto orden. Esto se debe a la característica no homogénea dieléctrico-aire que presenta, además de los modos de microcinta, configuraciones de campo con acoplamiento en el espacio libre. Basándose en los resultados de CST se corrobora que no hay inexactitud en el cálculo de los campos al analizar el balance de energía que invoca al Teorema de Poynting.10 En la simulación, la transmisión de potencia depende del acoplamiento de potencia en la estructura y también de la selección de las dimensiones de la caja de simulación y de los puertos de entrada-salida, como se muestra en la figura 4.b. La impedancia característica de la microcinta, Z0, es diferente a la impedancia de los puertos (la cual se mantiene fija en todo el intervalo de frecuencias) ya que los campos penetran en el dieléctrico al incrementar la frecuencia dando lugar a cambios en la constante de propagación. Lo anterior resulta en una línea de transmisión dispersiva y con reflexiones pequeñas. Así mismo, diferentes fenómenos como la creación de campos eléctricos no transversales asociados a pérdidas óhmicas, dependencia de la permitividad del substrato con la frecuencia y la no homogeneidad del sistema de materiales dan origen al modo de propagación cuasi-TEM. El acoplamiento de potencia en los puertos de entrada-salida representa en sí mismo un problema de optimización en el que la selección de variables de los puertos numéricos y dimensión de la caja de simulación permite reducir el coeficiente de reflexión de la estructura. En dicha optimización se considera que la impedancia TEM de la microcinta es igual a la impedancia de los puertos que se utiliza para normalizar los parámetros S. La optimización se realizó satisfactoriamente en un intervalo amplio de frecuencias al minimizar el coeficiente de reflexión en el puerto de entrada calculado a la máxima frecuencia de interés, ωmax. El coeficiente de reflexión en el puerto de entrada está dado por: (1) donde Zin es la impedancia vista por el puerto hacia el interior de la estructura. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 55 �Análisis electromagnético de celdas con defecto en microcinta y en plano de tierra... / Jorge Aguilar Torrentera, et al. En general, la impedancia de entrada vista desde el puerto tiene la ecuación:7,10 (2) donde Ps es la potencia promedio de la fuente (normalizada a 1W en simulaciones). Ploss corresponde al promedio de potencia debido a las pérdidas asociadas a la reflexión en el puerto lejano; disipación por efecto óhmico; pérdidas en el dieléctrico; y radiación. ω es la frecuencia angular, I es el fasor de corriente en el puerto de entrada y Wm y We es la energía magnética y eléctrica, respectivamente, en el volumen encerrado por la caja de simulación. El coeficiente de reflexión definido por la ecuación 1 toma en consideración todos los fenómenos de propagación que tienen lugar en la guía de onda. La optimización basada únicamente en la minimización del parámetro |S11| no toma en cuenta la reflexión en el puerto lejano (por definición) ni las pérdidas introducidas a lo largo de la línea que son significativas en la variación de la impedancia de entrada con respecto a la impedancia característica TEM de referencia. Para una microcinta convencional se puede considerar que la impedancia de entrada tiene un carácter puramente resistivo ya que la diferencia entre la energía de los campos eléctricos y la energía de los campos magnéticos es prácticamente igual a cero. La potencia acoplada al puerto se optimiza al encontrar la combinación de valores de la caja de simulación de la figura 4.b que minimiza la diferencia |Zin(ωmax) − Z0|, siendo Z0 la impedancia característica TEM. Una ventaja de este método reside en que CST puede realizar el cálculo de la impedancia de línea como una etapa de post procesamiento sin incurrir en un costo computacional elevado. La tabla II muestra los parámetros encontrados que reducen el efecto de la caja de simulación en las respuestas de la línea microcinta y también en las celdas con defecto. TABLA II. Parámetros de simulacion en CST Parámetro Wport Hport Htop1 Htop2 Ltotal Wtotal Valor 12W 10H 15H 5H 85 mm 85 mm La figura 5 muestra el vector de densidad de flujo de potencia en la microcinta, mostrando una reducción pequeña en la transmisión de potencia a lo largo del eje de propagación, ex. La potencia transmitida por la microcinta está dada por la integral:9 (3) donde Et y Ht son los fasores de los campos transversales eléctricos y magnéticos respectivamente, y dA es el vector del área infinitesimal de la sección transversal de la línea de transmisión. En coordenadas cartesianas dA=dzdyex. Debido a que la microcinta es una estructura cuasi-TEM, el vector de flujo presenta dispersión y esto crea pérdidas por radiación. El cálculo de la pérdida de potencia se calcula 56 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 �Análisis electromagnético de celdas con defecto en microcinta y en plano de tierra... / Jorge Aguilar Torrentera, et al. mediante el vector de Poynting en la frontera con la caja de simulación. La potencia radiada está dada por: (4) donde S es el fasor del flujo de potencia neta que abandona la estructura, ∂V corresponde a la superficie formada por la paredes laterales definidas por la condición de absorción y dA es el vector de superficie diferencial del plano con dirección del vector normal que apunta hacia afuera de la estructura. La ecuación 4 se implementa como una etapa de post-procesamiento en CST y se empleará en las siguientes secciones para realizar el cómputo de pérdidas por radiación. Fig. 5. Vector de densidad de potencia a lo largo de la microcinta a 3.5 GHz. RESPUESTAS EN FRECUENCIA Utilizando simulación EM y un mallado de baja resolución (relativa a la longitud de onda mínima), se sintonizaron las celdas para resonar a 1.5 GHz. Es importante mencionar que en este proceso no se consideró optimizar los parámetros de diseño con una resolución alta, como la que se emplea para el análisis de radiación que se trata posteriormente, en virtud del alto costo computacional que implica la sintonización de las variables de diseño. La figura 6 muestra los prototipos construidos en FR4. Los parámetros obtenidos por simulación para DGS son α=23.8 mm, b=23.8 mm, y g=0.4 mm; y para DMS son Ws=0.5 mm, Lm=51.55 mm, y We=0.35 mm (ver figura 1 y figura 2, respectivamente). Las mediciones se llevaron a cabo con el Analizador Vectorial de Redes HP 8753 en el intervalo de frecuencias 30 kHz - 3 GHz. La figura 7 muestra el VNA (por sus siglas en inglés; Vector Network Analyzer);III los dispositivos de prueba para calibrar el VNA en condiciones de circuito corto, abierto y thru para un sistema de 50 Ohms; y los cables tipo APC-7 y conectores tipo N empleados. Las figuras 6 y 7 muestran las bases metálicas empleadas sobre las cuales se fijan el conector N hembra. En este método de alimentación las “condiciones de absorción” se encuentran limitadas por las bases metálicas de aluminio que actúan como paredes laterales de espesor igual a 1 pulgada y que modifican las condiciones de radiación, principalmente en el defecto de tierra. Esto da lugar a discrepancias entre las mediciones y resultados experimentales a altas frecuencias que se muestran a continuación. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 57 �Análisis electromagnético de celdas con defecto en microcinta y en plano de tierra... / Jorge Aguilar Torrentera, et al. Fig. 6. Prototipos de las celdas DGS y DMS: a) vista del plano de tierra con defecto (arriba), b) vista de la microcinta con defecto (abajo). Fig. 7. Medición de las celdas con defecto utilizando el analizador vectorial HP 8753. Para el diseño de las celdas, se han propuesto circuitos de respuesta Butterworth de parámetros concentrados para modelar resonancia3 y punto de corte a 3dB6 de las celdas DMS y DGS, respectivamente. Estos modelos circuitales no permiten analizar la atenuación a frecuencias altas, en las bandas de rechazo de los filtros, por lo que se hace indispensable el modelado EM. Las figuras 8 y 9 muestran la magnitud de los parámetros S utilizando un mallado más fino que el utilizado 58 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 �Análisis electromagnético de celdas con defecto en microcinta y en plano de tierra... / Jorge Aguilar Torrentera, et al. en el proceso de sintonización, dando lugar a variaciones en la frecuencia de resonancia. Se muestra que ambas estructuras presentan aproximadamente la misma profundidad de atenuación en resonancia. La celda DGS presenta el punto de frecuencia de corte de 3 dB, f3dB (= 0.6 GHz) menor que el que presenta la celda DMS; con f3dB = 1.01GHz. La celda DMS presenta periodicidad en las respuestas, mostrando un primer cero aproximadamente a 3.2 GHz y un segundo polo a 4.8 GHz. También se muestra que la celda DMS introduce una baja atenuación para componentes alrededor de 3.2 GHz. Por otro lado, la celda DGS no presenta periodicidad e introduce una atenuación casi constante a frecuencias mayores de resonancia. El parámetro |S11| muestra un acoplamiento alto a bajas frecuencias y periodicidad en la respuesta de la celda DMS. Fig. 8. Magnitud de parámetros de transmisión. Fig. 9. Magnitud de parámetros de reflexión. Los resultados experimentales que se obtuvieron del VNA HP 8753 se muestran en la figura 10. En la figura 10.a, MARKER 1 se fija a una frecuencia de resonancia de la celda DGS igual a 1.720 GHz; indicando una atenuación igual a 25.85 dB. Los resultados de CST muestran una atenuación igual a 28.87 dB, casi exactamente a la misma frecuencia de resonancia. Por otro lado, la figura 10.b, muestra |S21| con MARKER 1 a 1.600 GHz indicando una atenuación igual a 29.26 dB, lo cual contrasta muy bien con resultados de CST; una frecuencia de resonancia igual a 1.580 GHz y atenuación igual a 28.42 dB. Para la celda Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 59 �Análisis electromagnético de celdas con defecto en microcinta y en plano de tierra... / Jorge Aguilar Torrentera, et al. DGS, se encontró una diferencia en |S21| de 5 dB a frecuencias cercanas a 3 GHz. Se presume que esta diferencia se debe principalmente al efecto de la base de aluminio empleada para la alimentación y que actúa sobre los campos radiados. Otras lecturas de los parámetros hechas con el VNA muestran diferencias menores entre los resultados de simulación y experimentales. Fig. 10. Parámetros |S21| medidos con el analizador vectorial HP 8753: dgs (arriba), b) dms (abajo). Los parámetros S11 medidos (gráficas no mostradas aquí) muestran una alta correspondencia con los resultados simulados en el intervalo medido (3kHz 3GHz). Se encuentra que a 3 kHz, el parámetro |S11| medido para la celda DGS es igual a −28.3 dB y para la celda DMS es de −32.5 dB. Esto muestra que el diseño de las microcintas que alimentan a las celdas y la optimización de campo acoplado en los puertos de la microcinta fueron realizados correctamente. PÉRDIDAS POR RADIACIÓN A continuación se comparan las pérdidas por radiación de tres estructuras: la microcinta convencional, la celda DGS y la celda DMS. La radiación en microcintas presenta diferentes mecanismos, no únicamente como la propagación de ondas en la línea microcinta que se acoplan directamente al espacio libre, sino también como ondas que se propagan dentro del dieléctrico en zigzag y que 60 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 �Análisis electromagnético de celdas con defecto en microcinta y en plano de tierra... / Jorge Aguilar Torrentera, et al. eventualmente se difractan en la interface del dieléctrico con la pared lateral. La figura 11 muestra las pérdidas por radiación calculadas por la ecuación 4. Se observa que las tres estructuras presentan radiación baja a frecuencias menores a 1 GHz. En particular; la microcinta convencional presenta pérdidas por radiación muy bajas en todo el intervalo de interés y menores que sus pérdidas óhmicas, como era de esperarse. La figura 11 muestra que la estructura de microcinta imperfecta tiene un desempeño muy similar al de la microcinta convencional, en contraste con la celda de tierra imperfecta en la que la radiación se incrementa considerablemente a partir de la frecuencia de resonancia. En la celda DGS se acentúa el efecto de difracción en la interface del dieléctrico; siendo una fuente potencial de interferencia con otras estructuras planares. Dichas pérdidas afectan la banda de rechazo y profundidad de atenuación a frecuencias mayores que resonancia. Esto da lugar a bajas pérdidas por inserción en la banda de rechazo (aproximadamente igual a 10 dB para frecuencias mayores a 3 GHz, ver figura 8) y una disminución sostenida de las pérdidas de retorno con la frecuencia (ver figura 9). Las pérdidas por radiación pueden ser de hasta 40% la potencia del puerto a la máxima frecuencia de interés. Fig. 11. Pérdida por radiación normalizada a 1 W. Es importante resaltar el desempeño de la microcinta imperfecta, que resulta ser similar al de la microcinta convencional en términos de radiación. Los acoplamientos de campo cercano alrededor de la ranura con ancho Ws seleccionado (ver figura 2), siendo éste parámetro mucho menor que la longitud de onda, reduce la dispersión de campos alrededor de la celda. Se puede corroborar que la característica de baja radiación es un factor a considerar en la selección de dicha estructura. Por otro lado, análisis EM muestran que los efectos pelicular (skin) y de proximidad incrementan considerablemente las pérdidas óhmicas con la frecuencia, como una característica intrínseca de la celda de microcinta con defecto. Debido a los altos niveles de potencia acoplados en el espacio que rodea a la imperfección introducida en el plano de tierra es de fundamental importancia considerar los efectos de las pérdidas por radiación, las cuales no son analizadas explícitamente en 3,6. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 61 �Análisis electromagnético de celdas con defecto en microcinta y en plano de tierra... / Jorge Aguilar Torrentera, et al. CONCLUSIONES El diseño de filtros basado en microcintas con defecto requiere del análisis de las pérdidas por radiación como una característica a considerar en la selección de la celda. Se comprobó experimentalmente y por simulación que las celdas DMS y DGS se pueden diseñar con gran exactitud para resonar a una frecuencia predeterminada empleando modelado EM de 3D. Se comprobó que en el modelado es crucial emplear una densidad en el mallado alta para obtener una correspondencia aceptable entre resultados teóricos y experimentales. Las pequeñas discrepancias encontradas en los parámetros S en todo el intervalo de frecuencia valida el método de simulación desarrollado. Se encuentra experimentalmente que los efectos de alto orden asociados a las pérdidas por radiación dependen en gran medida del espacio que rodea a las celdas, lo cual requiere de un esquema de medición con condiciones de absorción y sin reflexiones con la estructura de alimentación. Originalmente, la celda DMS se propuso como una estructura complementaria a la celda DGS en virtud de que un diseño en cascada de dichas estructuras presentaría una banda de rechazo más amplia y una mejora en la atenuación. Del análisis EM se encuentra que la celda DGS puede producir acoplamientos potenciales con componentes planares, por lo que la complementariedad de las celdas DMS y DGS debe ser evaluada cuidadosamente considerando fundamentalmente los efectos de radiación. AGRADECIMIENTOS Este trabajo fue realizado como parte del proyecto de investigación financiado por PRODEP, UANL-PTC-826 con Carta de Aceptación 103.5-15-6797. REFERENCIAS 1. G. D. Vendelin, A. M. Pavio, U. L. Rohde, Microwave Circuit Design Using Linear and Nonlinear Techniques, Dallas, TX: John Wiley, 1990. 2. K. Chul-Soo, P. Jun-Seok, D. Ahn, L. Jae-Bong, “A novel 1-D periodic defected structure for planar circuits.” IEEE Microwave and Guided Wave Letters, vol. 10, pp. 131-133, abril 2000. 3. J. Tirado-Mendez, Diseño conjunto del bloque de RF de transreceptores con aplicación de tierras (DGS) y microcintas imperfectas (DMS), Tesis Doctoral, Sección de Comunicaciones, Cinvestav-IPN, junio 2008, 292 pp. 4. Jorge Aguilar-Torrentera, Zabdiel Brito-Brito, Juan C. Cervantes-González y Carlos A. López, “EM simulation of a low-pass filter based on microstrip defected ground structure,” Comsol Conference Boston 2012, Proc., 10-14 octubre, 6 pp. 5. G. Breed, “An introduction to defected ground structures in microstrip circuits,” High Frequency Electronics, pp. 50-54, 2008. 6. D. Ahn, J. Park, C. Kim, J. Kim, Y. Qian, and T. Itoh, “A design of the lowpass filter using the novel microstrip defected ground structure,” IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 49, pp. 86-4537, enero 2001. 7. D. Pozar, Microwave Eng., Amherst Massachusets: Adison-Wesley, 1990. 62 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 �Análisis electromagnético de celdas con defecto en microcinta y en plano de tierra... / Jorge Aguilar Torrentera, et al. 8. S. C. Thierauf, High-Speed Circuit Board Signal Integrity, Boston: Artech House, 2004. 9. G. Kompa, Practical Microstrip: Design and Applications, Boston: Artech House, 2005. 10.R. Collin, Foundations for Microwave Engineering, New York: McGraw Hill, IEEE Press, 1992. I. CST Microwave Studio 2009, CST AG, Darmstadt, Germany, 2009. II. Accurate Plastics Inc., Epoxi-Glass™ G10, FR4 sheets. III. Equipo empleado para enseñanza e investigación que se encuentra en el Laboratorio de Microondas de FIME-UANL. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 78 63 �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). Es Profesor Investigador de la FIME-UANL, miembro del SNI nivel I y de la Academia Mexicana de Ciencias. Editor de la Revista Ingenierías en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. Editor en jefe del Journal of Microwave Power and Electromagnetic Energy. Aguilar Torrentera, Jorge Ingeniero en Electrónica por la Universidad Autónoma Metropolitana, campus Azcapotzalco (1991). Maestro en Ciencias en Ingeniería Eléctrica con opción a Telecomunicaciones por el CinvestavIPN, (1994). Doctor en Ciencias por University College London, en el área de Telecomunicaciones. Desde 2014 está adscrito al Departamento de Posgrado de Ingeniería Electrónica de Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Alcorta García, Efráin Ingeniero en Electrónica y Comunicaciones (1989), Maestro en Ciencias en Ingeniería Eléctrica (1992) por la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL), y graduado de Dr.-Ing. en Ingeniería Eléctrica de la Universidad Gerhard Mercator de Duisburg, Alemania, en 1999. Ocupa una posición de enseñanza e investigación en la UANL. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores, nivel 1. Cavazos Flores, Raúl Sergio Ingeniero Mecánico Electricista, realizó su servicio social, en el programa doctoral de la Facultad de 64 Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Ha desarrollado proyectos en compañías del ramo automotriz, refrigeración e iluminación, actualmente trabaja en el área de ingeniería de planta en la compañía Productos Lithonia Lighting de México. Delgado Acosta, Mario Antonio Profesional Técnico en máquinas de combustión interna. Ingeniero Mecánico Electricista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. García Montes, Saida Mayela Licenciada en Química Industrial (2008), Maestra en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales (2011) y Doctorado en Ingeniería de Materiales (2018) por la Universidad Autónoma de Nuevo León. Líder de Innovación en la empresa Multiceras desde Abril del 2017, encargada de la gestión en materia de protección de propiedad intelectual; Vinculación con empresas, IES/CI, proyectos de Innovación. García Sánchez, Gerardo Arturo Ingeniero en Electrónica y Comunicaciones por la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. González Cervantes, César Ingeniero en Electrónica y Comunicaciones (1990) y Maestro en Ciencias de la Ingeniería Eléctrica con especialidad en Electrónica (1996) por la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Obtuvo el Master en Iniciación a la Investigación en Comunicaciones por la Universidad Pública de Navarra, Campus Arrosadia, España (2008). Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 �Colaboradores Goto, Motonobu Ingeniero Químico (1979), Maestro en Ciencias (1981) y Doctor en Ingeniería Química (1984) por la Universidad de Nagoya, Japón. Es profesor del Departamento de Ingeniería Química, en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Nagoya, Japón, desde 2012. López Castillo, Francisco Eduardo Ingeniero en Electrónica y Automatización en 2013 y Maestro en Ciencias de la Ingeniería Eléctrica en 2015 por la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. López Cuéllar, Enrique Ingeniero Mecánico Electricista y Maestro en Ciencias de la Ingeniería Mecánica por la FIME UANL. Doctorado en el INSA de Lyon en 2002. Actualmente es Catedrático Investigador en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Es nivel 2 en el SNI. López Guerrero, Francisco Eugenio Ingeniero Mecánico Electricista e Ingeniero en Control y Computación por la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Doctor en Ingeniería de Materiales de la misma universidad, trabajando en conjunto con el Departamento de Materiales y Automatización de la Universidad Técnica de Hamburgo. Profesor de tiempo completo de la División de Ingeniería Mecatrónica de la FIME. Miembro del Cuerpo Académico “Sistemas Integrados de Manufactura”. López Walle, Beatriz Ingeniera Mecánica -opción Mecatrónica- (2003) por la UNAM. Doctora en Microrobótica (2008) en la Université de Franche-Comté, en Besançon, Francia. Catedrático Investigador de la FIMEUANL. Miembro del SNI nivel 1. Martínez de la Cruz, Azael Licenciado en Química Industrial por la UANL, Doctorado en Ciencias Químicas por la Universidad Complutense de Madrid, actualmente es profesor investigador de FIME-UANL, es miembro del SNI, nivel 2. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 Morales Ibarra, Rodolfo Profesor - Investigador de la UANL-FIME desde el 2009 y Profesor Asociado en Nagoya University, Japón desde el 2017. Ingeniero en Materiales por la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. (2007). Maestro en Ciencias con acentuación en Estructuras y Materiales Aeroespaciales en la Université de Bordeaux, France - UFR de Physique (2009). Doctor en Ingeniería de Materiales por la Universidad Autónoma de Nuevo León codirigido con Kumamoto University, Japón (2014) sobre reciclaje de materiales compuestos mediante fluidos supercríticos. Cuenta con Maestría en Administración de Negocios con acentuación en Relaciones Industriales por la UANL-FIME (2011). Ortiz Méndez, Ubaldo Egresado de la Facultad de Ciencias FísicoMatemáticas de la UANL, obtuvo su DEA en Ciencias de Materiales en la Universidad Claude Bernard de Lyon, Francia y su Doctorado en Ingeniería de Materiales en el INSA de Lyon, es investigador de la FIME-UANL, y miembro del SNI. Puente Córdova, Jesús Gabino Ingeniero Mecánico Electricista (2010), Maestro en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales (2013) y Doctor en Ingeniería de Materiales en la misma institución (2018) por la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Quitain, Armando T. Ingeniero Químico (1992) y Maestro en Ciencias en Ingeniería Química (1996) por la Universidad De La Salle, Manila, Filipinas. Doctor en Ingeniería Química por la Universidad de Nagoya, Japón. Es profesor asistente en la Escuela de Graduados en Ciencia y Tecnología de la Universidad de Kumamoto, Japón. Reyes Melo, Martín Edgar Ingeniero en Industrias Alimentarias por la Facultad de Agronomía de la UANL. Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales por la FIME-UANL. Doctorado en Ciencia de Materiales (2004) en la Universidad Paul Sabatier de Toulouse, Francia. Es catedrático 65 �Colaboradores investigador en la FIME de la UANL. Es miembro del SNI nivel I, y desde 2011 miembro de la Academia Mexicana de Ciencias AMC. Sánchez Martínez, Daniel Ingeniero Mecánico Electricista (2003), Maestro en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales (2006), Doctorado en Ingeniería de Materiales por la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (2010) de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Miembro del SNI nivel 1. Sasaki, Mitsuru Ingeniero Químico (1995), Maestro en Ciencias en Ingeniería Química (1997) y Doctor en Ingeniería Química (2000) por la Universidad de 66 Tohoku, Sendai, Japón. Fue investigador en el Genesis Research Institute, Inc., Nagoya, Japón; investigador asociado en el Departamento de Química Aplicada y Bioquímica, Universidad de Kumamoto. Desde 2005 es profesor asociado en la Escuela de Graduados de Ciencia y Tecnología de la Universidad de Kumamoto, Japón. Saucedo Flores, Salvador Ingeniero Mecánico Electricista de la Universidad Autónoma de Nuevo León, titulado en 1970. Cursó la Maestría en Ingeniería Eléctrica con especialidad en Control Automático en el Centro de Investigación y Estudios Avanzados de IPN, obteniendo el grado en 1980. Es Profesor Investigador de la ESIME del IPN Unidad Zacatenco desde 1972. Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 �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 para su validación. No se aceptan protocolos de Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 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@uanl.mx 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@uanl.mx 67 �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 abstenerse de incluir información que hayan obtenido mediante comunicación privada que no se localice en publicaciones. Los autores deben abstenerse de incluir información que hayan obtenido de manera confidencial sin el permiso explícito correspondiente. Los autores deben abstenerse de incluir información obtenida en el proceso de servicios confidenciales, tales como documentación para concursos o solicitudes de becas. Los autores deben abstenerse de citar publicaciones que no se relacionen o que sólo se relacionen remotamente con la materia. 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. Revisores 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 manifestar al editor cualquier conflicto de intereses que detecten. Los revisores deben considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. Los revisores deben abstenerse de expresar críticas personales. 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 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 autores deben incluir a los coautores fallecidos que cumplan con el criterio de coautoría, asentando la fecha de su muerte. Los revisores deben abstenerse de utilizar o difundir información, argumentos o interpretaciones no publicadas contenidas en un manuscrito bajo consideración, 68 Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 �Código de ética 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, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 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. 69 �Ingenierías, Abril-Junio 2018, Vol. XXI, No. 79 �Televisión a color El Ing. Guillermo González Camarena obtuvo en 1940 la patente mexicana MX-40235 para su invento denominado “Adaptador cromoscópico para aparatos de televisión” y en 1942 la Oficina de Patentes y Marcas de Estados Unidos le otorgó la patente 2.296.019 por esa misma invención. Página en la que se muestra uno de los esquemas de la invención del adaptador cromoscópico para aparatos de televisión, publicado por la Oficina de Patentes y Marcas de Estados Unidos en 1942. �� 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 2018 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 21 Número Número de la revista 79 Mes de publicación Mes cuando se publicó Abril-Junio 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, 2018, Año 21, No 79, Abril-Junio 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 01/04/2018 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 2020941 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 Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Fibras de Carbono Polímero Reciclaje Sistemas lineales Viscoelasticidad https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/317/20867/Interfolia_2022_Ano_3_No_5_Enero-Junio.pdf 52bf8b46e104669e41949c835bbccf85 PDF Text Text �Editorial Grata compañía Carlos Drummond de Andrade / 6 Universidad Autónoma de Nuevo León Santos Guzmán López Rector Juan Paura García Secretario General José Javier Villarreal Despacho de Secretaría de la Extensión y Cultura Director de la Capilla Alfonsina Biblioteca Universitaria José Javier Villarreal Editor Responsable José Vela Diseño Editorial Rodrigo Alvarado Nancy Cárdenas Carlos Lejaim Gómez Alfredo Iván Mata Martha Ramos Equipo Editorial El diseño de portada y contraportada de este número de Interfolia es de José Vela a partir de un detalle del tríptico De dónde venimos, qué somos y a dónde vamos, de Gerardo Cantú (1993). Interfolia, Año 3, número 5, enero-junio 2022, es una publicación semestral, editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Capilla Alfonsina Biblioteca Universitaria. Avenida Universidad s/n, Ciudad Universitaria, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México, C.P. 66451. Teléfono: +52 8183294015, www. capillaalfonsina.uanl.mx, cabuanl@uanl. mx. Editor Responsable: José Javier Villarreal. Número de reserva de derechos al uso exclusivo del título Interfolia otorgado por el Instituto Nacional del Derecho de Autor: 04-2021-081621213700203, de fecha de 17 de agosto de 2021. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Prohibida la reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del Editor. Cortesía A Ronald de Carvalho / 8 Alfonso Reyes Calendario Palabras en homenaje a Alfonso Reyes / 10 Liliana Weinberg Discurso de George Steiner en la entrega del Premio Alfonso Reyes 2007 / 14 Traducción de Adolfo Castañón Homenaje a Adolfo Castañón en su 70 aniversario Mi deuda con Adolfo Castañón / 18 José Javier Villarreal Mística y erotismo en Minerva Margarita Villarreal / 21 Evodio Escalante Los libros del deseo y las dimensiones del cuerpo en la obra de Minerva Margarita Villarreal / 27 Carlos Lejaim Gómez Reyes y el modernismo no-vanguardista de la poesía brasileña / 32 Claudia Dias Sampaio Alfonso Reyes y la lengua portuguesa / 42 Eduardo Langagne Apuntes sobre la traducción poética: Alfonso Reyes y Nuno Júdice / 47 Blanca Luz Pulido Concordia entre la imaginación y la exactitud (Presentación de Sólo puede sernos ajeno lo que ignoramos, de Javier Garciadiego) / 55 Víctor Barrera Enderle Mal de libros: mar de amores / 61 Arcelia Lara Covarrubias A la mesa con Reyes / 66 Alfredo Iván Mata El oro de los tigres Cuaderno de un retorno al país natal (fragmento) / 72 Aimé Cesaire Traducción de José Luis Rivas y Lorraine Karnoouh �Nú m ero 5 �Editor ial Este número 5 de Interfolia, boletín de la Capilla Alfonsina Biblioteca Universitaria, da fe de una gozosa dimensión que delata y subraya uno de los frentes más sensibles de nuestro devenir cultural y académico. Por una parte, el Premio Internacional Alfonso Reyes; por la otra, su consecuencia más señera, el Festival Alfonsino, que se desarrolla durante el mes de mayo a partir del día 17, aniversario de nuestro Regiomontano Universal. Esta vez la recipiendaria de tan prestigioso premio que convocan la Sociedad Alfonsina Internacional, el Instituto Nacional de Bellas Artes y Literatura y nuestra Máxima Casa de Estudios: la Universidad Autónoma de Nuevo León, fue la doctora Liliana Weinberg, por su trayectoria y valiosa aportación intelectual. La celebración de dicho evento tuvo lugar en el vestíbulo principal de la Capilla Alfonsina Biblioteca Universitaria durante los festejos de aniversario de la propia biblioteca que se celebraron en el mes de noviembre de 2021. En el acto solemne se dieron cita las autoridades convocantes. El rector de nuestra Universidad, el doctor en medicina Santos Guzmán López, acompañó a la doctora Weinberg durante la premiación y develación de la placa. Meses más tarde, precisamente durante las actividades académicas del Festival Alfonsino 2022, que realiza nuestra Universidad a través de su Secretaría de Extensión y Cultura, la conferencia inaugural estuvo a cargo de la propia doctora Liliana Weinberg. Durante el Festival Alfonsino se llevaron a cabo jornadas académicas que enaltecen la figura y obra de Alfonso Reyes y ponderan la vocación humanística de nuestra Alma Mater. Escritores, académicos, investigadores y profesores expusieron sus reflexiones y avances en los distintos espacios de la biblioteca. Entre los numerosos protagonistas que disertaron y expusieron en el Festival Alfonsino este quinto número del boletín Interfolia recoge trabajos de Liliana Weinberg, Adolfo Castañón, Evodio Escalante, Carlos Lejaim Gómez, Claudia Dias Sampaio, Eduardo Langagne, Blanca Luz Pulido, Víctor Barrera Enderle, Arcelia Lara Covarrubias e Iván Mata. Así mismo, incluimos, como ya es toda una tradición, una breve muestra de la colección de poesía internacional El oro de los tigres, que la Universidad, a través de su Capilla Alfonsina Biblioteca Universitaria, edita en honor a Alfonso Reyes desde 2009. El boletín da noticia del acontecer cultural y académico que se desarrolla dentro de nuestra muy querida Capilla Alfonsina Biblioteca Universitaria de la Universidad Autónoma de Nuevo León. José Javier Villarreal Director de la Capilla Alfonsina Biblioteca Universitaria 4 Ciudad Universitaria, agosto de 2022 ��Grata C o m pañía Ao claro espírito de Alfonso Reyes. Carlos Drummond de Andrade B. Horizonte, julho 934. Carlos Drummond de Andrade. Alguma poesia. Bello Horizonte, Edições Pindorama, 1930. FAR PQ9697.D7A5 6 �Ao sr. Alfonso Reyes, com a cordial homenagem de Carlos Drummond de Andrade Belo Horizonte, julho 1934 Rua Silva Jardim, 117. Carlos Drummond de Andrade. Brejo das almas. Belo Horizonte, Os Amigos do Livro, 1934. FAR PQ9697.D7 B7 7 �Cort e sía A Ronald de Carvalho 1 Alfonso Reyes H ombre dos veces feliz —digan lo que quieran— el sitiado entre dos hermosos deberes, como entre dos asedios de cortesía; cada una de sus palabras por fuerza tendrá un peso doble, y —propia imagen de un samurai del sentimiento— ha de adelantar con don espadas. De un lado me toca ofrecer a Ronald de Carvalho, en nombre de la Comisión, este cordial homenaje que no siente la soledad (la saudade) de una despedida, sino que alimenta en sí la confianza de los que vemos partir al poeta y al amigo, predilecto de la simpatía, con destino a nuevas alegrías y a nuevas victorias. De otro lado, tengo que agradecer a mis amigos brasileños el haberme escogido para llevar la voz en su nombre, mezclando en graciosa naturalidad las dos lenguas de la antigua Romania que siempre han sabido acompañarse y fecundizarse tan bien por el contacto. Lo que prueba que mis amigos me consideran, con razón, como uno de los suyos; y, sobre todo, que han comprendido la obligación de afecto que asiste al último de los escritores mexicanos, siempre que se trate de señalar con cálculo blanco una fecha de la inteligencia brasileña. Pero, como no es el caso de hablar de mí, de este último deber me desempeñaré como entre líneas y sin insistir demasiado. Me propongo ser breve. Cambacérès, archicanciller del Imperio (y rara flor del gusto junto a un Emperador apresurado y nervioso cuyos conocimientos culinarios me han dicho que se limitaban al triste pollo frío), dijo una vez, estando a la mesa, ante el barullo excesivo de los comensales: “Por favor, señores, menos ruido. ¡No puede uno oír lo que está comiendo!” Gran lección para los que abusan de la palabra, perturbando el dulce y parsimonioso proceso gastronómico. No he de importunaros, pues, por mucho tiempo. Hace años, aportó por México un joven poeta. Paseaba su mirada por nuestros valles y montañas, y había en su alma aquel temblor de sorpresa que acompaña siempre a la juventud. La experiencia, con igual fruto, se alargó por otras tierras americanas. Complacíase la delicada retina en la visión de nuestra naturaleza y de nuestras cosas; y una intuición, que es gracia del arte, le hacía percibir poco a poco la profunda hermandad en la variedad. Hasta llegar así, por sucesivos ensanches platónicos, a la concepción, robusta y despojada a un tiempo, de esa armonía natural que él 8 En Alfonso Reyes, "De viva voz [1922-1947]", en Obras completas, tomo Vlll, Letras Mexicanas, México, Fondo de Cultura Económica, 1996, pp. 157-159. 1 Ronald Carvalho por Cândido Portinari (1929). �supo llamar Toda-la-América. Toda-la-América sea una palabra nueva en nuestros labios y un estímulo igual en nuestros corazones; un santo y seña de acción y de trabajo; un trazo poético de la pirámide que debemos construir entre todos. ¡Oh brasileños! ¡El poeta que enviáis a París en —con todo honor y derecho— un mensajero continental! Mientras nos aseguraban que los pueblos sólo se entienden para el cambio de mercancías, nos quedaba poco que hacer. Cada una de nuestras repúblicas trocaba intereses materiales con los mismos mercados extranjeros de siempre. Siguiendo rutas paralelas, nunca se encontraban nuestros barcos. No sabíamos que éramos unos, y los pueblos americanos vivíamos tan alejados unos de otros como tal vez de nosotros mismos —porque la ignorancia de lo semejante supone siempre, en mucho, el desconocimiento de lo propio—. Pero la curiosidad de los poetas rompió el funesto sortilegio. Son los poetas —es decir: las fuerzas desinteresadas del Espíritu— quienes están devolviendo su coherencia y su unidad a Toda-la-América. No son los mercados de Río de Janeiro, de Buenos Aires, La Habana o México; no son los sesudos poseedores del algoritmo o los escamoteadores avezados de la oferta y de la demanda: son las juventudes universitarias las que se sacuden a un tiempo con el entusiasmo o la inquietud de una sola; son las revistas literarias escritas por gente de veinte años que se inclina anhelosamente hacia el espectáculo del pueblo vecino; son los muchachos sin experiencia pero llenos de adivinación; son los soñadores; son los que —en el sentido vulgar— no sirven para nada, quienes han levantado entre las veinte repúblicas la más que provechosa cruzada de la cordialidad y el entendimiento mutuos, obra de elemental decoro humano, cuando no fuera de eficacia evidente en todos los órdenes sociales. Las manos se atan con las manos, y nuestro mundo pesará un día sobre la tierra en proporción con el espacio que ocupa. Ya circula una misma alma. Ya no se puede tocar a un sitio de América sin que seis o siete más respondan a un tiempo. El dolor y la alegría de unos van a producir entre los otros efectos inesperados. ¿De suerte que la poesía, la Cenicienta; de suerte que la imaginación, la loca de la casa, han venido a ser de más provecho que los conciliábulos del político o las mil y un artimañas de que se precia el mercader? ¡Oh triunfo de veras latino, que ha de dar un día a nuestra América un carácter único en la historia! Nunca conocimos mayor fuerza que la fuerza de la belleza. Entre la teoría y la acción corría, para nosotros, el hondo río del sentimiento. Poesía una y otra vez, y siempre poesía. Nuestra América es la tierra donde salir a disfrutar de la luna es más importante que dormir, y donde cantar y pelear son la misma cosa. Algún día hemos de encauzar este torrente de energía vital, y yo sólo conozco a unos ingenieros capaces de reducirlo a fórmula asimilable, y esos ingenieros son los poetas. El caos llega hasta ellos en acometidas violentas como la ola a los pies del faro. Pero arriba de la torre, al castigo de tanto embate, se enciende y gira una corona de luz. Nuestra América está recibiendo de sus poetas las mejores orientaciones. El poeta es, en nuestros pueblos, el organizador de la esperanza. Poeta Ronald de Carvalho, Caballero Andante de Toda-la-América y precursor de la hora americana: arda con rayo seguro la estrella que te guía; júntese el mar y ábrase el cielo sobre la derrota de tu barco; palpite, sobre el palo mayor, el feliz presagio de San Telmo. Río de Janeiro 3-VI-1931. 9 �Calendar io Palabras en homenaje a Alfonso Reyes Liliana Weinberg A lfonso Reyes, regiomontano universal, mexicano para el mundo, embajador de nuestra cultura, creador de alto estilo, ensayista de admirable prosa, pensador de grandes alcances éticos, imaginador de mundos mejores, logró llevar siem- pre consigo, en su sonrisa y en su cortesía, el sol de Monterrey. Nació en ésta, su ciudad materna, el 17 de mayo de 1889 y falleció en la Ciudad de México el 27 de diciembre de 1959. Reyes comenzó a ver el mundo a través de la amplia biblioteca paterna. La guía del general Bernardo Reyes lo hizo asomarse al ámbito de las armas y las letras. Es así como desde pequeño empezó a leer el mundo como si fuera un libro y leer el libro como si fuera un mundo. La muerte de su padre fue un momento decisivo en su vida, a partir del cual se vio obligado a elegir entre un destino trágico obsesionado por la venganza o un camino de libertad orientado por el respeto a la vida. Optó por el segundo, y logró convertir el dolor ante la violencia en el animador de su defensa de la existencia. Recordemos que tocó a Reyes vivir en épocas turbulentas: el fin del porfiriato y los comienzos de la Revolución mexicana, su salida a Europa en vísperas del estallido de 10 la Primera Guerra Mundial, sus trabajos diplomáticos en los difíciles años de guerra y posguerra, cuando el hambre, el dolor, las enfermedades, la precariedad de muchas �vidas arrojadas a la intemperie asolaban al mundo. Le tocó también tender puentes con sectores republicanos durante la Guerra Civil y asistir a los no menos terribles acontecimientos de la segunda conflagración mundial, sensible a ese clima de angustia y desesperación en que se ponía en peligro el destino de la humanidad. También vivió el reacomodo de los distintos bloques en los comienzos de la Guerra Fría. De este modo, el humanismo de Reyes —un nuevo humanismo—, su generosidad, su sensibilidad, su atención de filólogo por la lengua, su capacidad para traducir la experiencia en palabras y meditar sobre el destino de la cultura, representan su respuesta ejemplar, su voto por la vida y la condición humana ante los avatares de un mundo conmovido. A través de sus obras y su capacidad de diálogo y escucha nos condujo a la posibilidad de considerarnos integrantes de una amplia comunidad de lengua, de saberes, de valores y de cultura. En una labor titánica y prometeica logró abrir para muchos un acervo de conocimientos que todavía estaba en manos de unos pocos. Logró también impulsar en los jóvenes el amor al trabajo, el deslumbramiento hacia las obras de la imaginación y el compromiso ético por el propio quehacer y por la vida en sociedad. Sus dotes como autor de cartas y tejedor de redes de encuentro y celebración de la cultura letrada lo convirtieron en un modelo de la sociabilidad intelectual para nuestra América. De allí que sea posible pensar a Reyes como un escritor en diálogo, cuyo estilo cordial, generoso e incluyente de escribir traduce ni más ni menos que un estilo cordial, generoso e incluyente de vivir y convivir. De allí que leer a Reyes, estudiar a Reyes, buscarlo a través de su biblioteca y de sus libros, se convierta siempre en una invitación a conversar con él y pensar su grata compañía. Mediante sus obras de crítica y creación, sus aportes como filólogo y ensayista, su visión de adelantado 11 �en el mundo de las letras, su destino de viajero —intelectual y diplomático incansable—, Reyes tendió puentes entre México, América, España y la cultura universal. Si algo podemos afirmar sobre este embajador eminente de nuestra inteligencia es que planteó a lo largo de su obra una búsqueda de lo universal a partir del reconocimiento de lo propio, así como, inversamente, mostró que “la única manera de ser provechosamente nacional consiste en ser generosa y apasionadamente universal”: algo que consiste en respetar, en contraste con cualquier forma extrema de localismo, nacionalismo, aldeanismo o fanatismo, la participación de cada pueblo y cada tempo en la historia compartida. Su carácter incluyente y generoso se prodigó en distintas esferas, desde las iniciativas por organizar proyectos culturales, educativos o editoriales que resultaron siempre distintas formas del diálogo y la celebración del talento y la inteligencia, hasta el cultivo de la amistad a través del trazado de puentes que se traducen en ricos epistolarios o en proyectos de lectura compartidos, así como el encuentro intelectual y las diversas formas de la hospitalidad, la generosidad y la cortesía que siempre lo caracterizaron. Enlazó pueblos, tejió redes de sociabilidad intelectual, tradujo experiencias, imaginó proyectos editoriales, educativos y culturales, hizo de sus escritos un espacio de encuentro, fundó instituciones, estimuló vocaciones, ayudó a rescatar vidas de la intemperie del dolor, derrotó pesimismos, abrió horizontes. Le tocó atravesar climas de paz y atmósferas de guerra, momentos de encuentro y desencuentro, de esperanza y desesperanza, a los que siempre respondió con una enorme capacidad de sentir y entender, de traducir e interpretar, de responder al diálogo del mundo con su alta prosa, con un trabajo creativo y constructivo capaz de ordenar el caos, salvar la vida y sembrar el optimismo. Compartió provincianismos y estrecheces mentales, creyó en un mundo mejor construido a través de la palabra y el libro, el amor a la lectura y el saber, la educación y la elaboración de proyectos compartidos, el diálogo y la participación plena en la cultura. Defendió la idea de una ciudadanía por el conocimiento, de una vida dignificada por el respeto a los otros y enaltecida por la experiencia ética y estética, de una inteligencia americana capaz de ofrecer respuestas de nuevo mundo a una sociedad sumida en la violencia, el desencuentro y la desesperación. Nos enseñó el camino para transitar de un viejo a un nuevo humanismo a la altura de los tiempos. A través de sus obras de creación y de crítica, de sus grandes ensayos labrados en prosa impecable, de su pensamiento en libertad, de sus epistolarios y reflexiones, de sus hazañas editoriales, de su labor diplomática, de su gentileza y capacidad de diálogo y escucha, nos fue mostrando un camino constructivo para salir de las dificultades, las contradicciones y los momentos de desesperanza. Alfonso Reyes hizo del libro, de la educación y la lectura, un modelo para la multiplicación de personas íntegras y ciudadanos del conocimiento, para la comprensión y la intercomprensión. Hoy descubrimos en sus desvelos la invitación a alcanzar lo mejor de nosotros mismos, hoy reconocemos en el espejo de su obra nuestra propia condición 12 humana. �José Javier Villarreal y Liliana Weinberg Liliana Weinberg con alumnos de la Preparatoria 16 13 �Discurso de George Steiner en la entrega del Premio Alfonso Reyes 2007 Traducción de Adolfo Castañón Palabras pronunciadas por George Steiner en su domicilio, en Cambridge, Inglaterra, Gran Bretaña, ante el Embajador de México, el Lic. Juan José Bremer, el martes 9 de octubre de 2007, y publicadas posteriormente en el Boletín Bibliográfico de El Colegio de México, núm. 129, septiembre-octubre 2007, pp. 3-5. Discurso compartido por Adolfo Castañón en el marco del Festival Alfonsino 2022, en la mesa redonda Alfonso Reyes y George Steiner, el 18 de mayo en la sala Minerva Margarita Villarreal de la Capilla Alfonsina Biblioteca Universitaria. Su Excelencia, señoras y señores: Estoy profundamente emocionado y honrado por el Premio. Antes que nada, debo presentar a ustedes dos excusas necesarias. La primera es que no estoy en México, a donde he ido tres veces, y cada viaje ha sido para mí del mayor y más apasionado interés. Pero lo más importante es que no les estoy hablando a ustedes en español. Estoy muy apenado por ello. Debo decir que leo en español con gran alegría, aunque no tengo el suficiente dominio de este idioma para atreverme a hablarlo con cierta solvencia. Acepten, por favor, mis más sentidas excusas. En esta misma casa tuve el privilegio de dar la bienvenida a Octavio Paz, y con motivo de la reciente recepción de un Doctorado Honoris Causa en esa gran y antigua universidad que es la de Alcalá de Henares estuve, no hace mucho, con Carlos Fuentes. Así, pues, siento que estoy en contacto directo con el genio de la literatura mexicana. Sin embargo, debo decir cuán limitado, cuán absurdamente limitado me siento al considerar las Obras completas de Alfonso Reyes y su inmensa correspondencia que, como ha dicho mi tra- 14 ductor y amigo, el crítico mexicano Adolfo Castañón, es tan vasta como la de Erasmo y la de Voltaire. �Cuando se intenta ser un comparatista, es decir, alguien dedicado al estudio comparado de la literatura y de la filosofía, el vasto campo de referencias de Reyes lo deja a uno con un sentimiento de enorme humildad. Su horizonte abarca desde la Antigüedad clásica hasta la modernidad, desde la literatura picaresca hasta la erótica, desde el orden de lo político hasta las esferas de la crítica y la estética. En un solo ensayo —y se podrían citar mucho otros— en la colección titulada El suicida, Reyes cita en un solo texto a Herodoto, Tomás Moro, Flaubert, Ibsen, Azorín, Cervantes, Zola, Anatole France, Goethe, William James y Schopenhauer. Unas páginas más adelante cita cómodamente a Rabelais. Llama a sus maravillosas expresiones “divagaciones”. El suicida es un libro muy difícil —y que valdría la pena traducir— y que expresa la alegría del viajero de grandes alcances. Páginas adelante, Reyes se da el asombroso lujo de reflexionar, con autoridad, sobre el empleo del tango en la obra de Marinetti y en la estética del futurismo. En la obra de Alfonso Reyes aparecen voces que funcionan como un talismán, como espacio de reunión y de reconciliación, una maravillosa frase. Góngora y Mallarmé fueron sus constantes compañeros. Esto resulta muy interesante: los dos son poetas difíciles, herméticos, y, en contraste, Reyes mismo era el diplomático más mundano y abierto. ¿Cómo compaginar esta aparente contradicción? Góngora y Mallarmé le dieron una intimidad privada, un espacio de silencio y meditación en medio de su vida fantásticamente pública. Pero nada me ha conmovido tanto como su Homero en Cuernavaca (1948-1951): la soberbia de Aquiles resplandece y el viento gime con la voz de Helena. Soneto tras soneto, Reyes nos va trayendo la voz elocuente del anciano Néstor hablando en español y haciéndose casi profundamente mexicano, como cuando habla de la “fatal inquietud” de Casandra. Homero en Cuernavaca es un asombroso acto de traslado imaginativo desde Troya hasta las playas del Pacífico. Se encuentra aquí el credo de Reyes, su fe universalista: A siglos de distancia la sangre es siempre una, [...] Más allá de la distancia y de la irreversible separación impuesta por la historia, a través de los siglos hay —nos dice Reyes— una sangre común, una historia compartida. Y él volverá una y otra vez a esta idea como un leitmotiv. Como ustedes saben, él no pudo visitar la Grecia homérica, así que nos dice deliciosamente: mi pluma hará las veces del bastón del peregrino; con mi pluma haré el viaje. Y él lo hizo. Con su traducción de la Ilíada, por supuesto, con su trabajo constante, con su devoción inquebrantable hacia Virgilio, el poeta más amado por él, por encima de todos los poetas latinos. 15 �Alfonso Reyes fue un embajador, como usted mismo, su Excelencia [Sr. Juan José Bremer], un embajador como Paul Claudel, un diplomático-viajero como Saint-John Perse; pertenece a esa familia extraordinaria de poetas-diplomáticos, de diplomáticos-poetas y peregrinos letrados que han recorrido el mapa del mundo. Reyes nos dice que una frontera debería ser una invitación. Ésta es una de sus frases más espléndidas, particularmente en estos momentos difíciles en que vivimos. Pero él todavía tenía esperanza en que las fronteras no debían ser muros sino invitaciones. Nada puede cruzar o atravesar una frontera mejor —nos dice él— que la poesía, y es ella la única capaz de cruzar la “frontera del dolor”. En uno de sus mejores momentos (y, de nuevo, no es fácil traducirlo, pues Reyes era un maestro de la concisión, y tenía el genio y el arte de condensar la experiencia en poderosas fórmulas) se pregunta: ¿Qué es mi poesía?, y responde: Es un “misticismo activo”. Esto merece reflexión. Cuando pensamos en san Juan de la Cruz, en Góngora, en la gran tradición mística española que Reyes conocía tanto y tan bien, tendemos a olvidar que puede darse, en efecto, un misticismo dinámico, activo… y que él, Reyes, ciertamente lo representaba. En ese triunfo de la inteligencia que se llama melancolía —y lo cito repitiendo esa maravillosa frase—: en ese triunfo de la inteligencia que se llama melancolía, Alfonso Reyes compone los dos polos definitivos de su vasto cuerpo textual: los dos textos en que cristalizan la vida y el genio de la literatura mexicana moderna: Ifigenia cruel y Visión de Anáhuac. Se trata de dos obras seminales. De ellas surge un atisbo cardinal: la historia de México —nos enseña él— es la del conquistador conquistado. México mismo es la demostración de que “La humanidad es como un solo hombre”. Por conflictivos que sean sus orígenes, por más compleja que sea la dialéctica de las religiones y de las culturas, de lo cual México es un ejemplo tan singular, finalmente sólo hay un ser humano, una humanidad. Muchas cosas en sus ensayos, en sus retratos, en sus acotaciones y comentarios críticos y culturales pueden sorprendernos como algo radicalmente distinto de nuestros propios hábitos profesionales, de nuestras heladas técnicas y cobardes costumbres. 16 Adolfo Castañón en el Festival Alfonsino 2022. �Casi me atrevería a decir que él era, en un sentido maravilloso, un amateur, si recordamos lo que la palabra significa: amatore, un amante. A partir del Renacimiento, el amateur no era un crítico sino algo complementario de la universalidad y el ecumenismo del amor y de la simpatía. Vivimos ahora en un clima mucho más amargo y mucho más estrecho. Hoy en día, ya sólo a muy pocos les está permitido ser amateurs, pues éstos son castigados por sus pasiones. Reyes sabía mucho mejor que nosotros que incluso la mejor de las críticas —y él era un gran crítico— es un, y lo cito, “remedio desesperado”, si se compara con el acto de la creación. Y así escribe a Valery Larbaud —otro trotamundos, otro viajero, poeta, crítico, traductor, uno de sus grandes amigos franceses—: seul le poète, saven tarler des poètes: les comprendre, les expliquer, les juger: sólo los poetas pueden hablar realmente de la poesía, juzgarla, dilucidarla y entenderla cabalmente. Sus intercambios con Valery Larbaud, Cocteau, con los grandes poetas de todo el orbe, su relación con Borges, constituyen una lección continua de lo que Goethe llamó “afinidades electivas”: relaciones elegidas de alma a alma, de corazón a corazón en un plano muy elevado de mutuo respeto. Entre los estudiantes de Monterrey, en una maravillosa tarde, hace algunos años, tuve la experiencia —y déjenme tomar prestada la frase de Dante— de un motto spirituale: de un movimiento del espíritu, un dinamismo del alma, que para mí define a México. Nunca lo olvidaré. La sala estaba llena, pero se abrieron las puertas para que la gente que también llenaba el vestíbulo y que estaba afuera pudiese entrar a oír la conferencia. Era uno de esos prodigiosos días asoleados de Monterrey, y los estudiantes llegaron a sentarse en el suelo, justo rodeando la base de la plataforma desde donde yo impartía mi lección. Fue una impresión única, irrepetible, de entusiasmo generoso: la sobrecogedora presencia de un pasado inmensamente antiguo y complejo como el que tiene México y la extrema, apremiante, proximidad del futuro. Me gustaría ser capaz de formular con mayor claridad esta impresión: cuando el pasado está muy cerca del futuro, como sucede entre los jóvenes en México, se da una experiencia que, al menos yo, no he tenido casi en ningún otro lado. Por formidables y complejos que sean los problemas económicos, sociales y aun étnicos —y sería una locura negar que los hay—, en México el mañana tiene un sabor, la saveur: el sabor de la esperanza. Cuando uno está entre todos esos jóvenes en una universidad mexicana —y yo di varias conferencias tanto en Monterrey como en México mismo—, se llega a sentir que la esperanza tiene sonido, que es audible y que está en el aire, a pesar, lo repito, de las grandes dificultades circundantes. Se trata de una suerte de maravilla de la cual la obra de Alfonso Reyes es un testimonio constante. Quiero agradecer a ustedes de nuevo, desde lo más hondo de mi corazón, señor embajador, la oportunidad de compartir esta experiencia. Cambridge, Inglaterra, 6 de octubre de 2007. 17 �Homenaje a Adolfo Castañónen su 70 aniversario Mi deuda con Adolfo Castañón José Javier Villarreal M e parece que la literatura mexicana tiene perfiles, agudos rincones donde las paredes se juntan. Estos cantos van en vertical, hacia arriba y hacia abajo. No sólo delimitan un espacio, lo crean. La presencia de Adolfo Castañón es una conciencia, una huella que delata un tiempo; tal vez se trate de una tradición, de una manera de afrontar un legado, de una escuela que recibe un bagaje. Un orden que establece un juego; una mesa donde se colocan las fichas de una herencia; un árbol que se mira desde el interior del bosque; un presente que obliga a una lectura de la literatura, del acopio, de los dioses tutelares que nos ofrecen un panorama, un espacio único. Se ha dicho que el siglo XX mexicano, en su literatura, ofrece dos grandes alamedas: la de Alfonso Reyes y la de Octavio Paz. Hay ranuras, grietas que acentúan un rostro. López Velarde, en un caso; Carlos Fuentes, en el otro. Pero Adolfo es un lector nervioso que va y viene, se detiene, parece olvidarse, pero siempre incide, da, de muchas maneras, su opinión, la versión de los asuntos que le competen. Yo lo conozco de hace tiempo, cuando aún no había cruzado palabra con él. Era otro momento hace más de cuarenta años. Cuando lo vi aparecer en el aeropuerto de la ciudad de Monterrey tenía una edición 18 Adolfo Castañón en el homenaje que la UANL le brindó la tarde del 18 de mayo en el Patio Sur del Colegio Civil Centro Cultural Universitario, en el marco del Festival Alfonsino 2022. �de las Soledades, de don Luis de Góngora, en sus manos; era un regalo que me hacía, un afán por establecer una sólida complicidad. Por esos años, también, se forjaba la literatura que ahora reconocemos y admiramos. El Fondo de Cultura Económica era su trinchera, el escritorio, la dimensión que lo acercaba a los protagonistas, los hacedores que marcaban y señalaban el corpus de la literatura mexicana. Cuando pienso en Adolfo Castañón, pienso en un sextante, en un agudo y preciso instrumento que nos conduce por las riesgosas corrientes del mucho pensar y del más imaginar. La curiosidad es uno de sus reinos más preciosos. Pero gusta de acercarse, de establecer una justa y amorosa distancia con aquello que nos es fundamental: lo etéreo, lo que no tiene nombre, lo invisible que nos conmueve, la inteligencia y la emoción, la sorpresa, el hallazgo que nos hace ser lo que somos y no tiene data. Entonces, la tradición, el pasado, la memoria de la tribu, se reparte en racimos desde el francés, el inglés o el portugués; pero su continente es la lengua española, aquello que llega con su sedimento y nos da patria, terreno propicio donde edificar. El presente le fascina, pero el pasado le da una perspectiva, la procedencia, el lugar de origen. Cuando pienso en la obra de Adolfo Castañón me viene a la cabeza una frase de Marina Tsvetáyeva: “Caminar hacia el frente, pero mirando el atrás”. Me parece que la lección de Reyes, en Castañón, ha sido lenta y continuada. Los años de estudio y lectura se han multiplicado en una escritura que va de la poesía a la prosa, de la reflexión al estado de epifanía de la ficción. Siempre con la rienda tensa, el brazo seguro, la mano firme. Me asombra su placer, su rumiar la literatura toda. Ahora sí, debo y quiero decir que Castañón va por la misma senda, o muy parecida, a la transitada por espíritus como Terencio o fray Luis; es decir, que están en soledad consigo, y que nada de lo humano les es ajeno. Me encandila su información, su hacer suyo el cuerpo vibrante del quehacer literario. La escritura José Javier Villarreal, director del la Capilla Alfonsina Biblioteca Universitaria. 19 �como constatación de vida, como tránsito, huida y encuentro, fuga y revelación. Su mundo tiene múltiples ventanas, asideros desde donde levantarse, ajustarse los cordones de los zapatos y echar a andar. Castañón ha vivido muchas vidas, ha leído muchos libros, se ha retirado al centro de la vida pensada, aquella que se devana como una cebolla o una lechuga, con la misma frescura, con esa tierra y agua que lo hace reconocerse en el surco de una tradición plural, entendida e informada. Me pasma y cautiva su sabiduría, la inteligencia y ternura, la agudeza e ironía de la que es capaz. Creo que su amistad ha sido para mí un alto ejemplo, un impulso que hoy celebro desde el deslumbramiento de la amistad y la admiración. Una presencia, la suya, que nos refresca y exige, que nos obliga a una atención que nos radicaliza. Leer y sufrir el legado incesante de Adolfo Castañón ha sido para mí una vara, una medida de altísimo vuelo. Monterrey, mayo de 2022. 20 Adolfo Castañón recibiendo el reconocimiento a su trayectoria por parte de la Universidad Autónoma de Nuevo León, lo acompañan José Javier Villarreal y estudiantes de la Preparatoria Pablo Livas. �Mística y erotismo en Minerva Margarita Villarreal Evodio Escalante M e pregunto si Minerva Margarita Villarreal estaba predestinada a ser poeta. Su nombre forma ya por sí mismo un endecasílabo, con acentos en la segunda, la sexta y la décima sílabas. Tenemos un endecasílabo hecho y derecho, con los acentos en su justo lugar y además con una música sugestiva que corona un significado. Margarita es Minerva, la diosa que en este caso se ha vuelto una flor, con aliteraciones, es decir, con música de por medio. Esta armonía del nombre, repetido y escuchado una y otra vez desde los días de la infancia, quiero suponer que ha producido un hermoso efecto. En dado caso, los resultados están a la vista: más de una docena de libros de poesía, varios de ellos premiados en diferentes certámenes, incluyendo el Nacional de Aguascalientes en 2016, parecen comprobarlo. Por supuesto, esta destinación nominal tiene que estar acompañada de otras cosas: yo agregaría de inmediato imaginación e intensidad de vida. Desde sus primeros libros, Minerva Margarita Villarreal se caracterizó por ser una escritora libérrima, que montaba sin pausa en el potro de la imaginación para tramar unos versos que sorprendían por su factura y por sus atrevidas imágenes donde el sexo, la finitud y la muerte podían trenzarse del modo más espontáneo posible. ¿La base de ello? Yo diría que, a menudo, un instinto surrealizante en el manejo del lenguaje, al que acompaña un temperamento intenso, una inclinación por las situaciones extremas, por las situaciones límite. Hice alusión a la intensidad. Con ello no 21 �quiero referirme tanto a la persona de la poeta, sino a la calidad de sus textos. Son textos intensos, a veces desbordados de tan libérrimos. Para dar una mejor idea de lo que quiero decir con la palabra intenso, recurro al Diccionario de autoridades: “Intenso. Término físico que se aplica a la calidad aumentada por grados o de otro modo. Ordinariamente significa el último grado de aumento a que puede subir”. Me parece inmejorable. Minerva Margarita suele manejarse en los últimos grados de aumento a que llega la escala. Aludo en este caso a algo físico, por supuesto, pero también emocional y sensible. Encuentro huellas de lo anterior en uno de sus primeros libros, Dama infiel al sueño (1991). Vean de qué manera retoma la historia de Penélope en este poema titulado “La espera”, y que deja leer: Clavé la navaja en su cuerpo Bebí su sangre Padezco insomnio y mi túnica aún está manchada Con ansia y miedo busco los hilos del amor todas las noches Busco el camino de regreso Pero he perdido el punto Y mi tejido es hoy una labor inexplicable Como también lo sería Mostrarle a Ulises mi amor por otro ¡Qué final sorprendente! Lo que emerge en el último verso no es sólo una Penélope violenta, capaz de enterrar cuchillos, sino también infiel, lo que rompe con el esquema que le debemos a Homero. La subversión continúa y tiene varios nombres. Me gustaría citar “La labor de Penélope”, que dice así: Un cristal precioso, una pequeña caja que destella figuras marinas. Al fondo, pedazos de tus ojos cortados por el viento. Tu mirada es un hilo y mis manos lo tejen hasta cubrirlo todo. Este poema, por cierto, está dedicado a la poeta Enriqueta Ochoa, a quien Minerva Margarita admiró y de quien fue amiga. Todavía hay otra imagen, esta vez más escalofriante, de la misma figura de Penélope. Veamos este apretado poema que lleva su nombre: Durante veinte años he tendido una soga donde prefiero colgarme todas las noches �a estar entre tus brazos enteramente tuya enteramente muerta Cualquier exégesis sería parcial e insuficiente. Estamos ante uno de los poemas de amor, o de desamor, más violentos de que tengamos conocimiento. Yo no recuerdo uno tan fuerte como éste. Por su fuerza, por su intensidad, y por asociación de ideas, me hizo pensar en un poema de la gran Rosario Castellanos que quisiera citar aquí. Tiene el título de “Elegía”: Nunca, como a tu lado, fui de piedra. Y yo que me soñaba nube, agua, aire sobre la hoja, fuego de mil cambiantes llamaradas, sólo supe yacer, pesar, que es lo que sabe hacer la piedra alrededor del cuello del ahogado. A fin de cuentas, no es el amor sino la muerte lo que impera en estos dos poemas análogos y a la vez distintos. El erotismo y la pulsión de muerte serían las dos caras de una misma moneda con la que siempre bajamos al mercado. Con esas monedas adquirimos la vida. Me parece que también hay lugar en Dama infiel al sueño para el erotismo positivo, logrado en su carnalidad. Qué mejor ejemplo que “De madrugada”, poema que abre esta selección: Entro en tu cuerpo como quien camina sola por la noche. Entro en tu cuerpo desde que desabrocho tu camisa, desde que el pantalón cae hasta quedar sin vida. Y cuando mi lengua te recorre, cuando tu piel es abarcada, mordida, ensalivada; cuando me deleito en la calidez de tu dureza… Temblorosa de súbito: ¡Cómo penetras de entero tú en mí! Pérdida, ganador del Premio Alfonso Reyes 1990, es otro de mis libros favoritos. Uno de los versos de este libro nos sitúa, como ella dice, “en el deseo inabarcable, ingobernable, inmortal”. El texto habla de “La desesperación, la ira, / el desdén que emerge de tu sexo como un monstruo cautivo.” �También refiere: Cabezas de cabellos lacios penden de la noche, cuerpos deambulan hacia la nada; y yo, desde la ventana, me ofrezco. El torbellino de la destrucción se diría que casi siempre está presente: La noche se puebla de alimañas. Del cortinero desciende un firme y apoltronado vientre marino, un devorador que atraviesa los muros, un tiburón con alas y quijadas voraces. En efecto, esto es tanto como una pesadilla. Son las imágenes que habitan en lo oscuro y que acaso no permiten que nos desvanezcamos en el sueño y seamos por un rato felices. Lo corrobora la autora: Intento conciliar el sueño y no son ovejas sino cabríos y no son cien sino cientos y no es la calma el tiburón que desciende a desgarrar mi sueño. Esta búsqueda intensa del erotismo que traspasa las lindes de la moralidad y de la muerte tendría que confluir de algún modo en el éxtasis místico, es decir, en la absoluta pérdida del yo que ama y escribe. Pero a este éxtasis se llega a través de un trabajo de resistencia. No es una gracia, es una conquista, una conquista libidinal, si me permiten la expresión. Minerva Margarita Villarreal detectó alguna vez este estado especial en los poemas de la uruguaya Ida Vitale. Encuentra que los exiliados, como lo fue Vitale, trabajan “una singular forma de resistencia”, y que estos extraños, estos arrojados y despojados de todo, “entrenan su anatomía.” Me detengo en esta frase singular, la paladeo, y sigo: “entrenan su anatomía y algunos logran, quizá sin proponérselo, que sus acciones empaten con las de los místicos españoles del siglo xvi” (lo cito de las “Palabras preliminares” que escribió Minerva Margarita Villareal en el libro de Ida Vitale, Sobrevida. Antología poética. México, Ediciones Era, 2015). Adamar (1998), otro de los libros de Minerva Margarita Villarreal, lo sintetiza en dos apretados renglones: “Es la asunción, / es Él quien llama”. No resisto la tentación de transcribir un poema completo de este libro en el que la búsqueda de lo divino, como ya lo hiciera en otra época Concha Urquiza, se convierte en ejercicio carnal, acaso no exento esta vez de algún tinte sadomasoquista. Dice así: �Mi señor es montaña mi señor es jauría es montaña cima de montaña y mentira que ha de bajar porque el cielo es puro rapto pura mentira duro de escalar está el cielo Besa mis labios, anda, baja Mi señor es montaña mi señor es jauría es montaña cima de montaña y mentira que ha de bajar porque el cielo es puro rapto pura mentira Anda, baja, azótame Mas Él flotando entre las nubes sonríe se aleja Mi señor es mañana. Aunque la respiración es completamente moderna, se adivinan en Adamar a veces como trasfondo cuadros de la religiosidad barroca: suplicios, degollaciones, tormento, sangre y lágrimas. Véase este ejemplo: Ágil movimiento de manos que atan las piernas de ella; vitrales trasvasados de relámpago, yeso, paredes sudando al jadeo de la oración primera. Concupiscible, lúbrica, signaria; fiel a la tradición de Pitágoras, uncida al yugo de la negación, la belleza resplandece tras el martirio. ¿Cómo no recordar en este contexto esos Cristos de pueblo que fascinaban a Siqueiros, esos Cristos sufrientes, llenos de llagas y escurriendo sangre? En este prisma de religiosidad y erotismo abunda la poesía de Adamar: Medrar medrar bajo la sangre de la cruz andar en círculo con el centro vacío y en añicos el cristalino verbo […] Vaciabas en la copa pulida tus dedos glaciales y líquidos eras el mismo cáliz Medrar medrar bajo la sangre de la cruz beber beber hasta embriagarme. �Me gustaría decir que estos son los prolegómenos que conducen a Las maneras del agua, su libro maestro —Premio de Poesía Aguascalientes 2016—, un libro tensado de misticismo del que me gustaría hablar en otra oportunidad. Sólo diré que Minerva Margarita abre este volumen con un significativo epígrafe de Santa Teresa de Jesús. Pienso, por lo demás, y para concluir, que en la obra poética de Minerva Margarita Villarreal se cumple un dístico filosófico que hubiera agradado a Heráclito, el pensador del devenir y de la interconexión de los contrarios, y que a la letra dice: “todo lo que se mueve sosegado es / y lo que calmo está, por dentro en furia fluye.” —Este dístico lo escribió la autora en otro de sus libros más afortunados: La paga común del corazón más secreto, que se publicó en 1995. �Los libros del deseo y las dimensiones del cuerpo en la obra de Minerva Margarita Villarreal Carlos Lejaim Gómez L a noticia de que la obra de Minerva Margarita Villarreal sea difundida en una de las colecciones más emblemáticas de la tradición editorial nacional, como es Poemas y Ensayos, de la Universidad Nacional Autónoma de México, es alenta- dora porque pone en circulación una obra rica, vigorosa y que a los universitarios nos es sumamente entrañable. Además, porque la inteligencia editorial de Villarreal desde hace tiempo acariciaba una publicación que aglutinara su poesía erótica. Los libros del deseo reúne los títulos Dama infiel al sueño, Pérdida, La condición del cielo, Herida luminosa, Tálamo y De amor y furia. Epigramísticos, seis obras fundamentales de la poeta regiomontana y que son sustantivas para la poesía mexicana actual. Cuando pensamos en el deseo —a propósito de Los libros del deseo—, pensamos necesariamente en el cuerpo, cuya presencia es definitoria en la obra poética de Minerva Margarita Villarreal, mas no sólo en su dimensión erótica —como han señalado la mayoría de sus críticos— sino también escatológica. Es a partir de Tálamo donde la ambivalencia semántica entre el cuerpo como vehículo de placer y como víctima de la patología y la muerte se vuelve más evidente —el tálamo es espacio tanto para la sexualidad como para la convalecencia. Mientras que el tálamo cautiva en un cautiverio como el que nos proponía Cernuda en sus placeres prohibidos —“Libertad no conozco sino la libertad de estar preso en alguien / Cuyo nombre no puedo oír sin escalofrío”:1 1 Luis Cernuda, La realidad y el deseo (1924-1962), México, Fondo de Cultura Económica, 1970, p. 70. 27 �Cautiva De madrugada vuelves a ser pasto Pasto fresco para ser comido2 También cautiva en el sufrimiento de la enfermedad y la aplicación de fármacos: Desde la niebla el silencio me cerca sobre un barco que parece ser cama en un mar que congela Este cuarto es la cárcel la boca del estómago la nublazón en su círculo oscuro que desde el muelle arrastra Se me doblan las piernas se me viene la náusea se me quiebran los huesos y el silencio me llama mas su aliento es palacio es ventana la luz de los relámpagos dentro de la catástrofe demonios al interior del vientre todos los colores el miedo la fuerza de no poder estar No pude darte el viento el viento que por ahora no alcanzo a ver tras la ventana El cielo y el amor pasa atraviesa mi carne Velaré por ti así sea la carne devorada Éste es el círculo: una anciana el desierto el testamento y su definición su pañoleta el fuego en sus manos Sin poder levantarme un ardor como si le hablara a la piedra al derrumbe de piedras que se vuelcan encima 28 2 Minerva Margarita Villarreal, Los libros del deseo, México, Universidad Nacional Autónoma de México, p. 277. �de la cama o el barco que se nubla de polvo Tú venido de la tierra también en este hoyo brilla una señal porque dos polos la nutren hasta formar un pensamiento Desde esta luz te llamo como si le hablara a la piedra En algún sitio me oirás y volverás para que ella florezca Éste es el círculo algo estaba por llegar niebla de todos los días3 Sin embargo, la aparición de la dimensión escatológica del cuerpo no se inaugura en Tálamo (aunque, como ya se mencionó, es ahí donde se vuelve más evidente). En Herida luminosa, por ejemplo, el cuerpo aparece en su condición de cadáver fundiéndose orgánicamente con el paisaje; como Federico García Lorca profetizó sobre su propio cuerpo desaparecido por la tiranía del franquismo —“Así hablaba yo cuando Saturno detuvo los trenes / y la bruma el sueño y la muerte me estaban buscando, / me estaban buscando / allá donde mugen las vacas que tienen rojas patitas de paje / y allí donde flota mi cuerpo sobre los equilibrios contrarios”4—, o como en el desierto chileno en INRI, de Raúl Zurita, que grita —“El desierto grita, el puerto reseco grita, el mar de / piedras grita azotado por el viento. Mireya le pone / flores a la tripulación de un barco herrumbroso y / negro [...]”:5 Pero el demonio ha puesto nuevamente la trampa los cuerpos cubiertos de maleza el cielo oscurecido las bancas alejándose de la ruta inicial donde los muchachos beben y conversan6 En una poética en la que el cuerpo cobra un papel privilegiado, es fundamental que ésta no sólo se valga de la construcción de un edificio verbal, sino de un cuerpo que a través del artificio de la palabra se nos vuelva sensible, como lo señala Jessica Nieto en su aproximación a la obra: Ibid., pp. 293 y 294. Federico García Lorca, Poeta en Nueva York.Tierra y luna, Edición crítica de Eutimio Martín, Barcelona, Ariel, 1981, p. 201. 5 Raúl Zurita, INRI, La Habana, Fondo Editorial Casa de las Américas, 2006. 6 Ibid., p. 249. 3 4 29 �Lo más indicado para la poética de Minerva es otorgarle un cuerpo a la creación, con cabeza, torso, brazos, piernas, ojos, labios. Algo que puede ser tocado, palpado; algo que puede a su vez tocar y palpar.7 Y en una poética que se reconoce deudora de la mística española (cuya interlocución con santa Teresa de Jesús, san Juan de la Cruz y fray Luis de Granada es constante) el paisaje se torna un recurso imprescindible en la corporeidad de lo ignoto, del misterio y de la incertidumbre; y el “amor se hace bosque, ola, hemisferio, mundo, esfera”,8 como señala Luis García Montero en su prólogo a Tálamo, y que apreciamos en “El sacrificio del reino”, en El corazón más secreto: Crece contra corriente el trópico de los sentidos, la franja del vergel invadiendo el desierto, las percusiones golpeando al ritmo de la lluvia; peñas de musgo estampa la cascada, constelaciones llaman y eres tú quien hace ruido entre las sombras de los eucaliptos cercándome en los latidos del quebranto. Tú, en señal y misterio del verano; 9 En ocasiones, en la búsqueda de nombrar lo inefable, el paisaje se trueca en imágenes enrarecidas al grado de la sinestesia, donde lo visual/territorial se vuelve no sonido —lo que efectivamente pudiera configurar un paisaje— sino música: Quiso traer el viento los soles el paisaje fugarse con el viento dentro de una región que sólo es música al fondo del océano amarte siempre mi bien al aire al amarillo10 En Pérdida, la transformación —o transubstanciación— es del cuerpo en el paisaje, o en elementos botánicos del mismo, con lo que además recupera la naturaleza eucarística de los ritos en torno al peyote: Pero este es el mundo donde las cactáceas irradian para abrirte; deja que las minúsculas flores broten en tu vientre. [...] …éste es el mundo Jessica Nieto, “Tejiendo mares de ausencia. El tránsito de la escritura en la poesía de Minerva Margarita Villarreal”, en Ludivina Cantú Ortiz (editora), El erotismo y el lenguaje en la poética de Minerva Margarita Villarreal, México, Ediciones Sin Nombre/Universidad Autónoma de Nuevo León, 2016, p. 59. 8 Luis García Montero, “La negación afirmativa”, prólogo de Tálamo, Monterrey, Hiperión/Universidad Autónoma de Nuevo León, 2013, p. 10. 9 Minerva Margarita Villarreal, El corazón más secreto. México. Editorial Aldus/Universidad de Ciencias y Artes del Estado de Chiapas, 1996, p. 47. 10 Minerva Margarita Villarreal, op. cit., p. 240. 7 30 � donde el peyote reverdece deja que las minúsculas flores broten de tu sueño.11 Quisiera concluir con un poema —terriblemente vigente para la realidad de nuestro país— que, aunque no aparece en Los libros del deseo, nos revela el profundo entendimiento poético del cuerpo en la obra de Minerva Margarita Villarreal. El fragmento es parte de Vike. Un animal dentro de mí, un libro en el que el cuerpo es el protagonista y éste se asocia a la sexualidad, pero a una sexualidad en la que se anula el erotismo y el placer en el ejercicio de la violencia: En algún lado se pudre la carroña pero yo no estoy muerta les grito y mi voz se me atora en la alambrada12 José Javier Villarreal, director de la Capilla Alfonsina Biblioteca Universitaria; la académica y ensayista Arcelia Lara Covarrubias; el poeta, crítico literario y ensayista Evodio Escalante; el editor Carlos Lejaim Gómez; y Ludivina Cantú Ortiz, coordinadora de la Facultad de Filosofía y Letras al finalizar la presentación de Los libros del deseo, de Minerva Margarita Villarreal, en el marco del Festival Alfonsino 2022. 11 12 Minerva Margarita Villarreal, ibid., p. 131 y 132. Minerva Margarita Villarreal, Vike. Un animal dentro de mí. Benito Juárez, Nuevo León, Editorial An.alfa.beta, 2018, p. 59. �Reyes y el modernismo no-vanguardista de la poesía brasileña Claudia Dias Sampaio E mpiezo por agradecer a la Universidad Autónoma de Nuevo León, a la Capilla Alfonsina Biblioteca Universitaria y, en especial, al doctor José Javier Villarreal por la invitación para participar en un evento de esta magnitud para la cultura en México, que es el Festival Alfonsino. Entre los meses de marzo y abril de 2022 se realizó en la Ciudad de México el Ciclo de Estudios y Debates. 100 años del Modernismo Brasileño, promovido por la Embajada de Brasil en México con ocasión del Centenario de la Semana de Arte Moderno de 1922 y del Bicentenario de la Independencia de Brasil, que tuve el honor de coordinar. Las actividades —que incluyeron un taller de poesía con el poeta brasileño Carlito Azevedo, conferencias y mesas de debates, publicaciones de libros, minicursos y la exhibición de la película Macunaíma de Joaquim Pedro de Andrade, en la Cineteca Nacional— tuvieron lugar en las distintas instituciones con las que la Embajada de Brasil en México colabora a través de las cátedras João Guimarães Rosa (Facultad de Filosofía y Letras de la Universidad Nacional Autónoma de México), Machado de Assis (Universidad del Claustro de Sor Juana) y Florestan Fernandes (El Colegio de México). Participaron investigadoras e investigadores de México y de Brasil, entre los cuales se encontraba el doctor José Javier Villarreal, con quien tuvimos el placer de dialogar y nos dio a conocer el interesante y productivo panorama de los estudios sobre la literatura brasileña en Nuevo León, que tiene en Villarreal a uno de sus colaboradores más relevantes. Este encuentro en la Ciudad de México sin 32 duda ha sido un momento muy especial para las reflexiones acerca de uno de los hechos más significativos de la cultura de Brasil: la Semana de Arte Moderno de 1922. �Realizada entre los días 13 y 17 de febrero de 1922 en el Teatro Municipal de São Paulo, la Semana de Arte Moderno reunió a artistas de diferentes áreas, entre ellos, los pintores Anita Malfatti, Lasar Segall y Di Cavalcanti, el dramaturgo y poeta Guilherme de Almeida, el músico Heitor Villa-Lobos y el escultor Victor Brecheret. La idea de sus participantes era que la Semana fuese un marco simbólico de transformación y ruptura. Durante la realización de los eventos por primera vez se escuchó la música de Heitor Villa-Lobos, se presentaron al público la revista Klaxon y el poemario sobre la ciudad de São Paulo que lanzaba las bases estéticas del modernismo: Pauliceia desvairada, de Mário de Andrade, cuya publicación ha sido imprescindible para la construcción de la cultura y del arte en Brasil. Las discusiones en torno a la Semana de 1922 se explican, pues involucran, nada más y nada menos, que el debate sobre la identidad cultural de Brasil. Guiados por la síntesis de las vanguardias —la búsqueda de lo nuevo: un nuevo lenguaje, una nueva poesía, una nueva cultura que estableciera un diálogo entre las referencias de las vanguardias europeas de la década de 1920 y la herencia cultural indígena y africana—, los modernistas de 1922 generaron muchas de las discusiones estéticas que movieron a la cultura brasileña y sentaron las bases para las vanguardias de los años posteriores, como el concretismo (1956), el tropocalismo y el cinema novo en las décadas de 1960 y 1970. El concepto de antropofagia, creado por Oswald de Andrade en la década de 1920, sigue en el escenario de las reflexiones teóricas-críticas en torno a la identidad cultural en América Latina. Hoy, a la luz de su centenario, muchas reflexiones han sido construidas en torno a los hechos de la Semana de Arte Moderno de Brasil. Críticas que empezaron a surgir luego de algunos pocos años desde sus mismos participantes, como muestra el célebre texto que Mário de Andrade escribió en 1942, “El movimiento modernista”, que se encuentra en la antología Yo soy trescientos, soy trescientos cincuenta, recién publicada en México por la Facultad de Filosofía y Letras de la UNAM, a través de la Cátedra João Guimarães Rosa, con el apoyo de la Embajada de Brasil en México. El discurso programático construido por Mário de Andrade, basado en la búsqueda de una concepción de brasilidad construida a partir de los diálogos críticos entablados con las vanguardias europeas (que para sus amigos Cecília Meireles y Manuel Bandeira significó el sacrificio de su producción artística), alcanzó, sin embargo, a convertir a la Semana de 1922 en uno de los momentos más significativos de la cultura de Brasil. Actualmente vemos un movimiento de la crítica por visibilizar las producciones realizadas, por ejemplo, en Minas Gerais, Río de Janeiro y Belém do Pará, al poner artistas en escena, principalmente en las artes plásticas, que se quedaron al margen del discurso mítico alrededor de la Semana de 1922 en São Paulo, como las pintoras Zina Aita, Fédora do Rego Monteiro y el poeta Agenor Barbosa, entre otros. 33 �Tomando como horizonte estos otros modernismos, en el ámbito del modernismo brasileño, propongo este reflexión acerca de la idea de un “modernismo no-vanguardista en la poesía brasileña”, desde el cual se conectan las obras de Manuel Bandeira, Cecília Meireles y Ribeiro Couto que, de diferentes modos, convivieron y compartieron sus creaciones poéticas con el también poeta mexicano Alfonso Reyes. Pensar el modernismo brasileño a partir de perspectivas críticas que nos posibiliten ampliar los horizontes desde los cuales podamos profundizar las reflexiones acerca de la cultura de Brasil, pensar, pues, más allá de la cuestión de la identidad nacional, suena como una propuesta muy contemporánea. Sin embargo, ciertas producciones que antecedieron a la Semana de 1922 y que maduraron en sus años posteriores parecen dirigirse hacia estas perspectivas. Se trata de ciertas poéticas que dialogaron con el modernismo de 1922, incluso fueron parte de él, como la de Manuel Bandeira, pero que se mantuvieron en un lugar excéntrico al de sus contemporáneos modernistas. La idea de un modernismo no-vanguardista surge a partir de una poesía que encuentra resonancias en la modernidad baudelaireana en su relación con la antigüedad, como observó Walter Benjamin: “Entre todas las relaciones que la modernidad pueda tener, la mejor es la relación con la antigüedad, y Baudelaire encuentra esta idea presentada en Victor Hugo”.1 También por sus lazos con el simbolismo, que estaría en la base de la poesía moderna, como observó Otto Maria Carpeaux: “El simbolismo es la base de toda la poesía moderna, incluso de aquella que luego la rechazó”.2 Vera Lins en su investigación sobre la ensayística de Gonzaga Duque y Nestor Vítor, en el artículo titulado “Os simbolistas: virando o século”, explica que en la autonomía del arte defendida por los simbolistas estaba su política “ligada a la separación radical del mundo de la mercadoría”, y plantea que “el simbolismo es una corriente melancólica, spleenética, baudelaireana, que señala la pérdida que la modernidad provoca”3. Poco que ver con la efusividad celebratoria de la Semana de 1922. La investigadora llama la atención sobre el problema que hay en la historiografía de la literatura brasileña al tratar el simbolismo, que, al llegar a Brasil, padeció en su recepción crítica debido a la coincidencia temporal con el parnasianismo, lo que acabó por generar análisis confusos, sobre todo por el ambiente positivista que dominaba la escena crítica en aquel entonces. Según Vera Lins, el simbolismo no fue una continuidad del parnasianismo, sino una reacción a él. Dichos análisis, que tomaban en cuenta apenas la coexistencia temporal, no consideraban a los lectores de Mallarmé. Como Manuel Bandeira, por ejemplo, que así se refiere al poeta francés en su autobiografía Itinerário de Pasárgada: “Comprendí todavía antes de que conociera la lección de Mallarmé, que en literatura la poesía está en las palabras, se hace con las palabras y no con ideas y sentimientos”.4 Walter Benjamin, A modernidade e os modernos, Rio de Janeiro, Tempo Brasileiro, 2000, p. 16. Ésta y las demás traducciones de las citas de las ediciones brasileñas son propias. 2 Otto Maria Carpeaux, História da Literatura Ocidental, vol. VI, Rio de Janeiro, Edições O Cruzeiro, 1964, p. 257. 3 Vera Lins, “Os simbolistas virando o século”, O eixo e a roda, Revista de Literatura Brasileira, UFGM, vol. 14, 2007, p. 8. Disponible en: www.letras.ufmg. br/poslit/08_publicacoes_pgs/publicacao002307.html Consultado en: 4 de abril de 2022. 4 Manuel Bandeira, Itinerário de Pasárgada, São Paulo, Nova Fronteira, 1984, p. 23. 1 34 �La idea de un modernismo no-vanguardista en la poesía de Brasil se incrementa a partir de cuestionamientos acerca de lo que sucedió con la producción de la literatura brasileña anterior al marco de la Semana de 1922. “¿Cómo convive la literatura premodernista con el modernismo?”, “¿Cuál es el espacio ocupado por el simbolismo en la literatura brasileña?”, interroga Júlio Castañon Guimarães en el artículo “Manuel Bandeira: aprendizagem modernista”. Al abordar la relación de este poeta brasileño con el modernismo de 1922, el investigador observa que: “El modernismo en Bandeira no surgió por medio de actitudes ostensivas o de manifiestos. Su Carnaval, de 1919, es una poesía melancólica, no se refiere a la fiesta, a la alegre efusividad, es antes angustia, cuando mucho amarga irreverencia”.5 Aunque dicho poemario haya sido un marco para la Semana de 1922 (fue leído por Ronald de Carvalho durante los eventos de la Semana), y muestre aspectos concretamente modernistas —el uso de rimas asonantes y del verso libre—, como observó Júlio Castañon Guimarães, los poemas de Carnaval cargan una melancolía que no encaja con la alegría solar que irradiaba de las propuestas de los modernistas. Y aunque haya recibido abucheos durante su lectura en el Teatro Municipal de São Paulo, por su burla al parnasianismo, la idea de choque, tan cercana a las vanguardias europeas, no es un aspecto presente en los poemas de Carnaval, tampoco en la poética de Bandeira de un modo general. La poesía de esto que llamo modernismo no-vanguardista se aleja de los principios de las vanguardias europeas, tanto respecto a la dimensión utópica de transformar el mundo con el arte, como de su categoría central: el choque. En su lugar, vemos una disposición distinta en sus diálogos con la tradición de la poesía occidental. Ni Bandeira ni Ribeiro Couto acudieron a los eventos de la Semana de 1922. Bandeira cuenta: “Jamás atacamos públicamente a los maestros parnasianos y simbolistas, nunca rechazamos el soneto, ni los versos metrificados y rimados en general”.6 Sin embargo, reconoce lo mucho que colaboró el modernismo con la construcción de su poética: “poco me debe el movimiento (modernista), lo que debo a él es muchísimo. Por medio de él vine no sólo a tomar conocimiento del arte de vanguardia que se hacía en Europa, como me encontré siempre estimulado por el aura de simpatía que me llegaba del grupo paulista”.7 Alfonso Reyes conoció a Mário de Andrade en el período en que él fue embajador de México en Brasil, entre 1930 y 1936, también convivió con Cecília Meireles y fue amigo cercano de Manuel Bandeira, amistad que se mantuvo a la distancia cuando Reyes regresó a México y que perduró hasta sus años finales, como muestran las últimas cartas entre Reyes y Bandeira que se encuentran en la Capilla Alfonsina de la Ciudad de México: la última carta de la cual tenemos noticias es de 1958, un año antes del fallecimiento de Reyes. 5 Júlio Castañon Guimarães, “Manuel Bandeira: aprendizagem modernista”, en Travessia, UFSC, vol. 5, n. 13, 1986, p. 64. Disponible en: https://periodicos. ufsc.br/index.php/travessia/article/view/17518 Consultado en: 16 de abril de 2022. Consultado en: 22 de abril de 2022. 6 Ibid., p. 64. 7 Ibidem. 35 �Escribir cartas era un ejercicio frecuente entre estos poetas, como también lo era entre los modernistas; y Mário de Andrade fue el personaje central de muchos de estos intercambios. Acerca de las cartas y del lenguaje poético de Cecília Meireles, trabajé hace algunos años en mi tesis doctoral la hipótesis de que las cartas, en su obra, fungieron como un espacio autobiográfico de ejercicio de construcción ficcional y de diálogos interculturales. Uno de los capítulos de esta tesis titulada Diálogos, afetos e pensamento lírico: a poesia de Cecília Meireles está dedicado a los intercambios que la poeta mantuvo con Alfonso Reyes entre los años 1930 y 1940. Las cartas enviadas al poeta mexicano y a la amiga Gabriela Mistral, quien vino a México por primera vez justo en 1922 —invitada por el gobierno de México para participar del programa educativo dirigido por José Vasconcelos, en aquel entonces ministro de Educación en México—, representan uno de los momentos más significativos de la labor política-estética-cultural llevada a cabo por Cecília Meireles, que tuvo en la educación y en la cultura de México ejemplos para la construcción humanista que anhelaba para América Latina y una referencia para los intentos de diálogos entre Brasil y este continente.8 Sobre las cartas de Manuel Bandeira y Alfonso Reyes, destaco el artículo “Alfonso Reyes y Manuel Bandeira: Una amistad mexicano-brasileña” (1987), de Fred Ellison, autor de Alfonso Reyes e o Brasil. Um mexicano entre os cariocas (2002). Ellison también trabajó con las cartas entre Reyes y Ribeiro Couto, poeta y diplomático brasileño quien probablemente presentó a Bandeira a Reyes. El poeta melancólico y diplomático, Ribeiro Couto, autor de la novela Cabocla, que se volvió célebre por sus versiones para la televisión y que buscaba mostrar el cotidiano de los anónimos de los suburbios de Río de Janeiro, fue quien también presentó a Mário de Andrade a Manuel Bandeira. En Itinerário de Pasárgada, Bandeira cuenta: “cuando Mário de Andrade vino a Río para leer en casa de Ronald de Carvalho y luego en casa de Olegário Mariano a su Pauliceia desvairada, aún inédita, yo ya estaba bien listo para recibir de buenas los delirios de Mário, porque Ribeiro Couto, gran husmeador de novedades en la literatura de Italia, España y de Hispanoamérica (convivía con Alfonsina Storni, entre otros argentinos), me prestaba sus libros”.9 En un mundo donde no había las conexiones que en nuestro escenario globalizado ocurren a través de la Internet, los deseos de intercambios, de escritura, de producción de conocimiento, de los afectos, se desarrollaban a partir de las cartas y de los encuentros construidos desde los intereses en común. No quiero decir que, porque hoy tenemos las facilidades de una comunicación global, nuestros intercambios sean más o menos potentes. Me gustaría pensar con ustedes que la potencia del humanismo que conectó a esta red de poetas y sus cartas, como Cecília Meireles, Gabriela Mistral, Alfonso Reyes, Claudia Dias Sampaio, Diálogos, afetos e pensamento lírico: a poesia de Cecília Meireles, Tesis de doctorado, Programa de Posgraduación en Ciencias de la Literatura, Facultad de Filosofía y Letras de la Universidad Federal de Río de Janeiro, UFRJ, 2013. Disponible en: https://posciencialit.letras.ufrj. br/2021/07/28/teses/ Consultado en: 18 de abril de 2022. 8 36 9 Manuel Bandeira, op. cit., p. 59. �Manuel Bandeira, Ribeiro Couto y Mário de Andrade, tuvo que ver con la curiosidad, el interés hacia el otro, que se expresaba, principalmente, a través del arte del lenguaje. Pensando las relaciones entre Brasil y Latinoamérica, en este contexto entre los años 1920 y 1940, los vínculos que establecieron con las y los poetas los diplomáticos que también eran poetas, como Alfonso Reyes, Ribeiro Couto y João Cabral de Melo Neto, fueron estratégicos tanto para el desarrollo de la poesía en Brasil, como para la apertura de diálogos fundamentales entre Brasil e Hispanoamérica. La dimensión internacional en que se movían estos diplomáticos y sus intereses personales por el arte del lenguaje posibilitaron la construcción de las bases que les permitieron apoyar y promover estos diálogos. Tanto Cecília Meireles como Manuel Bandeira tuvieron en la tradición de la poesía iberoamericana una importante fuente para sus obras. Es conocida la relación entre la poesía de Cecília Meireles y la tradición de la poesía portuguesa y también su interés por Oriente; ella tradujo, por ejemplo, al poeta indio Rabindranath Tagore. Bandeira tradujo al persa Omar Khayyam, el Rubaiyat (probablemente desde el inglés o del francés). En 1954 publicó, bajo el título Poemas traducidos, una coetánea de sus poemas favoritos: los poetas traducidos forman un conjunto absolutamente personal y que no sigue de ninguna manera el patrón del buen gusto establecido por críticos e historiadores de la literatura. Bandeira buscó en poetas extranjeros ciertas “afinidades electivas” y al parecer su trabajo de traducción —entendido en el transcurso de los años— cumplió la función de posibilitarle el desarrollo de sus propios medios expresivos.10 La aclaración es del profesor de la Universidad Federal de Santa Catarina, Walter Carlos Costa, planteada en el artículo “Bandeira, importador de poesia”. Los poemas pertenecen a 54 poetas diferentes, entre los cuales la mayoría son hispanoamericanos. El particular interés por la poesía hispanoamericana se confirma con el estudio que Bandeira hace de la obra poética de la mexicana sor Juana Inés de la Cruz, que introduce su traducción de El divino Narciso, de 1949 (Estrela da tarde). Giuseppe Carlo Rossi, en “Manuel Bandeira, traductor e intérprete de Sor Juana Inés de la Cruz” analiza lo que representó este trabajo de Bandeira en el ámbito de las relaciones entre las dos literaturas más importantes de la península ibérica: la española y la portuguesa. Según Rossi, dichas relaciones “nunca fueron ni numerosas ni mucho menos sistemáticas, a excepción de ciertos momentos particulares, consecuencia de determinadas circunstancias históricas que influyeron también en la cultura”.11 El interés de Bandeira por sor Juana es visto por Rossi como un momento destacado en las relaciones entre la literatura española y la Walter Carlos Costa, “Bandeira importador de poesia”, Travessia, UFSC, vol. 5, n. 13, 1986. Disponible en: https://periodicos.ufsc.br/index.php/travessia/article/view/17526/16103 Consultado en: 18 de abril de 2022. 11 Carlo Giuseppe Rossi, “Manuel Bandeira, traductor e intérprete de Sor Juana Inés de la Cruz”, en Revista de Filología Española, vol. LIV, n.1/2, 1971, p. 107. 10 37 �portuguesa que recupera “el episodio en torno a las relaciones entre los mundos culturales representados por ambas lenguas en el siglo XVII y la polémica que mantuvieron el portugués padre António Vieira y sor Juana Inés de la Cruz”,12 por la cual resultaron las célebres Carta Atenagórica (comentario crítico de sor Juana al Sermão do mandato, de Vieira, 1650) y la Respuesta a sor Filotea de la Cruz, en respuesta a la Carta de Sor Filotea, seudónimo del obispo de Puebla. En el artículo de Fred Ellison sobre las cartas entre Reyes y Bandeira mencionado anteriormente, el autor destaca el comentario del biógrafo de Bandeira, Ștefan Baciu, quien se refiere a este poeta brasileño como el hispanista más destacado de Brasil: “mentor de la primera generación de especialistas en el campo de las letras hispanoamericanas”.13 Bandeira impartió clases de Literatura hispanoamericana en la Universidad de Brasil, actual Universidad Federal de Río de Janeiro, y publicó en 1949 el libro Literatura hispano-americana, que sigue siendo una importante referencia para los estudios de la literatura hispanoamericana en Brasil. Tanto la reflexión introductoria y la traducción de El divino Narciso realizada por Bandeira, tomadas como unos de los episodios más destacados en las relaciones entre las literaturas en lengua española y portuguesa, como todo el desarrollo de la labor del poeta brasileño con relación a la investigación que emprendió sobre las literaturas en lengua española; seguramente resultan de su interés personal por la poesía hispanoamericana, pero también del apoyo fundamental que le brindó su entrañable amigo Alfonso Reyes. La amistad que duró casi tres décadas incluyó colaboraciones mutuas en revistas literarias dirigidas por ambos (como Monterrey: Correo Literario de Alfonso Reyes y Literatura, que Bandeira dirigió con Augusto Frederico Schmidt y Sabóia de Medeiros), además del intercambio de ideas y de libros de ellos y de otros autores. Para Fred Ellison, los esfuerzos de Reyes por hacer más apreciada y notable la cultura brasileña no encuentran paralelos entre los otros intelectuales hispánicos interesados en Brasil en aquella época. Es lo que vemos en las cartas que intercambiaron: “Bandeira le escribió varias veces a Reyes en México haciéndole consultas bibliográficas relativas a sus proyectos literarios hispanoamericanos, pidiéndole libros como los de Carlos Pellicer y Salvador Novo”.14 En carta de 6 de julio de 1953 vemos la disposición con la que Reyes acoge el pedido que le hace Bandeira en su carta anterior para que le ayudara a conseguir un estudio sobre sor Juana: “Ahora mismo solicito para Ud., de la librería universitaria el envío directo de la Revista Universidad de México, 1936, II, n. 9, dónde está el estudio sorjuanesco que le interesa”.15 Ibid., p. 109. Fred P. Ellison, “Alfonso Reyes y Manuel Bandeira: Una amistad mexicano-brasileña”, en Hispania, vol. 70, n. 3, septiembre de 1987, p. 490. Disponible en: https://www.jstor.org/stable/343401 Consultado en: 21 de abril de 2022. 14 Ibidem. 15 Carta consultada en el archivo documental de Capilla Alfonsina del Instituto Nacional de Bellas Artes y Literatura. 12 13 38 �Durante los años en que Reyes estuvo en Brasil, Bandeira frecuentó la célebre casa que abrigó a la Embajada de México en Brasil en el barrio Laranjeiras, inmortalizado en Historia natural das Laranjeiras, que se encuentra en el volumen IX, “Norte y Sur”, de las Obras completas de Reyes. Quizá el primer encuentro entre los poetas haya ocurrido en el bohemio barrio de Santa Teresa, que queda muy cerca de Laranjeiras, más exactamente en el Curvelo (donde el tranvía hacía la curva en la subida del cerro de Santa Teresa, por la calle hoy conocida como Joaquim Murtinho). La vista para la Bahía de Guanabara desde la placita del Curvelo es algo verdaderamente entrañable. Santa Teresa fue el local de encuentro de los amigos y poetas. Ahí vivieron Ribeiro Couto y Manuel Bandeira. Bandeira reconoce la importancia que tuvieron aquellos años para su formación como poeta: “No sería exageración decir que fue en la calle del Curvelo donde reaprendí los caminos de la infancia. Ahí escribí Ritmo dissoluto, Libertinagem, Estrela da Manhã y Crônicas da Província do Brasil”.16 La belleza de Río de Janeiro inspiró a Reyes a dedicarle el poemario Romances del Río de Enero (1933), lo que él no hizo con ninguna otra gran ciudad donde vivió, como París o Buenos Aires. Sin embargo, ya es bastante conocida la queja de Reyes por la escasa recepción que tuvo su poemario entre las escritoras y los escritores brasileños. Sin embargo, las cartas de Meireles y Bandeira a Reyes muestran la atención que ellos dieron al poemario y lo mucho que lo apreciaron. En su reseña crítica de 1933, Manuel Bandeira comenta: “Por fin surgió un poeta, un gran poeta, para cantar a la ciudad sin quedarse en esa cosa aburrida como la literatura de la publicidad de turismo: el elogio al esplendor escenográfico”.17 Bandeira subraya la “finura de sensibilidad” y la “rica vida interior” que dieron a Reyes la virtud de “conocer los aspectos más sutiles, más intelectuales, del paisaje carioca”, y señala: “muchos poetas extranjeros naufragaron en el agua y en el sol de la Guanabara. Alfonso Reyes es el primero que vence la difícil prueba, y ¡con una incomparable distinción de espíritu!”.18 El encuentro entre las poesías de Bandeira y de Reyes va más allá de los comentarios del brasileño acerca del poemario que el mexicano consagró a Río de Janeiro: el poema “Rondó dos cavalinhos”, que Bandeira dedicó a Reyes, se volvió un ícono de la relación de amistad entre los dos poetas. Según se cuenta fue escrito a partir de un encuentro en el Jockey Club de Río de Janeiro, con ocasión de la despedida de Reyes de esta ciudad. Y hay también un pequeño poema que Bandeira dedica a Reyes en el libro Mafuá do malungo (1948), en el que menciona el poemario Cortesía, publicado por Reyes en el mismo año. Sobre esa coincidencia, Bandeira se refiere así, en la carta de 12 de julio de 1948: “¡Qué bonita coincidencia! Tuvimos al mismo tiempo la misma idea, pues acabo de recibir de Barcelona mis poemas de circunstancia impresos por João Cabral de Melo Neto. Él es Manuel Bandeira, op. cit., p. 65. Manuel Bandeira, “Reseña de Romances del Río de Enero”, en revista Literatura, 5 de julho de 1933. 18 Ibidem. 16 17 39 �vicecónsul de Brasil ahí. Parece que anduvo neurasténico y el médico le recomendó un trabajo manual. Él optó por la tipografía. Compró el material y sin lección de nadie empezó a componer y a imprimir”.19 En su estudio sobre las relaciones poéticas entre Manuel Bandeira y Alfonso Reyes y sus “poemas de circunstancia”, Luciana di Leone, profesora en la Facultad de Letras de la Universidad Federal de Río de Janeiro, propone una reflexión en torno a una concepción de poesía que valore al pasajero, el contacto, el convivio, pero que, por su precariedad, tradicionalmente es rechazada por la crítica y por las ediciones consagratorias. Presentando un cuidadoso análisis del “Rondó dos cavalinhos”, al que llama “consecuencia más conocida de la relación literaria y de amistad entre el poeta y diplomático mexicano Alfonso Reyes y el poeta y no diplomático Manuel Bandeira”,20 Luciana di Leone plantea la importancia de ese tipo de poesía considerada menor. Ella recuerda que el propio Bandeira se construye como el poeta menor de la poesía brasileña. Mientras Reyes, al momento de dar la versión de su misma trayectoria, eligió un camino más monumental. “Cortesía sufre cortes significativos explicados por Reyes en la presentación de sus Obras completas”.21 Para la investigadora, el hecho de la escasa recepción de la poesía de Reyes en Brasil se debe a que “el contacto humanista, demasiado humanista, opera como una especie de barrera o contradicción para una poesía que, sin dejar de ser cortés, cordial y diplomática, necesita de un ímpetu corporal y desaliñado para ser efectiva en el contacto con la vida”.22 Hay una discusión en la crítica de poesía en México que gira alrededor de la idea de que a la poesía mexicana le falta calle. Quizá lo demasiado formal, culto y bien educado de la poesía de Reyes (así como la de Cecília Meireles) sea lo que dificulta la lectura y la recepción de su obra; sin embargo, me parece que el humanismo de ellos tiene que ver también con la idea de encontrar al otro a través del lenguaje, lo que se refleja, por ejemplo, en el esfuerzo que vemos por parte de Reyes y de Bandeira de deconstruir los puentes literarios entre el mundo ibérico y el hispánico. Quizá podamos leer la poesía de Reyes más allá de los lugares en los cuales la crítica la ubica hoy si la acercamos a esta idea que les propuse de un modernismo no-vanguardista: por sus conexiones con la tradición hispanoamericana, con el simbolismo y con el principio de que la poesía es el arte del lenguaje. Así, es posible reflexionar sobre la dificultad de la recepción de la poesía y de la obra de Reyes en Brasil, y también se puede analizar con el problema que enfrenta la crítica brasileña cuando las poéticas no encajan en las circunstancias históricas, cuando no coinciden con las expectativas de lectura de ciertos Carta consultada en el archivo documental de Capilla Alfonsina del Instituto Nacional de Bellas Artes y Literatura. Traducción de la autora. Luciana di Leone, “Poesia de Roda. Notas a partir do convívio poético entre Alfonso Reyes e Manuel Bandeira”, en Sociopoética, EDUEPB, vol. 1, n. 16, 2016, p. 25. 21 Ibid., p. 40. 22 Ibid., p. 41. 19 20 40 �momentos de la crítica. Por supuesto, hay que tomar en cuenta las elecciones estéticas y políticas de cada quien. Mário de Andrade, al construir su proyecto estético, se basó en una concepción de brasilidad y en los diálogos críticos con las vanguardias europeas; para Reyes las expectativas monumentales de su lugar como diplomático no daban lugar a una poesía considerada menor; y Bandeira se regocijó en su lugar de poeta menor. Cada uno supo desarrollar sus actividades intelectuales y dar cabida a sus elecciones estéticas de acuerdo con el lugar social y sus intereses personales que no nos cabe poner aquí en juicio. Lo que sí es que estos diálogos poéticos marcan la historia de las relaciones entre Brasil y México y entre las literaturas en lengua portuguesa y española, y nos dejan un legado entrañable para repensar los vínculos con la tradición, reflexionar sobre los momentos claves en las relaciones culturales entre Brasil e Iberoamérica, así como buscar, de algún modo, dar continuidad a sus construcciones. �Alfonso Reyes y la lengua portuguesa Eduardo Langagne C on su llegada a la Embajada de México en Río de Janeiro en 1930, Alfonso Reyes inició su convivencia cotidiana con la lengua portuguesa. Sus lecturas ya habían atendido la obra lusitana de Camões, aunque el acerca- miento a este clásico se habría dado en alguna traducción española o argentina. Si bien hay datos para estimar que don Alfonso consiguió hablar con cierta soltura en la rica forma dialectal del portugués que se expresa al sur de nuestro continente, sus discursos, sus conferencias, sus participaciones orales, fueron expresadas en el español que le admiramos. Las colaboraciones de Reyes en revistas y periódicos brasileiros fueron siempre traducidas. En sus cuadernos de apuntes de aquellos años existen breves notas en portugués y se sabe de sencillos mensajes para algunos amigos escritos directamente en esa lengua. La sorpresa de don Alfonso al conocer la casa de la Rua das Laranjeiras, que había habitado el ingeniero Pascual Ortiz Rubio como embajador antes de volver a México para ser presidente de la República, no resultó agradable. Su estadía en la entonces capital del Brasil, de 1930 a 1937, se fue animando con su encargo diplomático y con el estímulo intelectual que le ofreció la amistad con notables personajes de la comunidad cultural como Ronald de Carvalho, Cecília Meireles, Manuel Bandeira y el polémico Carlos Lacerda, quien era veinticinco años menor que Reyes y fue, sobre todo, un activo participante 42 en la vida política del Brasil en los años cincuenta y sesenta. �A Ronald de Carvalho le había correspondido leer el provocador poema “Los sapos”, de Manuel Bandeira, durante la Semana de Arte Moderno celebrada en São Paulo en febrero de 1922, que ya ha cumplido su primer centenario. Ronald de Carvalho fue un animado participante de la vida cultural del Brasil; había codirigido con Luís de Montalvor, y organizado desde Brasil, el número 1 de Orpheu, publicada en Lisboa en el primer trimestre de 1915, compartiendo créditos con Fernando Pessoa, Sá Carneiro y Almada Negreiros; le correspondió también ser un distinguido visitante de México hacia 1924, donde ofreció una serie de conferencias. Además de con Alfonso Reyes, Ronald mantuvo amistad con Carlos Pellicer, que había acompañado a José Vasconcelos al Brasil en ese mismo año 1922. En los diarios de Reyes parece no haber claras alusiones a su amistad con Cecília Meireles, aunque se conserva una parte de la correspondencia con esta importante poeta que da cuenta de la calidad de mentor que la escritora le reconocía. A Manuel Bandeira lo consideraba una de las voces más singulares de la poesía del Brasil. A su regreso a México pudo gestionar en el Fondo de Cultura Económica la publicación del Panorama de la poesía brasileña, que Bandeira había escrito en 1945. Carlos Lacerda siguió carteándose con Reyes, aun en medio de su intensa vida política envuelta en disputas ideológicas en el Brasil. Alfonso Reyes llega a Río de Janeiro en 1930 y se encuentra con un clima cultural influido por los modernistas de esa primera etapa. La Semana consiguió impulsar y difundir a una nueva generación de artistas, escritores e intelectuales que pugnaban por la renovación del arte brasileño y por la actualización de su expresión cultural. Representa sólo uno de los momentos de la historia del modernismo del Brasil, que ya se había iniciado antes de aquélla y proseguiría después en varias direcciones para consolidarse como un fecundo movimiento cultural. Es en ese momento, apenas ocho años después de la famosa Semana, cuando Alfonso Reyes inicia sus conversaciones y convivencia con algunos de los participantes del movimiento, que se había suscitado como una actitud de oposición a la literatura conservadora y académica que ―según los nuevos creadores― estaba presente aún al inicio del siglo XX. Corroborando con el valioso libro de Fred P. Ellison, Alfonso Reyes e o Brasil, podemos observar que no fue especialmente amigo de dos de los más señalados modernistas: Mário de Andrade, de quien refiere no haber recibido acuse de sus envíos; ni tampoco de Oswald de Andrade, a quien había conocido en París cuando la exposición de Tarsila do Amaral, la extraordinaria artista plástica, esposa de Oswald en ese tiempo. Reyes tenía reticencias por el movimiento antropofagia de Oswald; no obstante, lo recibió en más de un convivio en la embajada con su nueva esposa, Patrícia Galvão, Pagu, cuya figura e importancia ha sido resaltada en un libro reciente publicado en Brasil: Pagu no metrô, de Adriana Armony; una biografía novelada escrita con excelente pluma a partir de un profundo trabajo de investigación. 43 �Reyes tuvo un contacto cercano con artistas plásticos como Di Cavalcanti y Candido Portinari. En esos años, la influencia cultural de nuestro país se manifestaba principalmente en el trabajo de nuestros muralistas. Portinari realizó en 1936 un retrato de Manuela Mota de Reyes. Prácticamente, a su arribo a Río de Janeiro, Reyes buscó conocer lo más importante de la literatura del Brasil y, adicionalmente, una buena imprenta que le permitiera imprimir Monterrey, el correo literario que había planeado siendo todavía embajador en Buenos Aires. Henríquez Ureña discutió por carta con don Alfonso esa decisión que, supuso, le tomaría un tiempo que podría dedicar a otras actividades. Reyes encontró dificultades para la edición, sobre todo para la captura tipográfica tan fácilmente contaminada por causa de la fertilización mutua de ambas lenguas, la famosa cercanía y la paradójica lejanía. La ortografía del nombre de Alfonso Reyes aparecerá continuamente en las menciones brasileiras como Reys, Reis y Reix pronunciado de igual manera, pero con esas variantes de escritura. Inclusive el Rondó dos cavalinhos, poema de Bandeira que lo homenajea, tiene en su primera publicación la escritura Reis. No sabría si atribuirla al poeta o al tipógrafo. También Alfonso fue escrito numerosas veces Affonso con doble efe o Afonso, con una. Monterrey, con su concepto de correo literario, estaba publicado en español; así, con el espíritu de hacer un número de interés especial para el Brasil, le propuso al propio Ronald de Carvalho una nota sobre Cobardía, de Amado Nervo, que era un poeta reconocido en todo nuestro continente. La nota apareció en portugués en el número cinco: “Cobardía', de Amado Nervo contra los tradutores brasileiros". En la colaboración se da cuenta del concurso convocado en Brasil a la muerte de Nervo para traducir el poema. Las evidentes dificultades de la traducción se anotan para concluir que el portugués y el español se parecen tanto que no tienen equivalencia. Se ha citado ya en numerosas ocasiones la idea expresada por Paz en el sentido de que Reyes no nos hizo conocer la literatura del Brasil. Lo cierto es que don Alfonso no nos legó traducciones de autores brasileños, pero nos dejó poemas propios que muestran la transfusión que esa literatura consumó 44 en su propia naturaleza. �En todo caso, se trata de una respetable decisión de nuestro polígrafo. De las dificultades de traducir de una lengua tan engañosamente cercana podemos recordar que durante mucho tiempo las ortografías del portugués peninsular y las del portugués africano fueron diferentes entre sí y también distintas a la del portugués del Brasil, que tal vez tuvo un desarrollo más extenso. El portugués de África, Asia y Oceanía estuvo desde sus primeros años cercanamente homologado con el de Portugal. Hay que tener en cuenta que la lengua fue diseminada en los cinco continentes a partir del siglo XV por los navegantes portugueses. Para mí es posible que, ante su facilidad para la lectura de los autores del Brasil, Reyes no considerara su traducción como una tarea pendiente. Fue siempre relevante la actividad que Alfonso Reyes realizó fuera de nuestro país; combinar tareas diplomáticas y de creación literaria tiene una complejidad en la que reflexionó: el literato se ensaya en decir, en precisar. Y el diplomático debe hacer lo contrario muchas veces: esfumar, eludir. Porque precisar es comprometer ―no comprometerse a sí mismo, sino, lo que es peor, a su país―. Precisar es poner el dedo en la llaga; es, pues, lastimar, herir la cuerda sensible. Y, en efecto, conozco algún caso en que la literatura o hábito de expresiones precisas le ha jugado una mala pasada a algún diplomático. 45 45 Eduardo Langagne �Ya hemos leído que “La rúa Laranjeiras le permitía una linda vista de los morros del Corcovado y de Santa Marta”; se ha dicho también que esos cerros son “no menos espléndidos que el Cerro de la Silla”. Al final de la calle Laranjeiras el nombre cambia a Cosme Velho, donde vivió hasta principios del siglo XX el impulsor de la Academia Brasileira de Letras Joaquim Maria Machado de Assis, el más importante autor brasileiro de finales del XIX, cuya influencia permanece hasta nuestros días. Río de Janeiro le ofreció al poeta Alfonso Reyes una etapa muy inspiradora para su obra poética. “Río de Janeiro tiene tantas montañas como Monterrey”. En la magnífica colección editorial de la Universidad Externado de Colombia apareció en 2017 Romances del Río de Enero y otros poemas, una muestra de su poesía preparada por Paola Velasco. Sorprende percatarse que los poemas que la integran fueron todos escritos en Río de Janeiro, entre ellos Sol de Monterrey y aquel hermoso y conmovedor soneto titulado † 9 de febrero de 1913, dedicado a su padre, el general Bernardo Reyes. En palabras de Paola Velasco son “poemas de un Reyes íntimo, que incorpora la sintaxis, la respiración del Brasil, y que al mirar el horizonte de esa tierra se mira a sí mismo; al recuerdo de la vida en México”. En los Romances del Río de Enero y otros poemas podemos apreciar la más cercana apropiación de Alfonso Reyes de la cultura del Brasil y de la lengua portuguesa. En ellos se estampa la huella del portugués del Brasil y resuena entre sus líneas. Poemas que le permitieron recordar la infancia, la muerte de su padre, el dolor de las pérdidas, pero también la alegría de hallar versos que le exprimieron sus más profundas sensaciones. Capilla Alfonsina Biblioteca Universitaria, UANL, 25 de mayo de 2022. �Apuntes sobre la traducción poética: Alfonso Reyes y Nuno Júdice Blanca Luz Pulido el arte, como la sabiduría y la dicha, sólo nos dejan tocar el extremo de su manto. Alfonso Reyes1 E n la Enciclopedia de la Literatura en México, vasto y necesario proyecto de la Secretaría de Cultura en coordinación con la Fundación para las Letras Mexicanas, hay una sección llamada Cultura de la Traducción, en la cual Lorena Ventura rea- liza un cuidadoso recorrido por la trayectoria, las vicisitudes, las escalas, el limbo y la expansión del conocimiento, de la difusión y traducción de las letras lusófonas en México. Afirma Ventura que, en general, escritores y editoriales en México (y en Latinoamérica, incluso) mostraban interés por la tradición inglesa, francesa o italiana, o incluso rusa, pero muy poco por la tradición lusófona, ya sea brasileña o de Portugal. Alfonso Reyes, en este sentido, fue un precursor, pues aunque directamente no tradujo muchos textos del portugués, incluyó en el número 5 del Monterrey. Correo Literario de Alfonso Reyes, elaborado desde Río de Janeiro, correspondiente a julio de 1931, en la primera plana, un delicioso texto de Ronald de Carvalho, donde este autor habla de una dificultad muy específica de la traducción, del español al portugués, del poema “Cobardía” de Amado Nervo.2 Citado en Alfonso Rangel Guerra, Las ideas literarias de Alfonso Reyes, México, Centro de Estudios Lingüísticos y Literarios, El Colegio de México, 1989, p. 9. 2 Ronald de Carvalho, “‘Cobardía’ de Amado Nervo contra os traductores brasileiros”, en Monterrey. Correo Literario de Alfonso Reyes, núm. 5, Río de Janeiro, julio de 1931, p. 1. 1 47 �Se trata del famoso poema que empieza, en español, con el siguiente verso: “Pasó con su madre. ¡Qué rara belleza!” En lugar de traducir partes del texto de Carvalho sobre el principal escollo que los traductores brasileños encontraron para traducirlo, preferí citar la traducción que hizo el mismo Reyes de la parte final del texto del brasileño dentro de su ensayo “Sobre la reforma de la ortografía portuguesa”, publicado en el libro Norte y Sur, que se puede leer en el tomo IX de sus Obras completas. Al hablar de la reforma de la ortografía del portugués que tuvo lugar en 1931, Reyes afirma que, por medio de ella, “la lengua portuguesa se ha acercado más a la castellana”,3 a pesar de que siempre persistirán dificultades de traducción de una lengua a otra. El portugués, anota, es una lengua “tan cercana y tan parecida a la nuestra”; sin embargo, continúa: Siempre marcarán la frontera [entre una y otra] otros fenómenos morfológicos y sintácticos más profundos, y aun esas pequeñas costumbres de la lengua a que se refiere Ronald de Carvalho […] El poema de Nervo, Cobardía, ofreció a los traductores, en el primer verso, un escollo insuperable para un brasileño: Pasó con su madre. Y sigo con la cita de Reyes, traduciendo ahora él mismo a Carvalho: ‘En portugués del Brasil ―dice Carvalho― ningún poeta lírico se atrevería a escribir: Passou com sua mae. No hay extranjero que pueda imaginarse el sabor de ironía que brota del régimen de posesivo junto al nombre de madre…’ Y concluye ingeniosamente: ‘He aquí una prueba física de que los dos idiomas fundamentales de la Península se parecen tanto, que no se equivalen. El teorema de las paralelas encuentra, aquí, la mejor demostración.’ 4 En la nota de Carvalho, éste anota las alternativas que los acongojados traductores brasileños proporcionaron al problema: Corrompieron [afirma], unos tras otros, la maravillosa simplicidad del poeta mexicano, traduciendo así el verso: Pasó con su mamita Pasó con su mami Pasó con la mamá. 5 Es curioso notar cómo en ocasiones, en la traducción entre portugués y español, en uno u otro sentido, lo más simple puede ser lo más complejo. Alfonso Reyes, “Sobre la reforma de la ortografía portuguesa”, en Norte y Sur, en Obras completas de Alfonso Reyes, México, Fondo de Cultura Económica, 1996, tomo IX, p. 59. 4 Ibid., p. 60. 5 Ronald de Carvalho, idem. Las alternativas portuguesas, que mal intenté traducir aquí, son: “Passou com a mãesinha / Passou com a mãe della / Passou com a mamãe”. 3 48 �Reyes: traductor, teórico y crítico de la traducción Independientemente de la atención que Reyes prestara a los problemas concretos de la traducción del español al portugués o viceversa en su vastísima obra, desde mi punto de vista, lo que a la postre resultó más importante es lo que nos dejó escrito sobre los problemas que en general nos plantea la traducción, ya que su gran conocimiento de varios idiomas (francés, inglés, italiano, latín y griego), y su manejo del español con una precisión, elegancia e inteligencia que no tienen igual, de este y del otro lado del charco, le hicieron desmenuzar con gran agudeza los principales retos a los que nos enfrentamos los traductores. En su magnífico ensayo “Alfonso Reyes y la traducción en México”,6 Herón Pérez Martínez habla de la necesidad de elaborar una historia de la traducción en México. Evidentemente, ha habido grandes traductores en nuestro país, pero la reflexión sobre la traducción misma, o sea, la teoría de la traducción, aún no tiene muchas páginas en su haber. En este sentido, el trabajo pionero de Lorena Ventura, enfocado en los siglos XX y lo que va del XXI, muestra que, en las últimas décadas, diversos escritores y editoriales han empezado a conformar un núcleo cultural interesado seriamente en la traducción de las letras lusófonas. Y viendo hacia atrás, no podemos olvidar lo que Reyes contribuyó a este movimiento, al abrir, con su interés por la crítica de la traducción, a esta expansión cultural que tuvo una de sus épocas más señaladas a través de la llegada a México de los intelectuales del exilio español. De esta manera se refiere Pérez Martínez al papel de Reyes en la conformación de una cultura de la traducción en nuestro país: Con Alfonso Reyes se abre un importante capítulo para la historia de la traducción en México: él reúne en sí, al mismo tiempo y de manera sobresaliente, las credenciales de traductor, de teórico de la traducción, de crítico de la traducción que también lo fue y, sobre todo, de catalizador del fenómeno de la traducción en México; él, en efecto, de ninguna manera es ajeno a la llegada y asentamiento de esa pléyade de excelentes traductores del exilio español entre nosotros; tampoco es ajeno al brillante programa de traducción emprendido por el Fondo de Cultura Económica; de una u otra manera, Alfonso Reyes es el portero del boom de la traducción en el México contemporáneo.7 Herón Pérez Martínez, “Alfonso Reyes y la traducción en México”, en Relaciones. Estudios de historia y sociedad vol. 25, núm. 56 (1986), pp. 27-74. 7 Ibid., p. 30. 6 �Cuando leemos los detallados, morosos, agudos comentarios de Reyes y de algunos de sus ilustres corresponsales literarios en las páginas del multicitado Monterrey, por ejemplo, los que se refieren, en el número 6, a distintas versiones de El cementerio marino de Paul Valéry,8 que en los años treinta del siglo pasado fue traducido nada menos que por Jorge Guillén y Mariano Brull, no nos queda sino disfrutar del resumen que cuidadosamente elabora el regiomontano de cada variante, cada inquietud de los dos traductores, cada posible giro de algún pasaje difícil, etc. Esa es otra herencia, respecto a la traducción, que Reyes nos ha dejado, y que tal vez no hemos desarrollado suficientemente: la crítica y comentario de la traducción. En las páginas de su conocido ensayo sobre la traducción, publicado en el libro La experiencia literaria, toca los puntos cruciales de esta disciplina que es un arte que es una práctica que no ha dejado de cambiar con el paso del tiempo, las corrientes literarias, los enfoques diversos de traductores diferentes, etc. Es en este famoso ensayo donde Reyes habla del “balancín del gusto”. La traducción: ejercicio creador, pero no libre Escribe Reyes al principio de su texto De la traducción: En punto a traducción es arriesgado hacer afirmaciones generales. Todo está en el balancín del gusto. Y si este elemento de creación, incomunicable y difícil de legislar, no entrara en juego, la traducción no hubiera tentado nunca a los grandes escritores. Sería sólo oficio manual, como el trasiego de vino en vasijas.9 Reyes se mueve como pez en el agua en este ensayo, disfrutando, haciendo bromas incluso, por ejemplo, de la tendencia que había en esa época de castellanizar hasta los nombres de los autores en las traducciones españolas. Sin embargo, sobre el famoso “balancín del gusto”, puesto que es imposible de legislar, como él mismo apunta, siempre habrá opiniones encontradas. ¿Acercar la lengua extranjera a la propia, o la propia a la extranjera? ¿Intentar traducir las rimas, aunque ello nos aleje a veces violentamente del sentido del texto original? Nótese que aquí estoy hablando ya de mis propias preocupaciones, como traductora del portugués y, principalmente, de poetas portugueses. Muchas de las cuestiones de las que habla Reyes sobre ese delicado equilibrio, que debe replantearse de un autor a otro, de un libro a otro, incluso de un poema a otro del mismo libro de un autor, son las que Alfonso Reyes, “El ‘Cementerio Marino’ en español”, en Monterrey. Correo Literario de Alfonso Reyes, núm. 6, octubre de 1931, p. 1. Alfonso Reyes, “De la traducción”, en La experiencia literaria, en Obras completas de Alfonso Reyes, México, Fondo de Cultura Económica, 1997, tomo XIV, p. 142. 8 50 9 �producen, en algunos traductores, el deseo de buscar siempre otra posible versión, la idea, que no nos abandona, de encontrar una mejor posibilidad, un giro más feliz, más adecuado. Mariano Brull, uno de los traductores que conversa por escrito con Reyes en el referido número de Monterrey, a propósito de la traducción del Cementerio marino de Valéry, confiesa: “Lo que inquieta siempre de toda traducción son sus posibilidades casi infinitas de mejora. Seguramente cuando ya esté esto impreso [dice, refiriéndose a su traducción] se me ocurrirán nuevas soluciones”.10 Todo problema de traducción ejerce un singular atractivo sobre la mente literaria. Igualmente, cuando terminamos de traducir un poema, o un libro entero, quisiéramos tener más tiempo para seguir revisando eternamente nuestras versiones. Lo cual es imposible. El reto: traducir la musicalidad Para concluir estas notas, me gustaría referirme a algunas ideas sobre la traducción del poeta Nuno Júdice, de quien he tenido la fortuna de traducir varios libros de poesía. Creo que uno de los temas que desata más controversia entre los traductores es si debe o no procurarse, cuando el poema original sigue una forma métrica y musical específica, con rimas, buscar un equivalente de esas rimas en la traducción. En la poesía, en especial, el traductor prácticamente es el encargado de crear en su lengua un nuevo poema, equivalente (mutatis mutandis) al traducido. El traductor, así, pasa a ser una especie de alquimista, que realiza la transfiguración de un poema en otro. Una fuente importante de ideas sobre este traspaso lingüístico ha surgido precisamente de la pluma de los poetas traductores, pues nadie como ellos conoce las aristas de esa labor, que tiene un pie en el deseo de trasladar el sentido del poema lo más fielmente posible, y otro en la necesidad de restituir también algo de los otros aspectos que atraviesan o completan el sentido, como la sonoridad y la textura rítmica de los versos. Afirma Héctor A. Murena, en Visiones de Babel: Traducir: trans-ducere, llevar más allá. Llevar algo más allá de sí. Convertir una cosa en otra. Pero convertirla a fin de que sea más plenamente lo que era, es. Se traduce un libro de un idioma a otro, y para quien ignoraba el idioma original, el libro, siendo el mismo, sólo ahora pasa a existir de verdad. 11 Así, el traductor es una especie de Mercurio, de viajero de un idioma a otro. Por su labor, se acercan culturas, ideas, emociones. Pienso que esto mismo fue lo que realizó 10 11 Op. cit., p. 2. Héctor A. Murena, Visiones de Babel, México, Fondo de Cultura Económica, 2010), p. 447. 51 �Reyes en toda su vida, y es también lo que realiza la colección de libros de poesía traducidos por escritores, concebida por Minerva Margarita Villarreal y José Javier Villarreal. Nuno Júdice, traductor él mismo de varios idiomas al portugués, ha vertido en la parte final de su libro de ensayos Las máscaras del poema, en el apartado “Poesía y traducción”, varios textos sobre este asunto. Me detendré en el primero de ellos, llamado “Traducir poesía”. El primer problema que enfrenta el traductor, afirma Júdice, es la dificultad de separar el nivel del sentido del nivel del sonido en el poema original, dado que ambos están inextricablemente unidos en éste. Señala: La especificidad del poema reside en su lenguaje, es decir, en el nivel trans-semántico, en donde el dominio que el poeta tiene sobre el sonido y las imágenes del poema hacen de éste un objeto único e irrepetible, por estar estrechamente ligado al universo que le da forma, es decir, la lengua original en la que el poeta escribe. Desde el punto de vista teórico, ésta es la gran dificultad que enfrenta el traductor de poesía. De hecho, la traducción de poesía separa irremisiblemente las dos entidades que son indisociables para la creación del poema: el nivel fónico y el nivel sémico, dado que no es posible transportar a la lengua de llegada la música, las aliteraciones, los juegos sonoros que son fundamentales en la creación del poema. Lo único que se transporta es el sentido, o, cuando más, se logra dar un efecto aproximado de la música del poema, ya que una traducción no puede aspirar a transmitir ese nivel con fidelidad.12 52 12 Nuno Júdice, As máscaras do poema, Lisboa, Aríon, 1998, p. 245. La traducción de las citas que se toman de este libro es mía. �Entonces, ¿ese obstáculo que se presenta al traductor desde un principio, impedirá su intento? Definitivamente no, no es eso lo que se plantea. El traductor deberá tomar siempre como base el sentido del poema, pero tratando, a la vez, de que el nivel musical y rítmico no se pierdan del todo, haciendo trasposiciones, buscando equivalencias, etc. En una entrevista realizada a Júdice en España, Ángel Manuel Gómez le pregunta por qué los poetas portugueses actuales no son más conocidos en el ámbito español (y bien podríamos decir, también en México y en Latinoamérica). Y la respuesta fue: La dificultad, en primer lugar, [es] de la traducción. Traducir poesía no es lo mismo que traducir ficción. […] en la poesía el traductor tiene que hallar la sensibilidad del lenguaje, la música, para que el poema pase por español y pueda ser leído por el lector español como si fuese un objeto poético, y así permitirle sentir lo que transporta la propia poesía, que es, al fin y al cabo, musicalidad, ritmo. 13 En realidad, un poema que se transporta a otro idioma requiere de complejas operaciones de alejamiento y de acercamiento, es decir: nos alejamos de la letra del original para acercarnos mejor a su espíritu, a su sentido profundo, ese que va más allá de las palabras concretas que lo expresan, pues reside en la combinación entre ellas y los efectos y sugerencias que el poema, en su totalidad, origina. Afirma Júdice: En poesía […] no tiene mucho sentido el asunto de traduttore/traditore: la traducción, para ser fiel, implica necesariamente la traición. Y no es necesario tener un dominio absoluto de la teoría de la traducción: existe un alto grado de intuición y de empirismo en el trabajo de traducir poesía, que se relaciona con la conciencia lingüística del traductor. […] No estamos ante un proceso pasivo, en que basta aplicar un esquema léxico para trasladar un texto de una lengua a otra. Cada palabra, expresión, verso o estrofa van a desencadenar reacciones que ocasionan respuestas diferentes, según la subjetividad del sujeto/traductor, en el sentido de encontrar soluciones para un mismo texto original, que serán muy distintas en diversas épocas y para otro tipo de traductores. 14 La traducción: viaje al interior de las lenguas Una traducción nos remite siempre al texto original, al poema en que se basa. Por más afortunada que sea, y aunque funcione con autonomía del texto fuente, tiene que contener sus marcas significantes y de sentido, pues no olvidemos que una traducción “es, finalmente, una transformación/recreación del texto original”.15 Y ésta es una de las grandes aristas del proceso: si quedan muchas marcas del poema original, el resultado no se dejará leer con fluidez ni naturalidad; mas, por otro lado, el traductor tampoco debe apropiarse del poema ajeno y olvidar que el sentido de la traducción es siempre www.elcoloquiodelosperros.net/numero17/olfateando17.htm, 23/08/13. Júdice, op. cit., pp. 247-248. 15 Idem, p. 248. 13 14 53 �retroactivo, como bien señala Júdice, es decir, que no es posible leer ésta como si fuera un poema original, pues la “lengua del traductor” será siempre un intermediario entre el lenguaje del poema que se traduce (donde significado y significante están plenamente unidos) y el poema traducido, que debe desdoblar, digamos, la forma y el contenido del original y dar una mayor importancia a la dimensión semántica, por encima del nivel de la forma. La labor del traductor, por tanto, no tendrá nunca la libertad del creador de la obra original. En esto coinciden, sin duda, ambos autores, de ayer y de hoy, Alfonso Reyes y Nuno Júdice. El placer de ser portadores de mensajes de otras tierras, en otras lenguas, de emociones e ideas cristalizadas por el idioma, es lo que nos mantiene realizando, una y otra vez, esa tarea misteriosa, difícil y necesaria. De la teoría a la práctica Dado que la teoría es acéfala sin la práctica, para concluir estos apuntes, incluyo un poema del mismo Nuno Júdice, del libro El misterio de la belleza, que traduje para el volumen II de la colección El oro de los tigres (2010) de la Capilla Alfonsina Biblioteca Universitaria de la UANL. La manifestación del absoluto se reveló en un vaso de agua, cuando el sol salió detrás de una nube y de pronto lo hizo brillar, en medio de la mañana más gris. A veces, piensa el agnóstico, lo inverosímil nace de una pura explicación lógica, como si la casualidad no existiera. Sin embargo, su posición es la de un hombre que no acepta que la belleza pueda surgir de la nada, cuando descubre que está en la frontera entre lo que sabemos y lo que ni siquiera necesitamos comprender. Por eso, al beber el agua, sentí el brillo de la mañana llenándome el alma, como si el agua fuera algo más que un líquido incoloro y sin olor. Sin embargo, al ver el vaso vacío y sentirlo ya sin la luz que lo había llenado, pensé en lo frágil de esa pequeña belleza, y en que, tal vez, hubiera sido mejor seguir con sed. 54 �Concordia entre la imaginación y la exactitud (Presentación de Sólo puede sernos ajeno lo que ignoramos, de Javier Garciadiego) Víctor Barrera Enderle D esde hace mucho tiempo he considerado los géneros biográficos (también llamados autorreferenciales o referenciales, según el caso) como una de las manifestaciones más imaginativas de la literatura. Esto podría parecer una contradicción; no lo es, o no lo es totalmente: el contrato que subyace aquí consiste en decir la verdad sobre uno mismo o sobre alguien más. Memorias, diarios, autobiografías, epistolarios, vidas y biografías evocan el pasado individual desde la recreación y la reinvención de los acontecimientos. Las variaciones dependen, por supuesto, de la voz que enuncia y de la intención que la impulsa y alienta a la escritura. Y ahí está como muestra el famoso pacto autobiográfico donde el autor cuenta su propia vida y selecciona y recrea los momentos más importantes o significativos de su existencia, convirtiéndose en el personaje principal de la narrativa. Por otra parte, tenemos la biografía: este modo de escritura destruye ese pacto al presentar la resignificación del pasado de otra persona mediante un ejercicio de diálogo que se realiza de manera retroactiva: el biógrafo indaga, investiga y, también, cuestiona y desmiente lo que el biografiado había colocado, de manera consciente o inconsciente, como relevante. �Entre paréntesis, y para establecer un y la consecuente divulgación y publica- deslinde, debo advertir que hoy en día ción, en los últimos años, del archivo y de experimentamos, y no hace falta ahondar los papeles privados de Reyes (llamados mucho en ello, el auge de algunas mani- por José Emilio Pacheco como “escritos de festaciones relacionadas con los géneros sinceridad”), y tendremos una panorámica autorreferenciales; y como prueba está mayor del esfuerzo escritural de Sólo pue- la explotación comercial y editorial de de sernos ajeno lo que ignoramos. biodramas, biopics y de la llamada auto- El diálogo entre el biógrafo y el bio- ficción. El modelo predominante parece grafiado no necesariamente es armónico, ser el del mundo del espectáculo: hacer al contrario, muchas veces resulta desa- de la vida un drama o una tragicomedia fiante: “Estoy seguro de que la lectura de (dependiendo del personaje retratado) y, algunas páginas de esta biografía le hubie- si se puede seccionar en capítulos de una ra provocado enojos y dolores a Reyes; sin hora, mucho mejor. embargo, confío en que serán útiles a los Nada más lejano de esas modas que el ensayo biográfico: un peculiar registro que lectores”, nos advierte el autor en el portal de su libro. incorpora el estudio de una vida en parti- Nada queda fuera de lugar en esta cular con la reflexión crítica y cultural del obra. El recorrido cronológico no le impide entorno que la ha envuelto. Javier Garcia- al biógrafo la ramificación temática y for- diego propone en Sólo puede sernos ajeno mal. Árbol de papel y tinta que muestra las lo que ignoramos un retorno a la biografía raíces (esa parentalia alfonsina que se re- de Alfonso Reyes. Digo retorno porque, monta hasta los ancestros en Nicaragua y hace algunos años, ya había dado a la im- el posterior asentamiento en Jalisco) y los prenta una biografía alfonsina (titulada de frutos (la labor literaria e intelectual de Re- manera escueta Alfonso Reyes); y se había yes desde una perspectiva que es, a la vez, interesado, desde 1989, por los aspectos histórica y cultural). Garciadiego contem- personales del escritor, como el floreci- pla, así, el bosque y las hojas. Despliega la miento de su vocación literaria. El retorno genealogía de la familia Reyes y al mismo no es, pues, un simple regreso, sino una tiempo nos otorga el devenir histórico del revisitación: nueva lectura que devela otra México decimonónico, esto es, el paso de geografía vital del personaje. Dividida en la conformación del estado nación hacia la seis apartados que responden a momentos implantación del porfiriato, y de ahí (del decisivos en la vida del escritor regiomon- brazo del escritor regiomontano), el sinuo- tano, este ensayo biográfico parte de una so camino hacia el México moderno. Nadie detonación estética: el goce de la lectura. proviene de la nada, y como bien explica Sumemos a eso el extraordinario traba- Garciadiego: “La vida y la obra de Alfonso jo de rescate editorial (empresa en la que Reyes no pueden ser comprendidas sin co- Garciadiego ha sido agente fundamental) nocer la biografía de su padre”. �Pero el linaje no es determinación, y su vocación literaria. En este apartado re- este libro deja en claro algo fundamen- sulta de suyo interesante el contraste que tal: la vocación literaria de Reyes es más remarca Garciadiego entre la lectura del bien algo propio que cosa heredada. Pro- entorno que realizó el joven Alfonso y las ceso íntimo de autoafirmación que se de- que llevaron a cabo, con trágicas conse- sarrolló a la par del ocaso del porfiriato, cuencias, su padre y su hermano Rodolfo. del auge y de la decadencia del reyismo, Así, Reyes demostró su aguda percepción del declive modernista, de la emergencia de los asuntos públicos y de las transfor- de movimientos políticos y sociales y de maciones que se avistaban en el panora- la crisis del positivismo como metodolo- ma internacional. (Resulta notable, y lo gía de enseñanza. Ese contexto, que tiene menciono al vuelo por falta de tiempo, como centro gravitacional la configura- el rastreo hemerográfico que realiza el ción del Ateneo de la Juventud, es estudia- biógrafo: proeza documental que ayuda a do a fondo por Garciadiego (conocedor la recreación de la atmósfera y a la com- como pocos del tema); y, como consecuen- prensión de las decisiones que el joven cia, nos describe, con una claridad pocas escritor tomó en aquellos momentos tan veces alcanzada, la conversión del poeta cruentos.) en ciernes al joven escritor. Son los famosos y breves “Días alcióneos”. Garciadiego divide en cuatro etapas la estancia europea de Reyes (la inicial y Esos pocos años en los que Reyes pudo la final ocurrieron en Francia; y las dos dedicarse al estudio y a la escritura litera- intermedias, en España), abarcando los ria, y cuyo fruto mayor fue la publicación, años que van de 1913 a 1927. “Cada una en 1911, de Cuestiones estéticas, su primer de estas etapas ―explica a continuación― libro y, en muchos sentidos, la puesta en tuvo características propias, ninguna se escritura de muchas de sus preocupacio- parecerá a otra, sus diferencias fueron nes y querencias más vitales. Javier Gar- mayores que sus similitudes; sin embar- ciadiego establece a continuación otra go, todas fueron decisivas en la confor- periodización fundamental: la llegada de mación de la persona que luego sería don los “días aciagos”: “estos abarcaron desde Alfonso Reyes”. Sobre su formación litera- el regreso del padre a México, cuando dio ria, es rotundo al afirmar que, tras la sa- por terminado el exilio europeo al que le lida de México, Reyes estaba “en un claro había enviado don Porfirio Díaz para ale- proceso de definición como escritor”. jarlo de la contienda sucesoria, hasta la Por las páginas de este ensayo biográ- Decena Trágica, cuando su padre murió, fico vemos el devenir literario del autor lo que acabó de convencerlo de trasladar- de Visión de Anáhuac: sus pesquisas bi- se a Europa”. Aquí inicia lo que el biógra- bliográficas en París, su paso por las pren- fo denomina como la “terrible orfandad”, sas madrileñas, sus trabajos editoriales y también principia la confirmación de (donde no faltan ni las traducciones ni �58 En la mesa: Víctor Barrera Enderle, José Javier Villarreal, Javier Garciadiego y Ludivina Cantú Ortiz �el análisis textual); también el cambio de de las acusaciones de ser poco mexicano, fortuna y de destino (por aquellos días de- en el proceso de reorganización del campo bió empezar de cero). La necesidad y las literario moderno). dificultades agilizaron su pluma, la cual El retorno definitivo a México en 1939 “dejó la prosa desbordada de Cuestiones es descrito aquí como el inicio de un pro- estéticas y empezó a escribir de forma li- ceso civilizador. Reyes tenía por fin casa gera y transparente, al grado de que pron- propia y la compañía definitiva de sus li- to se convirtió en su estilo característico, bros. Esto representó “un cambio de profe- en su sello”. La reinstalación del ensayista sión y oficio. Si antes había sido útil al país regiomontano en el cuerpo diplomático re- como su representante diplomático, ahora volucionario (vía la ayuda de Vasconcelos) lo sería como educador y difusor de la cul- significó, como bien apunta y describe el tura.” Y como prueba tenemos la gestación biógrafo, un “cisma familiar” y un cam- y concreción de instituciones como El Co- bio en el voltaje de su energía creativa. De legio de México (primero Casa de España) 1920 a 1938 la vocación alfonsina se com- y de El Colegio Nacional. Fue también, en paginó con las labores de funcionario de su producción literaria, el “periodo más los gobiernos emanados de la revolución fértil de su existencia”: los años de su pro- (en esa diplomacia dual que bien describe yecto teórico y de su larga y enriquecedora Garciadiego: política y cultural). Su prosa reflexión sobre el fenómeno literario, el adquirió una nueva profundidad conti- ordenamiento de sus interpretaciones de nental (sobre todo durante sus estancias la cultura griega y la edición crítica de su en Argentina y Brasil); y su poesía, un cariz propia obra. filosófico. Así, atestiguamos a lo largo de Esos veinte años finales de su vida es- estas páginas el transitar político de Reyes: tuvieron signados por el trabajo constan- el vástago de un destacado militar y políti- te, pero también por la enfermedad y el co porfirista (y, por ende, de un reconocido deterioro físico. El reconocimiento llegó antimaderista), el exfuncionario huertista finalmente. Garciadiego describe sus últi- de medio pelo, para más señas, se convier- mos años en estos términos: “Cinco hechos te, gracias a sus dotes diplomáticas, en el marcaron ese tramo de su vida: su identifi- mejor representante en el exterior de la cación como poeta; la celebración pública, ideología del México posrevolucionario. nacional e internacional, con motivo de sus Y algo similar acontece con su carrera li- bodas de oro como escritor, en 1955; el éxi- teraria: del benjamín ateneísta y escritor to del relanzamiento de Visión de Anáhuac, extranjerizante e intelectualizado pasa a al grado que terminó por convertirse en su protagonista de la modernización letrada. único libro popular, de lectura amplia; la (Notable resulta, por ejemplo, la descrip- realización del anhelado proyecto de pu- ción y contextualización en esta biografía blicar sus Obras completas; y su elección, de un texto como A vuelta de correo, escri- dos años antes de morir, como director de to por Reyes desde Brasil para defenderse la Academia Mexicana de la Lengua”. �Este ensayo biográfico se ha convertido, así, en diálogo y resignificación del pasado. Estudio exhaustivo, agotamiento de las fuentes, pero también: florecimiento de la imaginación y de la recreación (evocación de esa “ficción explicativa” aludida por Reyes en La experiencia literaria para describir el esfuerzo creativo de escribir sobre el pasado). Verdadero maridaje entre imaginación y exactitud. Sólo puede sernos ajeno lo que ignoramos (título tomado, como sabemos, de A vuelta de correo) transita de lo privado a lo público, y de lo público a lo privado. Nos presenta a un Alfonso Reyes cercano, de carne y hueso, dando fe del papel protagónico que desempeñó en la modernización cultural y educativa de nuestro país. Pero, sobre todo, confirma la premisa del título: conocer la vida y obra de Alfonso Reyes significa certificar su vigencia y constatar su compañía. �Mal de libros: mar de amores 1 Arcelia Lara Covarrubias A un siglo de haber escrito su Visión de Anáhuac (1519), en 2015 la Universidad Autónoma de Nuevo León, su Facultad de Filosofía y Letras, la Secretaría de Producción Editorial y la Capilla Alfonsina de Monterrey convocaron a un grupo de estudiosos de la obra de Alfonso Reyes para comentar esta obra con la que se inauguró la serie Una Lectura Crítica en 2016. A partir de entonces, cada año fue sumándose un libro más. En el 2017 aparece Ifigenia cruel; en 2018, El plano oblicuo; en 2019, Cartones de Madrid; en 2020, Calendario; y en 2021, la Oración del 9 de febrero. Estas obras, también con algunas salvedades, pertenecen al que denominamos período madrileño. Estamos hablando de la época que Reyes caracterizó como la “edad de plata” porque en ella se conjuntaban los escritores de las generaciones del 98, los del novecentismo y los primeros vislumbres de la promoción del 27. Para nuestro autor esta etapa abarca una década, que va de 1914 a 1924; éste fue un período de intensa productividad textual en la que el mismo Reyes se caracteriza como “galeote literario”, pues entre sus trabajos en la Escuela de Altos Estudios dirigida por Ramón Menéndez Pidal, ciertas colaboraciones en la Revista de Filología Española, la Revue Hispanique y el Boletín de la Real Academia, así como sus colaboraciones regulares en los periódicos España, Imparcial y El Sol, su pluma no tenía asueto. A este trajín había que sumarle que, por encargo de Calleja, traducía y preparaba algunas ediciones populares de los clásicos. No pensemos, sin embargo, que la maldición bíblica de ganar el pan con el sudor de la frente adulteraba su ánimo porque, aunque indudablemente fueron días difíciles, parecía que la abrumadora carga del trabajo que a veces le hacía escribir a vuelapluma sirvió de acicate a su Texto leído el 1 de junio de 2022 en la Capilla Alfonsina de CDMX como parte de los eventos de colaboración "De Capilla a Capilla", dentro del marco del Festival Alfonsino. 1 �ingenio, pues, además de sus ya muchas ocupaciones, siempre se dio tiempo para atender su obra creativa. Gracias a esa incansable labor han sido posibles numerosas páginas de delectable lectura y estudio, como éstas que ahora presentamos. Visión de Anáhuac (1519) es, como lo definiera Minerva Margarita Villarreal, un poema en prosa que “genera un sentimiento múltiple, entre la adoración y el duelo, que mana de la contemplación”. O también podemos asirnos de la cita del poeta francés Saint-John Perse, que Alicia Reyes traduce y con la que cierra su ensayo: “En el punto sensible de mi frente en donde el poema se establece, inscribo este canto de todo un pueblo”. Este texto fue escrito en 1915, año que, nos apercibe Adolfo Castañón, establece un juego capicúa con el indicado en el título, funciona como puerta de entrada a los pueblos originarios de América; en él asistimos a un emparejamiento de dos visiones del mundo, la propiamente americana con sus mitos cosmogónicos que quedan en su cotidianidad y la de la religión cristiana conquistadora. Como nota al calce he de decir que al juego detectado por Castañón habría que sumarle, pienso, el año en que comienza a gestarse esta serie: 2015, que es, también, una puerta abierta y que nos permite entrar a los que hemos colaborado comentando alguna de estas obras. Ifigenia cruel es una pieza dramática en la que Alfonso Reyes cultiva el antiguo interés por la tragedia ática que manifestara en “Las tres Electras del teatro ateniense” desde su primera obra publicada: Cuestiones estéticas. Si en aquel entonces el ensayo le garantizaba participar del “banquete de la civilización”, entrando a la discusión que iniciara Walter Pater y que continuaría Nietzsche; ahora, en un acto más intrépido que arrojar sus cuartos al as de Eurípides, compone este poema dramático en el que, de acuerdo con la lectura de Alfonso Rangel Guerra, la acción es el evento en que el acontecer se manifiesta, enfrenta la revelación y el destino. No se trata, sin embargo, de una mera reelaboración del mito; Ifigenia cruel, la obra que captaría a Reyes de cuerpo entero, según Borges, aventaja un tanto al dramaturgo, pues, como observa Carlos García Gual, en la propuesta alfonsina a los mandatos divinos se enfrenta la decisión humana. Reyes apunta: “Por más que Orestes se presente como portador de una orden de Apolo, el dios de Delfos, tan garante del orden patriarcal, no se inmiscuye en el asunto”. La actualización del planteamiento de la tragedia clásica tiene resonancias que nos transportan a un referente no expresado pero fácilmente detectable. No es extraño, entonces, que casi todos los comentaristas identifiquen a Reyes con Ifigenia, porque 62 igual que la protagonista, el escritor podría decir: “Huyo de mi recuerdo y de mi historia, / como yegua que intenta salirse de su sombra”; y, así, ante la �invitación que Vasconcelos le hiciera de regresar a México, contesta con un contundente “No quiero”, como el que Ifigenia dio a Orestes. El plano oblicuo es una de esas obras cuya factura no es totalmente madrileña; de los relatos que se reúnen bajo este título, según el repaso que hace Ernesto Lumbreras, tres de ellos, los fechados en 1910, se escribieron en México, y de cuatro más, los de 1913, no se sabe si se escribieron acá o en París, aunque, como el mismo Reyes registra en la Historia documental de mis libros, la obra en su totalidad fue retocada y preparada para su publicación en Madrid. Varias de las colaboraciones se centran en “La cena”, el relato con el que Reyes abre y que suele emparentarse, según cinco de los textos de la lectura crítica, con Aura de Carlos Fuentes porque se perciben, dice Ludivina Cantú, “murmullos o voces textuales” que van del cuento a la novela delatando el aire de familia. Sobre el texto en su conjunto, hay que señalar que uno de los rasgos que más destaca es su vanguardismo; ya lo señala Georgina García Gutiérrez Vélez: “Reyes indaga en la forma del cuento y en la percepción de la realidad. Se sitúa lejos del realismo decimonónico, de la mímesis clásica y se aproxima a la écfrasis”. Cartones de Madrid y Calendario son obras que por su tipología textual, su estilo de concisa potencia expresiva y la intención derivada del “prejuicio de la retina” que delató Reyes, podemos presentar juntas. Cierto que el corte de los textos es de muy diferente índole. El primero, los Cartones, se nutre de la enciclopedia viva de la calle; aquí Reyes, dice Héctor Perea, ha “caído desde el principio en el caldero donde mejor se cuece el espíritu del pueblo”. Los retratos o cartones presentan a un madrileño más cercano al Lazarillo con sus penurias y picardías que a un escudero envarado en la pretensión de honorabilidad. En esta obra domina la vista, el trazo goyesco que lleno de —nuevamente cito a Perea— “las sombras más grotescas e intemporales” alterna con la luminosidad de la expresión. En Calendario, en cambio, se decanta por una perspectiva más estética, pues, como sostiene Evodio Escalante, Reyes es “un hombre entregado de modo preferente al cultivo y disfrute de la belleza” y, líneas adelante, “el esteta se asume, de modo consciente o no, como un disruptor”. Al privilegiar la belleza como valor supremo, frente a la verdad o el bien, no evade lo real sino que lo pondera desde la distancia, como materia prima del arte, pero renunciando a cualquier folclorismo sentimental. En Calendario el registro artístico es amplio; José Roberto Mendirichaga y Julieta Yascara Leo dan cuenta de las referencias arquitectónicas, dancísticas, musicales, pictóricas, escultóricas, teatrales, fílmicas y, por supuesto, literarias. Con esta obra se cierra el período madrileño que se constituye como “bitácora de un largo viaje geográfico y simbólico”, como apunta Víctor Barrera Enderle. Finalmente, la obra con que concluye la serie es la Oración del 9 de febrero, que podríamos caracterizar, con Antonio Colinas, como un “canto fúnebre”. Aunque el texto fue escrito en Buenos Aires, podemos suponer que, desde sus años en Madrid, había estado fraguando la idea de elaborar la imagen de su padre, retrato que en intención y acento se deslinda del que su hermano Rodolfo presentó en sus Memorias publicadas en 1929, según la esclarecedora reconstrucción de los hechos que nos regala Javier Garciadiego en su comentario. Esta fragua en el caldero de las “cuentas pendientes” había estado cercada 63 �por el silencio, ni siquiera en su Diario don Alfonso la menciona, pero sin duda había estado trabajando esa “poética de la memoria”, como la llama Beatriz Saavedra Gastélum, y no fue sino hasta 1930 que se dio a la tarea de concretar esa obra tan personal, una de las más conmovedoras de la pluma alfonsina. A pesar de que en estas páginas las líneas se enclavan por la emoción, eligen una puerta atemperada para salir, pues, como bien indica Alberto Henríquez Perea, a nuestro autor “no le gustaba alzar el velo de lo íntimo, de lo privado, aunque sabía del interés que había en ello”. Quizás por este motivo, la Oración durmió el sueño de los justos durante más de tres décadas y no fue sino hasta 1963 que conoció la luz gracias a Manuelita, la esposa, que la salvó del olvido. En las obras de Alfonso Reyes consideradas para la serie Una Lectura Crítica nos apercibimos del dispendioso ejercicio del discurso. Aquí convive la crónica con las memorias y el relato, el drama con la poesía, la prosa poética con la nota histórica, la recreación lúdica con ribetes que señalan un análisis riguroso previo, la crítica de arte impresionista con el señalamiento teórico de profundo alcance y, por supuesto, el ensayo, género que renuncia al espejismo del texto cerrado y que nuestro autor cultivó con insistencia y del que nos muestra sus matices, sus variedades en un juego caleidoscópico delirante. En uno de los ensayos que se incluye en Calendario, Reyes nos dice que así como hay un mal de amores, hay también un mal de libros, esa morbilidad que tiene a los lectores de claro en claro y de turbio en turbio gastándose los ojos ante manojos de hojas impresas. Evidentemente don Alfonso habla de un afecto profundamente arraigado en él, eso se nota en su fecunda textualidad. Habrá que añadir que ese mal de libros se contagia: así me explico que 52 autoras y autores se hayan dado cita para hablar de este sexteto alfonsino. Reparemos en ciertas características de los colaboradores: por su formación se encuentran lingüistas, estudiosos de literatura, historiadores, filósofos, abogados, politólogos, helenistas, comunicadores; por oficio hay traductores, poetas, narradores, ensayistas, maestros, críticos, investigadores, académicos de la lengua, periodistas, editores y artistas visuales. Además de diferentes latitudes mexicanas, las colaboraciones llegaron de España, Brasil, Estados Unidos, Canadá, Chile, Colombia y Argentina. Y así como son variados los perfiles de las y los ensayistas, así también son varios los puntos de inflexión desde los que cada quien comenta la obra de Reyes, aunque esto no impide que, con cierta frecuencia, los textos se enlacen y establezcan un diálogo en el que se nota continuidad, simpatías y también a veces diferencias. En la lectura crítica que presentamos encontrarán ensayos de crítica, estudios literarios, notas biográficas e históricas, recreaciones e, incluso, poemas, como en el caso del comentario a la Oración del 9 de febrero que hace José Javier Villarreal quien, a manera de antiestrofa, luego de leer a un Reyes que construye la 64 imagen de su padre, con sus versos hace una prolongación transitando, ahora, hacia los hijos. �Más allá del lujo discursivo que supone el comentario en forma de un texto, cualquiera, en el caso de quienes nos reunimos en torno a Reyes, el mal de libros se convierte en mal de amores, y es que el atractivo estético y el amplísimo registro de la voz alfonsina es capaz de constelar a un grupo tan nutrido como diverso de reyófilos. Evidentemente este proyecto no se hubiera concretado sin el generoso concurso impulsado por las dos Capillas alfonsinas, la de Monterrey y ésta de la Ciudad de México, sin el entrañable entusiasmo de los dos javieres, el de allá y el de acá, y sin la tutela que desde la inmensidad ejercen sus dos antecesoras: Alicia Reyes y Minerva Margarita Villarreal, así como la de Alfonso Rangel Guerra, trío o trinidad cuyo aliento nos alienta. Me gusta pensar que los reunidos en estas obras nos sentimos congregados más que por un interés académico, por una vocación, por un afecto. Hace años, en un evento semejante a éste, aquí mismo, algún participante dijo que el ensayo era la práctica textual propicia para la camaradería; estaba hablando de la amistad que don Alfonso había entablado con artistas e intelectuales españoles desde sus años de Madrid, pero que se había continuado y nutrido acá en su (nuestro) país, cuando fue presidente de la Casa de España en México. Con esta lectura crítica ensayamos un acercamiento a Reyes, pero también nos reconocemos entre nosotros, formamos una especie de cofradía alfonsina que es la indicación de que nos sentimos imantados por la misma causa, de que nuestras cuerdas lectoras se tensan de manera semejante y vibran con un tempo que se acompasa al calor de la letra de don Alfonso. Nuestro mal de libros se rebosa y nos instala en un mal, o mejor, en un mar de amores. 65 �a la mesa con Reyes Alfredo Iván Mata E ntre el 16 y el 31 de mayo se llevó a cabo el Festival Alfonsino, una tradición dentro de nuestra Universidad Autónoma de Nuevo León. En esta edición, en la que se volvió a la modalidad presencial, la Capilla Alfonsina Biblioteca Universitaria aco- gió un número récord de eventos, los cuales convocaron un total de 755 asistentes, además de otras 7,371 personas que siguieron las transmisiones por nuestras redes sociales. Un programa muy nutrido de conferencias, mesas redondas, presentaciones y exposiciones, que comenzó con la ponencia “Los albores de la modernidad”, a cargo de José Javier Villarreal, director de este recinto, sobre la estancia de Alfonso Reyes en Brasil, en los años treinta del siglo pasado; su contacto con los intelectuales y artistas de aquellos lares que en ese momento fraguaban lo que a la postre se convertiría en el modernismo brasileño. Al día siguiente, el vestíbulo principal se engalanó con la presencia de Liliana Weinberg, la más reciente recipiendaria del Premio Internacional Alfonso Reyes, prestigiosa ensayista que nos compartió la charla titulada “Un diálogo con Alfonso Reyes”, en la que dejó una serie de reflexiones sobre el quehacer intelectual y académico, siempre equiparándolo con la obra literaria de Reyes. Adolfo Castañón, Coral Aguirre y Sebastián Pineda intercambiaron una serie de opiniones sobre las semejanzas y encuentros entre Alfonso Reyes y George Steiner, en una mesa moderada por Víctor Barrera Enderle. Steiner, quien recibió el Premio Internacional Alfonso Reyes en 2007, fue una figura indispensable para el humanismo de finales del siglo XX, como Reyes lo fuera para la primera mitad del mismo. Adolfo Castañón, también Premio Internacional Alfonso Reyes en 2018, nos compartió algunas anécdotas de su relación con Steiner, así como el discurso que aquél leyó en la recepción del premio, de cuya traducción él se encargó. �El día jueves 19 de mayo se realizó una amena e interesante conferencia impartida por Georgina García que tituló “Alfonso Reyes y Carlos Fuentes. Simpatías y coincidencias”, en la que hizo un repaso de la cercana relación que hubo entre estos dos personajes protagonistas de las letras mexicanas, la influencia que tuvo la obra e ideas de don Alfonso en la obra de Fuentes, así como su vital amistad y numerosos tributos. Aprovechando el tema de Carlos Fuentes, al finalizar el evento de Georgina García, se inauguró en el vestíbulo posterior de nuestra biblioteca la exposición titulada Fuentes: La mirada de las letras, que consta de una serie de retratos del escritor tomados en 2007 por César Saldívar, fotógrafo regiomontano radicado en Madrid, quien estuvo presente para cortar el listón junto a nuestras autoridades universitarias, guiar el recorrido inicial de las fotografías y contar un par de anécdotas personales de su encuentro con el gran novelista mexicano. El viernes 20 de mayo fuimos anfitriones de la presentación de una recopilación de trabajos de la Red Nacional de Mujeres Alfonsinas, titulada “Voluntad y representación. Perspectivas críticas sobre la obra de Alfonso Reyes”. Sus editoras, Beatriz Saavedra Gastélum y Ludivina Cantú Ortiz, prestigiosas académicas quienes además forman parte de dicho proyecto, nos hablaron de la importancia que tiene el concentrar la voz de mujeres en torno a los estudios alfonsinos para abrir nuevas sendas de estudio y perspectivas críticas. Los libros del deseo, título que recopila versiones revisadas de seis obras de Minerva Margarita Villarreal, fue presentado el lunes 23 por el crítico y poeta Evodio Escalante, Ludivina Cantú Ortiz y Carlos Lejaim Gómez. Los textos que cada presentador leyó se incluyen en este número de Interfolia, así como también la conferencia de Claudia Dias Sampaio, titulada “Alfonso Reyes y el modernismo no-vanguardista en Brasil”, que acaeció al día siguiente; y los trabajos de los poetas y traductores Eduardo Langagne y Blanca Luz Pulido, que dieron pie a una muy nutrida e interesante conversación sobre la traducción y la lengua en general, titulada “Alfonso Reyes y la lengua portuguesa”, moderada por José Javier Villarreal, que se ofreció el miércoles 25. Al día siguiente se presentó el más reciente libro de Javier Garciadiego: Sólo puede sernos ajeno lo que ignoramos. Ensayo biográfico sobre Alfonso Reyes. Su autor, el capellán de la Capilla Alfonsina de la Ciudad de México, ilustró a los asistentes sobre su vasto conocimiento de la vida del Regiomontano Universal, en una mesa en la que lo acompañó su homólogo de nuestra Capilla Alfonsina de la UANL, José Javier Villarreal, además de Ludivina Cantú Ortiz y Víctor Barrera Enderle, todos ellos reconocidos reyistas. Las palabras de Víctor Barrera se incluyen en esta Interfolia. El viernes 27 de mayo nos acompañaron de nuevo Beatriz Saavedra Gastélum, Ludivina Cantú Ortiz y la escritora Coral Aguirre, junto a Rosa Guadalupe García, en una mesa que presentó el libro Alfonso Reyes y las mujeres de su tiempo, el cual recopila las memorias del coloquio del mismo nombre, llevado a cabo del 8 al 13 de marzo de 2020 en múltiples sedes. Se trata de una revisión de Reyes como ateneísta, helenista, humanista, poeta, traductor, crítico y diplomático, desde una perspectiva de género, además de un 67 �José Javier Villarreal Georgina García José Javier Villarreal, Sebastián Pineda, Adolfo Castañón, Coral Aguirre y Víctor Barrera Enderle con estudiantes y profesoras de la Preparatoria 9. 68 68 Beatriz Saavedra Gastélum, Ludivina Cantú Ortiz, Rosa Guadalupe García y Coral Aguirre con estudiantes y profesores de la Facultad de Filosofía y Letras. �esfuerzo conjunto entre la UANL y el Instituto Nacional de Bellas Artes y Literatura, a través de la Coordinación Nacional de Literatura, quienes hicieron posible tanto el coloquio como dicha publicación. Una nueva edición de la Oración del 9 de febrero, texto emblemático de Alfonso Reyes, con ilustraciones del artista oaxaqueño Darío Castillejos, fue presentada el lunes 30 por la directora del Fondo Editorial Nuevo León, Carolina Farías, el director de publicaciones de la UANL, Antonio Ramos Revillas, y el crítico y escritor Héctor Perea, quien aprovechando el motivo de la publicación dio un repaso por la historiografía alrededor de la Decena trágica y sus protagonistas, y las consecuencias que tuvo en el devenir de Alfonso Reyes, comenzando por su exilio, así como la influencia posterior de ese momento en la personalidad de Reyes y en sus letras. El evento que cerró la participación de nuestra Capilla en esta edición del Festival Alfonsino fue la presentación del poema “Sol de Monterrey” en un cuaderno con ilustraciones obra de los artistas plásticos Rufino Tamayo, Alfonso Reyes Aurrecochea, Juan Carlos Merla, Armando López, Saskia Juárez y Elvira Gascón, en una edición cuidada por el artista regiomontano Alfonso Reyes Martínez, quien estuvo acompañado en la mesa por Antonio Ramos Revillas y la editora Jessica Nieto. Esta edición incluye, además, la traducción al inglés del mismo poema, la cual se le atribuye al célebre escritor Samuel Beckett 69 y que fuera una encomienda para una antología ideada por Octavio Paz a mediados del siglo pasado. La publicación se distribuyó de manera gratuita entre los asistentes. 69 �Reyes visto desde nuevos horizontes, desde nuevas perspectivas; Reyes dialogando con otros autores, otras figuras; el Reyes humano, familiar, con el mítico, el escritor, el diplomático, el poeta, el periodista, el joven y el viejo. Esta edición del Festival nos dejó múltiples y enriquecedores diálogos que acrecentaron el legado de don Alfonso, en aras de su misión y labor humanista que debemos mantener vigente y continuar. Durante esos doce días de intensa actividad nos acompañaron maestros y estudiantes de las preparatorias 1, 9, 15, 16 19, 20 y 22, así como de las Facultades de Ciencias Físico Matemáticas, Trabajo Social y Desarrollo Humano, y Filosofía y Letras. La Capilla Alfonsina Biblioteca Universitaria se siente agradecida con la presencia de todos ellos. En algunas ocasiones otras dependencias se sumaron a nuestro quehacer alfonsino, como fue el caso de la Facultad de Filosofía y Letras y de la Editorial Universitaria, que nos dieron la oportunidad de acoger sus actividades en sinergia con nuestro equipo de trabajo. Como ya se mencionó, algunas de las palabras presentadas se recopilan en este número especial de Interfolia que, por cuestión de espacio, no pudo incluirlas todas. Sin embargo, la Capilla Alfonsina agradece una vez más a cada uno de los participantes, asistentes y colaboradores, su trabajo, tiempo y dedicación para mantener vigente la obra y figura de don Alfonso Reyes, nuestro Regiomontano Universal. 70 Jessica Nieto, Alfonso Reyes Martínez y Antonio Ramos Revillas �César Saldívar y José Javier Villarreal Carolina Farías, Héctor Perea y Antonio Ramos Revillas �El oro de los tigres Cuaderno de un retorno al país natal (Fragmento) Aimé Cesaire Traducción de José Luis Rivas y Lorraine Karnoouh El oro de los tigres X Lo que es mío es un hombre solo encarcelado de blanco es un hombre solo que desafía los gritos blancos de la muerte blanca (toussaint, toussaint louverture) es un hombre solo que fascina al gavilán blanco de la muerte blanca es un hombre solo en la mar infecunda de arena blanca es un viejecito negro sublevado contra las aguas del cielo La muerte describe un círculo brillante encima de este hombre la muerte siembra estrellas suavemente encima de su cabeza la muerte sopla, loca, en el cañamelar maduro de sus brazos la muerte galopa en la prisión como un caballo blanco la muerte brilla en la sombra como los ojos de los gatos la muerte hipa como el agua bajo los Cayos la muerte es un pájaro herido la muerte decrece la muerte vacila la muerte es un tajasú espantadizo la muerte expira en una blanca balsa de silencio. �� 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 Interfolia Description An account of the resource Interfolia difunde ensayos e investigaciones del área de humanidades (arte, literatura) y ciencias sociales (filosofía e historia), así como creación literaria. Sobre todo, y continuando con el perfil inicial que la revista tenía en la década de los cincuenta, publica estudios especializados sobre la obra de Alfonso Reyes, análisis de obras literarias y da a conocer el acervo de la Capilla Alfonsina Biblioteca Universitaria de la UANL. 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 Interfolia Año de publicación El año cuando se publico 2022 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 3 Número Número de la revista 5 Mes de publicación Mes cuando se publicó Enero-Junio Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Semestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1751858&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 Interfolia, 2022, Año 3, No 5, Enero-Junio Creator An entity primarily responsible for making the resource Cavazos Garza, Israel, 1923-2016, Director Subject The topic of the resource Poesía Literatura Publicaciones periódicas Bibliotecas Capilla Alfonsina Biblioteca Universitaria Cultura Description An account of the resource Interfolia difunde ensayos e investigaciones del área de humanidades (arte, literatura) y ciencias sociales (filosofía e historia), así como creación literaria. Sobre todo, y continuando con el perfil inicial que la revista tenía en la década de los cincuenta, publica estudios especializados sobre la obra de Alfonso Reyes, análisis de obras literarias y da a conocer el acervo de la Capilla Alfonsina Biblioteca Universitaria de la UANL. Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Villarreal, José Javier, 1959, Director Cárdenas Pérez, Nancy, Edición Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/01/2022 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2020971 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa/por Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., México Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Adolfo Castañón Alfonso Reyes Minerva Margarita Villarreal Poesía brasileña Premio Internacional Alfonso Reyes Ronald de Carvalho https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/465/20866/Red_Urban_Norte_Sur_-_Iberoamerica_2021_Ano_7_No_7_Octubre.ocr.pdf e42e9742826082aa425e1e48a4646399 PDF Text Text ed NORTE SUR - IBEROAMÉRICA EDICIÓN BINACIONAL UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE ARQUITECTURA CUERPO ACADÉMICO DE ASUNTOS URBANOS AÑO VII Nº 7 OCTUBRE DE 2021 UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO FACULTAD DE ARQUITECTURA, CONSTRUCCCIÓN Y DISEÑO DEPARTAMENTO DE PLANIFICACIÓN Y DISEÑO URBANO MÉXICO - CHILE CONVENIO EDITORIAL INTERNACIONAL �UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE ARQUITECTURA CUERPO ACADÉMICO DE ASUNTOS URBANOS Portada: Sitio desconocido entre montañas, con un cielo púrpura que cierra el día y da la bienvenida a la noche. Las calles se encienden. Fotografía: Felix Mittermeier desde Pexels UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO FACULTAD DE ARQUITECTURA, CONSTRUCCCIÓN Y DISEÑO DEPARTAMENTO DE PLANIFICACIÓN Y DISEÑO URBANO EDICIÓN BINACIONAL PUBLICADA POR: CUERPO ACADÉMICO DE ASUNTOS URBANOS FACULTAD DE ARQUITECTURA - UANL DEPARTAMENTO DE PLANIFICACIÓN Y DISEÑO URBANO FACULTAD DE ARQUITECTURA, URBANISMO Y CONSTRUCCIÓN – UBB Revista RED URBAN. Norte Sur - IberoAmérica, es una publicación académica, periódica, seriada y binacional, que surge como resultado de un Convenio Editorial Internacional, generado entre la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL), de Monterrey, México, y la Universidad del Bio Bio (UBB), de Concepción, Chile, a instancias del trabajo desarrollado en el Programa de instauración del Consejo Consultivo Internacional (CCI) de la Facultad de Arquitectura de la UANL Editada por el Cuerpo Académico de Asuntos Urbanos de la Facultad de Arquitectura de la Universidad Autónoma de Nuevo Léon, UANL de Arquitectura, Construcción y Diseño de la Universidad del Bio Bio, UBB, de Concepción, Chile, Red URBAN. NorteSur - IberoAmérica, es una publicación semestral, de responsabilidad compartida que corresponde, alternadamente, a la edición mexicana a publicarse en el mes de Abril (1er semestre) y a la edición chilena a publicarse en el mes de Octubre (2º semestre) de cada año, respectivamente. Este Convenio Editorial Internacional, viene a complementar el Convenio de Cooperación Académica entre la UANL y la UBB Rectores Sr. Luis Galán Wong, de la Universidad Autónoma de Nuevo León y el Sr. Hilario Hernández Gurruchaga, de la Universidad del Bio Bio y cuyo Decreto Exento Nº 2816 UBB quedó tramitado el 06 de Octubre de 2003. BI-NATIONAL EDITION PUBLISHED BY: CUERPO ACADÉMICO DE ASUNTOS URBANOS FACULTAD DE ARQUITECTURA - UANL DEPARTAMENTO DE PLANIFICACIÓN Y DISEÑO URBANO FACULTAD DE ARQUITECTURA, URBANISMO Y CONSTRUCCIÓN – UBB RED URBAN. Norte Sur - IberoAmérica, is an academic, periodic, serial and bi-national publication, which is the result of an International Convention Editorial generated between the Universidad Autonoma de Nuevo Leon (UANL), Monterrey, Mexico, and the University of Bio Bio (UBB), Concepción, Chile, at the behest of the work done in the establishment of the International Program Advisory Council (ICC) of the Faculty of Architecture of the UANL, signed in October 2012. Universidad Autónoma de Nuevo León, UANL, Monterrey, México and the Department of Urban Planning and Design, Faculty of Architecture, Construction and Design at the University de Bio Bio, UBB, Concepción, Chile, Red URBAN. Norte Sur IberoAmérica, is a biannual publication, shared responsibility that, in turn, to the Mexican edition to be published in the month of April (1st semester) and the Chilean edition to be published in the month of October (2nd semester) of each year, respectively. UANL and UBB, which was signed on August 6, 2003 in the cities of Monterrey -Conception, between the Guiding Luis Galán Wong, of the Universidad Autónoma de Nuevo León and Mr. Hilario Hernández Gurruchaga, Universidad del Bio Bio and which Exempt Decree No. 2816 UBB was processed on October 6, 2003. �UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON Facultad de Arquitectra Facultad dede Arquitectura Cuerpo Académico Asuntos Urbanos Cuerpo Académico de Asuntos Urbanos UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO UNIVERSIDAD BIO BIOy Diseño Facultad de Arquitectra,DEL Construcción Facultad de Arquitectura, Construcción y Diseño Departamento de Planificación y Diseño Urbano Departamento de Planificación y Diseño Urbano Red URBAN. Norte Sur - IberoAmérica EDITOR UANL EDITOR UANL EDUARDOEDUARDO SOUSA GONZALEZ SOUSA GONZÁLEZ EDITOR UBB EDITOR UBB ALFREDO PALACIOS ALFREDO PALACIOS BARRA BARRA COMITÉ EDITORIAL Mª Teresa Ledezma Elizondo, Universidad Autónoma de Nuevo León, México Daniel González Spencer, Universidad Autónoma de Nuevo León, México José Rosas Vera, Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile Francisco Fabela Bernal, Universidad Autónoma de Nuevo León, México Carlos Marmolejo Duarte, Universidad Politécnica de Catalunya, España María Gemma Sánchez, Universidad de Misiones, Argentina Juan Calatrava Escobar, Universidad de Granada, España Eduardo Sousa González, Universidad Autónoma de Nuevo León, México Alfredo Palacios Barra, Universidad del Bio Bio, Chile COMITÉ CIENTIFICO Sergio Baeriswyl Rada, Universidad del Bio Bio, Chile Edel Cadena Vargas, Universidad Autónoma del Estado de México, México Iván Cartes Siade, Universidad del Bio Bio, Chile Aguedita Coss Lanz, Universidad Central de Venezuela, Venezuela Fagner Dantas, Sociedad Brasileira de Urbanismo, Brasil Hans Fox Timmling, Universidad de Santiago de Chile Pablo Fuentes Hernández, Universidad del Bio Bio, Chile Roberto Gooycolea Prado, Universidad de Alcalá de Henares, España Francisco Herrera Clavero, Universidad de Granada, España Luis Inostroza Pino, Universidad de Dresden, Alemania Cristina Malfa del Grosso, P. Casco Antiguo Ciudad de Bs. Aires, Argentina Diagramación: Osvaldo Caro Sáez Juan Hinojosa Webmaster: Departamento Mario Vial Sáezde Imagen FARQ Traducción: Maureen Kelly RealizadaTrebilcock por los autores Apoyo SIG: Laboratorio de Estudios Urbanos (LEU-DPDU-UBB) Impresión: Trama Impresores S.A. Avda. Colón 7845, Hualpén, Chile, www.tramaimpresores.cl �ÍNDICE / CONTENTS EDITORIAL 5 EDITORIAL ASUNTOS URBANOS BINACIONALES 7 BINATIONAL URBAN ISSUES • Configuración del paisaje geográfico per- 8 iférico de la Ciudad de Concepción. Un caso del ámbito natural. Marcela Leyton Canto. Chile. • Humedal urbano en Punta Arenas: un si- 18 tio prioritario para la conservación. Génesis del proyecto “Parque Ecológico Humedal Tres Puentes”. Luis Inostroza Pino. Chile. • Calidad de vida urbana en Monterrey: hacia 33 un modelo cualitativo. Ana Cristina García-Luna Romero, Eduardo Sousa-González. México. • Aproximación histórico-conceptual a los 42 imaginarios urbanos. Abiel Treviño Aldape. México. • Lebu: minería del carbón y evolución ur- 50 bana desde 1862 a la actualidad. Leonel Pérez Bustamante, Carla Valenzuela Campos. Chile. • Agricultura urbana en la ciudad de Valdiv- 66 ia, Chile. Una nueva alternativa empresarial. Beatriz Vera Oyarzún. Chile. INSTRUCCIONES 73 • Configuration of the periphery geographical landscape of the City of Concepción. A case of the natural field. Marcela Leyton Canto. Chile. • Urban wetland in Punta Arenas: a relevant site for conservation. The genesis of the “Parque Ecológico Tres Puentes” project. Luis Inostroza Pino. Chile. • Quality of urban life in Monterrey: towards a qualitative model. Ana Cristina García-Luna Romero, Eduardo Sousa-González. Mexico. • Historical-conceptual approach to urban imaginaries. Abiel Treviño Aldape. México. • Lebu: coal mining and its urban evolution since 1862 to the present. Leonel Pérez Bustamante, Carla Valenzuela Campos. Chile. • Urban agriculture in Valdivia city, Chile. A new small enterprise alternative. Beatriz Vera Oyarzún. Chile. INSTRUCTIONS CINTILLO LEGAL RED URBAN NORTE SUR - IBEROAMÉRICA, Año 7, No. 7, octubre 2021 - abril 2022, es una publicación semestral editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través del Cuerpo Académico de Asuntos Urbanos de la Facultad de Aquitectura, en San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México, el Departamento de Planificación y Diseño Urbano de la Facultad de Arquitectura, Construcción y Diseño de la Universidad del Bío-Bío, UBB, de Concepción, Chile y el Departamento de Geografía de la Facultad de Filosofía y Letras de la Universidad Autónoma de Madrid. UANL: Pedro de Alba S/M, San Nicolás de los Garza, CP: 66455, Nuevo León, México, Tel: (81) 8329-4160, www.arquitectura.uanl.mx. UBB: Av. Collao 1202, Casilla 5-C, CP: 4051381, Concepción, Chile, Tel: (56-41)3111200, www.ubiobio.cl. Editor responsable: Arq. Juan Ángel Hinojosa Torres. Reservas de Derechos al Uso Exclusivo No. 04-2020-042416011600-203, ISSN red de cómputo: en trámite con el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización de este número: Arq. Juan Ángel Hinojosa Torres, coordinador del Depto. Ediciones y Publicaciones de la Facultad de Arquitectura, Universidad Autónoma de Nuevo León. Fecha de última modificación: 31 de octubre 2021. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Queda prohibida su reproducción parcial o total de los contenidos e imágenes de la publicación. �EDITORIAL L a revista Red URBAN. Norte Sur-IberoAmérica inicia sus actividades en el año de 2015, como un producto de orientación académica entre la Facultad de Arquitectura del Construcción y Diseño, Departamento de Planificación y Diseño Urbano de la Universidad del Bio Bio, en Concepción, Chile y el Cuerpo Académico Consolidado de Aspectos Urbanos CAC-207 perteneciente a la Facultad de Arquitectura, de la Universidad Autónoma de Nuevo León, en Monterrey, Nuevo León, México; todo esto como resultado de la instauración y consolidación del Consejo Consultivo Internacional CCI de la Facultad de Arquitectura de la UANL, el cual fue firmado en octubre del año 2012. Precisamente es en este primera reunión del Consejo CCI en que se acepta el convenio editorial Internacional entre La UANL y la Universidad del Bio Bio de Concepción Chile; una vez aceptado el convenio por el CCI, quedaron como representantes el Dr. Alfredo Palacios Barra por la UBB y el Dr. Eduardo Sousa-González por la UANL. Es en este año 2021, mes de septiembre, que de nuevo se reúne de nuevo el Consejo Consultivo Internacional CCI, ahora en forma virtual, con el fin de dar seguimiento a las tareas académicas y de investigación que se han impulsado, en donde la Revista Red URBAN. Norte Sur-IberoAmérica está celebrando sus primeros siete años de vida productiva 20152021, publicando año con año su número correspondiente; esto, aún y con las vicisitudes sanitarias y pandémicas que han impactado negativamente en toda la esfera mundial. Es en este contexto pandémico de características globalizantes, donde Red URBAN. Norte Sur-IberoAmérica ahora en este nuevo número publica seis trabajos de investigación inéditos, elaborados por académicos investigadores de carrera; los cuales tienen visiones disciplinares espaciales vinculadas a sus líneas de investigación diferenciadas, enfocándose, cada uno de ellos, en virtud del lugar, la temática y del objeto espacial específico de intervención; ya que todos los trabajos de investigación aquí expuestos, provienen de diferentes partes del mundo: El primero de ellos es el que presenta la profesora y naturalista Marcela Leyton Canto, de la Universidad Austral de Chile, titulado: Configuración del paisaje geográfico periférico de la ciudad de concepción. Un caso del ámbito natural, en donde desde la perspectiva de la investigadora se busca presentar la metodología de información necesaria para asegurar la sustentabilidad ambiental de la Reserva Nacional Nonguén, definida como un área natural periférica de la Ciudad de Concepción, Chile. Bien se sabe que abordar la reconstrucción del territorio periurbano, más allá de los tejidos centrales, requiere un nuevo ciclo de reforma urbana, impulsado desde una visión territorial solidaria en equilibrio con el entorno natural, paisajístico y agrario-forestal y sensible a los valores culturales pre-existentes. En este análisis, se plantea elaborar una propuesta de marco regulatorio que contribuya a la sustentabilidad ambiental y turística de la Reserva Nacional Nonguén, mediante la promoción de la calidad de vida de los habitantes urbanos y la protección del territorio en su área de influencia, que respete y valore su condición de transición entre lo natural y lo urbano. El Doctor, Arquitecto, ExAsesor Urbanista Municipalidad de Punta Arenas, Luis Inostroza Pino, titula su trabajo de investigación: Humedal urbano en punta arenas: Un sitio prioritario para la conservación. Génesis del proyecto parque ecológico humedal tres puentes; enfocándose, como su nombre lo dice en el Humedal de Tres Puentes; el cual está ubicado en la entrada norte de Punta Arenas, es un espacio relevante desde el punto de vista ecológico y hábitat de una numerosa avifauna, uno de los más importantes de la ciudad austral, en la margen septentrional del Estrecho de Magallanes. A fines de la década de los años 90 del siglo pasado, el Humedal estaba seriamente amenazado por su ubicación sobre uno de los principales vectores de crecimiento de la ciudad, en terrenos que habían adquirido plusvalía paulatina, bien por efecto de la obra pública estatal o por el crecimiento vegetativo de la ciudad que incrementaba los valores del suelo con su proximidad. Este trabajo, muestra parte del proyecto inicial de conservación, “Parque Ecológico y Humedal Tres Puentes”, cuyo objetivo principal fue salvaguardar esa importante área ecológica, hoy protegida. El trabajo de investigación presentado por los profesores Ana Cristina García-Luna Romero y Eduardo SousaGonzáles de la Facultad de Arquitectura de la Universidad de Monterrey y la Universidad Autónoma de Nuevo León respectivamente, titulado: Calidad de vida urbana en Monterrey: hacia un modelo cualitativo; indica, según los investigadores, que la ciudad no se vive de manera arquitectónica, sino social, y se va creando a partir de individuos que la cohabitan y, además, las viven. Esta manera se debe de tomar en cuenta desde distintas perspectivas no especializadas en el tema para evitar el sesgo. El trabajo de investigación desarrollado es de tipo cualitativo y corte fenomenológico hermenéutico; plantea como objetivo principal, detectar problemáticas socio-urbanas de carácter público en la Zona Metropolitana de Monterrey (ZMM) Nuevo León, México, con el objeto concreto de conocer la percepción del ser urbano en relación a su calidad de vida urbana. Desde esta perspectiva, resulta necesario cuestionar cómo es que la población vive la ciudad, y de la misma manera, proponer una manera en la que las perspectivas de las personas que viven en la ciudad pueda ser analizada efectivamente. Así, se buscan modelos que estimulen una mejora de la vida urbana y, con ello, disminuir las �EDITORIAL significativas y diversas desigualdades socio-urbanas. Es por esto que los análisis cualitativos de la calidad de vida urbana, el espacio público y la morfología urbana son tan pertinentes. Sistematizar y racionalizar el análisis de vivencias de la población es necesario para lograr tener una perspectiva acerca de estos temas que puedan ser usados al analizar qué es lo que la ciudad necesita. En el caso del Abiel Treviño Aldape profesor-investigador de la Facultad de Arquitectura de la Universidad Autónoma de Nuevo León, presenta una investigación denominada: Aproximación histórico-conceptual a los imaginarios urbanos; donde se menciona que el objetivo general de este trabajo de corte teórico, es profundizar en el conocimiento de los imaginarios urbanos y su importancia, mediante el análisis de autores con formación humanista, que sirve de base fundamental (apuntalada desde diferentes perspectivas disciplinares), al involucramiento de la memoria-remembranza y a los aspectos simbólicos de la ciudad que llegamos a internalizar, sobre lo que nos es significativo y trascendente. Este concepto, abordado por Cornelius Castoriadis, se ha retomado desde diferentes áreas: sociología, geografía, psicología, urbanismo, entre muchas otras. La construcción mental que hacemos de un objeto o lugar, físico o inmaterial, guía nuestros actos y acciones: de aquí la importancia de su estudio para acercarnos al entendimiento de las representaciones mentales que podemos tener acerca de un espacio físico. En el caso de los profesores Leonel Pérez Bustamante y Carla Valenzuela Campos de la Facultad de Arquitectura, Urbanismo y Geografía, Universidad de Concepción, Chile, desarrollan una investigación que titulan: Lebu: minería del carbón y evolución urbana desde 1862 a la actualidad; indicando que la investigación tuvo como objetivo estudiar la evolución urbana y el patrimonio arquitectónico de la ciudad de Lebu. Dos objetivos específicos fueron: Indagar en las distintas etapas o períodos urbanos que tuvo la ciudad, y, estudiar un período clave en la historia en donde la arquitectura alcanza su auge constructivo. Este artículo se enfoca exclusivamente en analizar la influencia de la actividad productiva en la evolución urbana de Lebu, desde sus orígenes hasta la actualidad. Metodológicamente, el trabajo se desarrolló mediante: a) la recopilación de antecedentes a través de fotografías y planimetría histórica y actual, entrevistas a personajes relevantes e historiadores locales y también la escasa bibliografía relacionada con la ciudad; b) el catastro de arquitectura patrimonial, la descripción de los edificios con apoyo de fotografías históricas y actuales, la reinterpretación grafica de edificios expresada en levantamientos arquitectónicos; y, c) el análisis de la evolución urbana reciente de la ciudad y el valor que tiene la arquitectura patrimonial para la comunidad. Además se trabajó transversalmente en las tres etapas a través de la reinterpretación gráfica de planos históricos y levantamientos arquitectónicos. La recopilación y análisis de este conocimiento y su difusión para la comunidad de Lebu y otros interesados es uno de los principales aportes del trabajo. Por último la profesora Beatriz Vera Oyarzún del Instituto de Economía Agraria, Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Austral de Chile, titula su investigación como: Agricultura urbana en la ciudad de Valdivia, Chile. Una nueva alternativa empresarial; menciona que Las microempresas agrícolas urbana se pueden definir, como la agricultura que se realiza al interior o en la periferia de las ciudades. Principalmente son los cultivos hortícolas, los que con mayor frecuencia se pueden encontrar en las zonas densamente pobladas. El objetivo de este estudio, es caracterizar económica, productiva y comercialmente un grupo de empresas dedicadas a la agricultura urbana en la ciudad de Valdivia, capital de la Región Los Lagos, Chile, así como definir el empleo que ellas originan. Para poder realizar esta investigación, primero se aplicó el método “Snowball”, para identificar a los agricultores urbanos de la ciudad. En el sondeo, realizado entre los años 2016 y 2019, se identificó un total de 22 microempresas que cumplían con los requisitos planteados en esta investigación. Se pudo constatar que la agricultura urbana es una fuente importante de empleo permanente en la ciudad de Valdivia, además de ofrecer trabajo temporal en la época estival. Finalmente, los editores de esta revista Binacional Red URBAN. Norte Sur-IberoAmérica, se han comprometido desde el año 2015, a que este proyecto editorial pueda cumplir con el objetivo fundamental de ser una opción real, efectiva y consistente; donde las investigaciones presentadas desde los diferentes ámbitos del mundo, se constituyan en un intercambio serio de disímiles posiciones teóricas; lo cual permita no solo avanzar en el conocimiento de la ciencia urbana y regional que cada vez tiene un mayor grado de complejidad; sino también reflexionar desde los respectivos enfoques disciplinares que cada investigador cultiva. DR. EDUARDO SOUSA GONZÁLEZ Editor UANL-MÉXICO DR. ALFREDO PALACIOS BARRA Editor UBB-CHILE �Asuntos Urbanos Binacionales Imagen de fondo: Area Natural Nonguén y Plan Regulador Comunal (2015), Marcela Leyton Canto �ASUNTOS URBANOS BINACIONALES CONFIGURACIÓN DEL PAISAJE GEOGRÁFICO PERIFÉRICO DE LA CIUDAD DE CONCEPCIÓN. UN CASO DEL ÁMBITO NATURAL Configuration of the periphery geographical landscape of the City of Concepción. A case of the natural field Marcela Leyton Canto 1 Recibido: marzo 2021 Aceptado: agosto 2021 Resumen Este trabajo, busca presentar la metodología de información necesaria para asegurar la sustentabilidad ambiental de la Reserva Nacional Nonguén, definida como un área natural periférica de la Ciudad de Concepción. Bien se sabe que abordar la reconstrucción del territorio periurbano, más allá de los tejidos centrales, requiere un nuevo ciclo de reforma urbana, impulsado desde una visión territorial solidaria en equilibrio con el entorno natural, paisajístico y agrarioforestal y sensible a los valores culturales pre-existentes. En este análisis, se plantea elaborar una propuesta de marco regulatorio que contribuya a la sustentabilidad ambiental y turística de la Reserva Nacional Nonguén, mediante la promoción de la calidad de vida de los habitantes urbanos y la protección del territorio en su área de influencia, que respete y valore su condición de transición entre lo natural y lo urbano. Abstract This paper seeks to present the information methodology necessary to ensure the environmental sustainability of the Nonguén National Reserve, defined as a natural peripheral area of the City of Concepción. It is well known that addressing the reconstruction of the peri-urban territory, beyond the central fabrics, requires a new cycle of urban reform, driven from a territorial vision of solidarity in balance with the natural, landscape and agrarian-forestry environment and sensitive to pre-existing cultural values. In this analysis, it is proposed to elaborate a proposal for a regulatory framework that contributes to the environmental and tourist sustainability of the Nonguén National Reserve, through the promotion of the quality of life of urban inhabitants and the protection of the territory in its area of influence, which respects and values its condition of transition between the natural and the urban. Palabras claves periferia; crecimiento urbano; transición territorial; planificación urbana Keywords periphery; urban crown; territorial transition; urban planning 1 Naturalista, Mg. en Biodiversidad y Sustentabilidad Rural, Universidad Austral de Chile, Correo electrónico: marce.leyton@outlook.com �RedUrban I. INTRODUCCIÓN La preocupación y cuidado de los cascos urbanos tradicionales, contrasta hoy con la despreocupación de los crecimientos periféricos y deja pendiente el abordar la reconstrucción del territorio periurbano, más allá de los tejidos centrales. Ello, requiere de una visión con perspectiva de futuro que considere los elementos conceptuales que permitan avanzar en pro de la sustentabilidad del territorio y el desarrollo social y económico de la población. De manera sucinta, «periferia» es una palabra importada de la geometría, referida a la circularidad. En sentido estricto, según esta descripción la distancia entre centro y periferia no es relevante, lo cual remite a una definición topológica que hace referencia a un elemento, o conjunto de elementos, que se distribuyen respecto a un centro. Entre las acepciones que refiere el estudio urbano, destaca aquella que «alude a la banda urbana que rodea la ciudad consolidada y que participa tanto del campo como de la ciudad». Lo periurbano, «se caracteriza más por las ausencias que por las presencias», y podría considerarse que está «en todos lados y en ninguno». Según lo anterior, el concepto de periferia no presupone ninguna connotación positiva o negativa, de dependencia o autonomía. El término más urbano de «suburbio», matiza esta noción identificándolo con «un territorio total o parcialmente urbanizable que rodea una ciudad y que nace y se desarrolla a la sombra de la ciudad», definiendo el concepto para un estudio más bien de urbanización que de amplitud de usos como el que supone el de la periferia urbana. Lo anterior, implica la necesidad de que una de las áreas de la ciudad asuma el papel directivo y se convierta en el centro organizador sometiendo a las regiones circundantes, en mayor o menor grado, a sus determinaciones. Así pues, la acepción mayormente aceptada de un área suburbial, grafica en el sentido más lato, el de la dependencia respecto de un área de centralidad y en el que su uso dominante, es el residencial. En la consolidación de las periferias urbanas, meramente residenciales o de carácter natural y turístico, pueden sintetizarse distintos estadios, entre las cuales se destacan por su interés en el proceso comparativo, tanto una etapa inicial en la cual la periferia se erige en alternativa urbana frente a las formas de producción de la ciudad, como un segundo estadio que supone la masificación de esos espacios periféricos que llegan a anular los nobles postulados de la etapa anterior en el entorno de las ciudades. Mientras en el primero, se grafica el mismo espíritu que guió a los planificadores de los primeros asentamientos turísticos y que plantean en sus propuestas un mayor contacto con la naturaleza y franjas de solaz y descanso como 9 OCTUBRE 2021 puede observarse en los antiguos planes de las ciudades vacacionales, en el segundo esa etapa se traduce en los procesos de urbanización residencial de segunda vivienda o turística, en una nueva orientación hacia un mercado de consumo estándar, que acaba olvidando su motivación inicial para convertirse en un mero negocio inmobiliario. Si en la ciudad el proceso de industrialización atrajo unos flujos migratorios desde el ámbito rural y propició la consolidación de las periferias urbanas, en los espacios de atracción natural y vacacional, el desarrollo de las periferias turísticas adquiere su máxima expresión, a partir de una demanda creciente por resguardar los sectores de valor natural en atención a su biodiversidad y/o cualidades paisajísticas singulares, junto con el desarrollo del turismo en relación con una serie de condiciones de carácter estructural socioeconómico del medio rural. Como fuere, no es posible obviar la reorientación a la que se asiste en los últimos años, tendientes hacia una reformulación de los cinturones exteriores de las periferias urbanas, y también de los asentamientos turístico-residenciales de nueva creación y las reservas de protección natural. En esos casos, se retoman los planteamientos iniciales buscando satisfacer las demandas de la sociedad en busca de una mejor calidad de vida y de un mayor contacto con la naturaleza, aprovechando los avances generales en cuestiones de accesibilidad y mayor conciencia ambiental. Así, puede decirse que las nuevas áreas naturales y promociones residenciales de segunda vivienda, tienden a responder ahora a una elección libre de los espacios exteriores de la ciudad, más que a una imposición de las condiciones generales del mercado inmobiliario y del suelo, como ha ocurrido en varios casos de países de mayor desarrollo. II. PERIFERIAS URBANAS Es evidente que las ciudades deben atender a sus espacios centrales, pero sin olvidar las periferias donde se dan las dinámicas de mayor impacto físico como infraestructuras, grandes equipamientos, crecimientos industriales y residenciales, además de las franjas franqueables de áreas naturales intervenidas o silvestres. Por ello, es que en torno a esos linderos periféricos, son necesarias formas de coordinación supracomunal para desarrollar oportunidades compartidas no sólo a favor de un funcionamiento más eficiente, sino y especialmente, a favor de una articulación ordenada de los contenidos cívicos y culturales de referencia metropolitana. Dotar de consistencia visual y cívica a nuestras periferias, es una vieja aspiración y en la que investigadores como Lynch (1960) o Bacon (1969), ya extrapolaban al �RedUrban 10 OCTUBRE 2021 territorio metropolitano sus propuestas sobre el control de la imagen de la ciudad. Su aportación lúcida, aunque embrionaria, se centraba en dos aspectos que iban desde la selección de algunas piezas estratégicas con las que componer imágenes colectivas, hasta la participación ciudadana, entendida como el intercambio constante y creativo entre diseño y pedagogía. Sin embargo, la incidencia de esas propuestas ha sido decepcionante y la ausencia de propósitos de diseño globales orientados a vertebrar centros y periferias en un sistema único de igual escala urbana, se suma a una multitud de intereses y propósitos no consolidados. Claro está, que las causas de esta falta de armonía no son de orden técnico, sino más bien social y político y responden a una conciencia colectiva más bien escasa. Recientemente, emerge en círculos técnicos y políticos una voluntad cada vez más explícita de impulsar la ordenación del territorio a partir de la superación de los límites comunales o municipales y de la integración de las demandas ambientales y paisajísticas de los espacios naturales. La implementación de los instrumentos de planificación territorial, Planes Directores o reguladores metropolitanos, Intercomunales o Comunales urbanístico, dirigidos a regular la transformación de ámbitos estratégicos, anuncia un nuevo ciclo de rehabilitación territorial, en continuidad con el ciclo de rehabilitación urbana, desplegado durante las últimas décadas. Sin embargo, la reconstrucción del territorio periurbano requiere una mirada técnica alternativa a la empleada en la ciudad compacta. La proliferación de casos responde al desorden en la articulación de los sistemas urbanos, espacios libres e infraestructura, ocasionado por la incapacidad del planeamiento para garantizar por si solo, la eficiencia y calidad ambiental de un territorio cada vez más integrado y sustentable. Por lo mismo, es conveniente establecer marcos de coordinación supracomunal (Intercomunal o Metropolitanos) para el entendimiento y la regulación integral de espacios territoriales consistentes de escala intermedia. La legislación urbanística chilena, contempla instrumentos relacionados con Planes Seccionales y Reguladores Comunales e Intercomunales y Planes Reguladores Metropolitanos, cuyo objetivo central es aportar bases técnicas para el consenso de las administraciones político-administrativas involucradas. Se trata de herramientas valiosas de concertación local. La regeneración de los extensos continuos residenciales e industriales de crecimiento agregado, pueden abordarse desde esta perspectiva. Su presencia, es habitual en nuestras periferias y muchas veces, resulta preocupante por el elevado consumo de suelo. Se trata de ámbitos territoriales que alcanzan con el tiempo, cierto grado de consistencia funcional y por ello, deben ser considerados desde una visión conjunta. Es posible en relación a esos ámbitos, identificar diversas áreas con cierta identidad morfológica donde se observan los siguientes rasgos comunes: - Escala supracomunal: son piezas territoriales generadas por el atractivo de unas condiciones topográficas y de accesibilidad, que requieren una aproximación intermedia entre la escala regional y la escala comunal; III. IDENTIDAD MORFOLÓGICA INTERMEDIA - Génesis fragmentaria: se construye por adición de piezas autoorganizadas sin una visión global preconcebida (ZS, ED); Una cuestión relevante a observar, es la consolidación de nuevos ámbitos funcionales supracomunales que no responde estrictamente a divisiones administrativas establecidas, sino a delimitaciones ad hoc de enfoque diverso (funcional, morfológico, ambiental). En rigor, se trata de sistemas territoriales que precisan pactos específicos a fin de resolver conflictos y aprovechar oportunidades. En esa línea, durante el último decenio se aprecia en torno a las regiones metropolitanas la cristalización de múltiples episodios de esta naturaleza que tienen objetivos diversos, como son la protección de espacios naturales, la preservación y valorización de ámbitos periféricos de valor patrimonial y turístico, la gestión de corredores fluviales, la gestión de franjas costeras, de infraestructura, definición de planes de transporte der acuerdo a definición de corredores, la implantación de grandes enclaves de servicio metropolitano y/o reciclaje de continuos residenciales e industriales de baja densidad, entre otros michos destinos y propuestas. - Posición periurbana: se desvinculan de los núcleos urbanos tradicionales y adquieren cierta autonomía funcional (fig 1); - Naturaleza suburbana: no disponen de los atributos propios de la ciudad consolidada y por su baja densidad, presentan menor tensión urbana; - Función híbrida: los usos originales de cualquier ocupación se enriquecen con usos más complejos y de mayor valor añadido (residencial, servicios, ocio, o reserva silvestre protegida). �RedUrban Figura 1. Foto satelital de Concepción y su periferia, entre el río Bio Bio y el área natural Nonguén IV. PERIFERIAS Y NUEVOS USOS URBANOS Marcadas por el contexto socioeconómico expansionista en el que se desarrollaron, la mayor parte de las periferias urbanas surgen como conjuntos residenciales de carácter impersonal y trazado monótono. Sin los equipamientos y servicios mínimos, desde su creación éstas debieron apoyarse en las dotaciones de la ciudad y sus estructuras organizativas, como elementos dependientes de un centro funcional y definitivo. Del mismo modo, grandes extensiones de los municipios dedicados al turismo residencial, nacen y se consolidan siguiendo estas mismas pautas de crecimiento de la periferia de ciudad, caracterizadas igualmente por su infra dotación de servicios, una vez asegurado los principales sitios como polos de atracción turística y recurso a explotar. La euforia inicial y la afluencia constante de la demanda turística a los espacios extra muros, hizo que se olvidara la peculiaridad de estas áreas residenciales y la necesidad de recibir un tratamiento específico, que no ha sido tomado en cuenta hasta la recesión de finales de los años ochenta, en que se puso claramente de manifiesto la calidad de la periferia urbana y la pérdida de validez del modelo tradicional turístico. 11 OCTUBRE 2021 Como se sabe, hoy se asiste a una mayor sensibilidad de la sociedad urbana por la cuestión medioambiental y, sin lugar a dudas, también a una reorientación de las motivaciones de la demanda turística hacia un ocio más activo y en contacto con la naturaleza, todo lo cual obliga a plantear estrategias distintas en la oferta turística, hasta ahora indiferenciada y basada en una competitividad en el mercado internacional centrada en precios bajos y escasa calidad de la oferta. Parece evidente que la implantación turística, residencial o no, debe responder a una concepción de producto global, que incluya alojamiento y equipamiento complementario, pero también un entorno cuidado, un servicio y una organización destinada a satisfacer las demandas recreativas de la sociedad, y no a repetir las estructuras, formas y usos de la ciudad. Sería necesario, por tanto, establecer la especificidad del tratamiento urbano en los asentamientos del turismo vacacional o residencial, ya que para garantizar su futuro y sustentabibilidad es preciso completar el recurso base del paisaje y la playa, con una estructura que cualifique sus asentamientos por la vía de la mejora de las instalaciones de alojamiento, equipamiento y cuidado del entorno natural como elemento relevante. Por supuesto, sin olvidar una mayor atención a los servicios directos e indirectos al turista, así como la disponibilidad de alternativas de recreación variadas que contribuyan a mejorar la experiencia final y garanticen la satisfacción del cliente. Parece evidente que los desarrollos urbanos del turismo residencial requieren otras formas de organización y gestión para su desarrollo. Pero también, y sobre todo, para mantener su atractivo y nivel de competitividad a largo plazo. En estos núcleos turísticos la población «no reside, sino que se aloja», de manera que el centro de la ordenación de estos espacios no será la vivienda, sino la oferta recreativa. Es decir, la hasta ahora denominada oferta complementaria, pasará a ser el elemento principal de la ordenación en torno al cual se organizarán las células de alojamiento, como equipamiento que hace posible las actividades recreativas, en contraste con las actuaciones puramente residenciales de las periferias urbanas. No obstante, la creación de nuevas áreas turísticas de carácter vacacional o residencial, sigue ajustándose a los criterios e instrumentos de planeamiento y gestión marcados por las leyes generales de la actividad urbanística, y por las mismas pautas que rigen en el extrarradio de las ciudades, a falta de una regulación específica que contemple el alojamiento temporal unido a la oferta recreativa, como un servicio en sí mismo, y no como un uso meramente residencial. El nuevo marco legal ambiental, apunta a reforzar el cumplimiento de los objetivos de protección y �RedUrban conservación de los recursos naturales, especialmente los relativos a la diversidad biológica y a los componentes físicos del entorno dentro de lo cual cabe incorporar el adecuado uso recreativo de las unidades que conforman el Sistema Nacional de Áreas Silvestres Protegidas del Estado (SNASPE)2 y que administra la Corporación Nacional Forestal (CONAF)dependiente del Ministerio de Agricultura de la República de Chile. En este contexto y al considerar que, en la gestión y objetivos de ese Sistema, se contempla dar oportunidades de recreación y educación ambiental a la comunidad toda, es menester la adopción de medidas de buena administración que tiendan a asegurar y garantizar la calidad de la permanencia de los visitantes, tanto en sus experiencias recreativas y culturales, como en su seguridad y protección personal (fig.2). Figura 2. Ingreso a la Reserva Nacional Nonguén, del SNASPE, en la periferia de Concepción Por lo expuesto, adquiere relevancia la necesaria orientación y definición de condiciones para los y las usuarios del mencionado Sistema, con la finalidad de lograr efectivamente la protección y conservación de los recursos existentes en las áreas administradas por la CONAF. En ese sentido, debería existir una legislación sectorial turística a nivel nacional, que contemplara esta especificidad de los 2 El SNASPE, es un programa de cobertura nacional de los sistemas naturales terrestres iniciado el año 1907 por el Estado de Chile. Actualmente, es ejecutado y administrado por la Corporación Nacional Forestal (CONAF), a partir de la Ley 18.362 que regula sus funciones y objetivos. El Sistema, es responsable de las áreas silvestres en ambientes naturales de Chile, que cuentan con la protección legal del Estado y en la actualidad, el SNASPE tiene 94 unidades territoriales distribuídos en 31 Parques Nacionales, 48 Reservas Nacionales y 15 Monumentos Naturales, equivalentes a 14.125.271,00 hás, que corresponden al 19 % del territorio continental del Chile americano, uno de los porcentajes más altos de protección natural de los países en el mundo. 12 OCTUBRE 2021 servicios turísticos, como suma ineludible de equipamiento recreativo y alojamiento, y que regulase la ordenación de nuevos «productos turísticos», ya que no es lógico que el turismo, una industria cada vez más importante en el país y con una contribución al PIB en aumento, se ordene en el espacio a partir de normas urbanísticas que no se ajustan a su idiosincrasia particular. A pesar de ello, son casi inexistentes las determinaciones y medidas concretas de ordenación turística en Chile. En la organización de los nuevos desarrollos turísticos no basta con fijar los parámetros de superficie de las instalaciones indispensables para la estadía de los turistas, sino que debería abordarse el aspecto cualitativo en el crecimiento de la oferta turística, mejorando la existente en función de las características de la demanda actual y de la potencial previsible. Además, atendiendo a estos parámetros básicos de calidad demandados por la sociedad para diferenciar el espacio turístico, sería conveniente la modificación y adaptación de los estándares urbanos exigidos para las periferias de las ciudades. Parece evidente la necesidad de modificación de estos parámetros cualitativos, con un drástico aumento, que suponga la asunción de unos niveles siempre oscilantes entre el mínimo y el óptimo. La cual debería contemplar determinaciones precisas sobre la superficie de instalaciones deportivas o recreativas de uso común, m2 de espejo de piscina, o de zonas verdes por plaza turística, -como verdadero parámetro de medida turística-, y no por vivienda. Es evidente que las especificaciones de reservas obligatorias establecidas por ley para los distintos usos en suelo residencial e industrial, con las cuales pretende mostrarse cómo se ha llevado a cabo la adaptación de los estándares residenciales para suelos industriales, reconocen sus particularidades como ejemplo palpable de la factibilidad de un posible ajuste normativo para las nuevas actuaciones turísticas. Por lo mismo, tras su estudio, no parece difícil imaginar una adecuación de dichos parámetros a los espacios turísticos reconociendo su importancia y peculiaridad, en la cual se da un mayor peso a los «sistemas de espacios libres de dominio y uso público», a algunos de los «servicios de interés público y social», así como a las «plazas de aparcamientos», teniendo en cuenta un cómputo a partir de plazas turísticas, con algún índice corrector para las áreas en que se mezcle la segunda residencia con el turismo vacacional. Es evidente que las demandas en estos espacios varían con respecto a los entornos urbanos. Así pues, quizás sería recomendable una adaptación de estos mínimos, aminorándolos, o bien un estudio que ubicara estas �RedUrban dotaciones, de forma que pudieran dar servicio a diferentes áreas turísticas. Finalmente, no puede olvidarse que la oferta turística residencial presenta un amplio abanico de calidades y categorías. De manera que, podría plantearse la ampliación de todas estas especificaciones de reservas para dotaciones con carácter mínimo -aunque vinculante-para que pudieran adaptarse a posteriori a cada espacio concreto, según la correspondiente legislación sectorial, nacional o autonómica. Insistiendo en el necesario protagonismo de los equipamientos de la oferta «complementaria» en la ordenación de estas actuaciones turísticas, la definición de la estructura de alojamiento debería surgir a partir de estas partículas recreativas, y no al contrario, como suele suceder. Pero además, en un espacio vacacional sería conveniente propiciar el cumplimiento de los anhelos de ocio y descanso de la demanda en un entorno natural cuidado, buscando que la naturaleza sea igualmente una pieza clave del diseño urbano de carácter turístico. Si en el urbanismo de ciudad, la calle es el escenario de actividad y deben seguirse las leyes de crecimiento urbano; en el urbanismo turístico, la naturaleza debe ser el escenario sobre el cual ordenar equipamientos y edificios, reconociendo las preexistencias del paisaje y sacando partido de ellas como elementos de referencia y organización. Así pues, al otorgar su verdadero protagonismo al medio natural, debería plantearse en primer lugar una arquitectura desde los espacios vacíos, por sus cualidades como referentes paisajísticas e infraestructurales. Desde el comienzo, es necesario el estudio del agregado de las piezas urbanas a escala municipal e incluso supramunicipal, como elementos de referencia y orientación en la definición del espacio, que sean inteligibles por el turista y la población local. Además, los parámetros de referencia iniciales deben basarse más en la definición de densidades adecuadas, que en la elección de determinadas tipologías constructivas, con el fin de asegurar una presión sobre el medio natural que se acerque lo máximo posible al óptimo. Evidentemente, el espacio urbano y, en mayor grado, el turístico se cualifica con la diversidad de opciones recreativas. De este modo, a estas actuaciones basadas en un orden territorial integrado en el espacio geográfico que le hace irrepetible, debería añadirse la diversidad y diferenciación de su oferta complementaria y de cada uno de sus espacios. Es preciso propiciar una correcta distribución de los servicios y equipamientos, así como una accesibilidad indiferenciada a éstos desde cada espacio. En este sentido, sería interesante seguir criterios de ordenación urbana cercanos al concepto de micro unidad territorial, según 13 OCTUBRE 2021 un principio organizativo que «se apoya en la idea de escala» y en el cual «ninguno de los equipamientos de uso cotidiano, debe alejarse de la ciudad más allá de una distancia razonable». Una serie de rasgos orientados a ese fin, podrían favorecer la eficiencia y la correcta ordenación de los espacios de periferia de las ciudades y las áreas turísticas, además de potenciar su competitividad en la captación de inversión pública y privada turística. Sin embargo, muchas de estas características apenas han sido contempladas en las actuaciones existentes, las que responden más a inversión inmobiliaria privada, subordinada e infradotada, marcada por la uniformidad de la infraestructura y los trazados, en el extrarradio de las ciudades o de los núcleos tradicionales turísticos, de los cuales dependen institucional y funcionalmente casi por completo. Es por lo anterior que resulta importante y muy apropiado contar con área periférica de un centro urbano de gran relevancia como es el de la región metropolitana de Concepción, que tenga el carácter de protección estatal a través de su calidad de Reserva Nacional, que impide la promoción turístico-natural o turístico-residencial nacida casi de la improvisación, con estrategias de mercado basadas en ventajas competitivas irreales. Por el contrario, se plantea se plantea en esas silvestres protegidas estatalmente, ocupar posiciones de periferia capaces de funcionar con un grado de autonomía considerable, aún con la dependencia en lo que atañe a infraestructuras y dotaciones de ámbito territorial superior al municipal. Se trata de desarrollos turísticos planteados a partir de criterios racionales de ordenación y distribución territorial de los usos y los trazados, y en cuya estructura, se deja entrever la especialización y diversidad de las distintas áreas que componen la actuación. IV.1. Valle Nonguén En su proyección tricontinental, los bosques chilenos que mayoritariamente se ubican en el territorio de Chile continental americano, literalmente crecen en una isla biogeográfica entre el desierto más árido del mundo, una altísima y larga cordillera andina y la mayor cuenca oceanográfica del planeta. Largos períodos glaciales de hasta hace unos 10.000 años y una fuerte ocupación antrópica posterior, explican la distribución y ubicación actual de esos resabios naturales (Conama,1995). Como consecuencia, la vegetación alcanza una distribución acotada y de gran endemismo entre las especies de plantas y animales de ambientes templados. Estos bosques nativos, tienen no menos del 50 % de la �RedUrban biodiversidad existente en climas templados en un área que no supera el 2 % de la superficie de la tierra. Como territorio significativo de esos bosques, la Reserva Nacional del Valle Nonguén o Fundo Nonguén, está ubicada a 12 kms. al sureste del centro de la ciudad de Concepción, capital de la región del Bio Bio y a 500 kms. al sur de la capital nacional, Santiago de Chile. Su territorio de 3.055 hectáreas, localizado en las estribaciones occidentales de la cordillera costera central, forma parte de la jurisdicción administrativa de tres comunas del Area Metropolitana del Gran Concepción (AMGC), como son las comunas de Hualqui, Chiguayante y Concepción (Figura 3). Figura 3. Área del Valle Nonguén, Concepción Esa Reserva Nacional, es resultado de la expropiación de 29 predios particulares realizado por el Estado de Chile a partir del año 1907, constituyéndose en el año 2009 en uno de los 94 territorios que conforman el Sistema Nacional de Areas Silvestres Protegidas del Estado (Snaspe) y administrado por CONAF. El Fundo, abarca toda la cuenca superior del estero Nonguén, que es fluvio tributario del río Andalién reconocido como una importante cuenca de la Cordillera de Costa de gran valor natural en la Región del Bio Bio . El sitio, es prioritario para la conservación atendido el hecho tanto de su cercanía a la ciudad de Concepción, como a que tiene una importante productividad de agua y posee el último fragmento notable del ecosistema de Bosque Templado Valdiviano Costero en la región, denominado bosque caducifolio de Concepción y caracterizado por plantas, árboles y arbustos de hoja caduca (Conama,1995). De su superficie total, prácticamente el 70 %, (aprox. 2.000 há) corresponde a esa caracterización vegetacional (Donoso, 1981). Cercano a la influencia del mar, este bosque caducifolio 14 OCTUBRE 2021 de Concepción se refugia en las estribaciones de la cordillera costera central y sobrevive con fragilidad a expensas de la intervención humana. En razón de ser un área natural de gran potencialidad, de constituir un corredor biológico con una flora y fauna únicas y una red hidrográfica vital para el área urbana circundante, demanda una conservación y restauración del bosque caducifolio presente y una debida protección de los cursos de agua existentes. Adicionalmente, por su excepcional belleza, valor paisajístico y cercanía al área urbana de Concepción, presenta una enorme potencialidad para la actividad turística, actividad con incipiente desarrollo a la fecha. IV.2. Ocupación del Valle Nonguén La pronunciada orografía que caracteriza el territorio del valle Nonguén, donde se emplaza la Reserva Nacional Nonguén, explica en buena medida su ocupación discontinua y la posición de las distintas formas de crecimiento disperso en su periferia, principalmente en su extensión tricomunal hacia el oriente y el sur de las comunas de Hualqui, Chiguayante y Concepción, donde se alinea el cordón costero que es cortado por el curso del río Bio Bio. La logística vial, se dispone en ambas vertientes sobre los ejes viarios y hacia el corredor del valle fluvial que se extiende en el sentido oriente-poniente. Las urbanizaciones residenciales, acostumbran a situarse en líneas de segunda mano, ocupando espacios menos planos e interior de valles poco accesibles, como es el caso del propio valle Nonguén que adentra su ocupación prácticamente hasta el lindero de la Reserva Nacional. Otras ocupaciones, comienzan a hacerse evidente a partir de la construcción en pendiente y asimilación de suelos que definitivamente gana al cerro y sus planos, como sucede con las arremetidas inmobiliarias y urbanizables de la vertiente norte del valle del rio Bio Bio y su conquista de los niveles bajos, como lo demuestran las urbanizaciones al interior del corredor fluvial del Bio Bio, hacia Lonco Oriente y Poniente, Villuco, Schaub y Chiguayante y sus planos altos como Villuco Alto y Lonco Parque, las cuales se han extendido motivadas por el marco de una economía en crecimiento, un fuerte impulso demográfico y la generalización de una movilidad privada. Claramente, la proliferación de tejidos de viviendas aisladas y de buen nivel, provoca la ocupación errática de espacios forestales metropolitanos de orografía pronunciada. Asentamientos de matriz arbóreo-forestal, más o menos cerrados, se encadenan en forma accidental, conformando agregados residenciales desvinculados de los cascos urbanos de referencia y conectados a la red viaria �RedUrban principal a través de nuevas urbanizaciones e infraestructura vial y caminos preexistentes modernizados (Fig. 4). 15 OCTUBRE 2021 Figura 5. Area Natural Nonguén y Plan Regulador Comunal (2015) Figura 4. Reserva Nacional Nonguén IV.2.1. Presentación del problema Se sabe que dentro de las áreas priorizadas para la conservación a nivel mundial (“hot spots”), está la de la Ecorregión del Bosque Templado Valdiviano (Donoso,1985), en el que se inserta Nonguén como un ecosistema del bosque caducifolio costero (Conama, 1995). La identificación y caracterización del problema que se estudia, por tanto, es que la Reserva Nacional de Nonguén, como un sitio natural cuyo contexto territorial de gran singularidad e inmediato al área urbana de un gran centro metropolitano de 1,5 millones de habitantes, es un remanente natural con un alto nivel de biodiversidad endémica, que presenta niveles críticos de amenaza en su sustentabilidad y que, por lo mismo, debe ser protegido. Lo anterior, deriva que la normativa correspondiente de ese entorno natural, requiera de instrumentos de planificación que normen específicamente el área de la Reserva Nacional, así como también disponer de una especificidad en el Plan de Manejo de tan singular territorio. Se plantea, que los actuales instrumentos de planificación del territorio tal cual están expuestos, no responden a la necesidad de protección sustentable, por lo que se necesita un ajuste para fortalecer en conjunto la protección de ese sitio (Minvu,1999-2015). Es pertinente reconocer, sin embargo, que en la intervención de los Planes Reguladores Comunales de las comunas involucradas en el territorio de Nonguén, al resguardar la aplicación de normas urbanísticas y de uso de suelo en los deslindes de la Reserva Nacional, necesariamente generarán zonas sensibles que afecten intereses y equilibrios ya logrados en esa normativa. ZR Zona Residencial ZEU Zona de extensión Urbana ZVN Zona de Valor Natural ZEP Zona de Extensión Prioritaria IV.2.2. Objetivo del Estudio Como Objetivo General del Estudio, se plantea elaborar una propuesta de marco regulatorio que contribuya a la sustentabilidad ambiental y turística de la Reserva Nacional de Nonguén, mediante la promoción del territorio en su área de influencia que respete y valore su condición de transición entre lo natural y lo urbano. Para ello, será necesario, 1) analizar y evaluar las potencialidades de la normativa vigente con efecto sobre la ocupación del espacio territorial, y 2) establecer recomendaciones de gestión interinstitucional para alcanzar el objetivo superior propuesto. IV.2.3. Análisis Conceptual En la búsqueda de integración e interrelación de las diferentes visiones territoriales en pro de la armonía entre las áreas urbanas y las zonas naturales de valor ambiental que la circundan, se consideran dos conceptos principales que se constituyen en fundamentos de la propuesta y que se derivan del Plan Regulador Metropolitano de Concepción (PRMC) de 1. Zonificacion Sobrepuesta (ZS) y Efecto de Borde (EB). El primero de esos conceptos, es el de Zonificación Sobrepuesta, ZS3, (McElfish, 2004), que es aquella �RedUrban zonificación que permite la creación de espacios territoriales en los que se “sobreponen” ciertas condiciones de uso del suelo a aquellas ya contempladas en los instrumentos de planificación territorial vigentes. La ZS, suplementa los estándares establecidos en la zonificación subyacente, estableciendo regulaciones adicionales en consideración a razones medio ambientales, sin realizar enmiendas sobre la zonificación del uso del suelo vigentes. Esta ZS, puede ocupar desde una porción de una zona a sobreponerse a distintas zonas prescribiendo distintos usos de suelo. Esta zonificación, es una herramienta flexible, multipropósito para sobreponer normas más restrictivas o permisivas a las establecidas en la ordenanza de zonificación subyacente. Complementario a la ZS, es el concepto de Efecto de Borde (EB)4, (Eli, 2003), que es el efecto que se produce en la zona de contacto entre ambientes naturales y ambientes antropizados. De acuerdo a su definición, el EB es la distancia entre el borde y el punto en que el microclima o la vegetación no difieren significativamente de las condiciones interiores del hábitat. En síntesis, la distancia de borde a la cual las densidades de especies, las tasas de sobrevivencia o tasas reproductivas, no difieren de las condiciones en su interior. Para disminuir el EB, se recomienda establecer zonas Buffer o de amortiguación que permitan una transición gradual entre ambientes naturales y artificiales. IV.2.4. Desarrollo del Estudio El planteamiento inicial de este estudio, se basa en una falta de complementación armónica entre los instrumentos de planificación territorial vigentes, de modo que los mismos no permiten al momento, asegurar la sustentabilidad del área de valor natural Nonguén. Metodológicamente, el estudio se esquematiza a partir de dos procesos que son el Proceso Técnico y el Proceso Participativo: - El Proceso Técnico da cuenta de la recopilación, revisión y análisis de la normativa e instrumentos de planificación vigentes, que sirven de base para generar una propuesta de trabajo inicial que se complementa luego de ejecutado el proceso participativo (2019-2021). - El Proceso Participativo busca recoger las diferentes visiones de los actores claves con el fin de perfeccionar, 3 4 “Nature Friendly Ordinances”, James M. McElfish Jr., editado por Enviromental Law Institute – 2004 “Conservation Tesholds for Land Use Planners”, Enviromental Law Institute, 2003 16 OCTUBRE 2021 validar y corregir la propuesta inicial para el logro del objetivo trazado (2021-2023). Ambos Procesos, Técnico y Participativo, están estructurados a partir de la Recopilación de Datos y el Proceso de la Información, en cuatro (4) etapas que son: 1) Diagnóstico Base Surge de la revisión del Plan Regulador Metropolitano de Concepción, los Planes Reguladores Comunales de Concepción, Hualqui y Chiguayante y del Plan de Manejo elaborado para la Reserva Nacional Nonguen (20192020). 2) Propuesta Técnica Inicial Entre las propuestas técnicas, primero se recomienda ampliar el límite urbano del PRMC, incluyendo la totalidad de la ZVN 17 (zona de valor natural), más una zona de amortiguación o buffer. Luego, se recomienda normar la zona de amortiguación, aplicando el concepto de ZS en detalle, según sea la realidad ambiental de cada sector (2020-2021) 3) Consulta ciudadana e institucional En la etapa de consulta ciudadana, se prevé consultas con el sector público como los Ministerios de Obras Públicas, Bienes Nacionales, Vivienda y Urbanismo, Agricultura, Corporación Nacional Forestal y Municipalidades, entre otros (2021-2023). Con el sector académico regional de la Universidad del Bio Bio, Universidad de Concepción, Universidad Católica de la Santísima Concepción, Universidad San Sebastián, Universidad del Desarrollo, Universidad Federico Santa María, Universidad San Marco y Universidad Las Américas, entre otras (2021-2023). Con el sector privado y comunidad organizada, vecinos particulares, los colindantes directos o en zona de buffer (Empresas CELCO Forestal Bio Bio), ONGs, Greenpeace, Corporación de Defensa de la Flora Y Fauna CODEFF; Organizaciones territoriales (Consejo Consultivo del Valle Nonguén, Red Nonguén), entre otros (2021-2023). 4) Recomendaciones Normativas Iniciales Inicialmente, es posible proyectar con la información ya tratada hasta el momento, ciertas recomendaciones que van en la línea de definir áreas de ocupación diversas que permitan la protección y sustentabilidad de la Reserva Natural Nonguén, en el largo tiempo. Así, en la gestión interinstitucional, es pertinente considerar el estudio que defina, 1) la incorporación del Área de Valor Natural ZVN-17 al Límite Urbano del PRMC; 2) el desarrollo de zonas de amortiguación o buffers, las que deben ser �RedUrban recomendadas por el PRMC; 3) la incorporación de ZS dentro del límite urbano del PRMC; 4) la confección de Planos Seccionales en las zonas de amortiguación urbanas para establecer la normativa específica y 5) las prescripciones técnicas aplicables a la Zona Sobrepuesta del PRMC, para aprobar los Planes de Manejo Forestal. Entre las recomendaciones de gestión propiamente tal, se propone 1) que la modificación normativa se fundamente en un Estudio Técnico y Ambiental que respalde la propuesta; 2) que la modificación normativa deba ser validada y perfeccionada, en primer término, ante la instancia público-privada de apoyo a la gestión de la RN Nonguen; 3) incorporar a la instancia público - privada de apoyo a la gestión de la Reserva Nacional Nonguen, en el proceso de modificación del PRMC; 4) la promoción en la creación de una mesa técnica que asegure la transición gradual en los usos de suelo y 5) fortalecer la participación ciudadana en la gestión del área protegida como una herramienta de apoyo a la conservación y mejoramiento de condiciones de vida de la comunidad. VI. CONCLUSIONES Como corolario de este trabajo, se concluye que la anticipación en el ordenamiento territorial respecto al valor ambiental de una zona, ofrece una oportunidad para su conservación. Por ello, es válida la correcta aplicación de la Planificación Territorial para generar armonía entre los Instrumentos de distinta jerarquía. La normativa específica que regula las áreas protegidas, debe considerar no sólo el área correspondiente, sino su entorno inmediato, determinando entre esos valores, el Límite Urbano que se visualiza como un referente definido y como una oportunidad de proteger las áreas naturales. A fin de minimizar los conflictos entre usos distintos a las áreas de valor natural, es necesario promover su transición gradual, más aún con la pertinencia y conciencia ambiental con la que instituciones y personas, hoy trabajan. De lo anterior, se concluye que luego de los procesos Técnico y Participativo conceptuados, se estará ya en condiciones de avanzar en recomendaciones normativas definidas, caracterizadas por ser aquellas recomendaciones atingentes a la gestión interinstitucional y a la gestión propiamente tal. La generación de un banco de ideas para el desarrollo regional, es un gran aporte y apoyo. 17 OCTUBRE 2021 VII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS “Ecología Forestal. El bosque y su medio ambiente”, Donoso Zegers, Claudio, Facultad de Cs. Forestales, Universidad Austral de Chile, Editorial Universitaria S.A., Santiago de Chile, 1985 “Nature Friendly Ordinances”, James M. McElfish Jr., editado por Enviromental Law Institute, 2004 “Manual Operativo para actividades de uso receativo y turístico en Sistema Nacional de Areas Silvestres protegidas del estado”, Confa, MinAgricultura, Santiago de Chile, 2008. “Conservation Tesholds for Land Use Planners”, Enviromental Law Institute, 2005. “Periurbanización y espacios rurales en la periferia de las Ciudades”, Avila Sánchez, Héctor, Investigaciones geográficas, Boletin Instituto de Geografía, UNAM, 2001. “Nueva Ruralidad. Antropólogos y Geógrafos frente al campo hoy. Lo urbano-rural: ¿nuevas expresiones territoriales”, Cuernavaca, CRIM, UNAM, DGAPA, México, 2005. “La Organización del Espacio”, Jean Labasse, Instituto de Estudios de Administración Local, Imprenta Malvar, Madrid, España, 1975, 1ª. edición. “Plan Regulador metropolitano de Concepción”, versión revisada y actualizada, 2003 “Plan Regulador Metropolitano de Desarrollo Urbano”, Gobierno de Región del Bio Bio, Chile, 2007. “Plan Regulador Comunal de Desarrollo Urbano. Comuna de Concepción”, Región del Bio Bio, Chile, 2015. �RedUrban 18 OCTUBRE 2021 HUMEDAL URBANO EN PUNTA ARENAS: UN SITIO PRIORITARIO PARA LA CONSERVACIÓN. GÉNESIS DEL PROYECTO “PARQUE ECOLÓGICO HUMEDAL TRES PUENTES” Urban wetland in Punta Arenas: a relevant site for conservation. The genesis of the “Parque Ecológico Tres Puentes” project. Luis Inostroza Pino 1 Recibido: febrero 2021 Aceptado: agosto 2021 Resumen El Humedal de Tres Puentes, ubicado en la entrada norte de Punta Arenas, es un espacio relevante desde el punto de vista ecológico y hábitat de una numerosa avifauna, uno de los más importantes de la ciudad austral, en la margen septentrional del Estrecho de Magallanes. A fines de la década de los años 90 del siglo pasado, el Humedal estaba seriamente amenazado por su ubicación sobre uno de los principales vectores de crecimiento de la ciudad, en terrenos que habían adquirido plusvalía paulatina, bien por efecto de la obra pública estatal o por el crecimiento vegetativo de la ciudad que incrementaba los valores del suelo con su proximidad. Este trabajo, muestra parte del proyecto inicial de conservación, “Parque Ecológico y Humedal Tres Puentes”, cuyo objetivo principal fue salvaguardar esa importante área ecológica, hoy protegida. Palabras claves humedal; parque ecológico; sector urbano 1 Abstract The Tres Puentes Wetland, located at the northern entrance of Punta Arenas, is an ecologically relevant space and habitat for a large number of birds, one of the most important in the southern city, on the northern bank of the Strait of Magellan. At the end of the 90s of the last century, the Wetland was seriously threatened by its location on one of the main growth vectors of the city, on land that had acquired a gradual capital gain, either as a result of state public works or due to the vegetative growth of the city that increased the land values ​​with its proximity. This work shows part of the initial conservation project, “Parque Ecológico y Humedal Tres Puentes”, whose main objective was to safeguard this important ecological area, now protected. Keywords wetland; ecological park; urban sector Doctor, Arquitecto, ExAsesor Urbanista Municipalidad de Punta Arenas, E-mail: asesor.urbanista@puntaarenas.cl �RedUrban 1. INTRODUCCIÓN Punta Arenas, la ciudad continental americana más austral del mundo, ubicada en la margen occidental del estrecho de Magallanes a (53°09’46’’ de Lat S), ha tenido una relación poco feliz con su entorno natural a través del tiempo. Durante su desarrollo, en general, no ha respetado los elementos naturales preexistentes y en muchos casos, éstos o han desaparecido o han sido incorporados a la trama urbana de manera poco adecuada. Ejemplo emblemático de esta mala relación con los elementos naturales, es el Estrecho de Magallanes, principal hito geográfico que origina la ciudad y que solo recientemente se abrió parcialmente a su paisaje partir de la construcción de una costanera borde mar de 11 kms de longitud que recorre el área urbana. Afortunadamente, durante la última década se ha incrementado la conciencia acerca de la naturaleza y el respeto por el medio ambiente, y también la convicción de que es posible producir una relación provechosa entre el desarrollo urbano y los elementos naturales. Por otra parte, normalmente las áreas verdes al interior de las ciudades corresponden a pequeñas áreas artificiales donde se recrean o reinterpretan situaciones supuestamente naturales, con manejos paisajísticos de árboles, matorrales, pastos, etc. Salvo casos excepcionales, riberas de ríos, grandes áreas de pie de monte, cerros, en general se trata de espacios completamente artificiales. En este sentido, el proyecto planteado para el Humedal Tres Puentes, poseía un fuerte plus al plantearse como un parque ecológico cuyo principal mérito lo constituía el hecho de reconocer una situación natural preexistente y de alto valor ecológico. Así planteado, el Parque Ecológico Humedal Tres Puentes tiene su primera filiación con la protección de los humedales del país. En segundo lugar, la protección de la avifauna regional, realzando su valor ecológico, mismo que muchas veces se encuentra disminuido por su proximidad al ambiente humano. Así el principal objetivo de este proyecto, era la conservación de un espacio relevante desde el punto de vista ecológico que se encontraba amenazado por el desarrollo urbano próximo. Según el diccionario de la Real Academia, Humedal es terreno húmedo, y esta es quizás la mejor definición posible, pues los humedales son ámbitos geográficos caracterizados y condicionados por la presencia de humedad sin que el agua sea el elemento dominante, como ocurre en lagos, ríos y mares. Los humedales constituyen puntos de referencia espacial muy claros, donde la presencia de agua – continua o temporal – ha propiciado el desarrollo de suelos específicos y comunidades biológicas características. Estas condiciones, normalmente inducen su aprovechamiento 19 OCTUBRE 2021 – industrial, ganadero, cinegético – y también han propiciado muchas veces su desaparición, bien por problemas de salubridad, ganancia de terrenos agrícolas, ganaderos u otros usos. En ocasiones, ha sido la acción humana la que ha dado lugar – directa o indirectamente – a estos espacios. Evidentemente, un humedal no es solo un refugio para aves, aunque sea éste a veces su aspecto más relevante, sino un sistema enormemente complejo en el que intervienen numerosos factores. Y, precisamente, es su carácter de paisaje integrador el que confiere interés a estos espacios, más allá de los factores que puedan prevalecer en cada caso: hidrológicos, biológicos, geológicos o incluso antrópicos. (Arenillas, et al., 95). En síntesis, el problema era la Protección de un importante espacio ecológico. La necesidad de conservar un espacio ecológico relevante de la comuna, inserto en el área urbana de la ciudad, conocido como Humedal Tres Puentes, ecotono con una gran biodiversidad, principalmente de aves. Este espacio, es un patrimonio ambiental de la Comuna por lo cual su conservación era indispensable. Sin embargo, el misma había venido sufriendo un proceso paulatino de deterioro y reducción producto del desarrollo urbano de la ciudad y que lo tuvo severamente amenazado. En la línea del desarrollo sostenible y la protección del medio ambiente se planteó tal protección de manera activa, a través del círculo virtuoso educación-investigaciónturismo-recreación, donde el proyecto intentó insertarse en la comunidad de manera activa como un instrumento educativo y que además aumentó la oferta de espacios recreativos de la ciudad. Fotos 1 y 2 (siguiente página). El humedal y su avifauna �RedUrban 20 OCTUBRE 2021 Lámina 1. Ubicación Foto 3. Proximidad urbana Fuente: Archivo Asesoría Urbana Ilustre Municipalidad de Punta Arenas Lámina 2. Unidades Geomorfológicas 2. DIAGNÓSTICO DE LA SITUACIÓN INICIAL Ubicación y Características del Lugar El Humedal “Tres Puentes”, así llamado por los habitantes de Punta Arenas, se ubica en el extremo nor-oriente de la ciudad, en su principal acceso, a un costado de la Ruta 9 y la Av. Frei dentro del área urbana del PRC, en un sector de importante crecimiento durante los últimos años y una de las reservas de suelo urbano más grandes de la ciudad. Este sector y el Humedal mismo, han sufrido importantes cambios principalmente de origen antrópico. Hoy, corresponde a un humedal interior, separado de la costa marítima por el terraplén de la Ruta, si bien es posible que antes de la construcción del terraplén su dinámica hidrológica estuviera conectada al mar. Geomorfológicamente el área corresponde a una terraza marina de entre 1-5 m de altitud (lám. 2). Desde el punto de vista genético funcional, el Humedal corresponde a una llanura de inundación de una cuenca de sedimentación de unas 190 há totales, de régimen aparentemente epigénico. El área, es un sitio plano con una serie de lagunas de baja profundidad, de unas 60 há totales entre los esteros Bitch y Llau-Llau. La acumulación de agua se produce por precipitación directa y por escurrimiento superficial y subsuperficial de la cuenca aportante según el sentido de escurrimiento principal en dirección oeste-este (lámina 6 topografía), lo que produce una acumulación variable de �RedUrban agua en la parte mas baja de la cuenca el sector adyacente a la Av. Frei., (lámina 5). 21 OCTUBRE 2021 Lámina 6. Topografía Lámina 4. Cuenca del Humedal Fuente: Elaboración Asesoría Urbana Ilustre Municipalidad de Punta Arenas Lámina 5. Acumulación de Agua Fuente (5 y 6): Elaboración Asesoría Urbana Ilustre Municipalidad de Punta Arenas El humedal, se ha mantenido con los años pese a las sucesivas y cada vez más intensas intervenciones antrópicas que ha experimentado el área. Es muy posible que parte importante de su régimen hidrológico haya sido modificado por estas intervenciones. La fotografía aérea del año 1964 (lámina 7, siguiente página), muestra que en esta fecha el estero Bitch formaba parte aportante de la cuenca y el Llau-Llau poseía un trazado muy diferente del actual. Efectivamente el área del humedal era mas grande y la cuenca aportante diferente. El vector norte de desarrollo urbano, había propiciado una serie de intervenciones que en mayor o menor medida han modificado tanto la cuenca aportante como el humedal mismo. A inicios del proyecto, se encontraba en una situación limite donde era necesario acotar las futuras intervenciones a fin de conservar esta importante área ecológica que ya se encontraba al interior mismo de la ciudad; no haberlo hecho, habría significado a poner fecha de muerte a las especiales condiciones ecológicas que ahí �RedUrban hoy se observan, perdiéndose un importante patrimonio ecológico comunal. Esto, por cuanto los humedales son ambientes altamente dinámicos, es decir que cambian su estructura interna y funcionamiento en gran medida, en función de los cambios en los niveles de agua y humedad, pero en umbrales muy específicos, lo que significa que o bien sobre o bajo esos umbrales el ambiente modificado no será propicio para las relaciones ecológicas que hoy se dan, provocando la emigración de especies hacia otros lugares con mejores condiciones. Por esta razón, el proyecto tuvo como objetivo mantener las condiciones de equilibrio natural, con un adecuado manejo hidrológico y ecológico del sector, a fin de evitar que las modificaciones a que era sometido, finalmente lo destruyeran. Las intervenciones antrópicas (lamina 8), consistieron en modificaciones de cauces superficiales y por ende de cuencas aportantes (trasvase Llau-Llau, canalización del estero Bitch, terraplenes de ruta 9, Frei y Retiro) y rellenos con destino urbano. 22 OCTUBRE 2021 Lámina 8. Intervenciones Antrópicas Lámina 7. Humedal situación posible año 1964 Lámina 9. Vialidad Fuente: Elaboración Asesoría Urbana Ilustre Municipalidad de Punta Arenas Fuente (8 y 9): Elaboración Asesoría Urbana Ilustre Municipalidad de Punta Arenas �RedUrban La última intervención importante fue los terraplenes de la Avenida Frei y Pasaje Retiro. En el caso del terraplén de la Avenida Frei, se tomó la precaución de dejar alcantarillas de manera de permitir el paso de las aguas, lo que al contrario del terraplén del Pasaje Retiro, que al no dejar ninguna posibilidad de paso de las aguas, restó al régimen hidrológico del humedal todos los terrenos al sur de esa calle, dejando casi 13 há completamente separadas del resto de la cuenca. En un overlay de todos estos antecedentes el área específica del Parque Ecológico propuesto fue de 42 há e incluye el área núcleo con los cuerpos de agua más importantes, los hábitats representativos, las áreas de nidificación y presencia de aves más importantes. La Avenida Frei, separa dos áreas: una al norte con 26,8 há y otra hacia el sur con 14,74 ha. Esta última es la que manifiesta mayor acumulación de agua, sin embargo, en la parte norte es donde se ha observado Caiquén colorado, un ave endémica muy valiosa; también el proyecto propuso la conexión con sendero existente en el cementerio Cruz de Froward. El límite sur-oeste, lo constituye el terraplén del pasaje retiro, coincidiendo con el límite de la cuenca hidrográfica. Lámina 10. Área del Parque Ecológico 23 OCTUBRE 2021 que lo afectan, son susceptibles de recuperarse para el uso urbano. Por ello esta área se complementa con los usos de suelo de su entorno.” Esta normativa, es la que ha permitido los rellenos con destinos urbanos en el sector, lo que esta siendo corregido por el Municipio. En principio, se postergaron los permisos de construcción en la Zona R8 y se afectó una nueva norma urbanística para proteger el sector. Es claro, que el sistemático mejoramiento de infraestructura que experimentara el sector durante esos años, fue una de los principales factores que impulsaron la presión existente, sumado al hecho de que se trataba de terrenos privado que propiciaron una rápida plusvalía y la aparición de numerosos intereses por desarrollar diferentes iniciativas en el área, que no siempre se concilian con la protección de las características del humedal. Usos de suelo de tipo Actividades Productivas como industrias y bodegas, Infraestructura, como Rodoviarios, terminales de locomoción, no eran compatibles con el humedal, por lo cual resultaba relevante proteger a través del parque un área considerable que incluyera por lo menos, la gran mayoría de los diferentes ambientes que allí se encuentran. Incluso la proximidad del futuro Hospital Regional, planteaba un desafió importante en términos de gestión de los posibles vectores biológicos que tanto este equipamiento como el mismo humedal producen. La superficie de la Zona R8 es de 57,6 há, mayor que la que considera el Parque Ecológico. Lámina 10. Área del Parque Ecológico Fuente: Elaboración Asesoría Urbana Ilustre Municipalidad de Punta Arenas Normativa Plan Regulador Comunal El humedal se encuentra en zona R8: “Corresponde a área de alto riesgo para asentamientos humanos, por sus inundaciones frecuentes, pero que por medio de mejoramiento y regulación de los esteros y cauces Fuente: Elaboración Asesoría Urbana Ilustre Municipalidad de Punta Arenas �RedUrban La normativa del resto de los sectores, G2, H, H1 ha permitido un sistemático desarrollo urbano en los alrededores del humedal. Sólo la Zona R5 restringe el desarrollo. La parte alta de la cuenca es Zona I, que permite un desarrollo en baja densidad. Con la última modificación a la zona I, se permite una mayor densificación en torno a la Av. Frei. Este cambio normativo, hizo pensar que la presión de desarrollo se incrementaría sistemáticamente durante los próximos años. La construcción de importante infraestructura comercial y la próxima construcción del hospital regional son prueba de ello. 24 OCTUBRE 2021 Lámina 12. Niveles de antropización sectores aledaños al Humedal Estructura de Propiedad y Antropización del Sector Considerando la parte alta de la cuenca arriba de Av. Frei y hasta Enrique Abello, hay alrededor de 224 há de terrenos particulares (cuadro 1): Cuadro 1. Propiedades Cuenca Humedal (Zona I) Lámina 13. Destinos de los predios aledaños al Humedal Fuente: Elaboración Asesoría Urbana Ilustre Municipalidad de Punta Arenas Casi un 20% de la superficie estaba tomada por inmobiliarias, lo que era un claro síntoma de las perspectivas de desarrollo sobre el sector, las que no son siempre compatibles con los objetivos de conservación de un área ecológica. Las condiciones normativas descritas y la estructura de propiedad, explicaban el estadio de desarrollo del sector, en términos de su grado de antropización: Fuente (12 y 13): Elaboración Asesoría Urbana Ilustre Municipalidad de Punta Arenas �RedUrban Se observa un efecto “pinza” donde los terrenos del Humedal quedan al centro con un grado de antropización cero, mientras todo el contorno presenta grados incrementales de desarrollo urbano. Considerando que el desarrollo urbano funcionaba como sistema de acumulación de capital fijo, todo este desarrollo se transforma en presión de cambio al aumentar las plusvalías. Es decir, con esas condiciones el Humedal tendía a desaparecer en poco tiempo absorbido por la ciudad. Los tres patrones predominantes de uso de suelo eran, habitacional e industrial, usos urbanos que avanzan sobre el sector, más el de los sitios eriazos, que no presentan construcciones de ningún tipo. Esto, sumado a su condición normativa (R8), los hacen especialmente propensos al cambio hacia destinos urbanos con el riesgo de perder las características ecológicas del área. Cuadro 2. Estructura Propiedad Terrenos Humedal Fuente: Elaboración Asesoría Urbana Ilustre Municipalidad de Punta Arenas Dentro del área del Proyecto de Parque Ecológico (lámina 10), había siete propiedades involucradas de manera total y/o parcial. La lámina 14, muestra las propiedades que estaban completamente dentro del Humedal (color rosado) y aquellas que estaban solo parcialmente (color lila). Los porcentajes de ocupación se indican en el cuadro 2. Lámina 14. Estructura de Propiedad Humedal 25 OCTUBRE 2021 Características Ecológicas del Humedal v/s Proyecto de Parque Ecológico En los primeros años de este siglo, en el Humedal se observan fácilmente una gran diversidad de aves, las que algunos especialistas han estimado en más de 60 especies nidificantes y más de 70 totales (Cárcamo, et al. 2007). Desde el punto de vista ecológico el humedal, corresponde a un ecotono de alta productividad primaria y por ende una alta biodiversidad asociada. No existen estudios de productividad primaria ni de red trófica, pero es posible pensar que esta alta productividad esté íntimamente asociada a aportes de nutrientes de origen antrópico provenientes de la parte alta de la cuenta que manifiesta ciertos grados de antropización. Este aporte de nutrientes, fósforo, nitrógeno u otros, incrementaría la producción primaria de la base de la cadena alimenticia cerrándose el circulo con el aporte de nutrientes provenientes de las heces de las aves del lugar. Es decir, el Humedal Tres Puentes formaba parte del metabolismo urbano de Punta Arenas. La alta productividad primaria, se traduce en una abundante disponibilidad de comida, lo que explicaría la alta concentración de aves, situación que no se repite en otros cuerpos de agua cercanos a la ciudad: pese a su gran número y variedad ninguno de ellos concentra la cantidad de aves que se observan en el Humedal Tres Puentes, sólo aquí se dan las condiciones de hábitat propicias para un amplio rango de aves: abundante comida y refugio. Y son éstas características las que debían protegerse a fin de permitir que este espacio de relevancia ecológica se mantenga en el tiempo. Aparece la paradoja del Humedal, puesto que la ciudad que lo ha generado es la misma que lo amenaza. La investigación desarrollada -- que obedece a una voluntad desinteresada de investigadores involucrados con el Humedal y no a una política pública -- en este importante espacio ecológico no era suficiente y se requería un mayor esfuerzo pues sin investigación la conservación, educación y turismo no son posibles. Por esta razón, el proyecto se planteaba con este trinomio: Figura 1. Fuente: Elaboración Asesoría Urbana Ilustre Municipalidad de Punta Arenas �RedUrban El Parque Ecológico, es entonces un instrumento de conservación. Esta gestión de la conservación viene con la investigación como pilar que entrega el conocimiento necesario para, por una parte, poder seguir educando a la población y por otra se convierte en la principal materia prima para convertir este lugar en un lugar turístico de interés que pueda sumarse a la oferta existente, en la categoría del turismo de naturaleza. Son varios los aspectos necesarios de estudiar en el Humedal: el Hidrológico, necesario para un adecuado manejo de la intervención en el área; estudios ecológicos como producción primaria, cadenas tróficas, hábitat, estudios de especies. La experiencia internacional, indica que los proyectos que son capaces de delimitar un área ecológica diferenciándola del resto del territorio en términos de su manejo, y la creación de una estructura administrativa que se haga cargo de su administración, además de las instalaciones adecuadas para propiciar el binomio educaciónturismo, han sido una poderosa herramienta de generación de conocimiento de espacios naturales, permitiendo su conservación en el largo plazo. 26 OCTUBRE 2021 Lámina 16. Vegetación en el Humedal Lámina 15. Ubicación de nidos en el Humedal Fuente (15 y 16): Elaboración Asesoría Urbana Ilustre Municipalidad de Punta Arenas sobre datos Cárcamo y Gómez 3. EL PROYECTO DE PARQUE ECOLÓGICO Los Ejes Estratégicos La experiencia internacional indicaba, que hay dos elementos básicos para cualquier gestión de conservación de espacios naturales o ecológicos relevantes. Primero, es necesario definir el concepto de conservación: como dice Maturana, el principal componente de la conservación es el cambio, porque en cuanto se define aquello que se mantiene, todo lo demás queda abierto al cambio. La conservación entonces implica cambio, esta siempre en juego dialéctico con él. Es necesario definir aquello que permanece para que lo demás pueda cambiar, evolucionar o convertirse en algo diferente. La conservación se entiende siempre como un equilibrio dinámico, una evolución positiva que logra mantener lo que se valora, aquellas especiales características ecológicas, en un contexto de cambio muy dinámico. �RedUrban En el caso del Humedal Tres Puentes, aquello que se conserva son las características ecológicas que permiten que sea un hábitat adecuado para mas de 60 especies de aves diferentes; disponibilidad de alimento y refugio y esto dentro de los niveles de homeostasis que este mismo ecotono requiera y considerando que estamos en las inmediaciones de la ciudad, su principal amenaza. Es decir, desde la génesis misma de la gestión de conservación del Humedal está implícita la idea del cambio que permite su mantención en el tiempo con características similares, concepto que en Ecología se denomina “equilibrio dinámico”. Esta idea, es importante al momento de fijar las posibles intervenciones en el lugar. No resulta factible, adecuado, ni razonable pensar que este espacio podría abandonarse en un Lassez faire, donde todo seguirá igual sólo porque así ha ocurrido hasta ahora y entonces este ecotono se mantendrá en el tiempo por sí mismo. Aquí es necesaria una mantención activa, que es lo que finalmente significa conservar. No basta sólo con una reja para evitar que entren los extraños o los animales a dañar los nidos y plantar algunos árboles nativos, es necesario un compromiso profundo con el lugar traducido en acciones concretas tanto directas como indirectas. Por otra parte, aquí tampoco resulta posible una preservación en términos de no tocar ni intervenir, pues la cercanía con la ciudad lo hace inviable; no puede construirse una cúpula de cristal para evitar el contacto antrópico, pues el Humedal está dentro del ecosistema urbano y forma parte del metabolismo de la ciudad. Espacios Ecológicos relevantes Existen dos elementos fundamentales en cualquier gestión de espacios ecológicos relevantes. El primero es la investigación. Para que la conservación sea posible debe funcionar con un tablero de control de gestión claro y adecuado, en el caso de la conservación de espacios ecológicos significa conocer los principales parámetros ambientales y desde su monitoreo constante poder gestionar esa conservación. Saber si la producción primaria neta se mantiene en ciertos volúmenes de biomasa para saber si esto afectará o no al volumen y riqueza de aves y otras especies existentes, tener los rangos de los principales parámetros ecológicos, biológicos, químicos, fisicoquímicos, biogeoquímicos, etc. Y esto se logra únicamente con investigación. Sin investigación es imposible conservar. Por esta razón, una gran cantidad de espacios protegidos plantean al inicio instancias investigativas, las que pueden adoptar diversas formas dependiendo de características especificas; por ejemplo, 27 OCTUBRE 2021 puede ser una instancia formal de apoyo a la investigación existente ya sea institucionalmente (fundación, centro, etc.) o bien dotacionalmente a través de la infraestructura necesaria para albergar dicha investigación, cuando esta es necesaria de llevar in situ. En otros casos, la investigación formal y sistemática se inicia a través de la declaración misma de área protegida, por cuanto esta definición de área convierte a ese espacio en entidad discreta y sujeto de investigación actuando como marco de referencia espacial para toda la investigación subsiguiente, haciéndola comparable y evaluable en el tiempo. Esta investigación sobre un área específica es entonces la principal herramienta de conservación, en la medida que alimenta con conocimiento de las características específicas del área que se pretende conservar. Cuando no existe un área definida el alcance espacial de las investigaciones sobre cualquier aspecto ecológico, queda al arbitrio de cada investigador dificultando el proceso acumulativo del trabajo científico normal. Por el contrario, los avances más significativos en ecología se han obtenido sobre áreas ecológicas protegidas. El segundo elemento importante en la gestión de la conservación, es la delimitación del área de conservación. Vale decir, diferenciar ese espacio del resto. Esta diferenciación puede adoptar diferentes grados y obviamente mientras más categórica sea la diferencia se estará en mejores condiciones de administrar la conservación a través de la investigación. Sin esta diferenciación espacial, sin definición del área de conservación incluso la investigación misma se vuelve poco factible, por cuanto se dificultan por ejemplo los seguimientos al no existir posibilidades comparativas entre diferentes estudios, cada investigador adoptará la definición espacial adecuada a su campo epistemológico. Por el contrario una clara y categórica definición espacial del área de conservación es un impulso para la investigación, permite la comparación disciplinar y la evaluación temporal. A partir de esto, es posible complementar el parque con otras dimensiones de la conservación que vienen a enriquecerlo: la educación y el turismo. Ambas se configuran sobre la base de la investigación y delimitación, porque éstas permiten valorar el área y poder entonces educar a partir de ahí. Sin investigación, no es posible educar ni hacer turismo y esa es una premisa de la gestión de la conservación ampliamente conocida. Y es esa investigación sobre un espacio delimitado, la que permite mejorar la conservación pues educa, genera vínculos afectivos que se construyen sobre el conocimiento ya sea con la población, los usuarios, los turistas o comunidad. Y esa misma investigación sobre un espacio delimitado, permite convertir el lugar en un producto turístico con valor agregado y anexarlo a la oferta de espacios naturales. �RedUrban Se trata de pasar del valor escénico, del bonito paisaje, al valor ecológico, la importancia y singularidad de aquello que la naturaleza allí nos muestra con su valor intrínseco por el sólo hecho de existir. Porque lo que allí existe no es un recurso, no puede rebajarse con esa mirada utilitaria típica del siglo XX, hay que mirarlo con ojos del siglo XXI, donde los valores ecológicos son relevantes por el sólo hecho de existir, independientes de la utilidad que pudieren prestar al ser humano. Son un patrimonio y uno que ni siquiera nos pertenece porque es un préstamo, bien del planeta o de nuestros hijos. Figura 2. 28 OCTUBRE 2021 Plan Maestro Los elementos estructuradores del Plan Maestro del Parque Ecológico planteados (2007), son tres: 1) Delimitación jurídica y física del área. La delimitación jurídica se relaciona con el dominio de los terrenos, los que el proyecto plantea comprar a fin de que queden en manos del Estado. Hecho esto se plantea adicionalmente la delimitación física a través del cierre perimetral de las 42 há.; 2) Los circuitos de avistamiento, constituidos por pasarelas y miradores y todo el equipamiento de apoyo; 3) El Centro de Visitantes (pendiente), relacionado con la investigación, núcleo del modelo de conservación del Humedal e infraestructura que acoge todas las actividades de apoyo que se requieren para el desarrollo de los objetivos del proyecto. Lámina 17. Plan Maestro Partiendo del objetivo principal, la conservación del Humedal, se planteó un modelo de gestión retroalimentativo de tres niveles: a) En un primer nivel estratégico está el binomio investigación-delimitación ya descrito. Sin estas 2 estrategias la conservación del Humedal no resulta posible. b) En un segundo nivel del modelo, está el Parque Ecológico como instrumento fáctico de conservación que permite y alberga las dos acciones estratégicas. c) En un tercer nivel, complementario, están la educación y el turismo. Complementan en cuanto dan un sentido adicional a la conservación, vale decir se conserva para educar y para utilizar económicamente lo que se conserva (con el turismo) y esto produce diversos beneficios, sociales, económicos, etc. La retroalimentación se produce porque esa educación y turismo se alimentan y vienen a alimentar entonces a la conservación. �RedUrban Dada la división del Humedal por la Avenida Frei, no resultaba viable el replicar infraestructuras a ambos lados, o repetir accesos, etc. y desde este punto de vista se optó por un manejo diferencial a ambos lados. Para establecer las formas de intervenir las dos áreas del Humedal, hubo tres elementos que considerar: la presencia de las aves, de agua y la existencia de un sendero de avistamiento en el Cementerio Cruz de Froward. Fotos 4 y 5. El concepto de intervención es perimetral, ubicando todas las intervenciones cerca del cierro a fin de que estas sean poco invasivas 29 OCTUBRE 2021 Centro de Visitantes (sin construir aún) Es un volumen unitario con acceso desde pje. Retiro a través de una plataforma que configura estacionamientos de visitas y turistas. El edificio se desarrolla sobre pilotes a fin de intervenir lo menos posible el terreno. El diagrama muestra conceptualmente el rol de cada uno de los vértices y partes del proyecto: accesos externo e interno y vértice de contemplación. El edificio establece el único vínculo del parque con el exterior, no es posible acceder sino a través del paso interior por el centro de visitantes. La importancia de este control de acceso es doble: además de servir control permite preparar para la visita a través de la muestra interactiva, el museo ecológico y las charlas de especialistas. Desde el acceso interno se inician los recorridos interiores al parque. Figura 3. Figuras 4, 5 y 6. �RedUrban 30 OCTUBRE 2021 Figuras 7, 8 y 9. Croquis de estudio volumétrico El edificio, construye un gran espacio cubierto de contemplación que aprovecha el asoleamiento y las vistas que se proyectan sobre el terreno. El vacío se configura con una gran cubierta que aumenta su altura hacia la avenida Frei, ganando presencia urbana, y se articula con sus bordes con uso interior, dos volúmenes que arquitecturizan el principal vértice del volumen y que contienen la esencia del programa: las actividades educativas, museo, eco-arte y salas instructivas y las de investigación con el pool de trabajo para los investigadores. Es un gran edificio de madera y vidrio. El gran espacio interior se proyecta sobre el humedal y se constituye de esta forma en un escenario formidable para la contemplación de las características ecológicas del lugar. En rojo el museo ecológico donde se presentan las principales características naturales del Humedal y la explicación de las especies presentes. Figura 10. Se ha diseñado un concepto de muestra: el “nicho ecológico” en alusión a la función que cumplen los organismos en el ecosistema. Se trata de un estante vidriado dentro del cual se recrean los principales organismos presentes y sus habitats. A la altura de la cintura un panel informativo y algunas opciones de multimedia con botones: sonidos típicos, audio para menores que no leen y para minusválidos. La escalera conduce al segundo nivel de los investigadores, el cilindro naranjo contiene el programa complementario: gift shop y cafetería. Croquis de estudio del acceso, en doble altura y transparente. Se observa una vinculación con el segundo nivel, mas privado, de los investigadores. Figura 11. �RedUrban Figura 12. 31 OCTUBRE 2021 La estructura del muro cortina se modula a eje 3 m y se desfasa de la modulación de la estructura principal del edificio a fin de resolver de mejor forma los encuentros. Posee dos quebrasoles de madera uno exterior y otro interior sobre la fachada norte. Detalle de Superficies Centro de Visitantes Hacia el exterior en el emplazamiento del edificio, la esquina de Retiro con Av. Frei, se construye un cierro verde, con árboles y matorrales que además configura los estacionamientos, de esta forma la única alternativa para entrar al parque es a través del edificio. Los volúmenes que contienen el programa son siempre mas opacos que el volumen unitario a fin de producir un contraste entre la transparencia que busca el edificio para constituirse como lugar interior de contemplación y el programa que posee un carácter mas introvertido. Figura 13. 4. CONCLUSIONES La transparencia del volumen principal se logra a través de un muro cortina de madera arriostrado con cables de acero. Figura 14. El Parque Humedal Tres Puentes, fue un proyecto que se gestó hacia fines de los años 90 del siglo pasado, de manera privada y movido más por la inquietud de los propios habitantes de la ciudad de Punta Arenas, investigadores, autoridades locales y comunidad organizada, que por una propuesta estatal proveniente desde el gobierno central. El humedal, es área natural del tipo laguna costera de agua dulce de acuerdo a la categoría Ramsar, inmediata a la ciudad de Punta Arenas, ubicado en una terraza marina situada entre 3 y 5 m sobre el nivel del mar que se habría originado por el aporte de sedimentos del estero Tres Puentes (también denominado Llau-Llau) y las corrientes litorales marinas que redistribuyen hacia el NNE los sedimentos del delta del Río de las Minas. La trascendencia de la creación de este Parque, es que pudo establecerse un área natural en un sector limítrofe y colindante con la ciudad, ya que fue un proyecto que se emplazó en el límite urbano norte de la ciudad de Punta Arenas, en la intersección de la Ruta 9 y la Avenida Presidente Eduardo Frei Montalva, rodeado por el norte, este y sureste por industrias y bodegas, y por el sur y suroeste �RedUrban con barrios residenciales, parcelas y el Hospital Clínico de Magallanes.​En el año 2002, se construyó la Avenida Presidente Eduardo Frei Montalva que dividió el humedal en dos, además de la construcción de dos terraplenes y cuyas obras, sometieron fuertemente al humedal de la presión urbana inmediata. Avenida Presidente Eduardo Frei Montalva (2002)que dividió el Humedal Tres Puentes. Al fondo, la ciudad y el Estrecho de Magallanes Hoy este humedal, que en 2008 fue declarado como Sitio Prioritario para la conservación por el Comité Operativo Regional de Biodiversidad, es una de las pocas reservas naturales que existen dentro de la ciudad. De la totalidad del humedal, casi un cuarto (16,5 ha) está catalogado como un Bien Nacional Protegido. De lo anterior, es posible concluir que el paso de los años ha venido a despejar las aprehensiones y dudas iniciales respecto de este emplazamiento natural periurbano, valorizando con mayor fuerza la importancia de la protección y el resguardo de áreas naturales con notable valor ecológico y ambiental, aún en sectores inmediatos y de gran carga de presión urbana. 5. BIBLIOGRAFIA Ruiz y Doberti Ltda. (2009). “Guía del manejo del Humedal de Tres Puentes”. Gómez G., Humberto; Cortes, Humberto; Cárcamo N., Jaime; Vega T., Nancy (00/2014). “Avifauna del Humedal Tres Puentes: Reserva natural urbana. Punta Arenas (53° Lat S, Chile). Anales del Instituto de la Patagonia 42 (2): 93-101. Consultado el 27 de mayo de 2020. 32 OCTUBRE 2021 “Humedal Tres Puentes”, Red de Observadores de Aves y Vida Silvestre de Chile. Consultado el 27 de mayo de 2020. “El Problema de la Gestión de los Humedales”. M. Arenillas P., R. Martínez C. Revista Ciudad y Territorio Estudios Territoriales, Ministerio de Obras Publicas, transporte y Medio Ambiente, España, 1995. Sustentabilidad Hídrica del Humedal de Tres Puentes, Informe Final. Fernando Harambour Palma. Septiembre 2007. Informe Técnico. Comité Ecológico Humedal Tres Puentes. J. Cárcamo, H. Gómez. Inédito. 2007. Geología y Consideraciones Geotécnicas del Suelo de Fundación de Punta Arenas. Uribe, P. (1982). �RedUrban 33 OCTUBRE 2021 CALIDAD DE VIDA URBANA EN MONTERREY: HACIA UN MODELO CUALITATIVO Quality of urban life in Monterrey: towards a qualitative model Ana Cristina García-Luna Romero 1 Eduardo Sousa-González 2 Recibido: marzo 2021 Aceptado: agosto 2021 Resumen La ciudad no se vive de manera arquitectónica, sino social, y se va creando a partir de individuos que la cohabitan y, además, las viven. Esta manera se debe de tomar en cuenta desde distintas perspectivas no especializadas en el tema para evitar sesgarlo. Este trabajo es de tipo cualitativo y corte fenomenológico hermenéutico; plantea como objetivo principal, detectar problemáticas socio-urbanas de carácter público en la Zona Metropolitana de Monterrey (ZMM) para conocer la percepción del ser urbano en relación a su calidad de vida urbana. Resulta necesario cuestionar cómo es que la población vive la ciudad, y de la misma manera, proponer una manera en la que las perspectivas de las personas que viven en la ciudad pueda ser analizada efectivamente. Así, se buscan modelos que estimulen una mejora de la vida urbana y, con ello, disminuir las significativas y diversas desigualdades socio-urbanas. Es por esto que los análisis cualitativos de la calidad de vida urbana, el espacio público y la morfología urbana son tan pertinentes. Sistematizar y racionalizar el análisis de vivencias de la población es necesario para lograr tener una perspectiva acerca de estos temas que puedan ser usados al analizar qué es lo que la ciudad necesita. Palabras claves calidad de vida urbana; imaginarios urbanos; investigación cualitativa; movilidad urbana 1 2 Abstract The city is not lived in an architectural way, but in a social way, and it is created from individuals who cohabit it and, in addition, live them. This way should be taken into account from different non-specialized perspectives on the subject to avoid biasing it. This work is of a qualitative type and hermeneutic phenomenological cut; The main objective is to detect sociourban problems of a public nature in the Metropolitan Area of ​​Monterrey in order to know the perception of the urban being in relation to its quality of urban life. It is necessary to question how the population lives in the city, and in the same way, to propose a way in which the perspectives of the people who live in the city can be effectively analyzed. Thus, models are sought that stimulate an improvement in urban life and, thereby, reduce the significant and diverse socio-urban inequalities. Therefore qualitative analyzes of urban quality of life, public space, and urban morphology are so relevant. Systematizing and rationalizing the analysis of the experiences of the population is necessary to achieve a perspective on these issues that can be used when analyzing what the city needs. Keywords quality of urban life; urban imaginary; qualitative research; urban mobility Doctoranda del Doctorado en Filosofía con Orientación en Arquitectura y Asuntos Urbanos, por la Universidad Autónoma de Nuevo León; profesora-investigadora adscrita a la Universidad de Monterrey. Ha dictado conferencias en distintas universidades de México y Centroamérica. De 2010 a la fecha ha sido socia y subdirectora del consorcio Green Consulting donde actualmente laboran arquitectos y especialistas en diversas sedes de Latinoamérica; email: anacristina.garcialuna@gmail.com Doctor en Filosofía con orientación en Arquitectura Asuntos Urbanos, por la Universidad Autónoma de Nuevo León; profesor-investigador adscrito a la Facultad de Arquitectura UANL. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores (CONACYT) nivel II; es profesor de los programas de: Doctorado en Filosofía con orientación en Arquitectura y Asuntos Urbanos y Maestría en Planificación Urbano-regional. Miembro de la Academia Mexicana de Ciencias AMC desde el 2009; email: eduardo. sousagn@uanl.edu.mx; https://www.researchgate.net/profile/Eduardo_Sousa-Gonzalez/publications �RedUrban 1. INTRODUCCIÓN En términos generales, el fenómeno metropolitano conjuga cuatro elementos: primero, un componente de tipo demográfico que se expresa en un gran volumen de población y de movimientos intrametropolitanos de tipo centroperiferia; segundo, el mercado de trabajo expresado por el perfil económico y del empleo así como su ubicación sectorial en el territorio; tercero, la conformación espacial determinada por la expansión urbana; por último, la delimitación políticoadministrativa en función de los gobiernos locales que se involucran. (Sobrino, 2003b). En el año 2015, la Organización de las Naciones Unidas (ONU) aprobó La Agenda 2030 sobre el Desarrollo Sostenible, la cual consta de un documento de diecisiete rubros específicos que tienen como objetivo garantizar la calidad de vida humana en todos los ámbitos. (Centro de noticias ONU, 2015) Si bien estos objetivos abarcan problemáticas que van desde la lucha por la equidad de género hasta la erradicación de la pobreza, también cuenta con una serie de rubros especializados en la transformación sostenible de las comunidades y en el rediseño de las ciudades para la mejora de la calidad de vida urbana. Así pues, según describe la ONU, la urbanización masiva ha dado como resultado un creciente número de habitantes en barrios desfavorables y servicios inadecuados, los cuales se han encargado de empeorar la calidad de vida urbana de las ciudades favoreciendo al crecimiento urbano descontrolado. (Rieckmann et al, 2017) Se plantea que la mejora de la calidad de vida no debe utilizarse como un objetivo final, sino que es todo un camino donde los ciudadanos se unen y conforman un conjunto social (Alguacil, 1996). Así, la calidad de vida urbana debe estar en una evolución constante tomando en cuenta las demandas y las necesidades que va presentando la sociedad. Debido a esto es que se necesita redefinir y actualizar el concepto, con prioridad en países Latinoamericanos en donde la gran mayoría son países subdesarrollados o en vías de desarrollo. De igual manera, Naredo y Rueda (1996) apuntan que para resolver los problemas de las ciudades se necesita mejorar la habitabilidad que tienen los individuos dentro de estas. Desde esta perspectiva, la calidad de vida de los individuos depende no solo de ellos mismos (factores intrínsecos); también de factores sociales, políticos, ambientales, espaciales y económicos. Por lo tanto, se necesita poner especial atención en el diseño de las ciudades, en el análisis de sus datos demográficos así como en el acceso a los servicios públicos. 34 OCTUBRE 2021 Así mismo, para cubrir las necesidades de cada ciudadano en relación a la habitabilidad que plantean Naredo y Rueda (1996), es aconsejable que el diseño de las ciudades, su gestión y su mantenimiento se oriente principalmente a la protección de estos ciudadanos (seres urbanos). Lo anterior implicaría por tanto, que se fomente la comunicación, el intercambio y la salud pública, así como que se promueva la diversidad cultural y que se preserven los espacios históricos. Bajo esta misma perspectiva, se reflexiona que reclamar una ciudad para los ciudadanos significa comprometerse a garantizar su calidad de vida urbana enfocándose en tres cualidades, entre las cuales se incluye tener libertad individual, responsabilidad social y finalmente, responsabilidad ecológica. (Hernández, 2000) De esta manera, esta investigación aborda líneas de actuación relacionadas al ser urbano3 y a su entorno urbano. Así mismo, se considera que el concepto de calidad de vida urbana debe de ser comprendido desde una dimensión multidisciplinar para estimular y soluciones desde la ciudad (territorial, político, social, público) para mejorar el nivel de calidad de vida urbana de todos sus habitantes. No obstante, se debe de considerar que hablar de lo urbano no se refiere exclusivamente al territorio en donde se constituye una ciudad. Cedeño (2009) realiza una oportuna distinción de ambos términos en Ciudad y vida urbana: un esbozo teórico, donde afirma: Mientras que la ciudad es el espacio geográfico que puede ser medido en rasgos como dimensión, densidad, heterogeneidad, etc., lo urbano (o la vida urbana) son las relaciones sociales efímeras y superficiales en las cuales participan los ciudadanos. Lo urbano implica la indiferencia (la posibilidad de no mostrar una verdadera identidad social) y la cortesía, sin ellos, la convivencia con extraños no podría existir. Sin embargo, lo urbano, no puede existir sin la ciudad. (p. 12) Desde esta perspectiva, lo que el autor describe se encuentra enlazado con el espacio público. A partir de ello se deduce que los entornos urbanos deben responder a las necesidades actuales que se vinculan con la mejora del espacio público. Todo esto a partir de factores como el orden privado, la posibilidad de nuevas estructuraciones y relaciones funcionales entre la gestión del espacio urbano 3 El concepto de ser urbano se delimita en este trabajo a partir del enfoque de Hannah Arendt en Butler-Bowdon (2014) quien elude que el ser humano se diferencia de los animales por poseer un pensamiento crítico y juicio, lo que hace posible su vida política “[…] otros animales solo se pueden comportar de acuerdo a sus instintos e impulsos de supervivencia programados; en cambio, los seres humanos podemos ir más allá de nuestras egoístas necesidades biológicas para aportar algo nuevo cuyo valor se puede reconocer de forma social y pública.” Nuestros actos nunca son completamente previsibles. �RedUrban y la implementación de buenas prácticas arquitectónicas. Por otro lado, uno de los factores por los cuales se ha desplazado el eje donde se centraba y se mantenían los debates arquitectónicos encriptados es la extensión de esta discusión en otras disciplinas, como lo es la filosofía, la antropología y finalmente, la sociología. Ahora el enfoque se centra también hacia la cuestión del territorio como arena de disputas entre los individuos y sus vinculaciones con la condición del espacio público. En relación a lo anterior, el sociólogo Manuel Castells, en su libro El debate sobre la teoría del espacio (2014), plantea principalmente que el espacio está estructurado. Con esto busca expresar que la configuración de un espacio no es un hecho al azar, sino que la estructuración está estrechamente ligado con la forma social. Es decir, la ciudad es simplemente una manifestación territorial de las acciones sociales que ocurren en ella. Por ello, desde un punto de vista del materialismo histórico, la configuración del espacio responde a las relaciones sociales de producción. No obstante, se debe de considerar que esta definición surge desde una perspectiva marxista que Castells posee. En esta perspectiva no se comprenden las diferentes partes de un sistema por sí mismas, si no que se comprenden por medio de las relaciones. En otras palabras, el punto de vista marxista analiza los sistemas como una suma de las partes que lo conforman. La presente investigación se plantea desde un enfoque cualitativo de tipo fenomenológico hermenéutico, ya que el interés del estudio recae en las percepciones y experiencias personales de los habitantes (seres urbanos) de la urbe. De esta manera, se logra aportar conocimiento para la construcción de indicadores representativos respecto a las necesidades que tienen los seres humanos tomando en cuenta diferentes contextos socioculturales. Dicha información se puede conseguir a través del método de entrevista. La relevancia del presente estudio pretende aportar a la necesidad de desarrollar nuevos estudios y análisis que complementen a una visión actual y representativa del entorno urbano. De esta manera, se busca reflexionar en torno a la cuestión: ¿Se puede replantear la calidad de vida urbana de ciudades mexicanas a partir de la performatividad4 del espacio público en relación a su patrón espacial? Así 4 El concepto de performatividad se delimita en este trabajo a partir de Petzold (2017, p.118) quien atribuye a los usos, actos y manifestaciones sociales de los individuos en el seno del espacio público. “La construcción de identidad y el sentido de comunidad se construyen a través de la experiencia urbana que tengan los habitantes con la ciudad, y ésta estará condicionada por la calidad y el tipo de intercambios sociales que ocurran en el espacio público urbano” Además, “la percepción de lo público es fundamental para comprender que existen distintos modos de lectura del espacio público.” (opus cit., 2017, p.46) 35 OCTUBRE 2021 mismo, ¿De qué manera los usos y las prácticas de los usuarios en un espacio urbano pueden integrar, disuadir y/o excluir a otros?; ¿El ser urbano es consciente de su nivel de calidad de vida urbana? Se plantea como objetivo principal, detectar problemáticas socio-urbanas de carácter público en la Zona Metropolitana de Monterrey para conocer la percepción del ser urbano en relación a su calidad de vida urbana. 2. METODOLOGÍA 2.1 materiales y métodos La presente investigación es de enfoque cualitativo por proceso circular que aporta al análisis de fenómenos sociourbanos desde esta investigación (imagen 1). Así mismo, se trata de un tipo fenomenológico hermenéutico, ya que el interés del estudio recae sobre las percepciones y experiencias personales de los habitantes (seres urbanos) de la urbe (García-Romero, A.C. et al. (2020:44-59) Imagen 1. Modelo metodológico para abordaje cualitativo Fuente: Elaboración propia (García-Luna, A.C.; 2020: 44-59; 2019:44-50) El diseño de investigación surge a partir de la fenomenología ya que trabaja directamente sobre las declaraciones y vivencias que los participantes comparten dejando de lado la abstracción de estas para la generación de modelos de teoría. Es decir, la fenomenología tiene un �RedUrban enfoque exploratorio y descriptivo con el que finalmente se busca comprender las experiencias humanas en cuestión a un fenómeno. (Hernández, Fernández & Baptista, 2014) El tipo fenomenológico coincide con el propósito principal de explorar y comprender el fenómeno de la construcción de una calidad de vida en el entorno urbano de ciudades mexicanas, específicamente en la ciudad de Monterrey, a partir de las vivencias y perspectivas de los ciudadanos. De forma similar, el diseño fenomenológico también puede incluir un componente hermenéutico. La hermenéutica, como filosofía y característica metodológica, se encarga de la interpretación de experiencias humanas, pues percibe a estas vivencias como textos de la vida que proporcionan significados. (Hernández, Fernández & Baptista, 2014) Así, los datos de esta investigación serán obtenidos a partir de experiencias descritas por parte de los participantes para realizar un cruce de vivencias de varios residentes de la ciudad de Monterrey con la intención de detectar elementos en común que permitan obtener información sobre el ser urbano, su percepción de la calidad de vida urbana y el vínculo con el carácter público de la ciudad que habitan. 2.2 participantes La población participante en la aplicación de la herramienta cualitativa son personas profesionales y no profesionales que habitan en la ciudad de Monterrey, Nuevo León, México. El tipo de muestreo es intencional y por contactos y se basa en las premisas del muestreo teórico; de acuerdo a Strauss y Corbin (2002), el muestreo de una investigación de enfoque cualitativo debe ser sobre ideas y no por cantidad de individuos, esto quiere decir que la muestra se delimita por la saturación de información. Así mismo, Mejía (2000) complementa que la muestra representativa necesaria parte del principio de saturación de información o repetición de casos. Sin embargo, para llegar a una saturación se debe abarcar todos los niveles estructurales de la heterogeneidad del objeto de estudio, lo que implica contar con al menos un participante por nivel. De acuerdo al fundamento delimitante de saturación, el proceso de selección de participantes correspondiente a la presente investigación es el de muestreo por relaciones y variaciones. Este tipo de muestreo parte de la realización de un filtro por perfiles de acuerdo a criterios socio estructurales como edad, sexo, zona de habitación y nivel de estudios. (Mejía, 2000) Los criterios de inclusión que se toman en cuenta, para esta investigación, son los siguientes: - Hombres y mujeres dentro de los rangos de edades 20-29, 30-39 y 40-49 años. 36 OCTUBRE 2021 - Vivir, actualmente, en el centro o periferias de la ciudad de Monterrey, Nuevo León. - Aceptar de forma voluntaria su participación. De esta manera, la muestra final se constituye por 24 personas que cubren cada uno de los perfiles establecidos bajo los criterios de inclusión y exclusión para la selección de la muestra representativa. Así mismo, se hace hincapié que la cantidad de participantes fue delimitada por el principio de saturación de información y de acuerdo al procedimiento de muestra de relaciones y variaciones (Mejía, 2000). 2.3 procedimiento Para lo anterior, se establecen los siguientes momentos: primero, se contacta al perfil a entrevistar y se le envía un email como invitación; después, se comparte una agenda con días y horarios disponibles con la intención de libremente seleccionar y anotarse en el día y horario que mejor se le acomode ya que la entrevista se realiza de forma individual en un periodo de tiempo de 2 semanas; en seguida, el día previo a la entrevista, se envía un correo electrónico como recordatorio del día y horario para la entrevista junto a la liga de Zoom para ingresar. Cabe resaltar que los canales de comunicación con los participantes son en ambiente virtual por medio de las aplicaciones tanto de WhatsApp como de Zoom, así como el correo electrónico. Cada entrevista inicia con la aplicación de tres herramientas que fueron construidas para asegurar el mismo entorno y veracidad en la información recolectada: primero, el texto introductorio, el cual resume la idea principal de la que parte la investigación, así mismo, ayuda a plantear el enfoque multidisciplinar desde el cual se piensa abordar el tema. Segundo, la carta de consentimiento informado. Tercero, formulario de recolección de datos personales de los participantes por medio de un link en google forms; así mismo, se reitera que toda información personal compartida será de uso exclusivo y confidencial para los datos primarios de esta investigación. Por consiguiente, se obtiene una base de datos de los participantes entrevistados. La guía de entrevista, en su versión final, consta de 13 preguntas semi estructuradas, es decir, de un diseño y orden establecido, pero flexible de ser necesario para el caso. Cada una de las 13 preguntas corresponde a una de las 8 subdimensiones que se deslindan de la matriz de categorías. La distribución de las preguntas por subdimensión es la siguiente: calidades externas/entorno (1 pregunta), �RedUrban calidades internas/ser urbano (2, 3 y 6 preguntas), performatividad espacial (4 y 5 preguntas), procesos sociourbanos (7 y 8 preguntas), ciudades creativas y expansión urbana (9, 10 y 11 preguntas), entornos globales (12 preguntas) y forma urbana (13 preguntas). El tiempo promedio por entrevista fue de 30 minutos. En relación al modelo metodológico, una vez definidos tanto el objetivo como el marco mteórico referencial, se extraen las categorías principales de calidad de vida urbana, espacio público y morfología urbana. Posterior, se realiza la construcción de un instrumento para la obtención de información; para esta investigación de corte cualitativo fenomenológico y hermenéutico, además, se opta por el instrumento cualitativo de la entrevista semiestructurada. De esta manera, a partir de la matriz de categorización se formulan las preguntas que conforman la guía para la entrevista. En una primera versión de la guía de entrevista se cuentan con 18 subcategorías, por lo que se tuvo paralelamente 18 preguntas. Después, se valida el instrumento cualitativo por 10 jueces a partir de la evaluación y cálculo de la V de Aiken. La participación se solicita por correo electrónico como jurado evaluador. Así, el modelo evalúa cada pregunta en tres dimensiones: claridad, coherencia y representatividad, de acuerdo a una escala del 1 (nada) al 5 (completamente). También incluye una parte para dejar observaciones y sugerencias para cada pregunta evaluada. Cada una de las evaluaciones de los jueces se recibe cuatro días después de la solicitud. Los puntajes otorgados se concentran en un archivo Excel para facilitar su lectura y se realiza el cálculo de la V de Aiken. En esta investigación, el promedio final del instrumento cualitativo fue validado por un puntaje de 0.84. Enseguida, se concentra la retroalimentación proveniente de la evaluación de los jueces; para ello se utiliza la matriz de ítem original vs cambiado para presentar los ajustes realizados en la construcción del instrumento a partir de las observaciones de cada experto. Se obtiene la guía de entrevista preliminar, la cual será aplicada a una prueba piloto para mejorar detalles. No obstante, para la prueba piloto se debe de precisar la muestra, en este sentido, parte de la población de estudio, es decir, habitantes de la zona urbana de Monterrey y periferia. Así, el tipo de muestreo es por relaciones y variaciones, lo cual implica un filtro en base a criterios socio estructurales como la edad, sexo, grado de estudios, entre otros. Se busca evitar llegar a la saturación de información por lo 37 OCTUBRE 2021 que se acotan criterios de exclusión e inclusión para los perfiles a entrevistar. Los participantes que conforman la muestra del estudio son contactados por un efecto bola de nieve. Para la confirmación de los participantes se envían dos correos: el primero para confirmar la participación y agendar la cita para la entrevista en función de su disponibilidad; el segundo, como recordatorio un día antes de la cita programada. De esta manera, se realiza la aplicación de la encuesta, para lo cual, se preparan diversos documentos de apoyo: la carta de consentimiento informado (de gran relevancia por el formato virtual en el que se tuvieron que llevar a cabo las entrevistas), el mensaje introductorio y la encuesta para registro de datos personales. La secuencia en la que se lleva a cabo la aplicación de la entrevista es: primero, un día antes, se envía por correo electrónico el recordatorio y el link para ingresar a la reunión en Zoom; segundo, el día de la entrevista se ingresa a la reunión 15 minutos antes para recibir al participante; tercero, tras ingresar el participante se da la bienvenida y se comienza con la lectura del mensaje introductorio; cuarto, al terminar la introducción se comparte el link de la encuesta de registro de datos personales al entrevistado dando la indicación de notificar una vez enviadas las respuestas; quinto, después de llenar la encuesta de datos personales se explican brevemente las instrucciones de la guía de entrevista dando inicio a las preguntas de la entrevista; sexto, al concluir la entrevista se pregunta al entrevistado por comentarios extra, por último, séptimo, se agradece por la participación. Posterior a la realización de todas las entrevistas inicia el proceso de transcripción de las mismas utilizando programas como Happy Script para agilizar el tiempo invertido a esta actividad. Después de completar las transcripciones, se construye el libro de códigos a ser utilizado. Los pasos en la metodología se resumen de la siguiente manera: matriz de categorización; modelo de validación para jueces (incluye el envío a jueces para validación y los resultados de validación de jueces y cálculo de V.Aiken; matriz ítem original vs cambiado y justificación; guía de entrevista; muestreo (incluye lista de muestreo y agenda para aplicar instrumento); prueba piloto; aplicación de entrevistas y transcripciones; consentimiento informado y libro de códigos. 2.4 análisis de datos Se realiza el análisis de contenido temático apartir del enfoque de Braun & Clarke (2006) para dar sentido al análisis de los datos e identificar, analizar y encontrar patrones en la información obtenida. �38 RedUrban Este análisis consta de seis momentos: primero, la familiarización que implica la realización de las lecturas y relecturas de los datos empíricos (recogida mediante las entrevistas), en este punto se realiza la citación de ideas más importantes que puedan responder a las preguntas de investigación; segundo, se continúa con la codificación, la cual permite la condensación de la información, ello es lo que Saldaña (2013) denomina el primer ciclo de codificación el cual se realiza en esta investigación, a partir del libro de códigos desarrollado desde esta investigación. Posteriormente, tercero, se realiza la categorización, donde a partir de los códigos empleados, se pretende encontrar patrones para así crear categorías que puedan sintetizarlos. El cuarto momento es la revisión de las categorías, la cual se realiza a través del segundo ciclo de codificación, esto es que se verifican los códigos utilizados en función de las categorías. El quinto momento implica la esquematización expresados a través del mapa semántico de códigos jerarquizados y las tablas de códigos y documentos primarios. En seguida, en el sexto momento, se presentan los OCTUBRE 2021 resultados los cuales pueden ser evidenciados a través de lo que Miles, Huberman & Saldaña (2013) denominan, una cadena lógica de evidencia. El procedimiento de análisis de contenido se realiza en el software ATLAS.ti 8.4 utilizando tácticas de generación de significado (Miles, Huberman & Saldaña, 2013) tales como la representatividad de las categorías, la cual se evidencia a través de su saturación. En tal sentido, aquellos códigos que aparezcan en todos los participantes o en algún subgrupo de estos (independientemente de su magnitud), serán representativos. Por otro lado, se cuenta con la frecuencia de categorías, la cual es evidenciada a través del número de veces en las que un código y categoría es citado. De esta manera, la densidad teorética evidencia el poder explicativo de una categoría o código, al evidenciar su vinculación con otras. Por lo tanto, se consideran significativas aquellas categorías que cumplen al menos uno de los criterios de generación de significado, representatividad (≥1), frecuencia (36) y densidad (≥2) (tanto la frecuencia como la densidad se colocan al lado de cada código utilizado). Imagen 2. Mapa semántico de códigos jerarquizados Fuente: Elaboración propia en Atlas.Ti 8.4 (García-Luna, A.C., 2020) �RedUrban En la imagen 2 se puede analizar el mapa semántico de códigos jerarquizados que surge a partir de los códigos utilizados para en análisis de resultados de las entrevistas. Los resultados presentados en este mapa permiten encontrar patrones en las respuestas de los participantes para crear categorías que puedan sintetizarlos, además, de verificar los códigos utilizados en función de las categorías utilizadas de acuerdo al modelo metodológico. 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN A partir de la información obtenida a partir de las entrevistas realizadas, es relevante discutir que hubo varias menciones acerca de los indicadores de calidad de vida urbana, mayormente enfocadas en los espacios habitables o experienciales, en relación a cómo estos pueden mejorar la manera en la que las personas viven su vida cotidiana. Parece una constante el hecho de que se hable de espacios más verdes y sostenibles como parte de la calidad de vida urbana, pues muestra que es necesario orientar estos mismos indicadores a que no solamente exista un nivel medio de acceso a recursos materiales o espaciales, sino que se vea también por la parte ecológica y, con ello, sostenible de las ciudades, puesto que son cuestiones asociadas con salud pública y con preocupaciones acerca del futuro de estos espacios. Por otra parte, también surge la necesidad por cuestionar el factor de imaginario urbano y social a partir de los comentarios acerca de las vistas y de las sensaciones que se describen a partir del lugar en donde se vive. Es importante cuestionar estas mismas descripciones y el nivel de felicidad que existe acorde a los contextos de distintas personas en distintas zonas metropolitanas, ya que el descontento y las expresiones de tranquilidad parecen provenir de diferentes entornos de la ciudad y, así, relacionarse también a criterios asociados a la imaginabilidad y legibilidad de la ciudad. En cuanto al espacio público, se menciona la cuestión de cohesión social, puesto que se observan comentarios generales acerca de no convivir con otros individuos urbanos dentro de los mismos entornos. El tema de cohesión social es mucho más relevante para los hombres, pero para las mujeres surge una necesidad de lo que sucede dentro de los espacios públicos en cuanto a las interacciones. Es de esta manera que es importante tomar en cuenta que la planificación urbana estratégica no significa lo mismo para todas las personas, puesto que existen factores que diferencian lo que define el acceso a espacio público para todas las personas. De esta forma, la inminente necesidad de diversificar los enfoques de abordaje y análisis del espacio público; es necesario de considerar un enfoque psico-ambiental y socio-urbano. 39 OCTUBRE 2021 La expresión social a través de las ciudades es un tema recurrente acerca de cuestiones de diversidad dentro de la población. Por lo tanto, cuestionar qué es lo que están comunicando las ciudades en cuanto a la identidad de estas mismas en urbes que ahora están siendo uniformizadas. La diversidad no es un problema, sino una carencia que resalta la posible necesidad de expresiones artísticas urbanas dentro de estos espacios públicos. En cuanto a la morfología urbana, un tema que llama la atención a los participantes, es la preocupación por la movilidad urbana. La forma urbana no está permitiendo que exista una calidad de vida adecuada. La manera en la que la ciudad sido diseñada no permite que las personas puedan vivir una cotidianidad que les permita tener suficiente tiempo en términos reales y perceptivos. Es, incluso, importante el hecho de que las tareas domésticas y las que pertenecen al espacio público estén constantemente siendo mezcladas. Las personas están tomando la mayor parte de su tiempo en moverse de un lugar a otro, viendo que lo doméstico, por ejemplo, tomar el café o maquillarse, está siendo realizado en el carro. La trama urbana se ve constantemente afectada por que la forma de la ciudad no es efectiva, y entre más modificaciones se hacen y más se intenta modernizar la ciudad, más compleja se vuelve para quienes la habitan y recorren. Observar perspectivas acerca de calidad de vida urbana parece ser tremendamente necesario en la toma de decisiones, pues si bien en la teoría vemos una lista de recursos que se necesitan, es necesario también tomar en cuenta lo que la gente tiene que decir. La felicidad urbana, la sostenibilidad, el contacto con la naturaleza, los imaginarios urbanos todos parecen ser algo que falta, pero que quizá no se mencionan con frecuencia al analizar este tema. El espacio público, un ente democrático, para las personas no son solamente parques y plazas hechas para ser usadas, sino que existe una serie de requisitos que los individuos encuentran necesarios para poder vivir su vida en sociedad. Quienes ven su ciudad, ven una oportunidad para estar con otras personas. La expresión social a través de las ciudades no es un tema solamente de artistas urbanos, sino de detección de una falta de identidad cultural que debe existir en las ciudades. Es incluso importante percibir esta cuestión en temas de desigualdad en todos los aspectos de la palabra, puesto que el espacio público en este momento parece ser un privilegio y un deseo, cuando debería ser un derecho al que todas las personas tengan acceso en todo momento. La forma de la ciudad puede remitir a algo completamente arquitectónico, cuando en realidad se junta con las dos �RedUrban cuestiones anteriores. La manera en la que crece y se visualiza la ciudad no es solamente algo que afecta los números que surgen a partir de análisis cuantitativos, sino que afecta la vivencia y la cotidianidad de todos y todas, la manera en la que se abordan las ciudades es un tema que compete a todos y todas, y que se cuestiona continuamente a partir de esta investigación y, con ello, de este análisis cualitativo. Se pone en duda las prioridades de quienes planifican la ciudad y quienes proveen una nueva manera de modernizar las urbes. 4. CONCLUSIONES A partir de esta investigación se puede cuestionar la manera en la que actualmente se aborda el análisis y planificación de las ciudades. La manera en la que se están moldeando las ciudades son a partir de personas que las están modificando con el paso del tiempo, y no únicamente a partir de cuestiones arquitectónicas o de interés políticogubernamental; más allá, las ciudades son lienzos en donde el ser urbano define y construye su cotidianidad. Observar perspectivas acerca de calidad de vida urbana parece ser tremendamente necesario para la toma de decisiones, pues si bien en la teoría vemos una lista de recursos que se necesitan, es necesario también tomar en cuenta lo que la gente tiene que decir. La felicidad urbana, la sostenibilidad, el contacto con la naturaleza, los imaginarios urbanos todos parecen ser algo que falta pero que quizá no se mencionan con frecuencia al analizar este tema. El espacio público no son solamente parques y plazas sino que existe una serie de requisitos que los individuos encuentran necesarios para poder vivir su vida en sociedad. La expresión social a través de las ciudades no es un tema solamente de artistas urbanos, sino de detección de una falta de identidad cultural que debe existir en las ciudades. Es incluso importante percibir esta cuestión en temas de desigualdad en todos los aspectos de la palabra, puesto que el espacio público en este momento parece ser un privilegio y un deseo, cuando debería ser un derecho al que todas las personas tengan acceso en todo momento. La forma de la ciudad puede remitir a algo completamente arquitectónico, cuando en realidad se junta con las dos cuestiones anteriores. La manera en la que crece y se visualiza la ciudad no es solamente algo que afecta los números que surgen a partir de análisis cuantitativos, sino que afecta la vivencia y la cotidianidad de todos y todas, la manera en la que se abordan las ciudades es un tema que compete a todos y todas, y que se cuestiona continuamente a partir de esta investigación y, con ello, de este análisis cualitativo. Se pone en duda las prioridades de quienes planifican la ciudad y quienes proveen una nueva manera de modernizar las urbes. 40 OCTUBRE 2021 5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALGUACIL, J. (1996). La calidad de vida y el tercer sector: nuevas dimensiones de la complejidad. Documentación social, (103), pp. 69-86. BRAUN, V. & CLARKE, V. (2006). Using thematic analysis in psychology. Qualitative Research in Psychology, 3 (2), pp. 77-101. BUTLER-BOWDON, T. (2014). 50 Clásicos de la filosofía: Pensar, ser, hacer, ver. CASTELLS, M. (2014). El debate sobre la teoría del espacio. En La Cuestión Urbana. 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El objetivo general de este trabajo de corte teórico, es profundizar en el conocimiento de los imaginarios urbanos y su importancia, mediante el análisis de autores con formación humanista, que sirve de base fundamental (apuntalada desde diferentes perspectivas disciplinares) al involucramiento de la memoria-remembranza y los aspectos simbólicos de la ciudad que llegamos a internalizar, sobre lo que nos es significativo y trascendente. Este concepto, abordado por Castoriadis, se ha retomado desde diferentes áreas: sociología, geografía, psicología, urbanismo, entre muchas otras. La construcción mental que hacemos de un objeto o lugar, físico o inmaterial, guía nuestros actos y acciones: de aquí la importancia de su estudio para acercarnos al entendimiento de las representaciones mentales que podemos tener acerca de un lugar. Abstract Hand in hand, in the perpetual march of humanity through time, imaginaries have not stopped accompanying us on this long journey. The general objective of this theoretical work is to deepen the knowledge about urban imaginaries and their importance, through the analysis of authors with humanist training, which serves as a fundamental basis (upheld by different disciplinary perspectives) to the involvement of memory-remembrance and symbolic aspects of the city that we come to internalize, regarding what is significant and transcendent to us. This concept, addressed by Castoriadis, has been taken up from different areas: sociology, geography, psychology, urbanism, amongst many others. The mental construction that we make of an object or place, physical or immaterial, guides our acts and actions: hence the importance of its study to approach the understanding of the mental representations we can have about a place. Palabras claves imaginario; apropiación; memoria Keywords imaginary; appropriation; memory 1 Nacionalidad: mexicano. Profesor / investigador de la Facultad de Arquitectura de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Doctor en Filosofía con Orientación en Arquitectura y Asuntos Urbanos. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores, reconocido como Candidato a Investigador Nacional; email: dolmen_arq@hotmail.com �43 RedUrban Ante todo, debemos pensar en la ciudad a la vez como lugar para habitar y para ser imaginado. Néstor García Canclini; 1997: 109 Imaginarios urbanos I. PREÁMBULO A partir del capítulo correspondiente a los imaginarios urbanos desarrollado en la tesis doctoral del autor que esto escribe, se articula la presente investigación de corte teórico. Evocar los imaginarios significa trabajar con concepciones individuales, así como colectivas, sobre el [re]conocimiento y la apropiación mental de un lugar o un objeto (físico o inmaterial) y las representaciones que pueden emanar de este; los deseos e identidades simbólicas con las cuales se crean significaciones sociales que impactan en la vida cotidiana y en la forma de vida contemporánea. Se asume que los imaginarios son un longevo acompañante de la humanidad, que se adaptan y [re]configuran de acuerdo al escenario que cada época [re]modela y ofrece, así como a las experiencias culturales y físicas que se manifiestan en las diferentes sociedades urbanas, alimentados por factores tan variopintos como aspectos culturales, históricos, políticos, incluyendo también los religiosos, por mencionar algunos de los más destacables; como comprobaremos en este escrito. De esto se desprende que un lugar puede tener un sinfín de interpretaciones de corte simbólico, de acuerdo con el imaginario propio de cada persona y/o colectividad y de cómo lo expresa y utiliza. La ubicación geo-espacial, la topomorfología del sitio, los continuos desplazamientos del diario vivir, la manera de utilizar-disfrutar-padecer dicho lugar, la hora en el que se acude a ellos, el tiempo que le dedicamos a alguna actividad rutinaria o excepcional en determinado sitio, nos da pie a nutrir, fortalecer, a adecuar, es decir, a [re]formular el constructo mental que tenemos de ese espacio y la forma en que nos apropiaremos o no de ese cacho de ciudad. II. INDAGACIÓN HISTÓRICA SOBRE EL IMAGINARIO Buscando hilar el imaginario a través de la historia de la humanidad, e indagando en los orígenes conceptuales del imaginario, tenemos que Beriain (2011: 115) conviene en que el simbolismo inmerso en un tótem forja una especie de cohesión tribal; el significado (trasladado en nuestro caso a un imaginario) que este tótem encarna del Dios tribal, OCTUBRE 2021 alude sin duda a los aspectos religiosos planteados por Fustel2 (análisis que abordaremos un poco más adelante). Desde otra perspectiva primigenia Eliade (2001: 12) reconoce en el zigurat una imagen cósmica simbólica de los asirios, cristalizándose como la representación física de una montaña; así como también de los siete cielos planetarios como era interpretado este importante edificio de la antigua ciudad de la ciudad de Borsippa, además de representar los siete colores del mundo, como sucedía en Ur.3 Profundizando en esta relación imaginario-simbólico, para Dalley (1993: 3) queda claro que en el antiguo asentamiento de Ugarit, los sendos jardines de los palacios sirven para rememorar a los antepasados, preguntándose si son evidencia palpable de un jardín de la memoria; también se cuestiona sobre el posible simbolismo de un árbol plantado al centro de un patio al elaborar la siguiente pregunta: “¿Y el árbol plantado en el centro del patio por lo tanto simboliza la regeneración de una manera muy directa, el árbol de la familia en todos los sentidos?”. El World Monuments Fund4, a través de su publicación: Babylon cultural landscape and archaeological city, refiere que “El imaginario y la narrativa de Babilonia han inspirado el mito, la filosofía, el arte y la literatura a través del tiempo y continúan hoy siendo un tema de libros, canciones, películas populares y documentales” (Site management plan; 2015: 14). 2 3 4 Al respecto, Fustel apunta que cada tribu tenías su religión, su altar y su divinidad protectora (Fustel de Coulanges; 1876: 135). Eliade no profundiza más en el tema. En “The history of Herodotus, Vol. 1” hallamos una referencia de Herodoto quién se refiere a la ciudad de la cultura meda llamada Agbatana, circundada por siete muros concéntricos, y describiéndola de la siguiente manera: las almenas son de color blanco, la siguiente: negro, de la tercera: escarlata, del cuarto: azul, del quinto: naranja; todos estos se colorean con pintura. Los dos últimos respectivamente: color plata y oro. Y apunta que “el gran templo de Nabucodonosor en Borsippa (la moderna Birs-Nimrud) era un edificio en siete plataformas de colores similares”. En George Rawlinson (traductor); (1936 [1910]: 52 y 53); The history of Herodotus, Vol. 1; Edited by Ernest Rhys; London. Posiblemente de aquí se fundamenta la reflexión de Eliade referente a los colores del mundo asirio. World Monuments Fund es una organización privada sin fines de lucro, que fue fundada en 1965 por personas preocupadas por la feroz estela de destrucción de tesoros artísticos en todo el mundo, gestionando más de 600 proyectos en 90 países. El World Monuments Watch es un programa mundial lanzado en 1995 con motivo del 30 aniversario de World Monuments Fund, que tiene como objetivo identificar los sitios del patrimonio cultural en peligro para dar apoyo financiero y técnico directo para su conservación. Sobre el Plan de Manejo del Sitio Babilonia (Site management plan. Babylon cultural landscape and archaeological city), su objetivo es proporcionar un marco organizativo basado en valores para la administración de Babilonia. Fundamentada en las normas internacionales y la estructura jurídica nacional, pero consciente de las realidades desafiantes del país, sino que también busca convertirse en un modelo para otros sitios arqueológicos en Irak. �RedUrban En otro orden de ideas, Beriain (2011: 116) menciona que la asociación simbólico-imaginario conforman una unidad, y prosigue con los antecedentes fundamentales de los imaginarios supra-tribales, y de cómo Abraham y las tribus que cruzaron Mesopotamia hace cinco mil años, cimentando la vida de la colectividad al denominar a Dios con el nombre de JHWH, quién es principio y fundamentador de la significación imaginaria cobijada en la religión; esta reflexión permite darnos cuenta y sopesar la potencia que las imágenes simbólicas transfieren al imaginario personal y colectivo, y su capacidad de impactar la forma de vida societal. Sobre el imaginario suscitado durante la época clásica, representada por las antiguas sociedades griegas y romanas, en su tesis doctoral Fustel de Coulanges (1876) profundiza y analiza cómo la religión, impávida y drásticamente prohibía abandonar la tierra de los antepasados pues pregonaba que había una fuerte raigambre a ese suelo ancestral que fortalecía a sus habitantes, considerándolo como el suelo divinizado por las generaciones precedentes que ahí descansaban, en lo que denominaron terra patrum (la patria). Las antiguas costumbres y ritos arraigaron profundo en el imaginario del mundo clásico; esto es lo que Silva considera como una simbiosis entre religión-psicología-ciudadanos, a lo que llama imaginarios urbanos originales (Silva; 2006: 53 y 54). Prosiguiendo con el hilo histórico conductor, y en un tenor similar al de las ciudades clásicas, Carretero (2011: 103 y 104) da cuenta de cómo durante el período medieval la Iglesia mantiene su control doctrinario mediante la habilidad de conformar e intervenir en el imaginario colectivo, lo que él denomina “Imaginario social de la cristiandad”: creencias populares que el clero se aseguró de difundir y hacer fraguar mediante la figura simbólica de Dios, dogma que buscaba cohesionar a una sociedad fundamentalmente heterogénea, desde la centralidad del ser divino anclado hábilmente a ultranza en el imaginario de la sociedad medieval. En este mismo período de tiempo (Medioevo), pero analizando ahora lo que sucedía en el mundo prehispánico ubicado al otro lado del Atlántico en el recién descubierto Continente americano, tomamos como referente a la paradigmática cultura azteca, que antes del feroz adoctrinamiento a que fueron sometidos por los religiosos europeos, encontramos un rico “imaginario local” que les impactaba y guiaba culturalmente en varios niveles: desde su nacimiento, los varones estaban ya consagrados a la guerra, y el simbolismo que rubricaba este designio era categórico e inapelable al enterrar el cordón umbilical del recién nacido junto a un escudo y flechas miniatura (nuevamente surge la tierra, como elemento indisociable de los imaginarios). El 44 OCTUBRE 2021 sacrificio humano es otro claro proceso de internalización de actividades y procesos simbólicos, pues estos ritos no se efectuaban por crueldad ni odio, respondían fehacientemente a imaginarios esotéricos, místicos y religiosos, pues la sangre derramada era considerada como un valiosísimo tributo que equilibraría a un mundo constantemente amenazado por sus diferentes divinidades. Soustelle (2003: 109) recoge también el simbolismo que representa la Tierra, personificada por un monstruo con las mandíbulas abiertas, que devoraba cada noche al sol, los restos de los muertos y la sangre de los sacrificios recién efectuados (potente imaginario prehispánico). Se reconoce como la inmediata inflexión colonizadora europea en el imaginario prehispánico, aquel momento decisivo cuando los conquistadores hábilmente impusieron la Cruz de la religión y la destrucción y negación de los dioses de los naturales, como una valiosa herramienta para adoctrinar a los indios salvajes, pergeñando en el imaginario personal y colectivo indígena la interiorización de un nuevo nacimiento a través del rito católico del bautismo (Eliade; 2001). Nuevamente, lo sagrado se utiliza como vehículo para [re]formar y [re] construir creencias y mitos5, que han de [re]configurar la novel memoria colectiva de los naturales del Nuevo Mundo. El material expuesto hasta aquí nos sirve de antesala para aposentarnos en la línea del tiempo, en un hecho contemporáneo reciente y que concretamente encuadramos en el quehacer de la arquitectura y el urbanismo: como ejemplo actual de un objeto material que consideramos destacable para la evocación directa y sublime de un imaginario (para el caso que nos ocupa: histórico), es la llamada Casa Fantasmagórica (Ghost Structure) de Robert Venturi, Scott Brown and Associates, Inc., quienes se encargan de “dibujar con una simple estructura de acero inoxidable”6 la silueta de la antigua residencia, en el sitio original donde estuvo el hogar de Benjamín Franklin en el centro de Filadelfia7 (después de demolido el edificio, el espacio donde estaba la edificación se convirtió en una plaza pública). En palabras del propio Venturi: “The challenge was to design a contextually appropriate but distinctive structure: imaginatively serving educational and memorial purposes” (Venturi; s/f: 1).8 5 6 7 8 Podemos apuntalar la idea de la trascendencia de los mitos en los imaginarios, con la siguiente cita textual de Gadamer (2010: 16), quien nos dice que “Se investigan los mitos y los cuentos por su significado, es decir, por la sabiduría de los mitos y los cuentos”. Talbott (s/f: 237) The House that Franklin Built; disponible en http://www. benfranklin300.org/_etc_pdf/Talbott-Franklin_AFA.pdf Número 141 de la High Street, ahora calle Mercado. Consideramos importante este proyecto, de acuerdo a la siguiente reflexión: Avecindado en la ciudad de Filadelfia, Franklin fue un ciudadano ejemplar y �RedUrban Esta escultura urbana evoca una construcción perdida, recurriendo al, y reforzando el memorial colectivo mediante una [re]construcción semi-virtual a escala natural, con la que el edificio vuelve a tener una etérea presencia semi-material, y que como patrimonio histórico inmaterial ya solo existía mentalmente. Una proyección de una imagen mental que acaba de materializarse y [re] internalizarse en el imaginario de cada paseante que por ahí transita. A decir de Jencks, se genera “un jardín muy divertido [que] combina significados del pasado y del presente” (Jencks; 1980: 88). Se relaciona esta última referencia con lo escrito por Capel: “El paisaje se aprecia tanto más cuanto más ligado está a acontecimientos o personajes históricos, valorándose entonces su imagen tal cuales, con la inclusión de los aspectos no bellos que pueda contener” (Capel; 1973: 99). Nos encontramos ahora ante una simbiosis historia-imaginario, que también resulta ser potente al evocar hechos importantes que transfieren significado propio a un determinado lugar. Para terminar este recorrido, en el ámbito local podemos citar como claro ejemplo representativo de la importancia histórica de un elemento identitario de Monterrey, los Ojos de Agua de Santa Lucía: presentes en el imaginario cultural prácticamente desde la fundación de la ciudad. Con el transcurrir del tiempo, lo único que tímidamente nos dejó la llegada de la modernidad fue una humilde referencia urbana a través de un obelisco que rememora a los fundadores de la ciudad. Mediante múltiples intervenciones y adecuaciones al entramado urbano, finalmente se pierde la presencia física del transfigurado cuerpo de agua, y cuyo remanente residual llegó a conocerse llanamente como El Canalón. Desde el Plan Parcial de Desarrollo Urbano Monterrey 1994-2010 (ver Imagen 1) se tenía considerada la conexión de la Macro Plaza con el Parque Fundidora mediante un canal artificial denominado Santa Lucía. El Plan Estratégico del Área Metropolitana de Monterrey 2020 recoge tímidamente la propuesta, al tipificarlo como uno de los ocho proyectos estratégicos de la administración estatal (sólo se menciona por su nombre en la página 327, y lo ubica en el plano correspondiente) (ver Imagen 2). polifacético, quién desarrolló diversas actividades como: editor y periodista, músico, filósofo, científico e inventor, político, legislador, independentista y, uno de los padres fundadores de los Estados Unidos de Norteamérica; este personaje clave durante el período colonial estadounidense, e incluido en la convención encargada de la redacción de la Constitución estadounidense es fundamental para comprender la historia del país del norte. Por esto, es importante el proyecto de Venturi, Scott Brown and Associates, Inc., de recuperar virtualmente la morada de Franklin, de mantener vivo de esta manera el continuum histórico del sitio y lo que representa este personaje en el imaginario colectivo, cimiente de la nación norteamericana. 45 OCTUBRE 2021 Posteriormente, el Plan Estatal de Desarrollo 20042009 planteó un proyecto de integración urbanística denominado Paseo Santa Lucía (Ver Imagen 3). Cómo se mencionó líneas arriba, esta intervención retoma este histórico elemento urbano haciéndolo nuevamente visible mediante la construcción de un canal artificial que rememora al desaparecido cauce, y cuyo recorrido es alimentando con el agua proveniente de los invisibles veneros freáticos patrimoniales. Una vez terminada la obra, y de acuerdo a diversas notas periodísticas, tenemos que al inaugurarse “en tan sólo una semana, el Paseo se vio atestado de personas, ya que acudieron en ese lapso alrededor de 200 mil [paseantes]” (Treviño; 2008: 15). Una intervención de carácter metropolitano, que, de la mano de la memoria histórica de la ciudad inmediatamente tuvo eco en los habitantes de la urbe, apropiándose raudamente de ella. Nuevamente observamos como al entreverar historia con memoria simbólica, puede reavivarse y fortalecer el imaginario colectivo. Podemos aquí concatenar lo referido por Silva, cuando escribe que al arranque del siglo XXI sigue manifestándose un fuerte sustento imaginario que forma y conforma al mundo actual (Silva; 2006: 55). Imagen 1. Ubicación [Paseo] Santa Lucía Fuente: Plan Parcial de Desarrollo Urbano Monterrey 1994-2010 Con lo hasta aquí explorado y analizado, queda patente cómo en el diario devenir de la humanidad, esta ha caminado de la mano tanto de la imaginación personal, �RedUrban así como de la colectiva, imaginación que [re]moldea nuestra forma de pensar y de actuar; y del poderoso proceso que representa la internalización-almacenajeaplicación de información, impactando directamente en la conformación de los asentamientos humanos. Imagen 2. Ubicación [Paseo] Santa Lucía Fuente: Plan Estratégico del Área Metropolitana de Monterrey 2020 (Documento de consulta pública) Imagen 3. Proyecto del Paseo Santa Lucía Fuente: Plan Presentación ejecutiva de la Secretaría de Obras Públicas del Gobierno del Estado de Nuevo León. Septiembre 2006 III. INDAGACIÓN SOBRE ENUNCIACIONES DEL IMAGINARIO En una de sus primeras publicaciones, Jorge Luis Borges daba cuenta de la importancia de los sentidos, al escribir que El mundo aparencial es un tropel de percepciones baraustadas. Una visión de cielo agreste, ese olor como de resignación que alientan los campos, la gustosa acrimonia del tabaco enardeciendo la garganta, el viento largo flagelando nuestro camino y la sumisa rectitud de un bastón ofreciéndose a nuestros dedos, caben aunados en cualquier conciencia casi de golpe (Borges; 1925: 38). 46 OCTUBRE 2021 Estas percepciones, materializadas en sensaciones y singularidades que engloban todos los sentidos, se agolpan en imágenes que rememoramos, y las más significativas se anidarán en nuestros más inseparables e íntimos recuerdos, alimentando así el imaginario personal en diversos niveles, mediante actos vivenciales que van entreverándose nuevamente en nuestra memoria. De forma semejante, para Bachelard “La imagen lo es todo”, y la imagen tiene cabida adecuada en la memoria, de hecho, para el poeta, imaginación y memoria están directamente entreverados, y es enfático al asegurar que Allende las situaciones vividas, hay que descubrir las situaciones soñadas. Allende los recuerdos positivos que son material para una psicología positiva, hay que abrir de nuevo el campo de las imágenes primitivas que han sido tal vez los centros de fijación de los recuerdos que se quedaron en la memoria (Bachelard; 2000: 46). A partir de estas hondas reflexiones sobre la relación íntima e intrínseca de la percepción, las imágenes y la memoria, y buscando cimentar las bases para una futura investigación sobre la lectura del imaginario urbano en el municipio de Monterrey, N.L., concatenamos ahora enunciaciones o acercamientos teóricos que describen los imaginarios: para Randazzo (2012: 78) son matrices de sentido que permiten comprender y dar forma a la experiencia; Ladera (2012: 31) habla de representaciones, directas o indirectas, inmediatas o transpuestas, ligadas a los efectos de la imaginación. Silva (2006: 97 y 98) afirma que los imaginarios son verdades sociales de la colectividad, una percepción imaginaria; para Valencia (2009: 7 y 9) “La representación de los imaginarios siempre suponen un ánimo de visualizar lo invisible”, y menciona que pueden ubicarse en el borde entre lo real y lo imaginado. Erreguerena (2001: 16) piensa que el imaginario social, transforma la realidad mediante la visión que cada sujeto tiene de su propia realidad. Capel (1973: 107) habla de la estimabilidad expresada en las imágenes mentales, y subrayaba que aún faltaba (cuando esto escribía, en 1973) más estudio sobre el cómo se estructura una imagen mental.9 De estas posturas entre lo real y lo imaginado, entretejemos la reflexión de Ipiña (2013: 265), quién esgrime que en la memoria se almacena la información que posteriormente puede ser transmitida al comunicarse con un tercero, de aquí, recuerdos e imaginación se fusionan, dando pie al 9 Para Joan Costa, una imagen implica la existencia de un proceso, resaltando la duración del proceso, así como la persistencia de la imagen en la memoria social. Tomado de https://taller5a.files.wordpress.com/2010/02/imagencorporativa-por-joan-costa.pdf �RedUrban imaginario objetual, por lo que “Las imágenes creadas con un fuerte peso de intersubjetividad, transfieren una serie de emociones y referencias, apreciadas por la población”. En otro orden de ideas sobre memoria-percepción, tenemos a Lakoff que acuña el término marcos, para definir estructuras mentales que conforman nuestro modo de ver el mundo, y apunta cómo el cerebro se activa al escuchar alguna palabra clave (Lakoff; 2007: 4 y 33). Los imaginarios, analizados desde su postura teórica son equiparables a los constructos mentales, y queda patente en su trabajo cómo somos susceptibles de sufrir alteraciones en la percepción-resignificación de estos marcos mediante los discursos y mensajes políticos,10 que se re-trabajan y manipulan a nivel subconsciente a partir de las dos formas de gobierno reconocidas por el autor: la del padre rígido, o la del complaciente (2007: 19 y ss.). Cualquiera de los dos estilos de gobierno arriba referidos, tienden al manejo de la información de acuerdo a los marcos o imaginarios que se quieren encumbrar o menguar. La lectura de lo significativo y lo memorable parte de esta construcción interna, donde seguramente se elaborarán dimensiones y sobredimensiones de la realidad, así como lo objetivo-subjetivo, con lo que podremos discernir si hay (como lo supone Lakoff), influencias estereotipadas y culturales, y que como expone Randazzo, tienen que ver con el significado que le damos a la realidad propia (Randazzo; 2012: 83). Realidad que subyace sin duda en la experiencia personal y cultural, que forjan la significación otorgada a un sitio. Resulta importante, como lo describe Baeza (2011: 33), “Comprender entonces [que] el concepto de imaginarios sociales no es otra cosa que indagar en la dinámica generativa de la vida social en sus aspectos fundantes, o sea en todo cuanto es creado y conservado desde la subjetividad social”. Los mitos, la religión, la política seguirán siendo elementos a través de los cuales se vayan plasmando las intersubjetividades evocadas mediante la memoria, en donde anidan los imaginarios urbanos. En este contexto, finalizamos con Carretero (2011: 107), quién retoma las reflexiones de Maffesoli sobre el imaginario social al definirlo tácitamente como microcomunidades que conforman las sociedades actuales. El posmodernismo genera un neotribalismo que sigue conformándose por los diversos imaginarios ahora segmentados de acuerdo 10 Desde inicio de la década de los noventa del siglo pasado, Alvin Toffler ya daba cuenta del uso del poder como un medio “para conseguir que la gente actué de una forma determinada” y de “cómo es usado el poder para controlar nuestra conducta desde la cuna hasta el crematorio” (Toffler; 1990: 38), esto, como soporte teórico de lo esbozado líneas arriba por Lakoff. 47 OCTUBRE 2021 a actividades o gustos compartidos como lo deportivo, sexual, musical, etcétera. Estas son las aportaciones de los autores consultados para esta investigación, en cuanto a cómo conceptualizan y enmarcan teóricamente al imaginario. En un esfuerzo de síntesis de tan variadas posturas, se considerará como un constructo mental pergeñado individualmente, matizado por imágenes y símbolos socio-culturales personales, derivados de lo que percibimos, recordamos e idealizamos, así como por el diario convivir en colectividad; estos elementos que almacenamos en nuestra memoria, permiten formar y reformar la apreciación que de un sitio podemos tener y sentir. IV. CONCLUSIÓN La conceptualización del imaginario incide en múltiples niveles y escalas, desde el suelo sagrado como el elemento cimiente del arraigo al sitio de nacimiento; y transitando por motivaciones religiosas, políticas, míticas e históricas, que moldean la forma de vida societal; hasta llegar a las actividades o gustos cotidianos que incluyen lo deportivo, lo sexual, lo musical... y que siguen dando forma a las sociedades actuales. Nuestra forma de vivir, de aprender, de desempeñarnos, tiene una fuerte imbricación con los imaginarios, con la referida intersubjetividad sobre cómo recordamos o entendemos los espacios y los objetos, y los diferentes significados que estos adquieren, transmutan, pierden con el ineludible correr del tiempo. De lo analizado en este trabajo de investigación, se perciben relaciones directas entre imaginario, símbolos, historia y memoria, relaciones que se bosquejan y sintetizan en la siguiente imagen (Imagen 4). Imagen 4. Relaciones y conformación de los Imaginarios Fuente: Elaboración propia �RedUrban Con base en la imagen anterior, podemos manifestar que las experiencias, sensaciones, percepciones y apropiaciones del entorno circundante al cual estamos supeditados, tienen un impacto en la población, de manera individual y/o colectiva, a través de los simbolismos y los aspectos históricos ahí contenidos; luego se alojan en la memoria, y posteriormente se internalizan y apropian, finalmente anidándose en nuestro ser como imaginarios. Cuando esto sucede en los individual, tras una reinterpretación y reinteriorización la colectividad transmutará esta información, convergiendo en la memoria e internalización societal, constituyéndose de esta manera el imaginario colectivo. Cuando apropiaciones, sensaciones, experiencias y percepciones no son asimiladas, surge un proceso de olvido, generando desmemoria y divergencia de la información. En otras palabras, no hay consolidación del imaginario. De aquí la importancia de continuar estudiando y descifrando los imaginarios, sin perder de vista el manejo de la información del cual somos propensos; para, en el caso nuestro, coadyuvar desde la academia a adecuar el espacio urbano, permitiendo que las ciudades puedan referir un real y profundo significado asimilable por la población, lo que permitirá una sucinta apropiación y, por ende, el cuidado, valoración y entendimiento del entramado citadino. El espacio urbano, se convertirá entonces en un intrincado (o sencillo) sistema de símbolos y signos entrelazados, a partir de lo recordado y/o internalizado (mental-cognitivo) por los usuarios que construyen y colaboran con una compleja construcción de la realidad. Además, si el imaginario permite entender cómo se concibe el mundo (holísticamente hablando) según los significados que adquirimos en diferentes contextos, la idea principal es hacer confluir imaginabilidad y prácticas sociales, poder trascender a lo real y hasta ser capaces de cambiarla-adecuarla-transformarla. Queda claro que el imaginario es una clara manifestación de lo simbólico y lo histórico, que encarna emociones y sentimientos a base de una [re]codificación de ideas y de imágenes con las que los individuos y la sociedad en conjunto formamos nuestra conceptualización global del hábitat en donde estamos inmersos. En términos coloquiales, podemos concluir que lo concreto y lo sensible, como elementos indisociables, serán parte fundamental de los constructos mentales con los que entendemos y percibimos nuestro mundo, por lo que en el pedazo de territorio donde nos desarrollamos y desenvolvemos —en nuestro caso particular— la ciudad de Monterrey y su Área Metropolitana, es menester seguirla estudiando para [re]conocerla y [re]interpretarla, de manera 48 OCTUBRE 2021 tal que permita desvelar simbolismos e historias significativas y/o trascendentales ocultas o poco visibles en diferentes rincones de la ciudad, para potenciarlos mediante la [re] construcción y perfeccionamiento del imaginario colectivo, coadyuvando a enaltecer la ciudad, y como ocurrió con la regeneración urbana que favoreció el Paseo Santa Lucía, pueda revalorarse y potenciarse el damero urbano y los componentes que lo conforman, en aras de lograr una ciudad integral, legible, y fácilmente recordable. 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Dos objetivos específicos fueron: Indagar en las distintas etapas o períodos urbanos que tuvo la ciudad, y, estudiar un período clave en la historia en donde la arquitectura alcanza su auge constructivo. Este artículo se enfoca exclusivamente en analizar la influencia de la actividad productiva en la evolución urbana de Lebu, desde sus orígenes hasta la actualidad. Metodológicamente, el trabajo se desarrolló mediante: a) la recopilación de antecedentes a través de fotografías y planimetría histórica y actual, entrevistas a personajes relevantes e historiadores locales y también la escasa bibliografía relacionada con la ciudad; b) el catastro de arquitectura patrimonial, la descripción de los edificios con apoyo de fotografías históricas y actuales, la reinterpretación grafica de edificios expresada en levantamientos arquitectónicos; y, c) el análisis de la evolución urbana reciente de la ciudad y el valor que tiene la arquitectura patrimonial para la comunidad. Además se trabajó transversalmente en las tres etapas a través de la reinterpretación gráfica de planos históricos y levantamientos arquitectónicos. La recopilación y análisis de este conocimiento y su difusión para la comunidad de Lebu y otros interesados es uno de los principales aportes del trabajo. Abstract The goal for this research was to study the urban evolution and the architectural heritage of the City of Lebu. Two main goals were: to investigate the different stages or urban periods the city had, and, to study a key moment in history where architecture reached its constructive peak. This paper focuses exclusively in analyzing the influence of productive activities in the urban evolution of Lebu, since its first days to the our time. Methodologically, this work was developed through: a) gathering data from past photos and both historic and new maps, interviews with relevant people and local historians and, also, the almost inexistent bibliography about the city; b) the patrimonial architecture cadaster, descriptions of buildings with the support of old and recent pictures, the graphic reinterpretation of buildings shown on blueprints; and c) the analysis of the recent urban evolution of the city and the value of the architectural heritage for the community. Additionally, the paper was developed in three stages through reading historic and architectural blueprints. The compilation and analysis of all this knowledge and its spreading in Lebu’s community and other interested publics is one of the main contributions this work has to offer. Keywords Lebu; coal mining; urban development; historical development Palabras claves Lebu; minería del carbón; desarrollo urbano; desarrollo histórico 1 Dr. Arquitecto, Decano de Facultad de Arquitectura, Urbanismo y Geografía, Universidad de Concepción. Correo E.: leperez@udec.cl 2 Universidad de Concepción. Correo E.: cavalenzuela@udec.cl �RedUrban INTRODUCCIÓN 51 OCTUBRE 2021 Figura 1. Cuenca carbonífera del golfo de Arauco Lebu es una ciudad poco conocida y estudiada en la región, cuya economía se basó en el carbón en sus primeros años de vida forjando parte importante de la historia regional. Su emplazamiento geográfico la ha caracterizado como una ciudad aislada del resto de la región: antiguamente la llegada se realizaba en largos viajes en tren, en el ramal “Lebu-Los Sauces”, durando el viaje a Concepción alrededor de 10 horas. Actualmente el viaje dura aproximadamente dos horas y media. Este estudio analiza gráficamente la evolución urbana de la ciudad y sus diversos crecimientos a lo largo de los años. En la actualidad, Lebu presenta un escenario poco alentador con respecto a su patrimonio: el lavadero de carbón, símbolo en su época del crecimiento económico, se encuentra en ruinas. Prácticamente nada queda del establecimiento carbonífero, que es sólo un recuerdo para quienes alguna vez lo conocieron. En los terrenos donde se hallaba la estación de pasajeros, hoy se encuentra ubicado uno de los liceos de la comuna y no quedan vestigios de lo que fue el complejo ferroviario. 1. DESARROLLO HISTÓRICO Y URBANO 1862-1930 1.1. Cuenca Carbonífera del Golfo de Arauco y descubrimiento de carbón en Lebu La región comprendida entre Buen Retiro por Coronel hasta Punta Morgüilla hacia el sur de Lebu, fue el sector en que se produjo la mayor extracción carbonífera del país. Fue en este lugar donde se consolidó la industria carbonífera3; el sitio en que pioneros hombres escribieron parte importante de la historia del carbón de piedra, viajando a estas desoladas tierras, ricas en el recurso, pero difíciles de colonizar, por la presencia del pueblo mapuche. El carbón de piedra de la cuenca carbonífera del golfo de Arauco, era el de mejor calidad del país y se convirtió en el combustible para abastecer los grandes vapores que recorrían el Estrecho de Magallanes, las refinerías de las oficinas salitreras del norte del país y también al naciente ferrocarril. Hasta antes de la explotación de las minas de carbón en el país, este producto era traído desde Europa. Fuente: Elaboración propia en base a IGM La primera evidencia de la existencia de carbón en el Golfo de Arauco, fue el testimonio de Ignacio Domeyko en sus viajes por las costas de nuestro país4. El segundo testimonio en la zona fue entregado por el viajero aventurero Guillermo Cunninghan, que en busca de minas de oro y cobre descubrió en la zona mantos de carbón. Con la pacificación del territorio araucano, comenzaron las búsquedas de carbón en el sector de Lebu al mando de don Matías Rioseco, un personaje de la época que cambió su espíritu portaliano por el rol de empresario del carbón. Junto a su amigo Martín Figueroa llegaron al valle de Lebu, donde se encontraron con las ruinas de un antiguo fuerte colonial, un río caudaloso y de aguas limpias, y en las orillas de este río, un par de ranchos indígenas. Iniciada la búsqueda, hallaron carbón en las faldas de los cerros que cierran por el lado sur las vegas de Lebu, que se forman en la parte izquierda del río. Estos terrenos fueron posteriormente comprados a doña María del Rosario 4 3 Pérez, Leonel. “El barrio Puchoco en Schwager. Cuando la industria construye el paisaje cultural”. Pág. 49. Desde el mar se alza lentamente hacia el este una desierta y estéril llanura, y a un par de estadios de la orilla se ven despeñaderos de diez a treinta metros de altura de yacimientos terciarios de arcillas y greses de igual composición que en Coronel, Lota y Lebu, donde esta formación terciaria contiene ricos yacimientos de carbón”. Domeyko, Ignacio. “Mis viajes”. Pág. 712-713. �RedUrban Zúñiga, dueña del potrero donde se había descubierto el mineral. Se comenzó la extracción del carbón en la zona, pero las malas condiciones del puerto, el aislamiento del valle de Lebu, la carencia de caminos que conectasen con las ciudades pobladas del norte, hicieron que la gran empresa carbonífera que se tenía pensada para Lebu, no pudiera ni siquiera competir con lo que era ya en esa época Coronel y Lota, manteniendo a Lebu al margen. Juan Mackay, dueño de las primeras minas de la región, ubicadas en Tierras Coloradas, en las riberas del río Andalién, visitó el valle de Lebu, encontrando este carbón de mejor calidad del que explotaba. Es así como decide vender sus terrenos en Coronel a don Matías Cousiño y comprar tierras en Lebu a Matías Rioseco. Con la llegada de este nuevo empresario del carbón, la incipiente industria carbonífera en Lebu adquiere fuerzas y comienza a ser una necesidad fundar una ciudad en el lugar5. 52 OCTUBRE 2021 fundación en la ciudad, a fin de contar con un aparato administrativo que asegurase la integridad física de los trabajadores, para consolidar el crecimiento sostenido del nuevo enclave. Es así como no se levantó un acta de fundación y tampoco se hizo un reparto de solares, como lo habían hecho los conquistadores en las ciudades fundadas al norte de la frontera. El documento que escribió Pedro S. Martínez al Coronel Saavedra se consideró como el Acta de Fundación de la ciudad. Figura 2. Fuerte Varas 1.2. Se funda la ciudad La idea de fundar Lebu data de septiembre del año 1862, pero por contratiempos inesperados, no se logró hacer. Luego hubo un segundo intento, pero el entonces Intendente de la provincia de Arauco, Coronel Cornelio Saavedra, no pudo cumplir su anhelo de fundar personalmente la ciudad de Lebu. Con la idea de lograr un avance definitivo en territorios araucanos, Saavedra decide mandar a fundar la ciudad, enviando a este efecto una comitiva encabezada por el gobernador del departamento de Arauco, don Pedro S. Martínez, el comandante Nicolás Saavedra, del vapor “Maule” (embarcación en el cual llegó el grupo), y el comandante de la brigada de infantería de marina, don José Antonio Lénis. Arribaron al puerto de Lebu un día 8 de Octubre de 1862. La ciudad fue fundada estratégicamente por dos fuertes razones: - Comercial marítima, pues existía la necesidad por crear un puerto en el sur, para extraer las riquezas de esta zona aislada y alejada de los centros comerciales e industriales. - Comercial minera, promovida por los dueños de las minas del carbón existentes en el momento de la 5 Lebu, en voz mapuche quiere decir río; significado que determina así su localización geográfica. Leuvu se denominó también a los dominios del cacique Lonco, que comprendían una extensión territorial y donde según el significado literal, “corrían a veces, bullangueramente y otras apaciblemente, diez ríos de diferentes proporciones”. Mackay, Juan. “Memorias”. Pág. 5 Fuente: Pizarro, 1991 Posteriormente del acta, se dictó la orden de construir un cuartel, cuyos planos fueron confeccionados por el ingeniero militar Waldo Walton. La construcción se levantó donde se encontraban las ruinas de un fuerte que databa de la dominación española, frente a la plaza principal, lugar que actualmente ocupa el edificio de la Gobernación Provincial6. Para establecer comunicaciones con el resto del país Saavedra, pidió al gobierno que incluyera dentro de la ruta de los vapores que recorrían el sur del país a Lebu. 1.3. El emplazamiento En el área elegida para construir la ciudad se reconocen factores geográficos importantes. El río. Uno de los más caudalosos de la zona, con un ancho promedio de 30 metros7. La marea llega hasta varios 6 7 Muñoz, Mª Dolores. “Ciudad y Memoria: el patrimonio Industrial de Lota, Coronel, Tomé y Lebu”.Pág. 66. Ernst, Karin. “Lebu”. Pág. 13. �RedUrban Km. de la boca del río lo que facilita la navegación de embarcaciones y la creación de un puerto. En las riberas de este río hubo asentamientos mapuches durante el período prehispánico, dedicadas a actividades agrícolas, pesqueras y de alfarería. Los cerros. Con abundantes árboles nativos, sus alturas máximas van de los 105 a 120 metros8 haciendo posible que exista un dominio visual del plan donde se construye la ciudad. El plan. Cruzado de sureste a noroeste por el río Lebu, se divide en lados norte y sur. El lado norte corresponde a una zona arenosa que se inunda durante la época más lluviosa, estando rodeada por cerros en su lado este. El lado sur es de tierra más firme y posee una extensa vega, la rodean cerros por el lado sur que le protegen de los fuertes vientos. 53 OCTUBRE 2021 Figura 4. Orientación de la trama Figura 3. Emplazamiento de la ciudad Fuente: Elaboración propia en base a Badilla, 2004 La cuadrícula es orientada según los antiguos asentamientos de los fuertes que se venían haciendo a través de los años, en el sitio del plan sur, respondiendo a: - El eje establecido por el borde del río, que correspondía a una frontera de defensa ante ataques mapuches. - Una calzada existente que se encontraba en muy buen estado, la cual era apropiada para incluirla dentro de la trama fundacional. Fuente: Elaboración propia en base a Ernst, 1986 Otro factor determinante para su emplazamiento fue la proyección de que la ciudad se convirtiera en una intersección de caminos: por la costa hacia el norte, conectare con la ciudad de Arauco y hacia el interior con Cañete, y a la vez, con otro camino por la costa sur. La ciudad que nace se integra con la naturaleza que la rodea y los elementos geográficos relevantes. El río y los cerros forman parte hasta hoy de su paisaje. 8 Ernst, Karin. “Lebu”. Pág. 13. - El fuerte en ruinas. Su ubicación responde a una estrategia, pues posee un dominio visual sobre el territorio circundante y a la vez una fuga visual hacia la bahía de Carnero. El borde del río y la calzada existente son las bases para crear las coordenadas de la futura trama urbana. En la trama propuesta se distinguen tres tipos de manzanas: - La manzana del Fuerte Varas se le asignó una condición central y simbólica. - La manzana de la plaza, que quedaba enfrente del fuerte y consistía en un vacío. - Las manzanas para los particulares, destinados a residencia y comercio �RedUrban Figura 5. Primer plano oficial de la ciudad de Lebu, realizado por Jacinto Lermanda en 1865, basándose en el original de Nicolás Saavedra, 1862 54 OCTUBRE 2021 La cuadrícula consiste en un damero regular de 3x5 manzanas, todas de 114 ¼ x 114 ¼ varas (96x96 m.), dimensiones que se han mantenido hasta la actualidad9. (Fig. 5) La subdivisión de las manzanas consistió en ocho solares por manzana, presentando cada uno iguales dimensiones 24 x 48 metros. (Fig. 6) Las vías, espacios resultantes entre manzanas se consideraron de 16 metros todas, teniendo la característica de ser rectas. Los solares que enfrentan la plaza se orientaron hacia ella para reforzar la idea de la jerarquía de la plaza al interior de la ciudad. Alrededor de la plaza se proyectaron los edificios emblemáticos de la ciudad, la Policía, el Municipio y la Iglesia10. En total eran 11 manzanas más el vacío considerado para la plaza. Lebu quedó constituida por 88 solares de los cuales 56 pertenecían a Mackay y 32 a Rioseco. Rioseco vendía sus terrenos -ubicados en la periferia- en $10, en cambio los de Mackay, situados preferentemente en el centro de la ciudad, eran vendidos entre $50 y $80 pesos. Ello provocó que el crecimiento de la ciudad en sus primeros años de vida fuera lento. Más tarde, Juan Mackay cedió a beneficio fiscal los terrenos del Fuerte Varas y la plaza, en pro del desarrollo de la futura ciudad a la vez que su interés personal en la empresa minera. Figura 7. Lebu hacia 1865 Fuente: Pizarro, 1991 Figura 6. División de una manzana Fuente: Elaboración propia en base a Ernst, 1986 9 10 Fuente: Ernst, 1986 Cartes, Iván. “Arquitecturas del Sur Nº 17”. Pág. 2. Se reservaron dos solares de alrededor de la plaza para las familias importantes, como lo eran la familia Ebensperger, en una manzana esquina de la plaza. Ernst, Karin. “Lebu”. Pág. 19. �RedUrban La ciudad queda establecida dentro de la trama fundacional, conformada en la superficie que hoy en día comprenden las calles Bulnes por el norte, Bello por el sur, Rioseco por el oriente y Mackay por el poniente. Hacia 1863, de los 88 solares ya estaban habitados 30, principalmente los que bordeaban la plaza. Los sitios que luego son ocupados son los correspondientes a las vías centrales (calles Pérez y Saavedra). Es en el sector de Boca Lebu donde Mackay construye su industria carbonífera. En la época existían dos caminos para llegar al establecimiento minero: uno bordeaba el cerro hacia Boca Lebu, y el otro orillaba el río. Este último, sin embargo, dificultaba el acceso a la faena, producto de las inundaciones de la ribera y de sus muchas zonas pantanosas. Por el alto costo de los sitios en la trama fundacional, los trabajadores de la mina, que provenían del valle central y otras zonas del país, comenzaron a formar poblaciones cercanas a la industria carbonífera. Éstas se emplazaron linealmente, siguiendo el camino que se relaciona con la ciudad. El accidente geográfico “la vega” determina el distanciamiento entre las faenas mineras y la ciudad fundacional, otorgándole así a la industria minera y a la población de operarios un carácter satélite. Seis meses después de la fundación de la ciudad, la aldea ya contaba con cuatro casas edificadas, se levantaban más, también habían 16 ranchitos. Habitaban 209 hombres, 60 mujeres, 29 casados y ninguno mayor de 50 años, además había 48 niños y 29 niñas11. El río era navegable y ya circulaba una lancha. Se había establecido una industria de astilleros en la ribera del río, en la esquina de la hoy calle Mackay con Prat, donde don Emilio Rauch comenzó a construir las primeras embarcaciones que ayudaran a desarrollar el comercio con el resto del país. 1.4. Ciudad Puerto y expansión de la cuadricula hacia el río Figura 8. Puerto Lebu Fuente: Gentileza Instituto Histórico de Lebu 11 Pizarro, J. Alejandro. “De la Leufumapu a su Centenario: 1540-1962”. Pág. 113. 55 OCTUBRE 2021 Los trabajos en las faenas mineras, la naciente agricultura en algunos sectores del valle, las iniciales construcciones del astillero y la caza de ballenas en Boca Lebu, dieron origen a una incipiente actividad económica. Se hizo prioritario, entonces, habilitar un puerto. Siendo el único lugar seguro entre Talcahuano, por el norte, y La Imperial, por el sur, Lebu se consolidó como la puerta de salida para los productos de la zona de la Araucanía. Dependiente de la aduana de Talcahuano, se declaró habilitado el día 9 de septiembre de 1863. Días después se nombró Teniente Administrador del nuevo puerto a Francisco Ávila12. Lebu, una ciudad aislada del resto de la región en la que se emplaza, comienza a relacionarse directamente con los puertos del Norte Chico del país por la explotación del carbón, pues dicha zona del país demandaba la materia prima para sus fundiciones de cobre. Su rápido desarrollo hizo que en 1874, sólo doce años después de su fundación, adquiriera el título de ciudad13. Existiendo entre los años 1867 y 1870 el puerto de la Compañía Carbonífera y un puerto fluvial, tiene lugar un gran flujo de actividad por todo el borde sur del río, entre estas construcciones y el puente de madera que se alzó para poder cruzar hacia el lado norte del plan. Dadas las actividades que se realizaban en el borde del río y el desarrollo de pesca artesanal en el sector, se hizo evidente la expansión de la cuadrícula fundacional hacia el río. Los terrenos disponibles para esta expansión estaban libres de accidentes geográficos, por lo que el crecimiento mantuvo la orientación y dimensiones de las calles y manzanas de la trama fundacional. En una manzana se puede apreciar una variante en el trazado del damero: es la división en dos partes de aquélla situada entre las calles Saavedra, Rioseco, Bulnes y Alcázar, donde se crea un pasaje orientado en dirección norte-sur hacia el río, que hoy lleva el nombre de Sargento Aldea. En el borde del río, la manzana pierde sus dimensiones por la falta de terreno. Las nuevas manzanas se extienden en sentido noreste, donde planos de la época ya proyectaban la llegada del ferrocarril a la ciudad y el cruce de la línea férrea por el borde del río para conectarse con el muelle. De este modo, se confirma el rol de Puerto de la ciudad, como la puerta de salida de la materia prima que existía al interior de la región. Es así como queda conformado un “borde activo” entre la ribera sur del río y la trama extendida desde el puente hasta el embarque de la Compañía Carbonífera, rodeando la vega. Este borde divide las actividades productivas comerciales del puerto de las administrativas 12 Pizarro, J. Alejandro. “De la Leufumapu a su Centenario: 1540-1962”. Pág. 115. 13 Muñoz, M. Dolores. “Ciudad y Memoria: el patrimonio Industrial de Lota, Coronel, Tomé y Lebu”. Pág. 66. �RedUrban y de residencia del plan fundacional. La vía de conexión entre la trama fundacional y el establecimiento minero continúa bordeando los pies del cerro. Figura 9. Borde activo 56 OCTUBRE 2021 En esta etapa de crecimiento de la ciudad se puede apreciar: - Que la vega, dada su condición poco apta para habitar, es sólo rodeada y no se integra dentro del plan de expansión. - Los buenos terrenos del plan, que eran propiedad de personajes ligados a la Industria Carbonífera, influyen decisivamente en el crecimiento de la ciudad. 1.5. Las poblaciones mineras satélites Fuente: Elaboración propia Figura 10. Ciudad hacia 1875 Fuente: Elaboración propia en base a Ernst, 1986 Llega a la ciudad un nuevo empresario, don Maximiano Errázuriz, quien compra los derechos de Mackay y queda como único dueño de las minas de carbón. Errázuriz era empresario de las minas de cobre y fundiciones en el norte, y se interesa en la industria carbonífera por la buena calidad del carbón de Lebu, la cual es reconocida internacionalmente. La actividad minera comienza a ser auspiciosa, y la ciudad aumenta en sólo 10 años de 406 ciudadanos a 10.000, de los cuales 3.000 eran mineros. Hacia 1875, Errázuriz abre nuevos piques en los altos cerros de Lebu, los que fueron llamados Carmen, Santa Amalia, Rosario y Javier. Comienzan a llegar a la ciudad mineros de Lota y Coronel atraídos por mejores salarios y regalías, a fin de traer mano de obra especializada a las minas, generando un conflicto entre las industrias carboníferas del golfo de Arauco. Es así como se hace necesario construir viviendas para los nuevos trabajadores, creándose asentamientos mineros en las cercanías de los piques. Estos núcleos poblacionales que nacían bajo el amparo del carbón lograron tener una vida propia, que los mantenía al margen de la ciudad, por su lejanía y las malas condiciones del camino que comunicaba el establecimiento minero con la ciudad. (Fig. 11) En aquellos tiempos, un periodista local escribió una crónica sobre el establecimiento Errázuriz, donde describe: “…se habían construido cómodas y confortables habitaciones para empleados y obreros, dotadas de jardines y huertas y demás dependencias domésticas que permitían a sus moradores cultivar la tierra, criar aves de corral y tener así, flores, frutas, huevos y hortalizas, que les significaba una apreciable economía en los gastos ordinarios de mantención de sus familias” “En Amalia funcionaron escuelas primarias que contaban con una apreciable asistencia de alumnos de ambos sexos, tanto fiscales como de la propia empresa propietaria; había también un retén de policía, el que se veía a veces reforzado por un piquete de carabineros; una magnífica �RedUrban capilla, ataviada también de hermosas flores frescas, que invitaba a los fieles en los días domingos y festivos a cumplir los sagrados preceptos de la religión; un orfeón musical conformado por jóvenes aficionados del ligar, alegraba con sus periódicas retretas en la modesta plaza pública, las almas mineras”14. Durante casi cuarenta años, el establecimiento Errázuriz fue el centro carbonífero más importante de Lebu y de la provincia de Arauco15. 57 OCTUBRE 2021 A la ciudad se accedía a través de la cuesta Camarón, en el cerro. Poseía varias curvas, lo que la volvía bastante peligrosa para los vehículos. Así se comenzó a generar un nexo entre la ciudad y el cerro. Las viviendas se situaron linealmente siguiendo la antedicha cuesta, adaptándose al cerro y en cierta forma, trasladando a él la continuidad existente en la línea de fachada de las manzanas del plan. Figura 12. Ciudad hacia 1900 Figura 11. Poblaciones mineras Fuente: Elaboración propia en base a Ernst, 1986 Fuente: Elaboración propia en base a Badilla, 2004 1.6. La cuadrícula sube al cerro El auspicioso panorama económico de la ciudad y el explosivo crecimiento de la población, aumentó la demanda de terrenos para la construcción de viviendas. Los terrenos del plan tenían un alto costo y los terrenos próximos a él (la vega) no eran aptos para la residencia, por tanto los sitios que existían para continuar urbanizando eran los de la falda del cerro del lado sur, que estaba próximo a la ciudad. Como estos terrenos no eran planos, su valor resultaba menos costoso que los del plan, lo que hizo que el nuevo sector se habitara con rapidez. 14 Pizarro, J. Alejandro. “De la Leufumapu a su centenario: 1540-1962”. Pág. 267. 15 Pizarro, J. Alejandro. “De la Leufumapu a su centenario: 1540-1962”. Pág. 192. 1.7. El ferrocarril llega a la ciudad. Con el rápido desarrollo de la ciudad se hizo necesaria la llegada del ferrocarril a Lebu. El ferrocarril durante el siglo XIX fue el símbolo del progreso. Su majestuosidad, velocidad y cercanía con las grandes ciudades, cautivó a la sociedad chilena. En la zona, el ferrocarril funcionaba ya desde hace un par de años, producto de las faenas mineras en Coronel, Lota y Curanilahue. La línea férrea que se construyó en la ciudad formó parte del ramal del sur Lebu-Los Sauces, que se ejecutó en varias etapas y que a la vez tuvo varios dueños; por consiguiente, tardó años en concretarse. En 1908 se otorgó la concesión para construir el ferrocarril del puerto de Lebu a la estación Los Sauces a la empresa inglesa The Chilian Eastern Central Railway Company. En 1914 se terminó el sector Lebu-Los Álamos, abandonando la compañía el trabajo del ramal a Los Sauces en 1917. (Fig. 13) (Fig. 14) �RedUrban Figura 13. Locomotora Ferrocarril Lebu-Los Sauces 58 OCTUBRE 2021 En 1939, Ferrocarriles del Estado tomó la administración de toda la línea. El viaje desde Lebu a Concepción, pasando por Los Sauces, Angol, Renaico y San Rosendo, demoraba 10 horas con treinta minutos, en circunstancias que la vía directa por Curanilahue no habría tenido una extensión mayor que 132 km., con una probable duración de cuatro horas18. El servicio de este ramal hacia 1952 contaba con un mixto diario y un bus-carril -Concepción tres veces por semana. 1.7.1. La trama se extiende hacia el Sector Ferroviario Fuente: Gentileza Instituto Histórico de Lebu Figura 14. Períodos construcción Ferrocarril Lebu-Los Sauces Fuente: Elaboración propia en base a IGM Lo lógico era continuar una línea desde Los Álamos hacia Curanilahue, pero prevaleció el criterio comercial de The Arauco Co. Ltd, que no deseaba facilitar el acceso al mercado del carbón de Lebu17. La compañía inglesa vendió sus derechos a la Compañía Carbonífera de Lebu, quienes construyeron los tramos entre Los Álamos - Cañete - Peleco (66 km.), y también el tramo entre Los Sauces - Purén (26 km.), terminando estos trabajos hacia 1923. Posteriormente, el Congreso autorizó la compra de este ferrocarril por el Estado, suscribiendo un contrato de compra con la Compañía Carbonífera de Lebu, para adquirirlo en 1928. El tramo que faltaba por construir en ese momento era el más complicado: el cruce de la Cordillera de Nahuelbuta, que unía Peleco y Purén. Finalmente, dicho tramo (de 45 km.) fue terminado en el año 1934, perforando un túnel de 1417 metros de longitud. En esta época, Lebu ya ha crecido suficientemente hacia el río y el cerro, por lo que la demanda por nuevos terrenos para habitar en la ciudad sigue en aumento. Alfred Pröessel, que en el año 1907 era el administrador de la Compañía Carbonífera de Lebu, decide abrir una calle paralela al plan hacia el sector poniente de la ciudad, generando un nuevo crecimiento, dada la rapidez con la que son vendidos estos terrenos. La nueva calle abierta recibe el nombre de Almirante Latorre. Cuando la construcción del ferrocarril era un proyecto, se definió el lugar donde se ubicaría la estación, dejando terrenos disponibles al poniente del plan para este efecto. Con la llegada del ferrocarril en el año 1912, se conecta rápidamente con la línea férrea existente en Boca-Lebu, tendido que recorría desde el pique Amalia (en el cerro) hasta el muelle Errázuriz, por donde se conducía el carbón para embarcarlo fuera de la ciudad. Es así como entre la estación y el plan se genera un nuevo barrio. La calle paralela a Almirante Latorre, denominada hoy Pedro Aguirre Cerda, se traza con un ancho de 20 metros, arrancando desde el cerro La Cruz hacia el río. Por ella pasaría un ferrocarril eléctrico que usaría la Compañía para acarrear carbón desde las minas del cerro Camarón hasta sus canchas a orillas del río. Este ferrocarril no alcanza a construirse por las sucesivas crisis del carbón que vivió la empresa, quedando esta calle más ancha que todas las otras de la ciudad. Como para llegar a la ciudad había que cruzar los cerros del lado sur de Lebu, fue necesario que un túnel los cruzara para que el ferrocarril alcanzare la ciudad. El túnel recibe el nombre de “La Esperanza”. La llegada del ferrocarril materializa la vía que se había insinuado con anterioridad, durante la primera expansión de la ciudad hacia el río, generando finalmente la división entre las actividades propias del puerto, que se realizaban en la ribera del río -donde existían molinos, bodegas y talleres-, de la trama fundacional. 17 Thomson, Ian. “Historia del Ferrocarril en Chile”. Pág. 65. 18 Thomson, Ian. “Historia del Ferrocarril en Chile”. Pág. 67. �RedUrban Figura 15. Ciudad hacia 1930 59 OCTUBRE 2021 2. AUGE CONSTRUCTIVO (1910-1920) Y ARQUITECTURA PATRIMONIAL19 La arquitectura patrimonial de Lebu se ve reflejada en una serie de construcciones que se desarrollaron en distintos sectores. Una cantidad importante de estos edificios coincide con la época en que Lebu estaba pasando por un muy buen momento económico, que se manifiesta en el “Auge constructivo” que se desarrolló entre 1910-1920 (Fig. 17). Este gran momento de la ciudad se debe al buen precio en que se pagaba el carbón, a la estabilidad económica que daba la industria carbonífera, a la llegada del ferrocarril y también a los inmigrantes europeos que llegaron a desarrollar diversos tipos de comercio. Comenzaron a explotarse nuevas minas de carbón y se conformaron nuevas sociedades, generando en la ciudad más fuentes de trabajo. Es así como se genera un gran movimiento comercial: había industrias como la curtiembre y la fábrica de zapatos. Figura 17. Localización Edificios patrimoniales Fuente: Elaboración propia en base a Ernst,1986 Se conforma el sector de la Estación, cumpliendo con todos los requisitos necesarios para su buen funcionamiento. Se establece allí el patio de maniobras, una bodega de descargas y la majestuosa Estación de pasajeros. Frente a este sector, por calle Freire bordeando el cerro, se construyen tres grandes chalet para las familias de los empresarios que se encargarían de administrar el ferrocarril. Se establece el cementerio al otro lado del río, donde sólo existían actividades de tipo agrícola, por la fertilidad de los terrenos de dicho lugar. La ciudad llega al punto máximo de su crecimiento y desarrollo durante este período. La vega sigue siendo bordeada y no se habita. Figura 16. Complejo ferroviario Fuente: Elaboración propia En 1908 el municipio firmó un contrato con el Establecimiento Errázuriz para instalar el servicio eléctrico 19 Fuente: Gentileza Instituto Histórico de Lebu Este punto se trata aquí brevemente ya que, como se dijo, este artículo se enfoca principalmente en analizar la influencia de la actividad productiva en la evolución urbana de la ciudad. �RedUrban de la ciudad por un valor de $7.400 anuales. El servicio se entregó al uso público el 1° de julio del mismo año20. También la educación alcanza buenos resultados: en la ciudad había un Liceo de hombres, otro de niñas, una Escuela Profesional, dos Escuelas Superiores, tres elementales y dos escuelas particulares21. La arquitectura que se construyó está marcada por un estilo de inspiración europea, el cual se adaptó al clima propio de la zona (fuertes vientos y lluvias), dando paso a una singular imagen de la ciudad: las construcciones se revestían con planchas de zinc que eran traídas directamente desde Europa, generando una textura visual distintiva. 60 OCTUBRE 2021 Figura 18. La ciudad hacia 1940 3. CIUDAD ACTUAL Y SU PATRIMONIO 3.1. Estancamiento urbano Con la construcción del puente sobre el río Lebu en el año 1929, la ciudad tuvo su última gran etapa de desarrollo urbano en los años ‘30. Luego del auge constructivo que tuvo, la ciudad no volvió a experimentar la construcción de edificios de similar cantidad y calidad. Luego de que la industria carbonífera tuviera su mejor época, azotó al país una crisis económica producto de los cambios políticos. El crecimiento de la población se detuvo y también el desarrollo urbano de la ciudad. En resumen, la ciudad se estancó hacia 1940 (Fig. 18). Los índices de población, que venían en asenso los últimos años, descendieron considerablemente. El único crecimiento urbano que experimentó la ciudad fue la primera población que se creó a orillas de la calle “Pedro Aguirre Cerda”. Estas viviendas eran de madera, de uno y dos niveles, con antejardín. Producto del estancamiento urbano, comienzan a aparecer en la ciudad asentamientos espontáneos, campamentos que no cumplían con las normas mínimas de sanidad. Es así como detrás de la población en calle Pedro Aguirre Cerda, nace la población “Eusebio Lillo”, que un par de años después se urbaniza. En este período se proyecta una nueva manzana hacia el poniente, limitando la ciudad con la vega de inundación. Es así como se genera un nuevo límite, la calle Juan Antonio Ríos. La ciudad está limitada por el oriente por el sector ferroviario y por el poniente por esta nueva calle. 20 21 Pizarro, J. Alejandro. “De la Leufumapu a su centenario 1540-1862”. Pág. 296-297. Pizarro, J. Alejandro. “De la Leufumapu a su centenario 1540-1862”. Pág. 296-297. Fuente: Elaboración propia 3.2. Terremoto del ‘60: sube el terreno Durante la década del ‘50 la ciudad no sufre grandes cambios. Pero en mayo de 1960 un terremoto azota la ciudad, modificando su morfología de forma muy importante. Los terrenos que eran anegables y que hacían que la ciudad estuviera limitada entre las calles Pedro Aguirre Cerda por el oriente y calle Juan Antonio Ríos por el poniente, eran vegas, dejando el cerro como único sitio disponible para seguir urbanizando. Con el terremoto, estos terrenos subieron su nivel entre aproximadamente 1,4 m. y 1,8 m.; es entonces que se hace posible integrarlos a la urbanización de la ciudad. Se comienzan a urbanizar los terrenos cercanos a la ribera sur del río, creándose la población “La Esmeralda” en el sector sur poniente de la misma, población que albergó la labor pesquera artesanal al ser habitada por los pescadores que desarrollaban sus tareas en el borde del río. Hacia el oriente se comienza urbanizar un sector en la ribera del río. (Fig. 19) También en este período, nace la primera población de mineros, quienes antes vivían en los campamentos ubicados en los cerros del lado sur oriente de la ciudad. La nueva población llamada “La Victoria” se ubica en un sector cercano al establecimiento carbonífero, población que cortó el camino histórico que unía la ciudad fundacional con el establecimiento carbonífero. Con estos �RedUrban nuevos crecimientos posteriores al terremoto, la ciudad pierde su forma urbana ortogonal que estaba presente en los primeros crecimientos. Con posterioridad al terremoto se hace necesario implementar en la ciudad nuevas reglas que le dieran un orden. El 24 de julio de 1968 se decreta la aprobación de un plan que propone nuevos límites urbanos, reemplazando el fijado anteriormente en 1958. 61 OCTUBRE 2021 Figura 20. Plan Regulador de 1968 Figura 19. La ciudad hacia 1965 Fuente: Elaboración propia en base a Ernst, 1986 Figura 21. La ciudad hacia 1975 Fuente: Elaboración propia En este plan se definen cuatro zonas: residencial, de equipamiento, industrial y de esparcimiento. De esta forma se determinan sectores que poseen un solo destino, el cual no se puede modificar. Este plan define a la trama fundacional como el centro de comercio y reconoce un posible centro comercial en la calle Alcázar, paralela al río, por las actividades pesqueras que se estaban desarrollando en la ribera. Aparece la proyección del nuevo acceso a la ciudad, camino que se une con el histórico camino al establecimiento. Este nuevo acceso llega directamente a la ciudad histórica por calle Bello. Se propone una urbanización habitacional en el cerro bordeando el nuevo acceso, terrenos que nunca fueron utilizados como habitacionales, pues las terrazas del cerro eran complejas de poblar. Contiguo a la estación de ferrocarriles se propone un terminal de buses, pues estos terrenos poseen ciertas características de deterioro que hacían imposible que pudiesen ocuparse para la habitación. (Fig. 20) Fuente: Elaboración propia �RedUrban 3.3. La ciudad entre 1970-1985 Los terrenos en el sector norte de la ciudad, al otro lado del río, fueron cedidos a la comunidad por la familia Ebensperger, creándose la primera población urbanizada donde hasta ese momento sólo había pequeños campamentos. La población que nace bajo el nombre de “Cornelio Saavedra”, tiene como límites el cerro, el estadio municipal, el camino hacia Arauco y la ribera norte del río. Ya hacia 1970, el asentamiento que había nacido a las orillas sur oriente de la ciudad se urbaniza definitivamente bajo el nombre de población “José Miguel Carrera”. Esta población, delimitada entre la ribera del río y el sector ferroviario, es trazada en base a pequeñas manzanas. En este período las faldas del cerro comienzan de a poco a ser habitadas, naciendo poblaciones espontáneas. Este sector por su cota no cumple con los requerimientos mínimos de agua potable y alcantarillado; a pesar de ello, igualmente se comienza a habitar. Durante 1983 es aprobado un nuevo Plan Regulador, que se había hecho necesario ya que el anterior tenía una estructura rígida y, durante los 14 años que estuvo vigente, la dinámica de crecimiento que tuvo la ciudad provocó múltiples modificaciones en dicho instrumento. Figura 22. Plan Regulador de 1983 62 OCTUBRE 2021 Este nuevo plan considera nuevos límites urbanos y reconoce que la ciudad de Lebu se subdivide en tres áreas: Zona Urbana: el sector del damero fundacional, que alcanzó durante los años de evolución de la ciudad un alto grado de ocupación y consolidación. Zona de Extensión Urbana: los sectores que se comenzaron a urbanizar posteriormente al estancamiento urbano. Terrenos que fueron casi en su totalidad ocupados como residencia. Zona de Restricción: terrenos que no son aptos para la urbanización por sus características morfológicas, teniendo malas condiciones para los asentamientos. La incorporación de estos terrenos a la urbanización queda condicionada a que deben realizarse estudios previos en ellos para aprobar una posible urbanización. Estas zonas poseen una clasificación de uso de suelo que se ordena en 6 sectores22. Hacia 1985, con la ejecución del nuevo plan, la ciudad luce cada vez más extendida (Fig. 23). Frente a la población “Cornelio Saavedra” se gesta otra población pequeña bajo el nombre de “Bernardo O’Higgins”. Nace la población de mineros “La Victoria 2” y la “Villa Los Héroes”, urbanizándose el sector de la vega al poniente de la ciudad. Estas poblaciones están ligadas al “Plan Carbón” que se desarrolló en las comunas donde existían minas de carbón para dar una solución habitacional a los trabajadores mineros, quedando urbanizados los terrenos de la vega que eran de inundación. Al dejar de funcionar la estación de ferrocarriles, los terrenos disponibles cercanos a ella comienzan a urbanizarse espontáneamente y la estación comienza a quedar abandonada. La población José Miguel Carrera se extiende más hacia el oriente. En esta población vivían mayoritariamente las familias de mineros que trabajaban en la mina “La Fortuna”, ubicada en los cerros del lado sur oriente de la ciudad. El cerro comienza a urbanizarse cada vez con más fuerza: se solicitan permisos en la municipalidad para habitarlo y se hace necesario regularizar su urbanización, dotándolo de servicios básicos. En este período comienza de a poco a sentirse la crisis del carbón en la ciudad. La empresa comienza a realizar despidos parcializados. 22 Fuente: Elaboración propia en base a Ernst, 1986 S1 y S2: permite vivienda, comercio, oficinas, áreas verdes, industrias y bodegas inofensivas. No permite industrias y bodegas que emitan ruidos molestos o que sean peligrosas. S3: difiere de lo anterior sólo en permitir industria y bodega inofensiva o molesta no contaminante. S4: Sólo industrias y bodegas de cualquier tipo. S5: No permite industria ni bodega de cualquier tipo. Los proyectos a desarrollar en dicho sector deben contar con la autorización previa de organismos técnicos competentes que evalúen su aptitud para llevar a cabo mejoramiento de las condiciones del terreno. S6: Permite solo equipamiento turístico, deportivo, recreativo, cultura y áreas verdes. �RedUrban Figura 23. La ciudad hacia 1985 Fuente: Elaboración propia Figura 24. La ciudad hacia 1995 63 OCTUBRE 2021 3.4. La ciudad crece hacia el Sector Norte Ya en los años ’90 del siglo XX, la crisis del carbón se acentúa aún más. Con los avances tecnológicos y las nuevas fuentes de energía, el carbón comienza a perder su valor y para las empresas ya no es rentable su extracción. Tienen lugar despidos masivos y los mineros deben buscar nuevas fuentes de trabajo. En la ciudad siempre existió la explotación de la pesca artesanal, la cual era mejor pagada que las faenas mineras. Es así como el trabajador minero ahora se vuelca al mar, aprendiendo este oficio. El municipio comienza a capacitar a la gente en distintos cursos, como por ejemplo en buceo. Aparecen empresas productoras de hielo, la ciudad llega a tener cinco astilleros, y todo ello gracias a la extracción de la albacora. Es entonces como este fructífero negocio atrae más gente a la ciudad, generando una fuerte demanda de vivienda. Los terrenos disponibles para nuevas urbanizaciones están en el sector norte de la ciudad. Es aquí donde se proyectan las poblaciones sociales de viviendas básicas “Jorge Alessandri” y “Juan Pablo II”. También se urbaniza una población delante de la Cornelio Saavedra, llamada “Gabriela Pizarro”, que son viviendas básicas de dos niveles pareadas. Figura 25. La ciudad en el año 2009 Fuente: Elaboración propia Fuente: Elaboración propia El sector ferroviario desaparece definitivamente al expropiarse estos terrenos, y la línea del tren desaparece dentro de la ciudad. Estos terrenos pasan a manos de Bienes Nacionales, quien los cede a la municipalidad. Estos terrenos vacíos pasan �RedUrban muchos años sin función alguna, generando en este sector un desolador paisaje con el deterioro de las edificaciones de la antigua estación. La calle por donde pasaba la línea es pavimentada (calle Prat). Esta vía es importante para el negocio pesquero, ya que por allí transitan los vehículos de carga. La ciudad logra salir de la crisis del carbón volcándose a extraer otro producto natural, aunque esta bonanza dura menos años que la industria carbonífera. Con las nuevas poblaciones en el sector norte, comienza la incipiente empresa de movilización colectiva dentro de la ciudad y el tráfico por el puente comienza a ser mayor. Es así como muy lentamente comienza a generarse actividad al otro lado del puente con la llegada de estas nuevas poblaciones. Dichas poblaciones generaron cambios en el plan regulador que estaba vigente en este período (plan 1983). 64 OCTUBRE 2021 En el último terreno disponible hacia el poniente se construye la “Villa El Carbón” y en el acceso a la ciudad se levanta una nueva población. Actualmente, en el sector oriente de lo que fue el complejo ferroviario se está construyendo una nueva población. Entra en vigencia un nuevo Plan Regulador el año 2004, donde se pronostica que el sector norte seguirá siendo hacia donde crecerá la ciudad. Figura 26. Edificios patrimoniales en la actualidad 3.5. Lebu en la actualidad Con la llegada de nuevas familias a la ciudad producto de los trabajos en la pesca artesanal, se incrementa la demanda de vivienda en la ciudad. Desde el año 1999 hasta el 2009 la ciudad sigue creciendo hacia el sector norte con nuevas poblaciones como: “Cardenal Silva Henríquez”, “Antonio Rebolledo”, “Enrique Weisse”. Producto de la urbanización masiva hacia el sector norte se construye el segundo puente sobre río Lebu en el año 1997, ya que la vida útil del antiguo puente ya estaba en su límite y el tránsito vehicular había aumentado enormemente. Este tránsito se vio también afectado por el cambio del puerto, ubicado antiguamente en el sector sur de la ribera, hacia el sector norte producto del aumento en la cantidad de lanchas y botes. Es así como también por el puente comienzan a transitar camiones con productos pesqueros, quedando el puente viejo apto para el tránsito de peatones y ciclistas. Con la llegada de nuevos empresarios del rubro pesquero, el fondo marino de la zona se ve afectado por la sobreexplotación del producto, disminuyendo considerablemente la cantidad de peces en la zona. Si antes la ciudad cambió su fuente económica de la minería a la pesca, hoy en día su economía pasa por un estado de cambios en donde no se puede solventar sólo en base a una materia prima, como lo hizo antiguamente. Las últimas administraciones han llevado a la ciudad al desarrollo del turismo23, fomentando actividades culturales en las épocas estivales, pero sin generar puestos de trabajo permanentes, viviendo parte de su población sólo de trabajos de emergencia. 23 Carrasco, Alejandra. “Lebu, capital provincial de Arauco. Desarrollo territorial armónico”. Pág. 93. Fuente: Elaboración propia CONCLUSIONES Lebu pudo nacer gracias al descubrimiento de carbón, que tuvo como consecuencia que la ciudad se convirtiera además en puerto para sacar el mineral y cuya explotación también propició la llegada del ferrocarril. Aunque la construcción del ramal Lebu-Los Sauces tomó muchos años, cuando se finalizó la ciudad tomó importancia a nivel nacional, al convertirse en una estación ferroviaria. Fue así como esta “ciudad aislada” toma contacto con el resto del país. Aunque históricamente también la fundación de la ciudad de Lebu respondió a una ocupación militar, es el descubrimiento de carbón el que influye con más fuerza en el posterior desarrollo de la ciudad. El establecimiento carbonífero se instaló en el sector sur poniente de la ciudad, relacionándose con la ciudad fundacional a través de un camino que bordeaba el cerro. Actualmente este trazado histórico ha desaparecido, ya que los nuevos instrumentos de planificación no �RedUrban consideraron la historia como un factor importante para el crecimiento de la ciudad, siendo separado por la población de mineros “La Victoria”. Figura 27. Crecimiento de la ciudad según fuentes de trabajo 65 OCTUBRE 2021 pescadores artesanales que se asientan en la ribera del río para desarrollar de mejor forma su fuente de trabajo; las poblaciones de mineros ubicadas hacia el sector poniente de la ciudad se emplazan cercanas al establecimiento carbonífero (la población “José Miguel Carrera” está cercana a la mina La Fortuna); y el cerro es habitado por mineros que trabajan en las minas y pirquenes localizados en ese mismo espacio. Es así como las fuentes de trabajo toman un rol importante en el crecimiento y ordenación de esta ciudad. (Fig. 27)). REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Fuente: Elaboración propia El crecimiento de la ciudad fue ordenado según las necesidades de la población y los terrenos disponibles para urbanizar. Los primeros terrenos donde se dispuso la cuadrícula fundacional eran más bien planos. Los crecimientos posteriores avanzaron hacia elementos geográficos como el río y el cerro; así como también correspondieron a hechos, como la llegada del ferrocarril. La ciudad se fue organizando de una forma que respondía a la cercanía con las fuentes de trabajo, como lo muestran los crecimientos posteriores al terremoto del 1960. Actualmente, el habitar en el sector norte no responde a este factor, sino que a la disponibilidad de nuevos terrenos para residencia. Se produce entonces un movimiento entre sector norte y sur, haciendo necesario construir una serie de servicios para las personas que habitan el primero. De este modo, el sector céntrico o trama fundacional es habitado por comerciantes y personas que desarrollan su empleo en el sector de los servicios, bancos, escuelas, hospital, gobernación, municipalidad, servicio civil, entre otros. La población “La Esmeralda” es conformada por Badilla, Leonardo. “Lebu, ciudad construida por los hombres del carbón”. [Inédito]: Universidad Autónoma del Sur, 2004. Cartes, Iván. “Lebu: Desarrollo Urbano e Identidad”. Arquitecturas del Sur, año 1991, Nº 17. p. 2-3. Carrasco, Alejandra. “Lebu, capital provincial de Arauco. Desarrollo territorial armónico”. Urbano, año 2007, Nº 15. p. 91-96. Domeyko, Ignacio. Mis viajes. Santiago: Ediciones Universidad de Chile, 1978. Dos tomos, 1.096 p. Ernst, Karin. “Lebu”. [Inédito]: Universidad del Bío- Bío, 1986. 50 p. Mackay, Juan. “Memorias”. Recuerdos y apuntes 1820 a 1890. Concepción: A.L Murray & Co. 1912. Muñoz, Mª Dolores. “El Patrimonio Arquitectónico y Urbano de Lebu”. Arquitecturas del Sur, año 1997, Nº 26. 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Principalmente son los cultivos hortícolas, los que con mayor frecuencia se pueden encontrar en las zonas densamente pobladas. El objetivo de este estudio es caracterizar económica, productiva y comercialmente un grupo de empresas dedicadas a la agricultura urbana en la ciudad de Valdivia, capital de la Región Los Lagos, Chile, así como definir el empleo que ellas originan. Para poder realizar esta investigación, primero se aplicó el método “Snowball”, para identificar a los agricultores urbanos de la ciudad. En el sondeo, realizado entre los años 2016 y 2019, se identificó un total de 22 microempresas que cumplían con los requisitos planteados en esta investigación. Se pudo constatar que la agricultura urbana es una fuente importante de empleo permanente en la ciudad de Valdivia, además de ofrecer trabajo temporal en la época estival. Palabras claves agricultura urbana; microempresa; capital inicial; canal de comercialización; empleados permanentes y temporales 1 Abstract Urban agricultural small enterprises are understood as the agriculture carried out within the city or on its peripheries. Horticultural cultivation is most frequently found in densely inhabited areas. This study purports to economically, productively and commercially characterize a group of enterprises devoted to urban agriculture in the capital city of Valdivia, Región de Los Lagos, Chile and as well as to define the jobs they can create. A “Snowball” poll was applied to identify the urban farmers of the city. The poll identified a total of 22 small enterprises that met the requirements and hypotheses used in this research. It appears that urban agriculture is an important source of employment in Valdivia city apart from offering part-time jobs in summertime. Keywords urban agriculture; small enterprise; initial capital; marketing channel; full-time and part-time employees Instituto de Economía Agraria, Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Austral de Chile. Correo electrónico: beverao@gmail.com �RedUrban I. INTRODUCCIÓN Se estima que en los próximos 20 años la migración de comunidades rurales a grandes centros poblados se intensificará en América Latina y el Caribe, debido a numerosos factores, entre los que se puede destacar la incapacidad de los agricultores de hacer rentables sus explotaciones agrícolas. En Chile, en los últimos años 20 años del siglo XXI, se está produciendo una migración de comunidades rurales a ciudades intermedias, en las cuales se están desarrollando nuevos focos de desarrollo económico, que son atractivos para el habitante rural. Como característica general, los agricultores que migran a los centros densamente poblados son frecuentemente jóvenes, los cuales tienen menos sentimientos de pertenencia por el lugar natal y sólo piensan en lograr un éxito económico que les fue esquivo en el mundo rural. Algunas veces el migrante rural al no encontrar solución a sus problemas, se ve obligado a vivir en la periferia de las ciudades, donde de algún modo se reencuentra con las costumbres rurales, como las huertas de hortalizas que se realizan en los campos. Es así, entonces, como empieza a gestarse la agricultura urbana. Junto al agricultor de las características antes mencionadas, hay otro que siempre ha vivido en la ciudad y que ha visto en la agricultura urbana una forma de generar nuevos ingresos para la familia y a la vez aprovechar los espacios eriazos o abandonados que generalmente están en la periferia de las ciudades. Además, existe un agricultor profesional que se dedica fundamentalmente a producir plantas y árboles ornamentales, que entrega un servicio completo de establecimiento y mantenimiento de jardines particulares; estos últimos son los llamados paisajistas urbanos. La agricultura urbana, se puede definir como la agricultura situada al interior o en la periferia de los centros urbanos; en este tipo de agricultura, se destaca la producción de hortalizas, floricultura, silvicultura, fruticultura, acuicultura y la cría de ganado, dependiendo de los recursos económicos, canales de comercialización y superficie con que se cuente (Siau y Yurjevic, 2000). Por lo anterior, y por el escaso conocimiento que hay de la agricultura urbana en Chile, y en especial en la ciudad de Valdivia, es que se ha decidido realizar este trabajo. El objetivo general del presente estudio es caracterizar económica, productiva y comercialmente un grupo de empresas dedicadas a la agricultura urbana, así como definir el empleo que ellas originan en la ciudad de Valdivia. Es de señalar, que la investigación y contacto con las empresas, se realizó inmediatamente antes de la 67 OCTUBRE 2021 situación de pandemia covid que actualmente vive el mundo, por lo que sus resultados no registran efectos ni impactos derivados de esa emergencia. II. MATERIAL Y MÉTODO II.1. Material Área de estudio. El estudio se llevó a cabo en Valdivia, Décima Región de Los Lagos, considerando a un grupo de empresas dedicadas a la agricultura urbana al interior y en la periferia de la ciudad. Las microempresas fueron seleccionadas a través de la metodología “Snowball” (bola de nieve) Universo y muestra del estudio. El universo está constituido por todos los agricultores que según la definición de agricultura urbana calificaron para el estudio (26 agricultores), identificados por el método mencionado. Para acotar la población a estudiar, se decidió considerar los siguientes requisitos: - Que lo producido por las microempresas agrícolas urbanas fuera comercializado. - Que la venta de sus productos fuera relevante a la economía familiar (mayor al 50% de los ingresos familiares) en la época de mayor producción. - Que produzcan al interior de la ciudad o en la periferia en un radio (límite urbano) no superior a tres kilómetros a la redonda. Una vez considerados los requisitos, la muestra quedó constituida por 22 agricultores urbanos. II.2. Método Lo primero que se aplicó fue la metodología “Snowball”, basada en Black y Champion, debido a que no existe en Valdivia una base de datos sobre agricultura urbana. El punto de partida en la aplicación de la metodología fue el contacto con un vivero ubicado en el interior de la ciudad, al que se le formuló una de las preguntas básicas: “si conocía dentro o en el entorno de la ciudad a otra persona con sus características.” Una vez finalizado el sondeo, se aplicó a los 22 agricultores urbanos una encuesta estática de estructura confidencial, que abordó los objetivos planteados. Posteriormente a la aplicación de la encuesta la información fue procesada principalmente por estadística descriptiva. �RedUrban III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN III.1 Características económicas En lo referente a las características sobre el estilo de empresas, se observa en el Cuadro 1, la condición de familiar y de no familiar, representando un porcentaje del 50% c/u. 68 OCTUBRE 2021 abordar esta variable económica definiendo los distintos tamaños de empresas que se desarrollan en Chile, para lo cual se utilizó la clasificación de Chile, Corporación de Fomento de la Producción (2000, 2010), que las categoriza en grandes, medianas, pequeñas y microempresas, según las ventas anuales en Unidades de Fomento (Cuadro 3). Cuadro 3. Clasificación de las unidades económicas, según las ventas anuales netas Cuadro 1. Estilo de Empresas Fuente: Elaborado por el autor (2020) Los resultados obtenidos en esta investigación son opuestos a lo indicado por Kets de Vries (2019), que señala que el 80% de las empresas existentes son de carácter familiar. En este mismo sentido Mujica (2001), hace referencia a los posibles conflictos familiares que se podrían producir, al trabajar en familia, donde se pone en riesgo a la empresa familiar. Respecto al origen del capital inicial, se pudo determinar, que un 77,3% de los agricultores urbanos inició su negocio con fondos propios, sólo un 18,2 % financiaron con crédito la iniciación de su negocio y un 4,5 % tuvo otro tipo de financiamiento, que en este caso fueron aportes familiares. (Cuadro 2). Cuadro 2. Origen del capital inicial de las microempresas Fuente: Elaborado por el autor (2020) Según lo señalado por Paraguas Club (2017), los empresarios inician su negocio con capital propio, fruto del ahorro que durante años lograron capitalizar, además del temor de comenzar una microempresa con un nivel de endeudamiento importante al inicio. En cuanto a las ventas anuales netas, fue necesario Fuente: Elaborado por el autor (2020) De acuerdo a lo anterior, la totalidad de las empresas agrícolas urbanas estudiadas en la ciudad de Valdivia están en el rango de microempresarios. Se pudo determinar que el 31,8 % tienen ventas netas anuales, que van de 0 a 2,5 millones de pesos, el 22,7 % tienen ventas anuales netas mayores a 2,5 millones de pesos y menores de 5 millones de pesos; el 18,2 % de los encuestados tiene ventas netas anuales que van entre 5 millones y 10 millones de pesos y por último existe un 27,3 % que vende más de 10 millones de pesos y hasta 39 millones, al año. III.2. Características productivas Dentro de la agricultura urbana hay distintas actividades agrícolas a la cual se dedican las microempresas, al igual que en la agricultura tradicional, ya sea por satisfacción personal o por un aspecto económico. Se reconoce el resultado de las 22 empresas agrícolas urbanas, que indica que el 46 % de los agricultores se dedica a la producción de plantas y arbustos ornamentales en vivero, un 29 % se dedica la producción de hortalizas, un 21 % tiene como actividad el establecimiento y mantención de jardines; sólo un pequeño porcentaje (4 %), se dedica a la fruticultura. El establecimiento y mantención de jardines es una actividad que ha ido tomando mucha importancia en el último tiempo. Es importante destacar el control de malezas, plagas y enfermedades, pues hoy en día es de mucha importancia �RedUrban la producción limpia, en vías de mantener de la mejor forma posible el medio ambiente, lo que además permite dar un valor agregado a los productos generados por este tipo de producción. En la ciudad, es complicado utilizar libremente productos químicos, por estar dentro de un centro poblado. Además, las autoridades de salud y servicios competentes son rigurosos en el otorgamiento de permisos para la utilización de productos químicos, como por ejemplo, en la producción de hortalizas, tratando de evitar así emisiones o sistemas que generen productos nocivos para la salud y el medio ambiente. En el Cuadro 4, se observa que entre los agricultores urbanos encuestados, a pesar de la cercanía a centros de adquisición de productos químicos, sólo el 18,2 % utiliza estos productos. El control manual y el control integrado tienen igual importancia y en ambos, un 40,9 % de los encuestados utiliza cada una de estas formas de controlar malezas. Cuadro 4. Formas utilizadas para controlar malezas 69 OCTUBRE 2021 control en las distintas actividades. Por último, tanto el control manual como el integrado son utilizados en una muy baja proporción por los agricultores encuestados. Cuadro 5. Formas utilizadas para controlar malezas Fuente: Elaborado por el autor (2020) Los microempresarios, si utilizan una gran cantidad de productos químicos para el control de plagas y enfermedades, no solo incrementan sus costos de producción, sino que si el uso es excesivo, podrían contribuir a crear resistencia a algunos tratamientos químicos. III.3. Comercialización Fuente: Elaborado por el autor (2020) Parra (2011) menciona que si los empresarios no utilizan herramientas de producción limpia no solo tendrán dificultades económicas, sino que también productivas ya que estarán cada vez más atrasados en relación con otros microempresarios que sí realizan estas prácticas. Como se mencionó anteriormente, en los centros urbanos poblados, es muy difícil utilizar indiscriminadamente plaguicidas, además que en la última década los agricultores han ido tomando conciencia de los serios daños que se ocasionan al medio ambiente por el uso excesivo de productos químicos. En el Cuadro 5, se puede ver que la mayoría de los agricultores urbanos (59,1%) usa el control químico como única forma de contrarrestar el ataque de plagas y enfermedades, lo que indicaría que estos agricultores usan prácticas preventivas contra el ataque de ciertos insectos y hongos predominantes en una ciudad como Valdivia. Otro aspecto importante de destacar es el hecho que un 22,7 % de los agricultores encuestados no realiza ningún tipo de La comercialización puede llegar a ser uno de los factores que más influye en el éxito o fracaso de una microempresa. Es importante resaltar que éstas utilizan más de un canal de comercialización (estrategias paralelas). Un 100 % de ellas llega al consumidor final, un 45,5 % vende en su propio negocio o en negocios del rubro. Ilustrando el caso anterior, existen viveristas que utilizan el vivero como centro de ventas y también entregan su producción a florerías establecidas. Las ferias libres son otro canal de comercialización utilizado por un 18,2 % de los encuestados. Solo un 9,1 % de ellos utiliza el supermercado como canal de comercialización, debido principalmente a la irregular forma de pago que estos tienen. Normalmente, son las empresas horticultoras las que utilizan este canal de comercialización. Por último, un porcentaje importante de estos agricultores (54,5 %), principalmente los viveristas, utilizan a los intermediarios como canal de comercialización. La mayoría de las microempresas (81,8 %) comercializa en su hogar o lugar de producción, siendo este el lugar principal, el 81,8 % comercializa en el mercado local, el 31,8 % dentro de la región y sólo el 13,6 % de las microempresas comercializan las regiones vecinas, al norte y al sur de Los Lagos. �RedUrban Foto 1. Desde la isla Teja, vista del río Calle-Calle y la Feria Fluvial de Valdivia, uno de los sitios donde comercializan sus productos agrícolas las microempresas de agricultura urbana de la ciudad 70 OCTUBRE 2021 comercialización: comercialización intensiva, en la cual tratan de comercializar su producción a través de distintos canales; comercialización exclusiva, cuando venden su producción sólo a través de un canal de comercialización y en último caso aquellos que tienen una comercialización selectiva, y venden sus productos en algunos canales determinados. III.4. Empleo generado por la agricultura urbana Foto 2. Vista de la feria Fluvial de Valdivia hacia el Puente Pedro de Valdivia, a orillas del río Calle-Calle Hoy en día a nivel mundial las microempresas se han convertido en las principales generadoras de empleo y en muchos sectores de la población, la necesidad de empleo la satisfacen las microempresas: En este sentido ECH (s.f.), señala que a nivel nacional las microempresas concentran el 40 % de la fuerza laboral activa del país, seguidas por la pequeña empresa con el 34 % y en menor medida por la mediana y gran empresa con un 14 y 12 %, respectivamente. En el Cuadro 6, se observa que un 86,4 % de las microempresas contrata personal, y un 13,6 % no contrata o trabaja solo con la familia, la cual no es remunerada. Estos resultados se contraponen a lo expuesto por Camino (2012), que señala que un alto porcentaje de las microempresas en la ciudad de Valdivia no contrata personal. Cuadro 6. Empleados contratados en las microempresas del estudio Foto 3. Interior de feria Fluvial de Valdivia, con puestos de comercialización de productos Fuente: Elaborado por el autor (2020) Los canales de comercialización de las microempresas agrícolas urbanas, son diversos, lo que concuerda por lo expuesto por Caldeney et al., quienes mencionan que los microempresarios tienen distintos canales de Entre las microempresas agrícolas urbanas existen algunas que contratan empleados en forma permanente y otras que requieren de trabajadores adicionales en cierta época del año. La totalidad de las microempresas que contratan personal, mantienen sus empleados durante todo el año. Lo más importante de destacar del Cuadro 7, es el número de empleos generados por la agricultura urbana en forma permanente, que alcanza a 53 empleados, cifra mayor a lo citado por Camino (2010), quien señala que en un total de 20 microempresas, éstas generan empleos para 34 personas. �RedUrban Cuadro 7. Microempresas con empleados permanentes 71 OCTUBRE 2021 Cuadro 8. Microempresas con empleados temporales Fuente: Elaborado por el autor (2020) Fuente: Elaborado por el autor (2020) IV. CONCLUSIONES Además de lo anterior, se confirma lo expresado tanto por el Ministerio de Planificación Nacional (Mideplan) como por el Instituto Nacional de Estadísticas (Ine), que afirman que las microempresas mantienen entre 1 a 9 empleados, lo que es concordante con los resultados de la presente investigación. Cabe destacar, que de las 22 microempresas en estudio, el 86,4 % tiene empleados permanentes. Como es de suponer al igual que en la agricultura tradicional, la agricultura urbana requiere de trabajadores temporales en determinadas épocas del año, que dejan luego sus funciones hasta la nueva temporada. Según el Cuadro 8, un total de 12 microempresarios necesita trabajadores temporales. De los 19 microempresarios que mantienen empleados permanentes, 12 de ellos requieren de trabajadores adicionales durante un periodo del año, requerimiento que se concentra en los meses de primavera y parte del verano; los rubros productivos que requieren mayor cantidad de mano de obra son los viveros de plantas ornamentales junto con los productores de hortalizas. Como se observa en el mismo Cuadro, ocho de los microempresarios contratan una persona extra y sólo un microempresario requiere de 10 trabajadores temporales. Como se observa en el mismo Cuadro, ocho de los microempresarios contratan una persona extra y sólo un microempresario requiere de 10 trabajadores temporales. Entre las características económicas, un 77,3% de los agricultores urbanos inició su negocio con fondos propios y sólo un 18,2 % optaron por un crédito para iniciar su negocio. El 31,8 % generó ventas anuales netas que van de 0 a 2,5 millones de pesos, el 22,7 % tiene ventas anuales netas mayores a 2,5 millones y menores de 5 millones de pesos, un 18,2 % de los encuestados tienen ventas anuales netas que van de los 5 millones a 10 millones de pesos anuales, por último, el 27,3 % tienen ventas mayores a 10 millones de pesos. Los meses de mejor venta de los agricultores urbanos encuestados son los meses de primavera verano. En lo referente a las características productivas, un 46 % de las microempresas se dedica a la producción de plantas y arbustos ornamentales en vivero, un 29 % se dedica a la producción de hortalizas, un 21 % tiene como actividad agrícola el establecimiento y mantención de jardines y por último solo un pequeño porcentaje (4 %) se dedica a la fruticultura. Las microempresas utilizan más de un canal de comercialización, llegando un 100% de ellas al consumidor final; un 45,5% vende en su propio negocio o en negocios del rubro, el 18,2% usa las ferias libres y sólo el 9,1% utiliza los supermercados. El principal lugar de comercialización es el mercado local (81,8%), el 31,8% comercializa dentro de la región y sólo el 13,6% de las microempresas comercializan en otras regiones. En cuanto al empleo generado por la agricultura urbana, un 86,4 % de las microempresas contrata personal, y un �RedUrban 13,6 % no contrata o trabaja solo con la familia, la cual no es remunerada. Las microempresas agrícolas urbanas que mantienen empleados permanentes tienen un promedio de 2,8 empleados por microempresa y el total de trabajadores alcanza a 53 empleados. De las 19 microempresas que mantienen empleados permanentes, 12 de ellas requieren de trabajadores adicionales durante un periodo del año, requerimiento que se concentra en los meses de primavera y parte del verano, lo que significa trabajo temporal para 26 personas. De acuerdo a la clasificación de Corporación de Fomento de la Producción (Chile), la totalidad de las empresas agrícolas urbanas del estudio, son definidas como microempresas, ya que ninguna de ellas genera ventas anuales netas sobre las 2.400 unidades de fomento (UF). En el aspecto productivo, un porcentaje importante de los agricultores urbanos (46 %), se dedica a la producción de plantas y arbustos ornamentales y en menor proporción (4 %) a la fruticultura. Por otro lado, el 59,1 % de los agricultores urbanos realiza control químico de plagas y enfermedades. En relación a los canales de comercialización utilizados por los agricultores urbanos, el 100% de estos llega al consumidor final, es decir, ocupan un canal directo y simple. V. AGRADECIMIENTOS Los datos de esta investigación, fue realizada con el apoyo financiero de la Dirección de Investigación y Desarrollo (DID) de la Universidad Austral de Chile (UACH), a través del Proyecto S-200206 y de la información gentilmente aportada por un grupo de agricultores urbanos de la ciudad de Valdivia. VI. BIBLIOGRAFÍA BANCO ESTADO DE CHILE (BECH). s.f. Diagnóstico sector MYPE. Documento de trabajo del Banco del Estado de Chile, Santiago. 19 p. BLACK, J.; CHAMPION, D. 1976. Methods and issues in social research. Cap. 8 “Sampling Methods”. University of Tennessee. United States of America. 445 p. CALDENTEY, P.; HARO, T.; TITOS, A.; BRIZ. 1987. Marketing agrario. Mundi-Prensa, España. 212 p. CAMINO, P. 2002. Caracterización y tipificación de microempresas clientes del Banco Estado de Chile. 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Editorial Icaria, Colección Contemporánea, 143 pág., Buenos Aires, Argentina, 2017 �INSTRUCCIONES INSTRUCCIONES INSTRUCCIONES INSTRUCCIONES Esencia Política Editorial Esencia Esencia yy Política y Política Editorial Editorial LL caso dede nono publicación, la Revista Revista fundamentará los miscaso caso de no publicación, publicación, la la Revista fundamentará fundamentará aa los a los mismismos laslas razones aducidas para ello. mos mos las razones razones aducidas aducidas para para ello. ello. Revista Red URBAN. Norte SurSur IberoAmérica, es es aa Revista a Revista Red Red URBAN. URBAN. Norte Norte Sur -- IberoAmérica, - IberoAmérica, es una edición semestral especializada en en temas urbauna una edición edición semestral semestral especializada especializada en temas temas urbaurbaNormas dede presentación dede artículos Normas Normas de presentación presentación de artículos artículos no-territorial, destinada tanto laa dimensión dimensión científica no-territorial, no-territorial, destinada destinada tanto tanto aa la la dimensión científica científica de investigación que adquiere el fenómeno fenómeno dede la ciudad ciudad yy de y de investigación investigación que que adquiere adquiere el el fenómeno de la la ciudad yy y LosLos trabajos presentados Red URBAN. Norte SurSur IbeLos trabajos trabajos presentados presentados aa Red a Red URBAN. URBAN. Norte Norte Sur –– Ibe– Ibela región, región, como laa discusión discusión dede problemas, proyectos inila la región, como como aa la la discusión de problemas, problemas, proyectos proyectos ee inie iniroAmérica, deben serser artículos dede investigación científica en en roAmérica, roAmérica, deben deben ser artículos artículos de investigación investigación científica científica en ciativas relativas los asuntos contingentes dede esos espacios. ciativas ciativas relativas relativas aa los a los asuntos asuntos contingentes contingentes de esos esos espacios. espacios. una proporción mínima dede unun 75 % % y% y de de información tecnouna una proporción proporción mínima mínima de un 75 75 y de información información tecnotecnoPorPor ende, se publican publican artículos inéditos referidos al territorio territorio Por ende, ende, se se publican artículos artículos inéditos inéditos referidos referidos al al territorio lógica, artística humanística. LaLa proporción dede loslos mismos lógica, artística artística oo humanística. o humanística. La proporción proporción de los mismos mismos en en todas sussus dimensiones está abierta la diversidad dede lógica, en todas todas sus dimensiones dimensiones yy está y está abierta abierta aa la a diversidad la diversidad de en en cada número, será dede unun 75 % % de de artículos científicos un en cada cada número, número, será será de un 75 75 % de artículos artículos científicos científicos yy un y un enfoques metodologías, resaltando laslas investigaciones dede enfoques enfoques yy metodologías, y metodologías, resaltando resaltando las investigaciones investigaciones de 25 % % de de trabajos dede información. 25 25 % de trabajos trabajos de información. información. carácter interdisciplinario que permiten visualizar la ciudad ciudad carácter carácter interdisciplinario interdisciplinario que que permiten permiten visualizar visualizar la la ciudad la región desde unun contexto amplio, además dede la comunicomuniyy la y región la región desde desde un contexto contexto amplio, amplio, además además de la la comuni- Los LosLos escritos, deben estar en en idioma español portugués escritos, escritos, deben deben estar estar en idioma idioma español español oo portugués o portugués yy y cación trabajo en en Red dede la contingencia contingencia urbano-territorial cación cación yy trabajo y trabajo en Red Red de la la contingencia urbano-territorial urbano-territorial debe debe incluir unun resumen en en español portugués, según co-codebe incluir incluir un resumen resumen en español español oo portugués, o portugués, según según coiberoamericana del mundo, en en general. iberoamericana iberoamericana yy del y del mundo, mundo, en general. general. rresponda, obligatoriamente, en en inglés. EseEse resumen, debe rresponda, rresponda, yy obligatoriamente, y obligatoriamente, en inglés. inglés. Ese resumen, resumen, debe debe contener una extensión nono mayor dede 200200 palabras y acomacomcontener contener una una extensión extensión no mayor mayor de 200 palabras palabras y y acomComo unun aspecto resaltante dede su su trabajo editorial, Red URComo Como un aspecto aspecto resaltante resaltante de su trabajo trabajo editorial, editorial, Red Red URURpañada dede lo menos palabras claves, como objetivo dede pañada pañada de aa lo a menos lo menos 33 palabras 3 palabras claves, claves, como como objetivo objetivo de BAN. Norte SurSur IberoAmérica, acompaña privilegia junto BAN. BAN. Norte Norte Sur -- IberoAmérica, - IberoAmérica, acompaña acompaña yy privilegia y privilegia junto junto indización bibliográfica. indización indización bibliográfica. bibliográfica. los textos, imágenes fotografías todo color que, publiaa los a los textos, textos, imágenes imágenes yy fotografías y fotografías aa todo a todo color color que, que, publipublicadas concon gran resolución cobertura, revelan la realidad, realidad, cadas cadas con gran gran resolución resolución yy cobertura, y cobertura, revelan revelan la la realidad, Cada Cada artículo, constará obligatoriamente dede Título, Resumen, Cada artículo, artículo, constará constará obligatoriamente obligatoriamente de Título, Título, Resumen, Resumen, énfasis matices que alcanzan loslos asuntos dede la ciudad, ciudad, el el Introducción, énfasis énfasis yy matices y matices que que alcanzan alcanzan los asuntos asuntos de la la ciudad, el Introducción, Materiales Métodos, Discusión, Conclusiones Introducción, Materiales Materiales yyMétodos, y Métodos, Discusión, Discusión, Conclusiones Conclusiones territorio los paisajes que sonson su materia materia temática especíterritorio territorio yy los y los paisajes paisajes que que son su su materia temática temática yy especíy especí- yy Fuentes Fuentes Bibliográficas, además dede acompañarse dede unun nú-núy Fuentes Bibliográficas, Bibliográficas, además además de acompañarse acompañarse de un núficafica dede su competencia. competencia. fica de su su competencia. mero dede fotografías ad-hoc todo color, en en unun número dede mero mero de fotografías fotografías ad-hoc ad-hoc aa todo a todo color, color, en un número número de 11 1 imagen porpor cada 1.000 palabras aproximadamente. Se incluiincluiimagen imagen por cada cada 1.000 1.000 palabras palabras aproximadamente. aproximadamente. Se Se incluiránrán asimismo, gráficos, cuadros, planos mapas que acomrán asimismo, asimismo, gráficos, gráficos, cuadros, cuadros, planos planos yy mapas y mapas que que acomacomRecepción dede artículos, arbitraje evaluación Recepción Recepción de artículos, artículos, arbitraje arbitraje yy evaluación y evaluación pañan, pañan, cuando proceda, eltexto texto fotografías dede cada trabajo. pañan, cuando cuando proceda, proceda, el el texto yyfotografías y fotografías de cada cada trabajo. trabajo. Asimismo, debe consignarse el nombre nombre completo deldel au-auAsimismo, debe debe consignarse consignarse el el nombre completo completo del auLosLos artículos que se reciben reciben en en la Revista, Revista, deben serser total Los artículos artículos que que se se reciben en la la Revista, deben deben ser total total yy y Asimismo, tor(es), institución en en la que que se efectuó efectuó el trabajo trabajo la que tor(es), institución institución en la la que se se efectuó el el trabajo oo aaola a que la que absolutamente inéditos por tanto en consecuencia, se enen-en- tor(es), absolutamente absolutamente inéditos inéditos y,y, por y, por tanto tanto yy en y en consecuencia, consecuencia, se se pertenece(n) dirección electrónica (e-mail). pertenece(n) yy dirección y dirección electrónica electrónica (e-mail). (e-mail). tiende que se incorporan incorporan los registros dede base dede trabajos tiende tiende que que se se incorporan aa los a los registros registros de base base de trabajos trabajos pertenece(n) para evaluación, debiendo sussus autores ceder Red URBAN. para para evaluación, evaluación, debiendo debiendo sus autores autores ceder ceder aa Red a Red URBAN. URBAN. El El escrito, escrito, deberá enviarse en en texto digitalizado en en software El escrito, deberá deberá enviarse enviarse en texto texto digitalizado digitalizado en software software Norte SurSur IberoAmérica, loslos derechos sobre loslos mismos. Norte Norte Sur -- IberoAmérica, - IberoAmérica, los derechos derechos sobre sobre los mismos. mismos. Word PCPC Compatible no exceder laslas 14 14 páginas, tamaño Word Word PC Compatible Compatible yy no y no exceder exceder las 14 páginas, páginas, tamaño tamaño carta, letra arial 11,11, espaciado 1.5,1.5, incluyendo enellas ellas laslas imácarta, letra letra arial arial 11, espaciado espaciado 1.5, incluyendo incluyendo en en ellas las imáimáLosLos escritos, se evalúan evalúan inicialmente porpor loslos Editores, el DiDiLos escritos, escritos, se se evalúan inicialmente inicialmente por los Editores, Editores, el el Di- carta, genes y cuadros. Las fotografías, igualmente deberán acomgenes genes y cuadros. y cuadros. Las Las fotografías, fotografías, igualmente igualmente deberán deberán acomacomrectorio y/o el Comité Comité Científico, quienes determinan la perperrectorio rectorio y/o y/o el el Comité Científico, Científico, quienes quienes determinan determinan la la perpañarse enun unun medio digital enuna una resolución mínima dede 300300 pañarse en en medio medio digital digital en en una resolución resolución mínima mínima de 300 tinencia dede su su publicación. EnEn conformidad concon el interés interés te-te- pañarse tinencia tinencia de su publicación. publicación. En conformidad conformidad con el el interés tedpi, libres de derechos copyright y en número de relación dede dpi, dpi, libres libres de de derechos derechos copyright copyright y en y en número número de de relación relación de mático dela laRevista, Revista, loslos trabajos sonson enviados anónimamente mático mático de de la Revista, los trabajos trabajos son enviados enviados anónimamente anónimamente una imagen cada dos páginas. una una imagen imagen cada cada dos dos páginas. páginas. a una amplia cartera internacional de árbitros especialistas en a una a una amplia amplia cartera cartera internacional internacional de de árbitros árbitros especialistas especialistas en en loslos temas urbano-territorial. Cada colaboración, es enviado enviado los temas temas urbano-territorial. urbano-territorial. Cada Cada colaboración, colaboración, es es enviado aa a El El El contenido dede loslos artículos reseñas que se se publican en en contenido contenido de los artículos artículos yy reseñas y reseñas que que se publican publican en la evaluación evaluación dede dosdos árbitros, loslos que podrán recomendar: (i) (i) cada la la evaluación de dos árbitros, árbitros, los que que podrán podrán recomendar: recomendar: (i) cada número, es responsabilidad responsabilidad exclusiva dede loslos autores cada número, número, es es responsabilidad exclusiva exclusiva de los autores autores yy y su su publicación original; (ii)(ii) su su publicación sujeta modificasu publicación publicación original; original; (ii) su publicación publicación sujeta sujeta aa modificaa modifica- no nono representan necesariamente elpensamiento pensamiento nicompromecompromerepresentan representan necesariamente necesariamente el el pensamiento ni ni compromeciones; (iii)(iii) su su nono publicación. EnEn situación dede discrepancia, ciones; ciones; (iii) su no publicación. publicación. En situación situación de discrepancia, discrepancia, ten tenten la opinión opinión dede la Universidad Universidad deldel BioBio Bio. la la opinión de la la Universidad del Bio Bio. Bio. ésta se resuelve resuelve enviando el artículo artículo un tercer árbitro. LaLa ésta ésta se se resuelve enviando enviando el el artículo aa un a un tercer tercer árbitro. árbitro. La LaLa Revista Red URBANO. Norte SurSur IberoAmérica, se reserreserRevista Revista Red Red URBANO. URBANO. Norte Norte Sur –– IberoAmérica, – IberoAmérica, se se reserdecisión final inapelable sobre lapublicación publicación dede unun artículo, decisión decisión final final eeinapelable e inapelable sobre sobre la la publicación de un artículo, artículo, La va el derecho de reproducción del contenido de los artículos. va el va derecho el derecho de de reproducción reproducción del del contenido contenido de de los los artículos. artículos. es competencia exclusiva del Comité Científico de la Revista. es competencia es competencia exclusiva exclusiva deldel Comité Comité Científico Científico de de la Revista. la Revista. LosLos trabajos podrán serser enviados los Editores a: a: trabajos trabajos podrán podrán ser enviados enviados aa los a los Editores Editores a: El plazo plazo máximo considerado para resolver sobre la publicapublicaEl El plazo máximo máximo considerado considerado para para resolver resolver sobre sobre la la publica- Los ción rechazo dede unun trabajo, nono superará loslos 12 meses meses desde ción ción oo rechazo o rechazo de un trabajo, trabajo, no superará superará los 12 12 meses desde desde el momento momento dede recepción deldel mismo. el el momento de recepción recepción del mismo. mismo. Prof. Eduardo Sousa G.,G., Prof. Alfredo Palacios B.,B., Prof. Eduardo Eduardo Sousa Sousa G., Prof. Prof. Alfredo Alfredo Palacios Palacios B., LosLos Editores dede Red URBAN. Norte Sur-IberoAmérica, concon el el Prof. Los Editores Editores de Red Red URBAN. URBAN. Norte Norte Sur-IberoAmérica, Sur-IberoAmérica, con el Facultad deArquitectura, Arquitectura, Departamento de Planificación Facultad Facultad de de Arquitectura, Departamento Departamento de de Planificación Planificación conocimiento deldel Directorio el Comité Editorial, podrá so-soconocimiento conocimiento del Directorio Directorio yy el y Comité el Comité Editorial, Editorial, podrá podrá soUniversidad Autónoma Diseño Urbano, Universidad Universidad Autónoma Autónoma yy Diseño y Diseño Urbano, Urbano, licitar artículos específicos autores dede reconocido prestigio licitar licitar artículos artículos específicos específicos aa autores a autores de reconocido reconocido prestigio prestigio de de Nuevo León, Facultad deArquitectura Arquitectura de Nuevo Nuevo León, León, Facultad Facultad de de Arquitectura experticia en en dicho tema, loslos que, porpor esaesa condición, están yy experticia y experticia en dicho dicho tema, tema, los que, que, por esa condición, condición, están están Pedro deAlva Alva S/N Universidad deldel BioBio Bio, Pedro Pedro de de Alva S/N S/N Universidad Universidad del Bio Bio, Bio, exentos dede serser sometidos arbitraje. exentos exentos de ser sometidos sometidos aa arbitraje. a arbitraje. Ciudad Universitaria, Avda. Collao 1202, Ciudad Ciudad Universitaria, Universitaria, Avda. Avda. Collao Collao 1202, 1202, Monterrey, MEXICO Concepción, CHILE. Monterrey, Monterrey, MEXICO MEXICO Concepción, Concepción, CHILE. CHILE. LaLa Revista nono entregará avances ni informará informará estado dede evaLa Revista Revista no entregará entregará avances avances ni ni informará estado estado de evaeva(52-81-83294160 83527505) (56-41-3111406 3111421) (52-81-83294160 óó 83527505) ó 83527505) (56-41-3111406 (56-41-3111406 óó 3111421) ó 3111421) luación dede loslos artículos se comunicará la situación situación dede pu-pu- (52-81-83294160 luación luación de los artículos artículos yy se y comunicará se comunicará la la situación de pueduardosousa.gzz@gmail.com apalacio@ubiobio.cl eduardosousa.gzz@gmail.com apalacio@ubiobio.cl apalacio@ubiobio.cl blicación los autores, sólo una vezvez concluído el proceso. proceso. EnEneduardosousa.gzz@gmail.com blicación blicación aa los a los autores, autores, sólo sólo una una vez concluído concluído el el proceso. En �� 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 Red Urban Norte Sur - Iberoamérica Description An account of the resource Revista académica semestral, seriada y binacional, editada por el Cuerpo Académico de la Facultad de Arquitectura de la Universidad Autónoma de Nuevo León, de Monterrey, México y el Departamento de Planificación y Diseño Urbano de la Facultad de Arquitectura, Construcción y Diseño de la Universidad del Bio Bio, de Concepción, Chile. Inició en el 2015. Especializada en temas urbano-territorial, destinada tanto a la dimensión científica y de investigación que adquiere el fenómeno de la ciudad y la región, como a la discusión de problemas, proyectos e iniciativas relativas a los asuntos contingentes de esos espacios. Por ende, se publican artículos inéditos referidos al territorio en todas sus dimensiones y está abierta a la diversidad de enfoques y metodologías, resaltando las investigaciones de carácter interdisciplinario que permiten visualizar la ciudad y la región desde un contexto amplio, además de la comunicación y trabajo en Red de la contingencia urbano-territorial iberoamericana y del mundo, en general. Como un aspecto resaltante de su trabajo editorial, Red URBAN. Norte Sur - IberoAmérica, acompaña y privilegia junto a los textos, imágenes y fotografías a todo color que, publicadas con gran resolución y cobertura, revelan la realidad, énfasis y matices que alcanzan los asuntos de la ciudad, el territorio y los paisajes que son su materia temática y específica de su competencia. Creator An entity primarily responsible for making the resource Palacios Barra, Alfredo, Director de la Revista Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Arquitectura Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2015 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 Red Urban Norte Sur - Iberoamérica Año de publicación El año cuando se publico 2021 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 7 Número Número de la revista 7 Mes de publicación Mes cuando se publicó Octubre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Semestral 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 Red Urban Norte Sur - Iberoamérica, 2021, Año 7, No 7, Octubre Creator An entity primarily responsible for making the resource Palacios Barra, Alfredo, Director de la Revista Subject The topic of the resource Arte Desarrollo Sustentable Ingeniería de tránsito Ingeniería Tecnología Description An account of the resource Revista académica semestral, seriada y binacional, editada por el Cuerpo Académico de la Facultad de Arquitectura de la Universidad Autónoma de Nuevo León, de Monterrey, México y el Departamento de Planificación y Diseño Urbano de la Facultad de Arquitectura, Construcción y Diseño de la Universidad del Bio Bio, de Concepción, Chile. Inició en el 2015. Especializada en temas urbano-territorial, destinada tanto a la dimensión científica y de investigación que adquiere el fenómeno de la ciudad y la región, como a la discusión de problemas, proyectos e iniciativas relativas a los asuntos contingentes de esos espacios. Por ende, se publican artículos inéditos referidos al territorio en todas sus dimensiones y está abierta a la diversidad de enfoques y metodologías, resaltando las investigaciones de carácter interdisciplinario que permiten visualizar la ciudad y la región desde un contexto amplio, además de la comunicación y trabajo en Red de la contingencia urbano-territorial iberoamericana y del mundo, en general. Como un aspecto resaltante de su trabajo editorial, Red URBAN. Norte Sur - IberoAmérica, acompaña y privilegia junto a los textos, imágenes y fotografías a todo color que, publicadas con gran resolución y cobertura, revelan la realidad, énfasis y matices que alcanzan los asuntos de la ciudad, el territorio y los paisajes que son su materia temática y específica de su competencia. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Arquitectura Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Sousa González , Eduardo, Editor UANL Palacios Barra, Alfredo, Editor UBB Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/10/2021 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2020970 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://redurban.uanl.mx/ Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., México Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores. Desarrollo urbano Humedal Investigación cualitativa Lebu Microempresa Periferia https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/465/20865/Red_Urban_Norte_Sur_-_Iberoamerica_2020_Ano_6_No_6_Octubre.ocr.pdf a5d53ee1811bfdf076d2bbf2c9d43d99 PDF Text Text ed NORTE SUR - IBEROAMÉRICA EDICIÓN BINACIONAL DE ANIVERSARIO UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE ARQUITECTURA CUERPO ACADÉMICO DE ASUNTOS URBANOS AÑO VI Nº 6 OCTUBRE DE 2020 UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO FACULTAD DE ARQUITECTURA, CONSTRUCCCIÓN Y DISEÑO DEPARTAMENTO DE PLANIFICACIÓN Y DISEÑO URBANO MÉXICO - CHILE CONVENIO EDITORIAL INTERNACIONAL �INSTRUCCIONES ed URBAN NORTE SUR - IBEROAMÉRICA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE ARQUITECTURA CUERPO ACADÉMICO DE ASUNTOS URBANOS Portada: ciudad ysedevora La ciudad seLaexpande expande, cubrellega al mundo. Pero al mundo.yPero un punto llega unel punto el mundoyse donde mundodonde se le devuelve, devuelve, y elalciclo retorna al elle ciclo retorna inicio, de nuevo inicio, ahora sin ciudad. sin ciudad. Nakasone Fotografía: AJ Nakasone desde Pexels desde Pexels. UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO FACULTAD DE ARQUITECTURA, CONSTRUCCCIÓN Y DISEÑO DEPARTAMENTO DE PLANIFICACIÓN Y DISEÑO URBANO EDICIÓN BINACIONAL PUBLICADA POR: CUERPO ACADÉMICO DE ASUNTOS URBANOS FACULTAD DE ARQUITECTURA - UANL DEPARTAMENTO DE PLANIFICACIÓN Y DISEÑO URBANO FACULTAD DE ARQUITECTURA, URBANISMO Y CONSTRUCCIÓN – UBB Revista RED URBAN. Norte Sur - IberoAmérica, es una publicación académica, periódica, seriada y binacional, que surge como resultado de un Convenio Editorial Internacional, generado entre la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL), de Monterrey, México, y la Universidad del Bio Bio (UBB), de Concepción, Chile, a instancias del trabajo desarrollado en el Programa de instauración del Consejo Consultivo Internacional (CCI) de la Facultad de Arquitectura de la UANL, firmado en Octubre del año 2012. Editada por el Cuerpo Académico de Asuntos Urbanos de la Facultad de Arquitectura de la Universidad Autónoma de Nuevo Léon, UANL, de Monterrey, México y el Departamento de Planificación y Diseño Urbano de la Facultad de Arquitectura, Construcción y Diseño de la Universidad del Bio Bio, UBB, de Concepción, Chile, Red URBAN. NorteSur - IberoAmérica, es una publicación semestral, de responsabilidad compartida que corresponde, alternadamente, a la edición mexicana a publicarse en el mes de Abril (1er semestre) y a la edición chilena a publicarse en el mes de Octubre (2º semestre) de cada año, respectivamente. Este Convenio Editorial Internacional, viene a complementar el Convenio de Cooperación Académica entre la UANL y la UBB, que se firmó el 06 de Agosto del año 2003 en las ciudades de Monterrey y Concepción, entre los Rectores Sr. Luis Galán Wong, de la Universidad Autónoma de Nuevo León y el Sr. Hilario Hernández Gurruchaga, de la Universidad del Bio Bio y cuyo Decreto Exento Nº 2816 UBB quedó tramitado el 06 de Octubre de 2003. BI-NATIONAL EDITION PUBLISHED BY: CUERPO ACADÉMICO DE ASUNTOS URBANOS FACULTAD DE ARQUITECTURA - UANL DEPARTAMENTO DE PLANIFICACIÓN Y DISEÑO URBANO FACULTAD DE ARQUITECTURA, URBANISMO Y CONSTRUCCIÓN – UBB The Magazine RED URBAN. Norte Sur - IberoAmérica, is an academic, periodic, serial and bi-national publication, which is the result of an International Convention Editorial generated between the Universidad Autonoma de Nuevo Leon (UANL), Monterrey, Mexico, and the University of Bio Bio (UBB), Concepción, Chile, at the behest of the work done in the establishment of the International Program Advisory Council (ICC) of the Faculty of Architecture of the UANL, signed in October 2012. Edited by the Academic Body of Urban Affairs at the Faculty of Architecture of the Universidad Autónoma de Nuevo León, UANL, Monterrey, México and the Department of Urban Planning and Design, Faculty of Architecture, Construction and Design at the University de Bio Bio, UBB, Concepción, Chile, Red URBAN. Norte Sur IberoAmérica, is a biannual publication, shared responsibility that, in turn, to the Mexican edition to be published in the month of April (1st semester) and the Chilean edition to be published in the month of October (2nd semester) of each year, respectively. This Internacional Convention Editorial, complements the Agreement on Academic Cooperation between the UANL and UBB, which was signed on August 6, 2003 in the cities of Monterrey -Conception, between the Guiding Luis Galán Wong, of the Universidad Autónoma de Nuevo León and Mr. Hilario Hernández Gurruchaga, Universidad del Bio Bio and which Exempt Decree No. 2816 UBB was processed on October 6, 2003. �UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON Facultad de Arquitectra Facultad dede Arquitectura Cuerpo Académico Asuntos Urbanos Cuerpo Académico de Asuntos Urbanos UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO UNIVERSIDAD BIO BIOy Diseño Facultad de Arquitectra,DEL Construcción Facultad de Arquitectura, Construcción y Diseño Departamento de Planificación y Diseño Urbano Departamento de Planificación y Diseño Urbano Red URBAN. Norte Sur - IberoAmérica EDITOR UANL EDITOR UANL EDUARDOEDUARDO SOUSA GONZALEZ SOUSA GONZÁLEZ EDITOR UBB EDITOR UBB ALFREDO PALACIOS ALFREDO PALACIOS BARRA BARRA COMITÉ EDITORIAL Mª Teresa Ledezma Elizondo, Universidad Autónoma de Nuevo León, México Daniel González Spencer, Universidad Autónoma de Nuevo León, México José Rosas Vera, Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile Francisco Fabela Bernal, Universidad Autónoma de Nuevo León, México Carlos Marmolejo Duarte, Universidad Politécnica de Catalunya, España María Gemma Sánchez, Universidad de Misiones, Argentina Juan Calatrava Escobar, Universidad de Granada, España Eduardo Sousa González, Universidad Autónoma de Nuevo León, México Alfredo Palacios Barra, Universidad del Bio Bio, Chile , COMITÉ CIENTIFICO Sergio Baeriswyl Rada, Universidad del Bio Bio, Chile Edel Cadena Vargas, Universidad Autónoma del Estado de México, México Iván Cartes Siade, Universidad del Bio Bio, Chile Aguedita Coss Lanz, Universidad Central de Venezuela, Venezuela Fagner Dantas, Sociedad Brasileira de Urbanismo, Brasil Hans Fox Timmling, Universidad de Santiago de Chile Pablo Fuentes Hernández, Universidad del Bio Bio, Chile Roberto Gooycolea Prado, Universidad de Alcalá de Henares, España Francisco Herrera Clavero, Universidad de Granada, España Luis Inostroza Pino, Universidad de Dresden, Alemania Cristina Malfa del Grosso, P. Casco Antiguo Ciudad de Bs. Aires, Argentina Diagramación: Osvaldo Sáez Arq. JuanCaro Hinojosa Webmaster: Imagen Mario Vial Sáez UANL FARQ, Traducción: Maureen Kelly RealizadaTrebilcock por los autores Apoyo SIG: Laboratorio de Estudios Urbanos (LEU-DPDU-UBB) Impresión: Trama Impresores S.A. Avda. Colón 7845, Hualpén, Chile, www.tramaimpresores.cl �ÍNDICE / CONTENTS EDITORIAL 5 BINATIONAL URBAN ISSUES ASUNTOS URBANOS BINACIONALES • Áreas metropolitanas. Reflexión, evolu- ción de casos internacionales y ejemplos latinoamericanos: Buenos Aires, Lima, Santiago de Chile. Esteban Valenzuela Van Treek. (Chile) • Relación cercanía-lejanía en el sur urbano de Monterrey, México. Rodrigo Fernando Escamilla Gómez, Martín Francisco Gallegos Medina. (México) • Planteamientos y prácticas para la evaluación ambiental de planes reguladores comunales: región del Bio Bio. Pablo Gil Arce. (Chile) • Métricas espaciales de forma urbana: midiendo ciudades mexicanas. Ana Cristina García-Luna Romero, Eduardo Sousa-González. (México) • Retrospectiva del desorden urbano: caso de estudio, Monterrey. Andrea Hernández Cantú, Eduardo Sousa-González. (México) • Reseña: El espacio metropolitano contemporáneo, Eduardo Sousa-González. Ana Cristina García-Luna Romero INSTRUCCIONES EDITORIAL 8 28 36 44 60 76 78 • Metropolitan areas. Reflection, evo- lution of international cases and latin american examples: Buenos Aires, Lima, Santiago de Chile. Esteban Valenzuela Van Treek. (Chile) • Closeness-remoteness relation in the urban south of Monterrey, Mexico. Rodrigo Fernando Escamilla Gómez, Martín Francisco Gallegos Medina. (México) • Approaches and practices for environmental assessment of community regulatory plans: Bio Bio region. Pablo Gil Arce. (Chile) • Spatial metrics of urban form: measuring Mexican cities. Ana Cristina García-Luna Romero, Eduardo Sousa-González. (México) • Retrospective of urban disorder. Monterrey case study. Andrea Hernández Cantú, Eduardo Sousa-González. (México) • Book review: El espacio metropolitano contemporáneo, Eduardo Sousa-González. Ana Cristina García-Luna Romero INSTRUCTIONS CINTILLO LEGAL RED URBAN NORTE SUR - IBEROAMÉRICA, Año 6, No. 6, octubre 2020 - abril 2021, es una publicación semestral editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través del Cuerpo Académico de Asuntos Urbanos de la Facultad de Aquitectura, en San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México, el Departamento de Planificación y Diseño Urbano de la Facultad de Arquitectura, Construcción y Diseño de la Universidad del Bío-Bío, UBB, de Concepción, Chile y el Departamento de Geografía de la Facultad de Filosofía y Letras de la Universidad Autónoma de Madrid. UANL: Pedro de Alba S/M, San Nicolás de los Garza, CP: 66455, Nuevo León, México, Tel: (81) 8329-4160, www.arquitectura.uanl.mx. UBB: Av. Collao 1202, Casilla 5-C, CP: 4051381, Concepción, Chile, Tel: (56-41)3111200, www.ubiobio.cl. Editor responsable: Arq. Juan Ángel Hinojosa Torres. Reservas de Derechos al Uso Exclusivo No. 04-2018-101613200200-203, ISSN: en trámite, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización de este número, Departamento de Imagen de la Facultad de Arquitectura de la Universidad Autónoma de Nuevo León, Lic. Mayela M. Villagrán Loa, Pedro de Alba S/M, San Nicolás de los Garza, CP: 66455, fecha última de modificación, 31 de octubre de 2020. �EDITORIAL E stá publicación de Red URBAN. Norte Sur-IberoAmérica divulgada en el mes de Octubre del año 2020, constituye un número conmemorativo, ya que la Revista está cumpliendo sus primeros cinco años de edición ininterrumpida; lo cual ha representado un esfuerzo continuo de las dos instituciones educativas que la representan: la Facultad de Arquitectura Construcción y Diseño, Departamento de Planificación y Diseño Urbano de la Universidad del Bio Bio, en Concepción, Chile y la Facultad de Arquitectura, Cuerpo Académico Consolidado de Aspectos Urbanos de la Universidad Autónoma de Nuevo León, en Monterrey, Nuevo León, México. Como todo número conmemorativo es importante mencionar que Red URBAN. Norte Sur-IberoAmérica surge como resultado de una propuesta de intercambio académico entre las dos Universidades antes mencionadas; precisamente del trabajo desarrollado en el Consejo Consultivo Internacional CCI de la Facultad de Arquitectura de la UANL, el cual fue firmado en octubre del año 2012. En ese contexto el Dr. Eduardo Sousa-González propuso al CCI la elaboración de un Convenio Editorial Internacional, entre La UANL y la Universidad del Bio Bio de Concepción Chile; aceptado el convenio por el CCI, quedaron como representantes el Dr. Alfredo Palacios Barra por la UBB y el Dr. Eduardo Sousa-González por la UANL. Posteriormente, después de la generación de tres proyectos editoriales impulsados y llevados a buen término por los doctores antes mencionados: i. Espacio urbano, reconstrucción y reconfiguración territorial año 2013 (ISBN: 978-607-270180-9); ii. De la ciudad a la metrópoli. Nuevas realidades territoriales 2014 (ISBN: 978-607-27-0180-9) y iii. La ciudad un constructo social antropogénico 2015 (978-607-27-0287-5); es que surge como un nuevo desafío la Revista que ahora cumple cinco años ininterrumpidos de publicarse bajo el sello binacional UANL-UBB. Lo cierto es que este proyecto editorial, ha representado un gran esfuerzo institucional-binacional de responsabilidad compartida, sobre todo porque no se conoce un antecedente reciente de una edición binacional seriada y con representación de universidades públicas tan prestigiadas; sin embargo, no todo es agradable en esta conmemoración de aniversario del año 2020, la contingencia sanitaria que nos aqueja no solo ha alcanzado a Chile y a México como países, sino que se ha diseminado en todos los lugares del mundo conocido, sembrando la muerte, desolación y múltiples problemáticas asociadas en todos los ámbitos de la sociedad global. Sin lugar a duda, el 2020 se ha constituido en un año catastrófico, sin un antecedente comparativo reciente, que ha evidenciado no solo el carácter globalizado en el que nos encontramos inmersos todas las sociedades; sino también lo endeble, frágil y expuesta que está la población mundial, lo cual nos presenta una nueva realidad en la colectividad urbana, que ahora debe basar su resurgimiento en no solo en políticas públicas eficientes, efectivas y eficaces; también en estrategias operativas basadas en la resiliencia, la sustentabilidad, la protección del medio ambiente y la cooperación entre países. Es en este contexto donde Red URBAN. Norte Sur-IberoAmérica ahora publica cinco trabajos de investigación inéditos, de académicos investigadores de carrera pertenecientes a diferentes partes del mundo: el primero de ellos es Esteban Valenzuela Van Treek, geógrafo chileno, que profundiza en una investigación denominada: Áreas metropolitanas. Reflexión, evolución de casos internacionales y ejemplos latinoamericanos: Buenos Aires, Lima, Santiago de chile. En donde se menciona que América Latina transitó por diferentes procesos históricos durante el siglo pasado. Con el inicio de siglo pasado, llegan nuevas formas de organización y diferenciación social, siendo la constitución de grandes ciudades el fenómeno graficador de dichos cambios. La irrupción de barrios marginales, fue un ejemplo primario de complejos sucesos posteriores generados en nuestro continente a mediados del siglo XX. Será en este momento axial, donde se constituyen las grandes ciudades capitales segregadas y dispersas en la expansión tanto de la ciudad central, como de la conurbación de ciudades próximas, identificándose las Áreas Metropolitanas. El artículo presentado por Rodrigo Fernando Escamilla Gómez y Martín Francisco Gallegos Medina, mexicanos, ambos de la Facultad de Arquitectura de la Universidad Autónoma de Nuevo León, nos presentan una investigación histórica de corte cualitativo titulada: Relación cercanía-lejanía en el sur urbano de Monterrey, México; en dónde mencionan que desde sus hallazgos ¿La ciudad evidencia dualidades intrínsecamente humanas? Por cuestiones dinámicas de crecimiento, que van desde lo económico hasta lo social, los límites urbanos van cambiando y con ello, la relación del centro con su periferia. Lugares, colonias y fraccionamientos que estaban a las afueras, ahora son considerados centrales. Estos surgieron por la necesidad de alejarse de un núcleo poblacional probablemente saturado, contaminado, amontonado y/o sin posibilidades de construcción para viviendas amplias de aquellos estratos socioeconómicos que pudieran costear dicha lejanía y búsqueda de amplitud. Con esto aparece una búsqueda también de distinción. Se pondría de moda una expresión aun utilizada por la mercadotecnia inmobiliaria a sólo unos minutos de…; es decir, lo suficientemente alejado para distinguirse, pero también suficientemente cercano como para no estar aislado del quehacer cotidiano. �EDITORIAL En el caso de Pablo Gil Arce, de nacionalidad chileno, aborda una temática particularmente interesante que denomina: Planteamientos y prácticas para la evaluación ambiental de planes reguladores comunales: región del Bio Bio; donde se menciona que el referirse a la evaluación ambiental de los planes reguladores comunales, que corresponde a los planes urbanos de una división político-administrativa de un municipio, el punto de partida obligado que impone la exigencia legal hoy en día en Chile, es tener que hacerlo bajo la premisa que un “plan” se evalúa como si fuera un “proyecto”. Esto se origina en que la referida legislación no define cómo se evalúa un “plan”, en comparación a que sí lo hace para establecer como evaluar un “proyecto”. Este trabajo, intenta dejar suficientemente establecido que un “proyecto” y un “plan regulador” no son una misma cosa y por ende, para efectos de relacionarlos entre sí, se hace necesario destacar que antes que el “proyecto”, se encuentra el “plan” y que un “proyecto” y un “plan regulador” no son lo mismo y por ende, para efectos de relacionarlos entre sí, se hace necesario destacar que antes que el “proyecto” se encuentra el “plan”. Los profesores Ana Cristina García-Luna Romero y Eduardo Sousa-González, de la Facultad de Arquitectura de la Universidad de Monterrey y la Facultad de Arquitectura de la Universidad Autónoma de Nuevo León, abordan una investigación denominada: Métricas espaciales de forma urbana: midiendo ciudades mexicanas; en la cual indican que las ciudades se han convertido en la base de la economía, política y social de los países latinoamericanos, como es el caso específico de México. Lo anterior, a partir de una morfología que no deja una oportunidad para que el diseño de espacios sea sustentable, en el sentido ecológico y de lo que se deja como fundamento a siguientes generaciones. Es por ello que se estudia desde lo político, demográfico, geográfico, económico y sociológico, ya que, si no se cubre con dichas bases, lo que se busque para el futuro de las ciudades no va a ser algo holístico e integral. Si se observa desde un punto de vista histórico, la creación de las ciudades viene también con el surgimiento de las zonas metropolitanas junto con la modernización. Estas afectan la manera en la que se forman las ciudades, y con ello, la manera en la que afectan todos los ámbitos mencionados antes, especialmente la calidad de vida urbana de sus habitantes. Esto afecta la relación que los ciudadanos llevan con las demás personas, el lugar donde hay más oferta de trabajo, las comunidades que se crean dentro de una misma sociedad y la interacción que hay entre ellas. Subrayando que es, sobre todo, pertinente concentrarse en cómo las zonas metropolitanas afectan la sustentabilidad de las ciudades, pues no solamente se vuelven parte física de la ciudad, sino también política, monetaria y social, además de que alojan a más de la mitad de la población. El urbanismo, entonces, debe de considerar la metrópoli como base, con el fin de encontrar ese diseño holístico que el mundo globalizado está buscando. Por último, Andrea Hernández Cantú y Eduardo Sousa-González, de la Facultad de arquitectura de la Universidad Autónoma de Nuevo León, presentan una investigación que se titula: Retrospectiva del desorden urbano: caso de estudio, Monterrey; en donde mencionan que en este artículo será posible observar a la Ciudad de Monterrey desde su problemática adquirida, partiendo desde el proceso de la industrialización y no precisamente tomando dicho proceso como algo negativo para su evolución, sino que, la visión tardía del ordenamiento que ésta requería tuvo consecuencias en diferentes ámbitos y no solamente en la expansión de la mancha urbana y el crecimiento demográfico del lugar. De esta manera, se realiza una retrospección del desorden urbano con el fin de evidenciar la multiplicidad de los problemas urbanos que hoy en día afectan la calidad de vida de su población. Posteriormente, se establece que para alcanzar un desarrollo urbano más eficiente y amable con el medio ambiente y su población es recomendable adoptar los cuatro objetivos de la sostenibilidad propuestos por Salvador Rueda (2012), con el propósito de generar un instrumento metodológico-operativo que permita evaluar la pertinencia de los elementos que forman parte del ordenamiento urbano en el desarrollo sostenible. Finalmente, Ana Cristina García-Luna Romero, presenta una Reseña del libro de Eduardo Sousa-González titulado: El espacio metropolitano contemporáneo. Desde las políticas públicas hasta el modelo de planeación. Destacando las particularidades del mismo. Para terminar, los editores de esta revista Binacional Red URBAN. Norte Sur-IberoAmérica, se han comprometido desde el año 2015, a que este proyecto editorial pueda cumplir con el objetivo fundamental de ser una opción real, efectiva y consistente; donde las investigaciones presentadas desde los diferentes rincones del mundo, se constituyan en un intercambio serio de disímiles posiciones teóricas; lo cual permita no solo avanzar en el conocimiento de la ciencia urbana que cada vez tiene un mayor grado de complejidad; sino también reflexionar desde los respectivos enfoques disciplinares que cada investigador cultiva. El DR. EDUARDO SOUSA GONZÁLEZ Editor UANL-MÉXICO DR. ALFREDO PALACIOS BARRA Editor UBB-CHILE �Asuntos Urbanos Binacionales Imagen de fondo de Áreas metropolitanas. Reflexión, evolución de casos internacionales y ejemplos latinoamericanos: Buenos Aires, Lima, Santiago de Chile, Esteban Valenzuela Van Treek �8 – RedUrban / ARTÍCULO ÁREAS METROPOLITANAS. REFLEXIÓN, EVOLUCIÓN DE CASOS INTERNACIONALES Y EJEMPLOS LATINOAMERICANOS: BUENOS AIRES, LIMA, SANTIAGO DE CHILE METROPOLITAN AREAS. REFLECTION, EVOLUTION OF INTERNATIONAL CASES AND LATIN AMERICAN EXAMPLES: BUENOS AIRES, LIMA, SANTIAGO DE CHILE Esteban Valenzuela Van Treek 1 Recibido: agosto 2020 Aceptado: octubre 2020 Resumen América Latina transitó por diferentes procesos históricos durante el siglo pasado. Con el inicio de siglo pasado, llegan nuevas formas de organización y diferenciación social, siendo la constitución de grandes ciudades el fenómeno graficador de dichos cambios. La irrupción de barrios marginales, fue un ejemplo primario de complejos sucesos posteriores generados en nuestro continente a mediados del siglo XX. Será en este momento axial, donde se constituyen las grandes ciudades capitales segregadas y dispersas en la expansión tanto de la ciudad central, como de la conurbación de ciudades próximas, identificándose las Áreas Metropolitanas. Este fenómeno, ha provocado que decisiones socialmente obligatorias, sean asumidas de manera fragmentaria, unilineal, o simplemente existan sólo en un plano formal, sin capacidad de acción efectiva en generar un poder político que enfrente las soluciones para las grandes ciudades. El interés es este trabajo, es identificar “cómo, en el presente siglo XXI, algunas grandes aglomeraciones urbanas, conformadas por distintas unidades territoriales administrativas, constituyen una unidad, compleja y coordinada, de funcionamiento y gestión”2. Para nuestro estudio, se observan los casos metropolitanos de Buenos Aires, Lima y Santiago de Chile. Palabras claves metrópolis, gobierno metropolitano, administración municipal 1 2 Abstract Latin America went through different historical processes during the last century. With the beginning of the 20th century, new forms of organization and social differentiation arrived, with the constitution of large cities being the graphic phenomenon of these changes. The emergence of marginal neighborhoods was a primary example of complex subsequent events generated in our continent in the middle of the last century. It will be at this axial moment, where the large segregated and dispersed capital cities are constituted in the expansion of both the central city and the conurbation of nearby cities, identifying the Metropolitan Areas. This phenomenon has caused socially binding decisions to be made in a fragmentary, unilinear way, or simply exist only on a formal level, without the capacity for effective action to generate political power that faces solutions for large cities. The interest in this work is to identify “how some big urban agglomerations, made up of different administrative territorial units, constitute a complex and coordinated unit of operation and management”. For our study, the metropolitan cases of Buenos Aires, Lima and Santiago de Chile are observed. Keywords metropolis, metropolitan government, municipal administration Nacionalidad: chileno; Geógrafo UC, Magister en Ciencias Políticas (Pontificia Universidad Católica de Chile); Magister en Desarrollo Urbano, (Universidad de Wisconsin, USA). Email: evalenzvtr@gmail.com Rodríguez, Alfredo, Enrique, Oviedo; Gobierno de áreas Metropolitanas. Sur Profesionales. Santiago, diciembre, 2000. pp. 1. �Esteban Valenzuela Van Treek / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 9 I. INTRODUCCIÓN Es claro que el proceso social, es multidimensional que traspasa el umbral del derecho, como sistema funcional de la sociedad encargado de la legalidad de los actos y comunicaciones sociales. Parece de importancia, profundizar sobre los alcances de los mecanismos sociales de decisión política a escala mesopolítico, como son la creación de autoridades de grandes extensiones de territorio urbanizado, como de la aglomeración que se da en él, no necesitando para esto la solución legal a nivel nacional, sino a nivel meso. Así, la idea es investigar el análisis y reflexión en torno a las áreas metropolitanas latinoamericanas, adentrándose en las problemáticas de la más relevantes, así como reflexionar sobre el presente de ellas, tomando para esto algunos casos de estudio. “En el caso de las áreas metropolitanas, la concentración y el crecimiento de las grandes ciudades con fenómenos de nuevas barriadas, de municipios limítrofes y de ciudades dormitorios, dentro o fuera del término de la gran ciudad, demandan soluciones administrativas de conjunto que superen los esquemas municipales tradicionales”.3 Esto lleva a definir el problema de estudio de como la aglomeración de población en áreas superiores a las ciudades tradicionales en América Latina, constituyen formas diferentes a los planos nacionales y municipales, por lo que urge crear condiciones para el bienestar de sus ciudadanos. Es necesario para esto, el comprender el sistema político de manera dinámica y variable, el cual esta íntimamente ligado a la constitución a la deriva estructural de las sociedades, pero sobretodo al gobierno de la ciudad, elemento fundante de la civilización occidental en la cual estamos situados. No por nada, los términos de política y ciudadanía provienen de polis y civitas, respectivamente, las cuales denominan conceptual y experencialmente a la ciudad. No podemos reducir lo político y la política a las decisiones al juego de las elites que se disputan el gobierno central, ni menos considerar la jerarquización premoderna del poder unitario y de arriba hacia abajo, como natural. Es necesario señalar, como forma de situar este trabajo, que “el origen de las áreas metropolitanas está en el hecho de que la ciudad original, cualquiera haya sido su tamaño y sus límites históricos, crece y los sobrepasa, cubriendo los territorios adyacentes, incorporando a la aglomeración urbana pequeños poblados o ciudades cercanas, y en algunos casos sobrepasándolos”. 3 Barrero Rodríguez, Mª Concepción, La Áreas Metropolitanas. Instituto García Oviedo, Universidad de Sevilla. Editorial Civitas. 1993. Prólogo. II. LAS ÁREAS METROPOLITANAS COMO POLOS DE ATRACCIÓN Es claro que las ciudades actúan como centros de atracción de la actividad económica regional, en tanto proveedoras de servicios especializados -orientados al consumo y a las empresas-, como centros de difusión de innovaciones – tecnológicas, de productos y de procesos-, y como centros de intercambio con el exterior. Sintéticamente, la dinámica urbana es la “arena fundamental” donde debe resolverse al problema del desarrollo, articulando los objetivos de alcanzar la eficiencia en la asignación de los recursos y la mayor equidad posible en la distribución de la riqueza generada, sin alterar el equilibrio medioambiental. De esta distinción podemos describir las dos vertientes que existen entorno a la comprensión de las áreas metropolitanas, siendo por un lado las perspectivas que realzan la comprensión de una autoridad superior a los municipios y otras perspectivas que realzan la idea de una coordinación y complementación de los mismos. Lo que es claro para ambas, es que no es coherente que autoridades del Estado central y nacional decidan sobre las áreas metropolitanas. El término área metropolitana surgió cuando el término de ciudad dejó de ser equivalente a urbano y fue necesario encontrar otro que diera cuenta de las áreas urbanizadas entorno de la ciudad central. Los criterios con los cuales se analizan las ciudades para definirlas como áreas metropolitanas no han sido siempre los mismos. En los años ’50 prevaleció, por lo menos en la tradición estadounidense, la definición de las áreas metropolitanas por medio de la identificación del número de habitantes. Se trataba de uno o más municipios contiguos, con por lo menos una ciudad de 50 mil habitantes. Se incluían todos los municipios que cumplían ciertos requisitos básicos de integración económica, social y cultural, con la ciudad central. Posteriormente, en los años ’60, también en Estados Unidos, se intentó una precisión del concepto, manteniendo los criterios poblacionales y de proximidad física. Se incluyó, entonces, el criterio que media el carácter metropolitano de los municipios que integraban el área, estableciendo criterios demográficos tales como la existencia de un 75% de la población activa no agrícola y una densidad de 50 habitantes por Km². Además, se considero un criterio de integración, a través del cual se fijaba que al menos un 15% de los trabajadores que residían en los municipios debían trabajar en la ciudad central. En la tradición europea, la definición de área metropolitana es menos clara, porque existe una gran diversidad de delimitaciones administrativas y porque, para �10 – RedUrban / Áreas metropolitanas. Reflexión, evolución de casos internacionales y ejemplos latinoamericanos efectos estadísticos, el área metropolitana no es reconocida. Sin embargo, podría decirse que en Europa prevalece una visión económica. Por ejemplo, en la tradición inglesa se reconoce como criterio los mercados locales de trabajo, es decir, zonas donde los viajes cotidianos por trabajo son frecuentes e intensos. Cuando un municipio emplea a tres cuartas partes de todos los residentes ocupados y, simultáneamente, en los locales de trabajo ubicados en el municipio tres cuartas partes son trabajadores del mismo municipio, se considera a éste como autosuficiente y cerrado. De no suceder esto, los municipios están abiertos y, por lo tanto, deben integrarse a otros municipios, hasta que lleguen a ser autosuficientes. (Sorribes, 1999). Los criterios poblacionales también están presentes en la tradición europea. Recientemente, en 1998, en el marco de la Comunidad Europea, la Comisión Europea encargó un estudio para aportar al reconocimiento oficial de las Funciones Regionales Urbanas (FUR). El estudio fijó dos tipos de FUR. La Primera categoría estaba constituida por aquellos asentamientos población con más de 330.000 habitantes, de los cuales al menos de 200.000 mil residían en la ciudad central; que disponía de más de 20.000 puestos de trabajo y establecía un orden de commuting, esto es, viajes de trabajo. En la segunda categoría, los criterios eran menos exigentes respecto de la población mínima de la ciudad (Sorribes, 1999). De esta manera, es posible identificar en el tema de las áreas metropolitanas ciertas dimensiones e indicadores comunes a las definiciones; sin embargo, aún cuando no exista acuerdo respecto de los cuáles de ellos discriminan para decir que determinado asentamiento humano es un área metropolitana y otro no, lo común en las definiciones en uso es que todavía se mantiene la noción de gravitación respecto a un principal centro de actividad. Grado de densidad poblacional, índice de crecimiento de los municipios, interrelación e interdependencia de las funciones básicas. Identidad, producción, traslado y movimiento, de organización política, son indicadores para definir tal fenómeno. Cabe destacar que, además del tamaño, en Europa también se ha trabajado sobre criterios para definir las áreas metropolitanas, tales como umbrales de demanda de determinados servicios, circulación de diarios, llamadas telefónicas, intensidad de tráfico, entre otros. “Las áreas urbanas configuran lugares socioterritoriales apropiados dado que, por un lado, contienen las condiciones idóneas en cuanto a espacio de creación de innovación, ya que pueden aprovechar las economías de escala y de aglomeración que posibilitan, mientras que, por otro lado, por su situación en el circuito de información y en base a las economías de situación que presentan, son idóneos espacios de imitación (a imitar y desde donde imitar). Esta idoneidad socio-territorial se refleja en su capacidad de conocer-recibir innovación al ocupar la posición de nudos en las redes de información, así como en su capacidad de asimilar-aplicar innovación”4 Otros significados se remiten a aquellos supuestos en los que el ámbito territorial abarca a varios municipios cuyos límites, en apariencia, parecen haber desaparecidos y entre los que existen fuertes vinculaciones económicas y sociales. Cuando la aglomeración sobrepasa los límites administrativos de la ciudad se generan suburbios autónomos y conurbaciones institucional y administrativamente fragmentadas. Esta fragmentación tiene repercusiones institucionales, políticas y económicas: crece el número de gobiernos locales, municipios, como simple producto de la expansión de la marcha urbana; “se crean problemas de coordinación, de superposición de competencias y de pérdida de ventajas comparativas de la aglomeración urbana”5. La Creación de una instancia de gobierno supra o intermunicipal para un área metropolitana es compleja y conflictiva. En primer lugar, porque implica generar una nueva instancia de gobierno, y por tanto de poder, entre el ámbito local y el ámbito central. No se trata meramente de hacer plan intercomunal, tampoco una simple una simple coordinación de actividades destinadas a orientar el desarrollo de esa zona intermedia con mayor eficiencia en la provisión de servicios y bienes urbanos. En esta reestructuración institucional, no es de menor importancia subrayar que estamos hablando de una reestructuración de poder en el país. En segundo lugar, es compleja porque tal alternativa, esto es, una visión comprehensiva de la ciudad metropolitana, no forma parte del sentido común ni de las autoridades, ni de las instituciones públicas y privadas, ni del ciudadano común. “La racionalidad predominante reconoce los problemas por sectores, o en el ámbito del barrio o la comuna, pero no efectivamente en una dimensión territorial extensa y variable. 2. Elementos a considerar en planificación metropolitana: a. Generación de una autoridad metropolitana. b. Su estrecha vinculación a la ordenación urbanística de el área metropolitana, entendida como ciudad. 4 5 Sánchez, Joan-Eugeni, Metropolización y Modernidad. Scripta Vetera. www. ub.es/geocrit/sv-29.htm G. Ross Stephens & Nelson Wikstrom, Metropolitan Goverment and Governance. Theorical perspectives, empirical analysis, and the future. Oxford University Press, NY, 2000. �Esteban Valenzuela Van Treek / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 11 c. Gestión sectorializada a través de organismos específicos. d. Coordinación de los órganos creados. Creemos que un ángulo interesante para analizar las nuevas dinámicas urbanas y elaborar respuestas a los desafíos que nos planteamos es el del espacio público y el de la relación entre su configuración y el ejercicio de la ciudadanía, entendida esta como estatuto que permite ejercer un conjunto de derechos y deberes cívicos, políticos y sociales. III. ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN GENERAL Claramente, el fenómeno del gobierno de las áreas metropolitanas es reciente. Se trata de experiencias iniciadas en la década de los ’60 del siglo XX. Sin embargo, en sus 60 años de existencia, las prácticas de los gobiernos metropolitanos han sido muy variadas, tanto que el uso de su nombre genérico casi no tiene sentido. Durante fines de los ’70 y principios de los ’80 del siglo XX, prácticamente desaparecieron los gobiernos de las áreas metropolitanas tras la evaluación negativa de sus cometidos, muy vinculada a razones políticas e ideológicas (Lefèvre, 1999). Otras áreas metropolitanas, con muchos problemas, lograron sobrevivir y, en muy pocos casos, consolidar su sistema de gobierno. Siguiendo a Lefèvre (1999), las experiencias europeas y norteamericanas en el ámbito de los gobiernos de las áreas metropolitanas muestran al menos dos momentos históricos, un primer momento corresponde a las creadas en los ’60 a los ’70, y el segundo, a las de los años ’90. Éstas difieren principalmente en cuanto a las formas de cómo se generaron los gobiernos metropolitanos. Entre las áreas metropolitanas de la primera generación, la experiencia nos remite a la existencia de agencias públicas encargadas de la planificación del territorio del Área Metropolitana (Boston, Barcelona), modelos asociativos de municipalidades que conforman un gobierno (San Diego, Portland, Montreal, Lille, Lyon), y modelos de gobierno de ciudad (Toronto, Helsinki). En estos casos, que analizamos más adelante, la concepción del gobierno del área metropolitana consistía en otorgar una estructura de gobierno a un área funcional predefinida (aglomeración urbana). El caso de Metro Toronto es un buen ejemplo de cómo un área metropolitana que en los 60 incluía al conjunto de la aglomeración urbana, en la actualidad es sólo una de las cinco áreas subregionales que comprenden el Gran Toronto. En muchos de los casos de la primera generación, la metropolización consistió en una imposición (autoritaria) que no tomó en cuenta los intereses de los distintos actores urbanos, ni tampoco la variable temporal, esto es, el crecimiento y la expansión territorial de las aglomeraciones. La mayoría de estas áreas metropolitanas así definidas dejó de funcionar a fines de los 70. En las áreas metropolitanas establecidas en los 90 aparecen modalidades de organización mucho más flexibles que las anteriores. Destacan, por ejemplo, la agrupación de municipios en un gobierno metropolitano (los circondarios de Bolonia, Turín); el gobierno metropolitano en manos de un Consejo de Alcaldes (no oficial) con reuniones periódicas (Marsella); o las asociaciones de municipios que conforman un gobierno metropolitano (Bilbao y Valencia). Aún más, recién en los últimos años de la década de los 90, con los casos de Londres y Bolonia, aparece la idea de un gobierno metropolitano que asume la complejidad y fragmentación de las ciudades; un gobierno que permite crear y distribuir con mayor eficiencia los bienes y servicios urbanos dentro de un área territorial funcional. Además, en la actualidad, gobierno metropolitano es sinónimo de fortalecimiento de la identidad territorial y competencia en el mercado, en el marco de un mundo cada vez más globalizado. Casi sin excepción la experiencia internacional indica que la generación y reformas de las áreas metropolitanas han sido iniciadas e implementadas por el Estado a un nivel central. Todo indica —siempre según Lefèvre (1999)— que la creación de una nueva estructura política como el área metropolitana sólo puede ser concebida como real si posee: i) autoridad, basada en el poder legítimo otorgado por los ciudadanos a través de elecciones directas o indirectas, periódicas e informadas ii ) autonomía en la disposición de recursos financieros, en el sentido de que las decisiones relativas a la creación, inversión, uso de recursos puedan ser independientes de otro nivel de gobierno, sin que ello implique no estar sujeto a control iii) competencias precisas sobre materias tales como la planificación estratégica del territorio, la gestión de las redes de servicios, la seguridad de los habitantes, y la cultura iv) la responsabilidad legal ante la ciudadanía (accountability). Todas son condiciones necesarias que definen lo que es gobierno: una autoridad que gestiona un territorio, y la gestión de ese territorio, de la cual debe responder ante la ciudadanía. Ciertamente, las anteriores, son todas condiciones necesarias. Sin embargo, muy pocos gobiernos de áreas metropolitanas cumplen a cabalidad con ellas. Y, aunque todas las condiciones se den, ni aun así se asegura la �12 – RedUrban / Áreas metropolitanas. Reflexión, evolución de casos internacionales y ejemplos latinoamericanos permanencia de los gobiernos metropolitanos. Así lo demuestra el hecho del surgimiento y desaparición de gobiernos de áreas metropolitanas, en los 60 años de experiencia que los mismos ya tienen. IV. MODELOS DE GOBIERNO DE ÁREAS METROPOLITANAS INTERNACIONALES La organización política y administrativa de las áreas metropolitanas es variada. Hay áreas metropolitanas que tienen algún tipo de gobierno, las que tienen algún nivel de coordinación en un ámbito superior del gobierno, y también existen las que no tienen ningún tipo de coordinación (Borja 2009). De acuerdo a a algunos datos, se puede observar que en algunos casos las autoridades, alcaldes o gobernadores, son elegidos directamente; en otros, a través de consejos electos. “En Kuala Lumpur, el alcalde es designado por el rey. En Teherán, es designado por el Jefe de Gobierno y es un miembro del gabinete del gobierno central” (UN 2015:17). En este informe (UN 2015: 17-18) se identifican cuatro tipos de estructura de gobierno: a) Un sistema centralizado. Los ejemplos son Kuala Lumpur y Teherán. Un solo gobierno municipal administra la ciudad y el alcalde es directamente designado por el gobierno central. b) Un sistema descentralizado con varios niveles (Bangkok, Tokio, Varsovia, Seúl, Conakry). Una variante es el caso de un primer nivel de gobierno municipal que tiene a la ciudad como única entidad legal (Viena, Quito, Montevideo), o como el primer nivel. c) Un sistema descentralizado y fragmentado, pero coordinado (Marsella, Manila). Diferentes niveles de funciones de gobierno en las municipalidades del área metropolitana con un sistema cooperativo de autoridad. d) Un sistema descentralizado, fragmentado y sin coordinación (México, Bombay/Hiderabad). En ciudad de México, las funciones de coordinación están fragmentadas entre el estado de México, el distrito federal y el Gobierno Federal. De estos cuatro tipos, interesa explorar los tipos b y c, que corresponden a las dos formas diferentes de organización de los gobiernos locales existentes en las áreas metropolitanas: coordinación supramunicipal o intermunicipal. Estas categorías corresponden a “principios y modalidades muy diferentes respecto al poder que se da a la autoridad metropolitana, sin que esto de ninguna manera sea determinante de los fracasos o limitaciones que se les puedan atribuir” (Lefèvre 2009:4). Es más, puede haber tránsito de una a otra modalidad, y también, como la experiencia lo demuestra, los gobiernos metropolitanos, sin importar de cuál modalidad sean, pueden desaparecer, esto es, dejar de ser gobierno. A lo que lleva lo anterior, es que los gobiernos metropolitanos no corresponden a modelos organizativos A o B estáticos, inamovibles en el tiempo, que se aplican sobre una determinada área urbana. Son realidades políticas cambiantes, que no tienen asegurada su viabilidad per se. La experiencia internacional sobre el tema nos permite afirmar que, en el tiempo, los gobiernos metropolitanos pueden sufrir al menos tres tipos de cambios: • En el ámbito de su jurisdicción. Generalmente, debido al crecimiento extensivo de la ciudad, se amplía el territorio donde el gobierno de ciudad y sus agentes tienen facultades para actuar legalmente. • En el modelo de gestión metropolitano, ya que se observa el paso desde modelos intermunicipales o descentralizados a supramunicipales o centralizados, y viceversa. • En el modelo de gobierno, ya que de la misma manera en que las instancias de gobierno metropolitano nacen en un momento histórico, producto de un complejo proceso político social, también pueden morir, o mueren. Por ejemplo, en Londres hubo un gobierno metropolitano hasta 1986, el cual desapareció como instancia de gobierno durante el mandato de Margaret Thatcher. Después de catorce años, en el 2000, con Tony Blair, vuelve a haber un alcalde de Londres. IV.1. EL MODELO SUPRAMUNICIPAL El modelo supramunicipal es el que da el nombre a lo que genéricamente se entiende por gobierno metropolitano. Se trata de una instancia de gobierno entre los gobiernos municipales y el gobierno central, regional o federal, dependiendo de los casos, y distinta de ellos. En este modelo, las autoridades —alcalde y concejo— son electas directamente; el gobierno tiene recursos propios, establecidos por ley, sobre cuyo uso tiene autonomía; y sus competencias están determinadas y son diferentes de las de otros niveles de gobierno, superiores o inferiores. Por tanto, es el modelo puro, porque tiene legitimidad política directa, autonomía financiera definida, diferentes y precisas competencias ejercidas sobre su territorio funcional. De los gobiernos examinados para este estudio, los que se encuentra más cercano a este tipo puro han sido los de las áreas metropolitanas de Londres (Greater London Council y Greater London Authority) y de Toronto (Metro Toronto). �Esteban Valenzuela Van Treek / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 13 IV.1.1. GREATER LONDON COUNCIL6 Conocido como el modelo de los “counties”, la autoridad metropolitana, el Greater London Council, comenzó a operar en 1965, como resultado de la entrada en vigor de la Government Act de 1963. La experiencia inglesa, además de Londres, se extendió a otras cinco ciudades inglesas y duró en su primera etapa diez años. El experimento inglés ha sido uno de los casos más puros del modelo metropolitano supramunicipal. En las seis más grandes áreas urbanas de Inglaterra, se constituyeron autoridades metropolitanas con representantes directamente elegidos, con sus propios sistemas de impuestos y con muchas competencias ambientales. Sin embargo, los territorios asignados fueron más pequeños que lo sugerido inicialmente, las competencias asignadas se enfrentaron con las de las autoridades de ámbitos menores y surgieron numerosos conflictos entre estos niveles en temas vinculados a planificación, transporte público, etc. El Greater London Council fue abolido por la nueva Local Government Act, en 1985. A partir de entonces, el poder local en el Londres metropolitano quedó fragmentado y ha estado representado por los borough (villas). Imagen 1. Londres metropolitano, cuyo gobierno renace bajo una nueva figura del Greater London Authority, 2017 nueva autoridad entraría en funciones a partir de julio del 200l, ejerciendo sobre el territorio configurado por las 32 villas y la Corporación de Londres. Aunque el territorio de referencia es el mismo que gobernaba el Greater London Council antes de su abolición, la organización de la nueva autoridad metropolitana es diferente en sus niveles estructural y operacional. Tendría una fuerte estructura de gobierno para enfrentar los problemas de la ciudad — planificación estratégica, transporte, medio ambiente y desarrollo económico—, “para dar a la capital una ‘voz’ en el país y en el extranjero”. A diferencia del pasado, la ciudadanía ha sido invitada a participar con sus comentarios y observaciones a esta propuesta, lo mismo que todos los actores económicos, sociales, políticos, de negocios y culturales de la sociedad de Londres. Después del debate, el gobierno modificó sus propuestas, las cuales fueron aprobadas por un referéndum en mayo de 1998. La nueva institución comenzó a funcionar a principios del 2000, con el alcalde Ken “El Rojo” Livingstone, quien fuera el alcalde de Londres (Greater London Council) hasta 1986. El Greater London Authority nace con un presupuesto de 6 mil millones de dólares, y una planta de 400 empleados, 20 mil menos de los que llegó a tener el gobierno de Londres de fines de los 80. El resurgimiento del Greater London Authority ha tenido tal fuerza, que la experiencia se está extendiendo a otras ciudades de Gran Bretaña. IV.1.2. METRO TORONTO7 Diez años más tarde, la idea de los gobiernos metropolitanos volvió a renacer en Gran Bretaña en otro contexto y con diferentes características. Así, la experiencia del Greater London Authority surgió en 1999 como una bandera política del Partido Laborista. Su propuesta fue la creación de una nueva autoridad para el Londres metropolitano, conformada por un Alcalde y una Asamblea, electos directamente y dotados con amplios poderes. Esta 6 Lefèvre (1999), Muñoz (1998). La experiencia de Toronto tiene cuatro décadas. Estos años han hecho patente la complejidad de la vida de un área metropolitana: con posterioridad a su proceso de fundación, el área metropolitana de Toronto ha experimentado muchos cambios relacionados a aspectos técnicos, administrativos y políticos. La municipalidad de Toronto Metropolitano (Metro Toronto) fue creada por el Gobierno Provincial de Ontario en 1953, con el objetivo de hacerse cargo de los problemas de deficiencia de los servicios sociales y de la falta de coordinación en el proceso de extensión física y territorial de la ciudad. La decisión que se tomó en ese entonces fue no forzar la anexión de los suburbios, por lo que finalmente se crearon dos niveles de gobierno combinadas: la ciudad (city) y 12 municipalidades suburbanas, que luego se reducirían a 6. Metro Toronto fue gobernado por un Consejo electo, constituido por miembros de los seis gobiernos locales, sobre 7 Bourne (1999), Houston & Marcondes (1999). �14 – RedUrban / Áreas metropolitanas. Reflexión, evolución de casos internacionales y ejemplos latinoamericanos la base de su población, y cuyo presidente era elegido entre los consejeros. Tenía poderes regionales de planificación y responsabilidades sobre los que se consideraban “temas regionales”, mientras que cada una de las seis ciudades mantenía responsabilidades “locales”, como aprobación de planes de sitios y de construcción, y zonificación local. La definición de qué poderes y responsabilidades se designaban como locales o regionales se basaba en una cierta lógica, pero al final eran el resultado de un proceso político. Con el tiempo, las municipalidades de Toronto se encargaron de los servicios locales y los temas de propiedad, y el gobierno del área metropolitana asumió los servicios de agua, planificación estratégica, tránsito público, infraestructura y tasas de impuesto, estableciendo un fuerte vinculo de coordinación y respetando la autonomía local. Metro Toronto fue esencialmente construido en los comienzos de los 70. Contaba con 2.3 millones de habitantes y presentaba un crecimiento extensivo, con suburbios que incluso se extendían fuera del área funcional de la metrópolis. Sin embargo, los bordes de la metrópolis no fueron modificados para extender el área funcional de gobierno. A mediados de los años 70, el Gobierno Provincial de Ontario decidió, por razones esencialmente políticas, no extender el límite, sino crear nuevos gobiernos regionales en los suburbios de los alrededores de Metro Toronto (York, Durham, Halton, y Peel). A mediados de los 80, era obvio que el sistema de gobierno local de la Greater Toronto Area (GTA) requería de cambios. Desde entonces se han producido diversos informes y estudios destinados a recomendar un modelo de gobierno local para todo la GTA; como, por ejemplo, el Informe del Equipo de Trabajo de la GTA, efectuado en enero 1996. Dicho informe fue producido por un Equipo de Trabajo comisionada por el Gobierno Provincial, el cual reconoció que la economía de la GTA está integrada y que la economía suburbana y la economía del centro son interdependientes. Las conclusiones claves del Informe fueron: la creación de un Consejo del Área del Gran Toronto, la creación de una agencia de desarrollo económico a escala regional, un nuevo régimen de impuesto a la propiedad, y un cambio de las atribuciones de los niveles de gobierno municipal, regional, provincial. El cambio más reciente de Metro Toronto se produjo en 1997. En ese año, el Gobierno Provincial tomó la decisión de terminar con los dos niveles de gobierno, lo que implicó la supresión de los seis municipios de Metro Toronto, quedando sólo el gobierno metropolitano en esa área. La transformación generada trajo, como era de esperar, muchos problemas. La unión de estos gobiernos locales fue un proceso muy controvertido. Fue efectuada en contra de los deseos de todos los consejos locales, como también contra los resultados de un referéndum, en el cual casi un 70% de los votantes rechazó la unión. Imagen 2. Centro cívico del área metropolitana de Toronto. Desde su fundación, la experiencia de gobierno metropolitano ha experimentado importantes cambios administrativos, técnicos y políticos La transformación generada trajo, como era de esperar, muchos problemas. La unión de estos gobiernos locales fue un proceso muy controvertido. Fue efectuada en contra de los deseos de todos los consejos locales, como también contra los resultados de un referéndum, en el cual casi un 70% de los votantes rechazó la unión. El caso fue llevado a la justicia por un movimiento de ciudadanos por la democracia local. Finalmente, los alegatos de los ciudadanos no tuvieron buen destino. Perdieron, con lo cual hoy el área territorial de Metro Toronto no presenta divisiones internas de gobiernos locales. Finalmente, el 1º de enero de 1998 se creó la Ciudad de Toronto, tal como existe hoy. La Región Metropolitana de Toronto está compuesta de la Ciudad de Toronto y cuatro subregiones metropolitanas: Halton, Peel, York y Durham. IV.2. EL MODELO INTERMUNICIPAL Corresponde a un tipo de gobierno cuya legitimidad es indirecta, ya que reside en las autoridades miembros (municipios). Rara vez tiene autonomía financiera; su financiamiento proviene de sus municipios miembros, o de subsidios de niveles superiores de gobierno. Las materias sobre las cuales tiene competencias se definen a partir de acuerdos entre los distintos municipios. Es decir, corresponden a cesiones de poder entre los municipios en los ámbitos y tiempos definidos por los mismos. �Esteban Valenzuela Van Treek / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 15 IV.2.1. LAS COMUNIDADES URBANAS FRANCESAS8 Las áreas metropolitanas francesas, denominadas “comunidades urbanas”, son representativas de gobiernos intermunicipales. Los casos de Lille y Lyon, que tuvieron su origen en las décadas de los 60 y 70, son ejemplos de esta forma de organización metropolitana, con estructuras de representación indirectas, sistema de impuestos y poderes dispersos. Estos gobiernos no son autónomos de sus miembros, las municipalidades, y representan sólo una parte de las áreas metropolitanas. Las comunidades urbanas francesas tienen competencias sobre diversos temas, tales como el desarrollo económico, la vivienda, las políticas urbanas, el transporte. Además, cuentan con recursos autónomos que provienen de sus propios sistemas de recaudación. La organización de la comunidad urbana está compuesta por un Consejo de la comunidad, con representantes, en el caso de Lille, de los 87 municipios asociados; y en el de Lyon, de los 55 municipios correspondientes. En el caso de Lille, hay una Agencia de la comunidad urbana, que es el órgano ejecutivo, con un presidente y 39 vicepresidentes; hay, además, comisiones consultivas y servicios públicos específicos (transporte, medio ambiente, tráfico, incendios). Imagen 3. El consejo de gobierno de la comunidad urbana de la ciudad de Lille, está conformado por 87 municipios asociados, bajo la gestión de una Agencia como órgano ejecutivo urbanas han sobrepasado los límites de éstas, con lo cual la situación inicial que les dio origen ahora se repite. Los territorios que administran, decididos en los 60, sólo representan una parte de la actual aglomeración urbana o área metropolitana. IV.2.2. LOS “COMPRENSORI” ITALIANOS9 Un segundo ejemplo del modelo intramunicipal, fue el italiano de los “comprensori”. Esta experiencia se realizó en el norte de Italia en los años 70. Los comprensori eran estructuras subregionales desconcentradas cuyas competencias y áreas dependían de leyes regionales. Los casos más significativos fueron los relacionados con las áreas metropolitanas en Bolonia, Turín y Milán. Eran asociaciones de municipios bajo el control legal de las regiones. Estas experiencias regionales fueron fuertemente rechazadas por los partidos políticos y por los gobiernos locales, y tampoco recibieron apoyo legislativo a nivel nacional, por lo que fueron abandonadas a mediados de los años 80. Los dos casos anteriores, como modelos de gobiernos intermunicipales, señalan dos factores claves en la constitución de gobiernos metropolitanos: el problema de la legitimidad y el problema de la forma como se constituyen. Los gobiernos locales existentes siempre miran con suspicacia la aparición de nuevas estructuras políticas fuertes en o sobre sus territorios; los distintos grupos de intereses también desconfían, porque a su vez tienen una organización territorial que sienten amenazada; y los partidos políticos —la lección de Italia— tienen su legitimidad en relaciones clientelistas fuertemente asociadas con una estructura territorial tradicional, que también se ve amenazada. Por tanto, si todos estos actores no se integran o participan desde el inicio en la constitución de la nueva institucionalidad territorial, las posibilidades de éxito son muy escasas. IV.2.2.1. LA ‘CITTÀ METROPOLITANA’ DE BOLONIA10 En ambos casos, los territorios de las aglomeraciones urbanas de las cuales forman parte estas comunidades 8 Lefèvre (1999). Dentro de la experiencia italiana actual destaca, sin lugar a duda, la del área metropolitana de Bolonia (1994). El gobierno de Bolonia consiste en un acuerdo, voluntario y flexible, de 48 municipalidades y la Provincia de Bolonia. Es flexible, por cuanto no existe obligación para ningún municipio de incorporarse, mantenerse o no salir del gobierno de la ciudad. Las municipalidades 9 Lefèvre (1999). 10 Lefèvre (1999), Muñoz (1999). �16 – RedUrban / Áreas metropolitanas. Reflexión, evolución de casos internacionales y ejemplos latinoamericanos pertenecen al gobierno todo el tiempo que quieren y en los temas que quieren. Algunos municipios pueden compartir su preocupación por los temas de la basura, mientras otros o los mismos se pueden coordinar para solucionar los problemas viales de sus territorios. Así sucede con todos los temas de ciudad. Imagen 4. La gestión de gobierno y administración de Bolonia, cuenta con una Conferencia Metropolitana de Alcaldes, que preside el Presidente de la Provincia de Bolonia y su actuación, es acotada La estructura política del gobierno de Bolonia es simple: existe una Conferencia Metropolitana de Alcaldes, presidida por el presidente de la Provincia de Bolonia. Adicionalmente, en los ámbitos administrativos y técnicos el gobierno metropolitano de Bolonia posee una estructura administrativa pequeña (secretariado) y una estructura técnica económica que trabaja sobre temas territoriales, administrativo-financieros, de salud-social. El gobierno de Bolonia no tiene facultades para decidir sobre determinadas materias. Se trata de un Forum. Los comités técnicos trabajan en proyectos particulares y unen a otros en la iniciativa. Éstos también cuentan con observatorios, donde hacen un seguimiento y evaluación de los problemas y soluciones del área metropolitana. V. MODELO DE GESTIÓN DE GOBIERNOS METROPOLITANO DE LATINOAMÉRICA El proceso de urbanización en Latinoamérica confirma tendencias. Las ciudades mayores crecen al 1% anual, pero las de segundo nivel lo hacen al 4%. En 1960 había 100 por cada 110 rurales; en 1990 existían 274 habitantes urbanos por cada 113 rurales y para el 2020, se estima que la proporción es de 455 a 11611. 11 Prat, Joan, Algunas especificidades de la urbanización latinoamericana. Magazine DHIAL, Edición Nº 8. pp. 1 www.iigov.org Estás rápidas cifras, nos dan una primera impresión de la magnitud de los cambios que experimentan las ciudades latinoamericanas en los 60 años que van entre 1960 y 2020. Un tiempo que, además, ve el abandono del modelo de desarrollo estadocéntrico y su sustitución por un modelo nuevo aún dominado por la agenda neoliberal, todo ello en el contexto de un cambio de entorno caracterizado por la revolución tecnológica, la nueva economía y la globalización. Los gobiernos de nuestras ciudades se ven asaltados por desafíos procedentes tanto de problemas no resueltos en el pasado como de las amenazas y oportunidades derivadas del nuevo tiempo histórico. Pasado y futuro se mezclan en las especificidades de los desafíos del presente. La forma en que se ha combinado desarrollo agrario e industrial, mundo rural y urbano, en América Latina dan una primera razón de las dificultades registradas en el presente. A diferencia de lo sucedido en los países avanzados y en algunos asiáticos de fuerte desarrollo, la industrialización latinoamericana no fue precedida ni acompañada, entre otros elementos importantes, de una reforma y modernización agraria capaz de actuar como soporte o mercado interno para la producción industrial creciente. Contrariamente, las reformas agrarias latinoamericanas siempre fueron incompletas en tanto que limitadas a reparticiones prediales que no incorporaban una modernización integral ni se traducían en aumentos considerables de productividad. La urbanización latinoamericana ha sido intensa pero desigual en la medida en que zonas muy extensas del territorio nacional han resultado ajenas a ella, lo que refleja la menor capacidad de integración de los mercados. Con todo, lo más destacable es la dislocación registradas entre la urbanización, la industrialización y la escasa modernización agraria, que impidió que los excedentes laborales agrarios fueran absorbidos por el trabajo industrial y encontraran expectativas de vida favorables. Todo esto se tradujo en los problemas característicos de la marginalidad urbana, el desempleo, la informalidad y el predominio de una fuerte segmentación social que complotó con sus propios medios contra el desarrollo. De este modo, el tipo de ciudades que se forman en América Latina, incluso durante el largo período de expansión económica de los ’50, ’60 y ’70 del siglo XX, se parece poco a las formadas en Europa y Estados Unidos e incluso en los países de rápida industrialización del Sudeste Asiático. Contra la generación de un espacio público urbano de ciudadanía universalizada conspiró también la tradición política centralista latinoamericana combinada con un desarrollo tecnológico que favoreció el fraccionamiento de la ciudad. La tradición centralista se tradujo en un �Esteban Valenzuela Van Treek / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 17 reconocimiento tardío de la autonomía municipal, fruto por lo general de arreglos políticos de distribución del poder y los recursos financieros, construidos sobre débiles bases constitucionales, institucionales y de confianza política sobre las élites nacionales y locales concernidas. El resultado ha sido un gobierno situado en un marco institucional que no establece el cuadro competencial y de recurso financieros con suficiente precisión, no garantiza el cumplimiento efectivo por el poder central de las normas institucionales o, contrariamente, llega a reconocer poderes locales tales que pueden poner en riesgo los equilibrios macroeconómicos nacionales. De esta manera, el posible señalar siguiendo a Pressaco, que existen trabas para la consolidación de poder descentralizado político y económico, esto es, una escasa capacidad de decisión sobre los asuntos de la ciudad, así como falta de potestades y recursos financieros para llevar a cabo los proyectos de ciudad. El carácter débilmente institucionalizado de las democracias latinoamericanas y la existencia consiguiente de un poder presidencial altamente discrecional y fuertemente centralista de hecho, producen el triple y conectado efecto de: a. Generar incertidumbre en la asignación de responsabilidades y recursos, b. Posibilitar inmisiones ilegítimas del poder central en las competencias locales y c. Encontrar fuertes dificultades en la disciplina fiscal de los gobiernos subnacionales (Banco Mundial, 1999). V.1. EVOLUCIÓN GENERAL DEMOGRÁFICA EN LATINOAMÉRICA Ha sido frecuente aproximarse a la dinámica de las ciudades por medio del examen de la evolución de la estructura urbana, según el tamaño de las localidades. En esta oportunidad, el tratamiento de la trayectoria sociodemográfica de los sistemas de ciudades reconocerá tres categorías de asentamientos urbanos: • Metrópolis más de 4 millones de habitantes • Ciudades grandes entre 1 a 4 millones • Ciudades intermedias 50 mil a 1 millón Para el presente trabajo, dado su carácter, se tomará sólo la primera categoría. V.1.1. LAS METRÓPOLIS En términos demográficos, el aumento del peso de la población de las metrópolis sobre los conjuntos nacionales y urbanos sólo parece haber sido posible en virtud de los elevados saldos migratorios positivos exhibidos por las ciudades que devinieron en metrópolis. En la mayoría de los países, el descenso de la fecundidad comenzó en las ciudades principales y todos los indicios disponibles indican que desde la II Guerra Mundial, sus índices de crecimiento vegetativo han sido menores que los promedios nacionales y urbanos; por ende, si sus ritmos de crecimiento demográfico han sido más acelerados que esos promedios, originando el aumento de su gravitación dentro de las poblaciones urbanas y totales de los respectivos países, ello se ha debido al efecto de la contribución migratoria. Entre 1950 y 1960, la migración generó, por sí sola, un ritmo de aumento de la población del orden del 4% medio anual en Bogotá, Caracas y Sao Paulo; 2,6% en Río de Janeiro; alrededor de 2% en Buenos Aires y Ciudad de México y 1,7% en Santiago de Chile. Entre 1960 y 1970, la intensidad de la migración disminuyó respecto del decenio previo y su efecto se tradujo en un ritmo de aumento de la población del orden de 3% medio anual en Bogotá y Sao Paulo; de alrededor de 2% en Caracas y Lima; aproximadamente 1,5% en Santiago de Chile; y de 0,9% en Buenos Aires. Durante el decenio de los ’70, continuó disminuyendo la contribución de la inmigración al crecimiento demográfico de las metrópolis de América Latina, declinación que se hizo más presente en los años ochenta. Los resultados de ronda de censos de los ’90 sugieren que en todas las metrópolis las tasas de migración neta se redujeran fuertemente y que, como resultado, aumentó la proporción del crecimiento metropolitano atribuible al componente vegetativo; sólo en Bogotá se habría verificado un equilibrio entre el crecimiento demográfico originado por expansión vegetativa y aquel ocasionado por la migración. Conviene establecer dos alcances para situar en perspectiva este nuevo escenario de la migración hacia las metrópolis latinoamericanas. El problema alude a los importantes distingos que cabe reconocer entre ciudades y el segundo refiere a los valores absolutos de la migración. De esta, se puede señalar que la migración hacia las metrópolis ha ido perdiendo importancia relativa y tal vez absoluta. Salvo por un par de excepciones, su crecimiento demográfico obedece, esencialmente, al componente vegetativo. Por cierto, esta conclusión no coincide con la imagen histórica del crecimiento urbano de la región, pero revela cambios profundos dentro del sistema de asentamientos humanos y pone a las políticas urbanas ante un nuevo escenario: el del crecimiento demográfico endógeno y de la expansión territorial por fuerzas internas. No cabe deducir de lo anterior que se ha producido una pérdida de gravitación de estas metrópolis, �18 – RedUrban / Áreas metropolitanas. Reflexión, evolución de casos internacionales y ejemplos latinoamericanos por cuanto la dinámica demográfica no siempre es un buen indicador de la relevancia sociopolítica o productiva de los espacios. Adicionalmente, se ha esgrimido como respuesta alternativa a este nuevo escenario urbano la tesis de la megapolización, la que ratificaría la mantención de la relevancia sociodemográfica de estas ciudades. del grupo de 15 áreas urbanas de más de 10 millones de habitantes que han sido clasificadas por distintos autores como “megaciudades”. Imagen 5. Buenos Aires, capital de Argentina y una verdadera metrópolis considerada como “megaciudad” V.1.2. CASOS DE ÁREAS METROPOLITANAS LATINOAMERICANAS Sin duda, uno de los rasgos más destacados del proceso de urbanización de América Latina, ha sido la constitución de enormes aglomerados urbanos que sobresalen dentro de los sistemas de asentamientos humanos, tanto por su envergadura demográfica, como por su gravitación en términos económicos, socioculturales y políticos. Aunque las raíces de este fenómeno de “capitalidad” pueden encontrarse en las grandes ciudades-templo de las culturas pre-hispánicas, es claro que, durante el presente siglo XXI, tal rasgo se ha acentuado. Para nuestro estudio, revisaremos los casos de Buenos Aires, Lima y Santiago de Chile. V.1.2.1. EL GRAN BUENOS AIRES El Área Metropolitana de Buenos Aires (AMBA) se conforma por la conurbación de la ciudad de Buenos Aires y 24 municipios de la Provincia del mismo nombre, y ocupa una superficie aproximada de 4.000 km², donde se concentra el 34% de la población total del país. El AMBA concentraba cerca del 44% de los establecimientos industriales del país, 49% del total de los ocupados en el sector secundario y 51% de la producción industrial. Sin embargo, la mayoría de la población metropolitana trabaja en actividades del sector terciario — comercio, finanzas, educación, transporte, administración pública, servicios personales y servicios sociales. El sector terciario concentra el 62% del empleo total, mientras que la industria manufacturera reúne sólo al 19%. El AMBA y 18 municipios bonaerenses constituyen la Región Metropolitana de Buenos Aires (RMBA).12 Esta es la región de mayor concentración del poder político y económico del país: el 50% de la mano de obra industrial, el 55% del PBI. Es el principal centro financiero y el mayor mercado de producción y consumo del país. Junto con México, San Pablo y Río de Janeiro, forma parte 12 La Región Metropolitana de Buenos Aires está conformada por la Ciudad Autónoma de Buenos Aires y 42 municipios pertenecientes a la Provincia de Buenos Aires que, aunque no conforman un continuo urbano, tienen entre sí una fuerte interdependencia funcional. a. Organización Argentina es un país federal y tiene tres ámbitos de gobierno: uno global (nacional o federal) y dos territoriales (provincial y municipal). En el caso de la RMBA, su configuración territorial no coincide con los límites políticos administrativos. Las unidades políticas administrativas que forman la RMBA pertenecen a diferentes sistemas estatales de gobierno. Los municipios del conurbano bonaerense forman parte de la Provincia de Buenos Aires. La ciudad de Buenos Aires es un gobierno recientemente autónomo. En el gobierno de la ciudad metropolitana se encuentran organismos estatales federales, provinciales, municipales, inter jurisdiccionales, los que no siempre ejercen sus competencias de manera coordinada. b. Municipios de la Provincia de Buenos Aires Los municipios bonaerenses tienen una entidad jurídica que deriva de lo que determina la Constitución Nacional en sus artículos 5 y 123, que otorga a las provincias el derecho a asegurar el régimen y la autonomía municipal. La Constitución de la Provincia de Buenos Aires establece el Régimen Municipal, con atribuciones muy generales13 fijadas por la Ley Orgánica de las Municipalidades. De acuerdo con ella, los municipios de la Provincia, en particular los conurbados en el AMBA, tienen competencia 13 El régimen municipal prácticamente no sufrió modificaciones desde su reforma de 1934 hasta la sanción de la nueva Constitución en 1994. �Esteban Valenzuela Van Treek / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 19 para actuar en: red vial y señalización; regulación del uso del suelo y la construcción; alumbrado público y mantenimiento urbano; regulación del tránsito de la ciudad; control ambiental; recolección de residuos sólidos; mantenimiento de los desagües pluviales; administración de algunos servicios educativos y de salud. Imagen 6. Los distintos barrios municipales del Buenos Aires metropolitano Núñez Saavedra Coghlan Belgrano d. Experiencias de gestión metropolitana V. Urquiza v. Pueyrredóo v . Ortúzar P. Cha s Chacarita Agronomía Recoleta La Paternal v. Devoto Retiro V. Crespo V. del Parque San Nicolás Almagro V. Gr al. Mitre Balvanera Monserrat caballito V. Santa Rit a V. Real pto. Madero M. castro SaoTelmo San Cristóbal constitución Floresta versalles los proyectos presentados por el Departamento Ejecutivo, por las comisiones o por sectores privados, de manera individual o colectiva, y sancionar las Leyes aprobando o no los mencionados proyectos. Las competencias en lo que se refiere a la política ambiental son amplias. En materia de transporte, las responsabilidades de la ciudad son acotadas, aunque tiene competencias autónomas sobre el sistema de subterráneos. Aun cuando el puerto sigue perteneciendo a la Nación, la nueva Constitución de la ciudad establece que “El Puerto de Buenos Aires es del dominio público de la Ciudad, que ejerce el control de sus instalaciones, se encuentren o no entregadas en concesión”. Boedo Flores Vélez Sársfield P. Chacabuco V. luro La Boca P.Patricios Linie~ P. Avellaneda Barracas N. Pompeya Mataderos v. Soldati V. Lugano v. Riachuelo En cuanto a las estructuras administrativas, los municipios provinciales pueden definir su propio organigrama. Sin embargo, existe actualmente una tendencia, generada desde el nivel provincial, a limitar las macroestructuras. c. El Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires La nueva Constitución Nacional de 1994 otorgó a Buenos Aires el rango de ciudad autónoma, lo que posibilitó el dictado de una Constitución propia en 1996 y la elección popular del Jefe de Gobierno. Las actuales funciones del Departamento Ejecutivo de la ciudad son: definir las estrategias de planificación, elaborar los planes y las normas, realizar dictámenes sobre pedidos de informes, aprobar los Decretos que promulgan las Leyes sancionadas por la Legislatura. Esta última, a su vez, a través de sus comisiones puede elaborar proyectos sobre política urbana y, como órgano deliberativo, discutir Las experiencias de gestión metropolitana en el AMBA han sido intentos de coordinación sectorial y, en algunos casos, global. Han incluido a numerosos actores públicos y privados que se articulan, para dar lugar a una “suma de gestiones parciales o locales, que se hacen cargo de procesos metropolitanos parciales o bien que atienden de manera parcial los procesos metropolitanos globales” (Pírez 1994). En todos los intentos, se le ha atribuido al Gobierno Federal la responsabilidad casi excluyente de la gestión metropolitana y, en consecuencia, se ha optado por un modelo claramente centralizador. No se han trabajado alternativas institucionales basadas en convenios interjurisdiccionales —previstos en la Constitución Nacional—. En general, los intentos de organizar algún tipo de gestión metropolitana han respondido a una concepción casi exclusivamente técnica, careciendo de instancias democráticas en su diseño. e. Gestión articulada del Área Metropolitana Desde principios del presente siglo han existido diferentes intentos gubernamentales, sin éxito durable, para crear instancias de coordinación metropolitana en Buenos Aires. A partir de 1958, con el Plan Director para Capital Federal y lineamientos para el Área Metropolitana y su región, se puso de manifiesto desde la planificación urbana, la necesaria comprensión metropolitana de las cuestiones porteñas.14 Los diferentes intentos de coordinación metropolitana tuvieron en Buenos Aires escasos éxitos y limitada duración institucional, debido a la característica del sistema político 14 Se reconoce la necesidad de celebrar convenios con los municipios limítrofes y los gobiernos nacional y provincial. �20 – RedUrban / Áreas metropolitanas. Reflexión, evolución de casos internacionales y ejemplos latinoamericanos local donde existen permanentes conflictos de poder entre el Gobierno Nacional (residente en la Ciudad de Buenos Aires), el Intendente de la propia ciudad (delegado del Poder Ejecutivo Nacional hasta 1996), el Gobernador de la Provincia de Buenos Aires y los intendentes de los municipios provinciales. No obstante lo anterior, en la actualidad, en el Área Metropolitana de Buenos Aires es posible observar varios ejemplos de gestión articulada de servicios públicos, cuya conducción es multijurisdiccional. Los más importantes son: • El Mercado Central de Buenos Aires. Entidad interestadual, con capacidad de derecho público y privado, destinada a la instalación de un mercado concentrador en la Provincia de Buenos Aires. Está dirigida por un Directorio integrado por representantes del Gobierno de la Nación, de la Provincia y de la entonces Municipalidad de la Ciudad de Buenos Aires. • La Corporación Ecológica Área Metropolitana de Buenos Aires (Ceamse). Sociedad integrada en partes iguales por el Gobierno de la Provincia y la Municipalidad de Buenos Aires, constituida en 1977. Tiene autarquía financiera y capacidad para formular políticas y realizar contrataciones. El servicio es monopólico y comprende 22 municipios del AMBA, La Plata, Berisso y Ensenada. Anualmente recoge cerca de 4,1 millones de toneladas. En cuanto a su financiamiento, cobra una tarifa a los municipios cercana a los 10 dólares la tonelada. • El Comité de Saneamiento de la Cuenca MatanzaRiachuelo. Fue creado por decreto nacional en 1993. La multiplicidad de jurisdicciones representadas lo convierte en una instancia de difícil coordinación, por lo que se espera que su funcionamiento sea más eficiente a partir de que se conforme un Comité de Cuenca. Imagen 7. Imagen satelital de la desembocadura de la cuenca del Río de la Plata, donde se observa la mega ciudad y metrópolis de Buenos Aires, en primer plano a la derecha f. Los cambios en el marco institucional El siglo XXI, ha sido escenario de importantes transformaciones en el marco institucional. Entre ellas, cabe destacar la reforma de la Constitución Nacional y de la provincia de Buenos Aires en 2004, con la cual se modifica el tratamiento de los problemas metropolitanos; y la Constitución del Gobierno Autónoma de la ciudad de Buenos Aires, en 2006. Con la instauración de un régimen autónomo de gobierno con facultades propias de legislación y jurisdicción, y la elección directa de su Jefe de Gobierno, se ha sentado las bases para la construcción de la ciudad como sujeto político. La elección directa del Jefe de Gobierno ha incidido positivamente en el apoyo de representantes más preocupados de los problemas de la ciudad. La agenda política de los porteños se desplaza desde los grandes asuntos de la política nacional a cuestiones más específicas de la ciudad y su contexto regional. La Constitución de la Provincia de Buenos Aires (1994), es débil en la delimitación de competencias municipales, así como en la constitución de federaciones de municipios para tratar los problemas comunes. Sólo menciona la constitución de consorcios de municipalidades —y consorcios de vecinos—, exclusivamente a los fines de la creación de súper usinas generadoras de energía eléctrica (Art. 192). La Constitución del Gobierno Autónomo asume, entre otras materias: i) la creación de un Consejo de Planeamiento Estratégico, de carácter consultivo, con iniciativa legislativa, presidido por el Jefe de Gobierno e integrado por las instituciones y organizaciones sociales representativas ii) la implantación de una política de planeamiento y gestión del ambiente urbano integrada a las políticas de desarrollo económico, social y cultural iii) la definición de un Plan Urbano y Ambiental elaborado con participación transdisciplinaria de las entidades académicas, profesionales y comunitarias, que constituirá la ley marco a la que se ajustará el resto de la normativa urbanística y las obras públicas iv) la creación de un ente único regulador de los servicios públicos, que actúa sobre la privatización de los servicios urbanos. V.1.2.2. LIMA METROPOLITANA El Área Metropolitana de Lima (AML) está conformada por la conurbación de las provincias de Lima y del Callao, pese a que los constituyentes la separaron en dos Áreas en el Artículo 196º de la Constitución de 1993. La realidad pesa �Esteban Valenzuela Van Treek / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 21 más que la Ley. El Departamento de Lima está compuesto por 10 provincias. La Provincia de Lima está dividida en 43 distritos, y la Provincia del Callao, en 6 distritos. Lima Metropolitana, Capital de la República, alberga un tercio de la población nacional y enfrenta serios déficit y problemas urbano-ambientales, como la congestión vehicular, la tugurización, la contaminación atmosférica, de aguas y suelos, la escasez de áreas verdes, etc. El ecosistema marino de borde recibe todos los días una gran descarga de aguas residuales, produciéndose la contaminación de la zona de recreación más importante de la ciudad. a. Superficie, población, actividad económica con relación al país Con una superficie de 600 km² (aprox.), Lima metropolitana tiene 7.5 millones de habitantes con una tasa de crecimiento anual de 2.5%. Es una metrópoli con bajas densidades poblacionales y con muy altos costos de dotación de servicios públicos. En ella existen áreas modernas, pujantes y florecientes, y extensas áreas o manchas de la pobreza con bajas calidad de vida y sin servicios básicos. Lima concentra más del 45% del total de establecimientos industriales (manufactura, comercio y banca) y 52% de la inversión privada. es la provincia de Lima. (Art. 120º del Decreto Legislativo 051 y Art. 130º de la Ley 23853). Mientras la primera norma afirma que la Capital “se constituye en municipio metropolitano con jurisdicción en la Provincia de Lima”, la segunda prescribe que la Capital es sede de la Municipalidad Metropolitana, que ejerce jurisdicción sobre la Provincia de Lima. El urbanismo y la zonificación han sido reservados expresamente en la Ley Orgánica de Municipalidades, como competencias provinciales. Por lo mismo, se dispone que las municipalidades distritales integrantes de la Municipalidad Metropolitana de Lima se rigen por las disposiciones que señala la Ley para los Concejos Distritales en general, con las limitaciones establecidas por el Título referido a la Municipalidad Metropolitana. Imagen 8. Imagen satelital de Lima metropolitana b. Competencias En materia urbanística generalmente no existen las competencias exclusivas. En el caso que nos ocupa, concurren el Gobierno Nacional, el Consejo Transitorio de Administración Regional-Lima-Callao (ex Cordelica) y las municipalidades provinciales y distritales correspondientes. De acuerdo con lo establecido por el Art. 191º de la Constitución de 1993, existen municipalidades provinciales, distritales y delegadas, que son “gobiernos locales” de sus jurisdicciones, más las municipalidades con rango metropolitano, las capitales de departamento y capitales de departamento fronterizas. c. El Asunto de la Jurisdicción y la organización administrativa Las dos últimas leyes orgánicas de municipalidades (Decreto Legislativo 051 y Ley 23853) han reconocido de manera uniforme, lo siguiente: • Que la Capital de la República tiene régimen especial en la Ley Orgánica de Municipalidades. (Art. 119º del Decreto Legislativo 051 y Art. 129º de la Ley 23853). • Que la jurisdicción de la Capital de la República d. El régimen “especial” El Régimen Especial de la Capital de la República no es un asunto de nomenclatura. Para que efectivamente existiera el régimen especial dispuesto por la Constitución, no era suficiente que la Ley denominara al Concejo Municipal, Concejo Metropolitano; al Alcalde de la provincia, Alcalde Metropolitano y a la Municipalidad, Municipalidad Metropolitana de Lima. Si las competencias y funciones, así como los recursos financieros son los mismos que corresponden a las demás provincias de la República, la Capital de la República no tuvo ni tampoco tiene el �22 – RedUrban / Áreas metropolitanas. Reflexión, evolución de casos internacionales y ejemplos latinoamericanos régimen especial dispuesto en la Constitución. Entre las deficiencias del marco legal en este aspecto, destacan: • La Ley no establece criterios expresos de manejo ni de vinculación entre los diferentes entes que administran recursos hídricos, los usos del suelo y su intensidad, los recursos biológicos, la contaminación, pese a que los problemas hacen imperativo el tratamiento integral y urgente de la gestión ambiental de Lima Metropolitana. • La Ley no establece una forma y estructura del gobierno de Lima adaptada a la dimensión poblacional de la provincia, la complejidad de la metrópoli y la naturaleza de los problemas que enfrenta en términos de ambiente, de recursos y de territorios; éstos deben estar a cargo de una entidad con mandato específico y, en términos de coherencia administrativa, necesariamente relacionada con el gobierno de la Capital de la República. • La Ley no desarrolla adecuadamente las relaciones entre el gobierno provincial y el de sus distritos. El caso de la Capital de la República es un claro ejemplo de las graves inconsistencias existentes entre el modelo de gobierno adoptado por la Ley y la estructura física, social y económica del espacio jurisdiccional a cargo de su territorio. los parques zonales, los problemas de demarcación territorial, el programa del vaso de leche, las habilitaciones urbanas, entre otros. Imagen 9. Vista de Lima, sector de San Isidro, una ciudad con graves inconsistencias en el modelo de gobierno adoptado por ley y la estructura física, social y económica de desigualdad en el territorio Imagen 10. Vista de la precariedad de las condiciones de vivienda y tránsito urbano en el el Lima metropolitano (cerro de San Cristóbal) e. Relaciones con las municipalidades distritales g. Crisis institucional Las municipalidades, en términos distritales, forman parte de una entidad metropolitana que funciona conjuntamente; los mismos problemas se plantean en todas ellas y su solución exige superar sus estrechos ámbitos territoriales. Pese a ello, desde el Poder Ejecutivo y el Congreso de la República se viene alentando la autarquía local y una mayor desarticulación de la Metrópoli. Ejemplos de ello son la distritalización del Fondo de Compensación Municipal, Desde el año 2010 a la fecha, mediante sucesivas leyes, se ha despojado a las municipalidades de diversas competencias y rentas en favor de organismos públicos del nivel central. La Reforma del Estado, ha impulsado un modelo que debilita aún más a las municipalidades. De un lado, se ha implementado políticas desreguladoras, un nuevo marco regulatorio de las inversiones privadas, la reducción del aparato estatal y la privatización de empresas del Estado y f. Servicios públicos locales El único servicio que atienden directamente las municipalidades, es el de limpieza pública, en tanto que los de agua potable, electricidad y alumbrado público, telefonía, etc. son prestados por empresas privadas o concesionarias. El transporte urbano se presta por concesionarios de rutas y es regulado tanto por el gobierno nacional como por el local provincial. Cada servicio tiene un distinto órgano supervisor y administrador y no existe ninguna instancia de coordinación, regulación y articulación general. La gran mayoría de los servicios públicos se presta en condiciones monopólicas, por lo que las normas regulatorias y de control para que sean suministrados en condiciones razonables a los usuarios constituyen un asunto de vital importancia. Este control no puede ser ajeno a las municipalidades, sea el que fuere el régimen en que sea prestado cada servicio público. �Esteban Valenzuela Van Treek / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 23 de diversos servicios públicos; y, de otro, se ha centralizado los recursos y las inversiones del Estado. A partir de las constataciones indicadas, puede afirmarse que la actual administración metropolitana es débil desde su propia configuración; además, ha sido afectada directa y/o indirectamente con diversas medidas de corte centralista, liberalizadoras y fragmentadoras que han terminado por debilitarla. En forma especial ha sido afectada en cuanto a recursos y a las competencias urbanas. V.1.2.3. GRAN SANTIAGO DE CHILE La ciudad de Santiago, de 60 mil hectáreas construidas, tiene una economía diversificada con una predominancia de los servicios financieros; concentra el 48% del PIB; su tasa de crecimiento promedio anual durante la década ha sido de 8,5%, superior al promedio nacional (7,6%). En los últimos años, las cifras de desempleo han descendido y las tasas de indigencia y pobreza son las menores de país. No obstante, es una ciudad con una gran segregación socioeconómica: los grupos de más altos ingresos se encuentran en sólo 6 de las 34 comunas, y los grupos de menores ingresos aparecen en sólo 20 comunas. La calidad de la infraestructura básica y de los servicios públicos es muy diferente entre distintos barrios o sectores de la ciudad, pues si bien la cobertura es casi total, la calidad es desigual. a. Organización Desde su fundación, la capitalidad de Chile se ha mantenido en Santiago, donde se asentaron las nuevas instituciones políticas. Los órganos representantes de los tres poderes del Estado permanecieron en Santiago desde esa época, con la excepción del Congreso Nacional que sesionó en Valparaíso durante 1828 y fue trasladado a dicha ciudad en 1990 con el fin de promover la descentralización del poder. A pesar de ello, buena parte de la actividad política sigue desarrollándose en Santiago, por lo que en varias oportunidades se ha debatido la posibilidad de retornar la sede del Congreso a la capital nacional. La gran mayoría de los servicios públicos e instituciones del Estado de carácter nacional tienen sede principal en Santiago, siendo muy pocas las excepciones, que se localizan en ciudades y regiones de clara identidad con los servicios y actividad que representan. Imagen 12. Santiago. Vista de la zona oriente y financiera de la capital de Chile Imagen 11. Imagen satelital de Santiago de Chile, 2017 b. Administración Metropolitana La estructura político-administrativa subnacional chilena está compuesta de regiones (16, cada una a cargo de un intendente), divididas en provincias (55, administradas por gobernadores) y éstas divididas en comunas (347, �24 – RedUrban / Áreas metropolitanas. Reflexión, evolución de casos internacionales y ejemplos latinoamericanos administradas por alcaldes). El Presidente de la República es el Jefe del Estado y del Gobierno. El gobierno central está constituido por los Ministerios, las Secretarías Regionales Ministeriales (Seremis), las Intendencias regionales, las Gobernaciones provinciales y los Servicios Públicos nacionales; estos últimos, creados para el cumplimiento de la función administrativa. En esta estructura, no existe una división políticoadministrativa distinta o especial para las ciudades o zonas urbanas (metropolitanas, conurbaciones, etc.). Santiago no es una ciudad en términos políticos o administrativos: el Gran Santiago se extiende a través de tres provincias, está formado por 34 comunas, cada una de ellas con un municipio autónomo, en los cuales, a su vez, las instituciones del gobierno central intervienen directamente. Las competencias y responsabilidades de las diferentes autoridades no están establecidas de manera clara. No existen en Chile instituciones que tengan una jurisdicción especial sobre las ciudades, una instancia gubernamental cuya área de responsabilidad sea toda la ciudad; en el caso de Santiago, toda el Área Metropolitana. Esta situación se hace más grave en el caso de Santiago, dada su complejidad y fragmentación administrativa. En efecto, sin instituciones con atribuciones o competencias específicas, intervienen en ella Secretarías Regionales Ministeriales o Direcciones regionales de los mismos Ministerios nacionales (Vivienda y Urbanismo, Obras Públicas, de Transporte) o instituciones nacionales descentralizadas (como la Comisión Nacional del Medio Ambiente) que actúan en todo el país. Estas instituciones tienen atribuciones sobre diferentes aspectos que les competen en el territorio, incluyendo las ciudades. En efecto, los tres Ministerios nombrados y la Comisión Nacional de Medio Ambiente (Conama), son, quizás, las instituciones que más intervienen en el espacio urbano. Además, la Ley General de Urbanismo y Construcción define como área metropolitana a un área urbana continua, comunal o intercomunal, con una estable igual o mayor a 500.000 habitantes (Art. 34 LGUC). En Chile existen tres áreas metropolitanas: Gran Santiago, Area metropolitana de Concepción y Area Metropolitana de Valparaíso. c. Realidad administrativa vs Gestión metropolitana Aunque es generalmente considerada por sus habitantes como una única gran ciudad, el Área Metropolitana de Santiago está compuesta por la conurbación de Santiago, la cual incluye las 37 comunas y las zonas satélites o periurbanas que la circundan, que conforman seis comunas adicionales. ​ La conurbación de Santiago, como continuo urbano de la ciudad, comprende a su vez 19 comunas interiores, las cuales están completamente urbanizadas, y 21 comunas periféricas, que poseen alguna parte de su territorio sin urbanizar por motivos geográficos o demográficos. La ciudad se ubica principalmente en laprovincia de Santiago, mientras que ocho comunas se encuentran en las provincias que la rodean. Pese a que no existe un consenso oficial al respecto, las comunas de la ciudad se suelen agrupar en los sectores norte, centro, sur, nororiente, suroriente, norponiente, surponiente. Además, la ciudad cuenta con diez comunas satélites, que circundan el sector norte, sur, surponiente, y suroriente, y que actualmente sirven también como ciudades dormitorios. Algunas de estas comunas cuentan con localidades secundarias que en ocasiones son consideradas parte de la conurbación de Santiago, tal como es el caso de La Obra en la comuna de san José de Maipo, Valle grande en Lampa o Chicureo en la comuna de Colina.​ Según datos censales de 2017, las comunas correspondientes a la conurbación de Santiago, sumaban 6 269 384 habitantes, mientras que las comunas satélites alcanzaron 634 091 habitantes. De esta forma, el Área Metropolitana de Santiago contaba con 6 903 479 en el año 2017. d. Situación legal del Área Metropolitana Santiago carece de un gobierno metropolitano encargado de su administración, lo cual actualmente se distribuye por diversas autoridades, lo que complejiza el funcionamiento de la ciudad como una entidad unitaria. Con la actual estructura territorial del país, éste se divide en tres niveles que son regional, provincial y comunal, lo cual para Santiago no se ajusta perfectamente con ninguno de ellos. Aunque la Región Metropolitana de Santiago fuera creada en 1978 para englobar un área metropolitana creada dos años antes, a partir de la antigua provincia de Santiago, ésta incluye una serie de localidades y ciudades intermedias alejadas de la urbe principal. A nivel provincial, el Gran Santiago sobrepasa los límites de la actual provincia de Santiago, mientras que, a nivel comunal, la ciudad está compuesta 37 municipios metropolitanos. En general, dos tipos de órganos son las que intervienen en la administración de la ciudad. Por un lado, están los treinta y siete municipios, encargados de la administración local de cada comuna, y dirigidas por un Alcalde y asesorado por un Consejo Municipal, elegidos por votación popular. El encargado de la administración superior de la Región �Esteban Valenzuela Van Treek / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 25 Imagen 13. El Área Metropolitana de Santiago, incluye una serie de localidades intermedias alejadas del centro urbano principal y está compuesto por 37 municipios metropolitanos Metropolitana es el Gobierno Regional, formado por el Consejo Regional, también electo por votación popular, y el Intendente, que, como máxima autoridad de la Región, es designado directamente por el Presidente de la República. Este último cargo, será reemplazado por el de Gobernador Regional que será electo en votación popular en los comicios de octubre de 2020 que también definirán a los alcaldes de las comunas. Al mismo Intendente le corresponde el gobierno de la región, como representante natural e inmediato del Presidente de la República, actuando en general, dentro de sus posibilidades, como coordinador para las materias que afecten a varias comunas. Lo importante es asegurar una estructura institucional que, cualquiera que se la evolución político institucional y económico del país en el futuro próximo, pueda resolver o al menos reducir los efectos de la crisis que afecta las metrópolis, especialmente a la del Gran Santiago. Frente a esto, resultaría interesante poder desarrollar una mayor investigación sobre las realidades de las áreas metropolitanas en Chile, como de la visión política que subyace a estas propuestas, dado que la gradualidad y selectividad, esto referido a la velocidad, amplitud y profundidad del proceso de profundización democrático, es distinta dependiendo de las perspectivas de cada observador, tanto individual, como colectivo. VI. CONCLUSIONES Se puede afirmar que hay un conjunto de razones para considerar que las áreas metropolitanas van ha seguir complejizándose, por lo que urge considerar un mayor ordenamiento y planificación de éstas. Por lo mismo, se considera fundamental y primario, dentro de la óptica democrática, generar un gobierno metropolitano, distinto al municipio, al Gobierno regional y Estado central. Las necesidades actuales de contar con un “Ente metropolitano”, que coordine e impulse en forma conjunta el desarrollo y crecimiento de la metrópolis. Estas brevemente las podemos especificar: - La necesidad de que se elaboren los objetivos y metas del Área, en función de consideraciones físicas, ambientales, sociales, económicas, culturales, administrativas y jurisdiccionales, predominantes en la metrópolis. - La urgencia de que los planes de desarrollo del �26 – RedUrban / Áreas metropolitanas. Reflexión, evolución de casos internacionales y ejemplos latinoamericanos Área sean controlados y actualizados si sean necesarios, contemplando en todo momento las interdependencias de los factores locales, regionales y nacionales, así como su adecuada coordinación con la planificación territorial. - La exigencia de que el Ente coordine el planeamiento y la acción de los gobiernos locales, armonizándolos entre sí, compatibilizándolo con los gobiernos regionales y nacional. - La demanda de que se definan estructural los lineamientos generales del área y el rol. Elaboración, definición y ejecución de los grandes proyectos urbanos del área, de las infraestructuras de comunicación, de grandes equipamientos económicos y de creación de nuevas centralidades. - La formulación de un plan de desarrollo del área; con sus distintas etapas operativas y sistematización de programas anuales de trabajo e inversión. - La necesidad de proponer mejoras a las condiciones funcionales y ecológicas del ambiente metropolitano. - La urgencia de que esté coordinado el planeamiento y la acción de los gobiernos locales, con el gobierno metropolitano de manera dinámica e integrada. - En lo que políticamente se refiere al área, la necesidad de establecer un espacio político, hoy casi ausente. 11 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Barrero Rodríguez, Mª Concepción, Las áreas metropolitanas. Instituto García Ovalle, Universidad de Sevilla, Editorial Civitas. Borja, Jordi & Manuel Castells (1997). Local & Global. Management of Cities in The Information Age. 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Estos surgieron por la necesidad de alejarse de un núcleo poblacional probablemente saturado, contaminado, amontonado y/o sin posibilidades de construcción para viviendas amplias de aquellos estratos socioeconómicos que pudieran costear dicha lejanía y búsqueda de amplitud. Con esto aparece una búsqueda también de distinción. Se pondría de moda una expresión aun utilizada por la mercadotecnia inmobiliaria ‘a sólo unos minutos de…’, es decir, lo suficientemente alejado para distinguirse, pero también suficientemente cercano como para no estar aislado del quehacer cotidiano. El crecimiento de la zona sur de Monterrey, especialmente alrededor de la Av. Eugenio Garza Sada como caso de estudio, responde a una necesidad antropológica en su ser individuocomunidad, pero con intención de polarizar y segregar malintencionadamente esta irreductible unidad dual que conforma lo propiamente humano. El objetivo es evidenciar la relación del fenómeno que denominamos cercanía-lejanía con su origen antropológico, a saber, lo intrínsecamente humano de ser individuo-comunidad, y con ello referir lo propiamente humano de satisfacer ambas necesidades, en este caso evidenciado en el desarrollo urbano ofreciendo un marco teórico adecuado a lo humano en busca de un equilibrio entre la unidad dual cercanía-lejanía, en busca de segregar para congregar y congregar para segregar, satisfaciendo ambas necesidades de lo propiamente humano (Gallegos, M., Mendoza, A., Escamilla, R.) generando zonas urbanas a la altura de lo humano. La metodología utilizada es de tipo historiográfico contrastada con el método fenomenológico. cercanía-lejanía, crecimiento urbano, diferencias socioeconómicas, vialidades Does the city manifest strictly human dualities? Because of growth dynamics, ranging from economic to social, the urban limits change and with this, the relation between the center and the outskirts. Places, neighborhoods, and boroughs, that were once at the periphery, now are considered central. These arose of the necessity of getting away from a population nucleus probably saturated, polluted, heaped and/or without the possibilities of building big houses by those of medium and highincome socioeconomic strata that could afford to live far and wide. With this, a search of distinction appears, that initially would play against, but with the growth of avenues, it became an attractor. It would become a fashion a saying still used by the real estate marketing, ‘just a few minutes from…’, in other words, far enough to be distinguished, but close enough to avoid being isolated and the daily living. The growth of the southern Monterrey, specially the area surrounding the Eugenio Garza Sada Avenue as the case of study, responds to an anthropologic necessity in its own being as an individual-communal, but with the intention to maliciously polarize and segregate this irreducible dual unity that conforms what is properly human. The objective is to show the relation of the phenomenon we denominate as closeness-remoteness with its anthropological origin, namely, the intrinsically human of the individual-communal being, and with that, refer to the properly human of satisfying both needs, in this case, showing on the urban development, offering a adequate theory, looking for a balance between the dual unity of ‘closeness-remoteness, with the objective of segregate to congregate and congregate to segregate, satisfying both necessities of the properly human (Gallegos, M., Mendoza, A., Escamilla, R.), generating urban areas with human standards. The methods used were an historiographical research contrasted with the phenomenological method. closeness-remoteness, urban growth, socioeconomic differences, roads 1 Nacionalidad mexicana; Doctorado en Filosofía con Orientación en Arquitectura y Asuntos Urbanos de la Facultad de Arquitectura, UANL. Email: rfeg_14@hotmail.com 2 Nacionalidad: mexicana. Doctor en Filosofía con Orientación en Arquitectura y Asuntos Urbanos de la Facultad de Arquitectura, UANL; miembro del Sistema Nacional de Investigadores CONACYT; Email: martinfranciscogallegos@yahoo.com.mx �Rodrigo Fernando Escamilla Gómez, Martín Francisco Gallegos Medina / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 29 INTRODUCCIÓN “Ningún hombre es una isla entera por sí mismo. Cada hombre es una pieza del continente, una parte del todo. Si el mar se lleva una porción de tierra, toda Europa queda disminuida, como si fuera un promontorio, o la casa de uno de tus amigos, o la tuya propia. Ninguna persona es una isla; la muerte de cualquiera me afecta, porque me encuentro unido a toda la humanidad; por eso, nunca preguntes por quién doblan las campanas; doblan por ti”. John Donne (1624) “Desde luego Donne tiene razón: ‘No man is an island’” (ningún hombre es una isla), pero también hay tantas culturas como individuos y cada uno posee una cultura propia. La paradoja humana, de nuevo, es la de ser totalmente singular en su dependencia con los demás” (Ferry y Vincent, 2001: 176). Dicho la anterior, podemos afirmar que el hombre es una entidad intrínsecamente dual: individuo-comunidad. En efecto, cada ser humano es único e irrepetible, posee una yoidad que lo segrega de otro, pero, al mismo tiempo es un ser necesitado de una relación para poder existir, incluso depende de las relaciones interpersonales para su desarrollo. El hombre es una cualidad dual que, en primera instancia, resulta paradójico, de ahí que el mismo hombre ante esta polaridad se encuentre en constante tensión. Somos individuos, pero a su vez, vivimos en comunidad. Nos distinguimos por medio de números y claves únicas teniendo en México ejemplos que van desde la Clave Única de Registro de Población (CURP) al Registro Federal de Contribuyentes (RFC). Estos se componen de datos personales como el nombre, fecha y una serie de elementos alfanuméricos aleatorios, para individualizarlo. Sin embargo, también está formado por información que compartimos con otros miembros de nuestros círculos cercanos: apellidos y lugar de nacimiento, e incluso la misma fecha también puede ser compartida por alguna casualidad con alguien de nuestras mismas iniciales, estemos relacionados o no. La dualidad se manifiesta en muchos de nuestro día a día, sobre todo en las ciudades, que son la expresión más grande de la socialización y la vida en comunidad. Como abordamos en un trabajo anterior3, tenemos la necesidad de segregarnos y congregarnos al mismo tiempo. En el escrito, tratamos el tema de cómo es que existe esa unidad dual al momento de desplazarnos. Una calle puede congregar a ser utilizada por muchos vehículos, pero a la vez de segregar a quienes no lo posean. También, una colonia o fraccionamiento congrega a muchas familias, pero al encontrarse restringido el acceso, segrega a vecinos de otras. Lo mismo sucede en el caso de las referencias a distancia, donde una lejanía, puede suponer también, una cercanía y viceversa. Cabe destacar el texto de Calonge Reillo (2017), en donde estudia la realidad de las cercanías creadas en las lejanías. El autor aborda el Área Metropolitana de Guadalajara, específicamente el municipio de El Salto. En el estudio, nos indica de cómo las periferias son un medio de segregación y clasificación de los grupos socioeconómicos, alejados del centro de la urbe. Esta lejanía ha creado a su vez cercanías, en donde, salvo contadas ocasiones, los habitantes de estas periferias han creado una red de micromovilidades a través de desplazamientos que toman sólo unos minutos y a través de bicicleta o a pie. La dualidad lejanía-cercanía existe en distintas formas y perspectivas. La comunidad de El Salto, ha creado una cercanía al encontrarse en una lejanía. Solamente acuden a la lejanía con el núcleo metropolitano, al necesitar de insumos o servicios que se ofrecen en ella, como un claro remanente del sistema centralista que persiste en nuestra organización social, política, económica y en este caso, urbana. Su cercanía reside en que la misma comunidad, al encontrarse separada, trata de satisfacer cuestiones de la vida diaria para sus habitantes. También, y de manera contrastante, nos encontramos que en la ciudad hay una unidad dual que se encuentra en el propio negocio inmobiliario. Al ir creciendo, sobre todo por causa de la actividad industrial o servicios, aparecían nuevos asentamientos y se adaptaban casas ya existentes para atender la demanda de vivienda de los estudiantes, obreros, empleados y sus familias. Si bien, tradicionalmente esto se asocia con el hacinamiento en casas pequeñas e insalubres, en Monterrey, encontramos fenómenos con una distinción de lo anterior. En el escrito, analizamos los casos de la Altavista, Contry, Valle Alto, Villa las Fuentes, Bioma y La Molienda. A través de su publicidad, estas colonias que han surgido desde 3 Gallegos, M., Mendoza, A. y Escamilla, R. Segregación-congregación, unidad dual como principio de movilidad en la ciudad: dos ejemplos de interacción: Monterrey y la Ciudad de México. En Cuadernos de Arquitectura y Asuntos Urbanos. Revista de la Facultad de Arquitectura, Universidad Autónoma de Nuevo León. Año 10, Núm. 10, abril 2020-abril 2021. pp. 35-44. �30 – RedUrban / Relación cercanía-lejanía en el sur urbano de Monterrey, México los años treinta van manejando discursos muy similares en donde aluden al paisaje campestre y la lejanía con respecto de la ciudad (al momento que se construyeron). Fueron agregándose valores como la comunicación vial y el acceso restringido, manifestando de una manera u otra, la dualidad cercanía-lejanía. 1. CARACTERÍSTICAS DISTINTIVAS DEL SUR REGIOMONTANO Y LA LEJANÍA DE SU PRIMERA COLONIA, LA ALTAVISTA No descartamos que haya habido situaciones de amontonamiento e insalubridad. No obstante, el caso del sur regiomontano es casi una copia carbón del fenómeno de suburbanización estadounidense. En este, imperaron nuevos desarrollos inmobiliarios que extendieron los límites de la ciudad con zonas casi exclusivamente residenciales. Se alejaron de las ciudades centrales, a veces para estar cercanas a las fábricas y otras veces, incluso apartarse de las mismas. Refiriendo de nuevo a Calonge, el aborda el tema de como la lejanía va creando cercanía por necesidad a través de la población. En nuestro caso, se creó esa relación a través de las inmobiliarias y los mismos empresarios quienes creaban dichas compañías. Hay casos, como veremos más adelante, en donde los líderes industriales de la ciudad, de apellidos como Zambrano, Muguerza, Garza Sada o Elosúa, se convirtieron en agentes urbanizadores. Crearon colonias y fraccionamientos para sus obreros y empleados cercanos a las fábricas y centros de trabajo. A su vez, también hicieron desarrollos inmobiliarios para familias con mayores ingresos, al sur. Esta zona, se ha caracterizado por crecer un tanto alejada del proceso de industrialización, aunque por el origen de su capital e inversionistas, no completamente separada del mismo. Hacia mediados del siglo pasado, se promovieron en el sur muchas colonias y fraccionamientos (que siguen construyéndose) enfocadas en atraer a una clase media creciente, así como familias más adineradas, que aprovechaban un clima más templado y paisajes verdes. Además, de la industria, Monterrey es reconocida por las cadenas montañosas como las Mitras, Cerro de la Silla, el Mirador o la Sierra Madre Oriental. Precisamente muchas de ellas estas se encuentran al sur y surponiente de la ciudad, formando el Cañón del Huajuco. Esto ocasionó que la zona fuera hasta antes de los años treinta, campestre, sin mucho crecimiento urbano fuera de algunas poblaciones que venían desde la época colonial. Había poca presencia industrial, siendo la Ladrillera, L.T.H. y Lux, las únicas fábricas en esta parte, pero no fueron detonantes de poblamiento como la Cervecería, la Fundidora e incluso obra pública como la construcción del Palacio de Gobierno o la ampliación de la Calle del Roble (hoy Juárez). Lo que cabe destacar, es que los referimos como detonantes de poblamiento ya que ocasionaron una gran migración de trabajadores que se asentaron en áreas como la Loma Larga, o al norte de la actual calle Colón, acrecentando de manera considerable los límites de la mancha urbana. También hubo colonias promovidas por las propias industrias hacia mediados de siglo, cercanas a sus plantas, como la Moderna, Buenos Aires, Cuauhtémoc o Vidriera. Las pocas fábricas del sur también hicieron este uso en algunos terrenos suyos aledaños para sus propios fraccionamientos, pero eran de solo un reducido grupo de manzanas (tres o cuatro), contrario a las otras citadas. Es el caso de las homónimas Ladrillera y L.T.H. Por su parte, los que si ocasionaron un crecimiento considerable al sur lo fueron la construcción de la Carretera México-Laredo (actualmente avenida Eugenio Garza Sada en su extensión urbana y cambia a Carretera Nacional a las afueras) y del campus central del Tecnológico de Monterrey. Imagen 1. Promocional de la Altavista en 1931 ES TIE PO OPORTUNO DE HACER INVERSIONES Investigue las ventajas de comprar enla orbanl· zación más moderna de Monterrey COLONIA- AILlr~ VJl~liAX DE Farccionamientos Modernos, S. A. Lorenzo B. Z:irnbrano l'resident ' - Mauro Urtbe J r ., Lcreol!! PADPf MIIR YGUCRRfRO . TlllFO~O HlO. Fuente: Recuperado de https://www.facebook.com/groups/Monterrey. Antiguo/?post_id=2787219997974367. Usuario Francisco Sánchez. Fecha de última consulta el 29 de agosto de 2020 �Rodrigo Fernando Escamilla Gómez, Martín Francisco Gallegos Medina / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 31 La vialidad se adentra hacia el Cañón del Huajuco y su angostamiento, lo que ocasionó que los fraccionamientos que se ubicaron alrededor de esta utilizaran las montañas y sus paisajes como uno de los principales atractores. Como refiere Rem Koolhaas en su libro ‘La ciudad genérica’, que, al contar con estos accidentes geográficos, se convierten en la imagen central de un sitio (2008: 55). Esto se vería reflejado desde la publicidad, hasta en el mismo nombre los desarrollos. Al distinguirse del resto de la ciudad, en un principio los nuevos fraccionamientos resaltaban este discurso de la cercanía con la montaña. Esto es perceptible con la publicidad de la ‘Altavista’, el primer fraccionamiento construido por una inmobiliaria el siglo pasado en esta zona, hacia 1929. En el anuncio podemos apreciar cómo es que si bien, no aparece textualmente la montaña, si se ilustra una casona con características del típico chalet europeo con techo a dos aguas, rodeado de pinos y nubes, aludiendo a una ubicación en alto. También, destaca que es un buen negocio el invertir en ‘la urbanización más moderna de Monterrey’. El mensaje iba dirigido a un estrato socioeconómico más acomodado, a quienes pudieran costear lo que en ese momento era considerado una casa de descanso, aunque con miras hacia una residencia permanente. Algo similar ocurre hacia 1934, en donde el periódico ‘El Porvenir’, que surgió como un diario proempresarial4. El circular organizó un sorteo para sus lectores y el primer premio, era precisamente, ‘un chalet’ en la Altavista. El segundo premio fue un automóvil y con esto, se estaba viendo una relación casi inseparable de estos nuevos fraccionamientos, el diseño y privilegio al automóvil. Desde estos años, la movilidad hacia el sur se hace casi de manera obligada a través del transporte privado, impulsado desde la inauguración de la Carretera México-Laredo. Su inicial lejanía con el resto de la ciudad, aunque fue uno de sus elementos distintivos, también le jugó un poco en contra, tanto a esta como a otra colonia contemporánea, la Roma, propuesta desde los treinta, pero formalizada en 1940 (Mapoteca AGENL, Nivel Urbanístico, Plano 1044). En ambas, la distancia provocó que, para estos años, fueran poco habitadas (López Matta et. al., 2019: 49) (Rodríguez, 1990: 28). Era casi nulo el transporte público debido a la baja demanda, por lo que el automóvil reiteró un papel importante para el crecimiento del sur, y que, a su vez, se estaba convirtiendo en el medio de transporte fundamental para la ciudad. Imagen 2. Cupón del Gran sorteo El Porvenir y la Colonia Altavista, 1934 PA&A· u;DIA UDltDICBU. 'os....,,,¡- s1s,ooo.oe EN P■UON IS CUPONES DAN DEllECIIO A UN ICJlallO DEL SORTEO Fuente: Recuperado de https://www.facebook.com/photo. php?fbid=1035710333112365&set=p.1035710333112365&type=1 Usuario, Carlos Flores Hernández para el grupo Monterrey Antiguo. Consultado el 29 de agosto de 2020 4 Para más información, ver Bárcenas, F. Prensa y revolución en Monterrey: el surgimiento del diario El Porvenir (1919-1922). Caleidoscopio - Revista Semestral De Ciencias Sociales Y Humanidades, 20 (35-36), 203-220. �32 – RedUrban / Relación cercanía-lejanía en el sur urbano de Monterrey, México Tras su construcción, la Carretera a México-Laredo que fue renombrada a mediados de siglo, avenida Tecnológico y actualmente Eugenio Garza Sada, se convirtió en la columna vertebral vial de la morfología del sur. Todas las colonias y fraccionamientos dependieron y siguen dependiendo de esta, junto con las montañas, para su diseño. Como fue parte de un proyecto para atraer el turismo estadounidense, el gobierno federal con apoyo del estatal impulsó desde 1928, a que llegaran visitantes a través de infraestructura carretera, y se dirigieran a través de un viaje panorámico al centro del país. Para esto necesitaron no solo el camino apropiado para el automóvil, también de restaurantes, campos deportivos, hoteles y ‘courts’ campestres a lo largo de este. Poco a poco la urbanización hacia el sur llegaba. Los equipamientos turísticos de los treinta y cuarenta, así como terrenos paisajísticos y las vistas del ‘mexican curious’ (Ettinger, 2017, 125), a partir de la segunda mitad del siglo, fueron adaptados para nuevas colonias y equipamientos urbanos para nuevos habitantes. Sin embargo, no había equipamientos suficientes como para atraer población permanente, por lo que el impulso de la carretera o las primeras colonias no fue suficiente. Todo tuvo un cambio fundamental hacia 1947, cuando se concluyó el que sin duda fue el segundo y más importante detonante de población para el sur. y el automóvil como medio de transporte ideal. Los Garza Sada, adquirieron la propiedad de los terrenos del Country Club desde mediados de los cuarenta y hacia 1956, ya habían mudado sus instalaciones, dejando un área de más de cuatrocientos cuarenta mil metros cuadrados disponibles para su urbanización. Esto dio origen a la colonia Country (referida como Contry). Debido a que, al momento de su construcción, ya se estaba poblando con mayor ritmo lo aledaño a la entonces llamada avenida Tecnológico y al campus, el Contry siempre ha sido relacionado con este. No sólo porque fueron impulsados por la misma familia de empresarios. También por su cercanía a poco más de un kilómetro y la vista hacia las montañas, en especial el Cerro de la Silla. Precisamente estos últimos fueron utilizados en la publicidad de la colonia. Imagen 3. Promocional de Contry, S/año 2. LA CIUDAD DE LOS GARZA SADA: EL TECNOLÓGICO, VALLE ALTO Y EL CONTRY Ese año, se inauguró el campus central del Tecnológico de Monterrey, impulsado por el empresario Eugenio Garza Sada. Rodrigo Mendirichaga, alude a que “…los vientos permanentes del Cañón del Huajuco…convertían aquel lugar en un agradable paraje casi recostado en la majestad del Cerro de la Silla...” (1982: 111), y que fue uno de los determinantes para la construcción del primer modelo de ciudad universitaria en el país. Esto atrajo un mayor interés por invertir en terrenos para casas y fraccionamientos completos tras la llegada de estudiantes, profesores y matrimonios jóvenes con un mayor poder adquisitivo, cuya vida académica y/o profesional giraba en torno a la institución educativa (Rodríguez, 1990: 75 y 88). Había un inusitado fenómeno migratorio en Monterrey, la llegada de población foránea e interna de estratos socioeconómicos medios y altos. Fue el propio Eugenio Garza Sada, quien junto con su hermano Roberto, encabezó a la par de otros empresarios, nuevos asentamientos para la población que llegaba. Todos ellos teniendo como eje rector la Carretera México-Laredo Fuente: Recuperado de https://www.facebook.com/groups/Monterrey. Antiguo/?post_id=3415794545116906. Usuario Ely Monsivais. Aunque no tiene fecha, por como se muestra la extensión de Contry, puede ser mediados de los años sesenta. Consultado el 29 de agosto de 2020 �Rodrigo Fernando Escamilla Gómez, Martín Francisco Gallegos Medina / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 33 En la imagen anterior, podemos apreciar cómo es que en la flecha aparece el texto que dice ‘a sólo 5 minutos del Tecnológico’. Recordando la postura de Calonge Rello, se había creado una cercanía dentro de esa lejanía que caracterizaba a las primeras colonias del sur. Al manifestar su proximidad con el campus central, ya había una dinámica de relación entre los diferentes equipamientos y lugares de la zona. Como vimos desde la Altavista, era recurrente el uso de la montaña y del paisaje como un atractor, aunque por sí sólo, fue insuficiente. En otra publicidad del Contry, reiteraban la categoría para el público al que estaba dirigido. Según este, era al pie del Cerro de la Silla, en donde se podría encontrar el espacio libre, vegetación, aire puro y fresco para vivir. No habría que preocuparse por la distancia con el centro de la ciudad ya que se encontraba comunicado de manera cercana a los centros de negocios más importantes (CEGS, Archivo Eugenio Garza Sada, Fondo Empresas, Sección Inmobiliarias, Exp. 4). La distinción y lejanía-cercanía fueron utilizadas a la par. Como la urbanidad ya había alcanzado al Tecnológico y al Contry (incluso superado), entonces también cambió un poco el discurso que ya se tenía. Se trataba ya no sólo de distancia, también de interacción y comunicación con los centros de trabajo como fábricas al norte u oficinas en el centro. No sólo sucedió para los fraccionamientos aledaños, también para aquellos más alejados. Con Valle Alto sucedió esto último. Fue fundado como un campo de golf (ajeno al Country Club) también por Eugenio Garza Sada en conjunto a otros empresarios, en los años del cierre del club. Posteriormente, en partes medias de la Sierra Madre en el Cañón del Huajuco, a un costado del campo, comenzaron a construir casas que dieron origen a la colonia del mismo nombre en los años sesenta (CEGS, Archivo Eugenio Garza Sada, Fondo Particulares, Sección Propiedades, Exp. 32). Iban dirigidas a los miembros del club. Actualmente es uno de los sectores de mayores ingresos socioeconómicos y un subcentro de crecimiento urbano, con la inclusión a su alrededor de plazas comerciales, campus de universidades privadas y fraccionamientos de acceso restringido. Pese a ubicarse a casi diez kilómetros de la entonces periferia de la ciudad que representaba el Contry, un promocional de sus primeras casas, aludía a que sólo se encontraba a quince minutos de la Catedral de Monterrey (CEGS, Archivo Eugenio Garza Sada, Fondo Asuntos Particulares, Sección Propiedades, Exp. 33). También destaca que es ‘la colonia campestre por excelencia’ y que es ideal para habitar por su clima y ubicación. Es decir, no pierde la oportunidad de aludir su distinción de exclusividad y ambiente ‘más agradable’, sin descartar su comunicación y accesibilidad vial. Imagen 4. Panfleto de ventas de Valle Alto • " VALLE ALTO" la Colonia Resid ncial Cam• pestre por xce/encia en Monl rrey. • IDEAL por su clima y ubicación. • MAGNIFICO panorama d montañas. • UN/CA por sus deportes: golf, alpinismo, natación, tiro al pichón, etc. • PRJV ACIDAD, pues sus lotes son amplios y bien proporcionados. • MODERNA urbanización, pavimentos y jar• dines. • SERVICIOS: agua, luz, drenaje y alumbrado público. • INCREIBl.i, todas estas cualidades a un precio a su alcance y con facilidades. • FABULOSO! a sólo 15 minutos de la Catedral. Fuente: CEGS, Archivo Eugenio Garza Sada, Fondo Particulares, Sección Propiedades, Exp. 32 Entonces, nos encontramos con un desarrollo inmobiliario que surgió de un deportivo campestre, donde una de sus características principales de estos equipamientos es el alejamiento del bullicio urbano. En este caso, al buscar publicitar residencia permanente en sus casas a los miembros del club y posteriormente externos, hay una relación de lejaníacercanía. Lo suficientemente retirado de la ciudad para vivir en tranquilidad y buen clima, pero sin perder la comunicación rápida con esta para la vida diaria de las familias. 3. PERMANENCIA DEL DISCURSO LEJANÍACERCANÍA, CLIMA Y EXCLUSIVIDAD Otras colonias y fraccionamientos, que no fueron desarrollados por los Garza Sada (aunque tenían vínculos de negocios con ellos), utilizaron de igual manera las categorías. Para los años setenta, se había extendido la avenida Tecnológico en las inmediaciones del Contry, en el sector conocido como Punta de la Loma. Esto permitió �34 – RedUrban / Relación cercanía-lejanía en el sur urbano de Monterrey, México que avanzara más la urbanización y se adentrara en el Cañón, acercándose cada vez más con Valle Alto. De entre las colonias que surgieron, una de las más grandes es Villa las Fuentes, que cuenta con varias etapas de ampliación que continuaron hacia finales de los ochenta y principios de los noventa. La sexta etapa de la colonia, por encontrarse en pendiente del Cerro de la Silla, indica que se encuentra en una zona privilegiada por el paisaje en alto, en el ‘pulmón’ más grande del Área Metropolitana y estar ampliamente comunicada. Vuelven a utilizarse las mismas referencias y características. Imagen 5. Promocional de Villa las Fuentes, 6to. Sector cercana a instituciones educativas, centros comerciales, de salud y servicios. Se prioriza un discurso de autogestión, es decir, que no es necesario dirigirse a la ciudad central para satisfacer las necesidades. Y si bien, no estamos en contra de tener estos polos de atracción satelitales, se hace con fines de negocio inmobiliario y no como parte de un programa multidisciplinario de desarrollo sostenible para el sur de la ciudad y los municipios que se van agregando a la dinámica metropolitana. Se incluye también nuevos elementos que vinieron a implementarse y popularizarse tras el estallido de la violencia del crimen organizado en las últimas dos décadas, como el acceso restringido y la barda perimetral. El hecho de incluirlo en la promoción del fraccionamiento da una sensación de exclusividad, ya no sólo alejamiento en cuanto a ubicación física, también social, de poca interacción con el hacer ciudad. La exclusividad que tiene antecedentes desde las primeras colonias, pero ahora con mayor visibilidad. Cómo un último caso y probablemente el que mejor aglutina los elementos que fueron agregándose con cada fraccionamiento, es La Molienda (www.vivelamolienda. com). Este se ubica en el municipio de Allende, que ya no es considerado parte del área metropolitana siquiera. Se publicita como lo hizo en su momento la Altavista, completamente campestre. Menciona una forma de vivir única, es decir, distinción, como en el Contry. Ubicado a las afueras de la ciudad en pendiente formado por la montaña, como sucedió con Valle Alto y Villa las Fuentes. También, alude a la cercanía con centros comerciales, escuelas y equipamientos de servicios como Bioma. Todo esto, sin perder una ya reutilizada estrategia de mercadotecnia, estar ubicada a ‘sólo tantos minutos’ o distancia de la Carretera Nacional, como lo hicieron todos los desarrollos anteriores. CONCLUSIONES Fuente: Colección personal de Rodrigo Escamilla Ya entrado el nuevo siglo, el crecimiento de la ya llamada Carretera Nacional, continúa de manera más acelerada. Los nuevos desarrollos inmobiliarios, que se extienden hacia los municipios de Santiago y Allende, replican las mismas características de Altavista, Contry, Valle Alto y Villa las Fuentes. Bioma Residencial, aun en los límites de Monterrey, refleja una lejanía-cercanía. Aclara que su ubicación es La búsqueda de exclusividad a través de fraccionamientos o zonas residenciales en el marco de la ciudad es una ilusión, el hombre no es una isla, el padecimiento de una segregación malintencionada o bien una segregación consensuada es en realidad una figura de Narciso, quien fue condenado a morir encerrado en sí mismo. La segregación que convoque a una congregación, que permita reforzar la propia mismidad está en posibilidad de crear ambientes adecuados a la altura de lo humano, generando ciudades sostenibles y sustentables, a la manera del mito del Edén, pues para decir ‘yo’ es necesario primero aprender a decir ‘tú’. Como lo expresará Dante en la Divina Comedia �al decir ‘Si me entúase como tú te enmías’. Esta es la propuesta presentada en este escrito a través de la unidad dual lejanía-cercanía, expresión de la intrínseca realidad humana de ser individuo-comunidad. Las formas en las que se promocionaron los primeros fraccionamientos del sur siguen vigentes. Aluden a la distinción, a la separación de la ciudad industrial, aunque no completamente desvirtuada ya que se trata de desarrollos inmobiliarios con capital de empresarios fabriles. Esto fue posible por la construcción de la Carretera México-Laredo, una infraestructura hecha para el actor principal de las políticas urbanas actuales en Monterrey, el automóvil. El sur nació de la exclusividad, de movilidad vial y económica. Lo campestre y el paisaje montañoso significaban mejores condiciones de vida, de acuerdo con los fraccionadores. Al principio esto jugó en contra, y las pocas industrias que ahí se encontraban junto con sus colonias obreras no fueron atractivos suficientes. Tras la inauguración del campus central del Tecnológico de Monterrey, que representa también un equipamiento con distinciones socioeconómicas por sí mismo, trajo consigo una mayor demanda de casas y terrenos cercanos. Esto fue aprovechado por los mismos impulsores de la institución educativa, los Garza Sada y después, por otros desarrolladores. Sin embargo, agregaron elementos que aludían a la comunicación, a la no separación, ‘lo suficientemente mejor para gozar de un clima más amigable, pero a sólo unos minutos de…’. Este cambio en la propaganda inmobiliaria fue parte fundamental para que el sur creciera de manera exponencial y actualmente lo siga haciendo. Lo hace bajo las mismas ideas, los mismos promocionales. Sigue presente ‘el aire fresco’, ‘vistas únicas’, ‘ambiente verde y campestre’. Sin embargo, por situaciones como el crecimiento en los índices delictivos, ahora también incluyen exclusión, restricción al acceso, para dar una noción de seguridad. Pero es siendo lo mismo, la dualidad cercanía-lejanía, sólo con elementos adheridos. Como seres duales, las ciudades son reflejo de nuestra naturaleza. Nos alejamos de forma en la que podemos gozar nuestra individualidad, pero sin cortar las comunicaciones con los otros y la noción de cercanía, que va más allá de la distancia. Esto lo hacemos como forma de complementarnos los unos a los otros. Somos islas, pero dentro de un archipiélago. Las colonias y fraccionamientos urbanos son similares. No existe alguno que sobreviva sin la vinculación al centro o núcleo de la ciudad. ‘Me alejo lo suficiente para no estar en el bullicio, pero sin cortar aquello que me une a ella, porque no puedo subsistir sin la misma’. Calonge, F. (2017). Estar cerca en la lejanía. El surgimiento de los entornos de vida en una periferia, Athenea Digital, Num. 17(2), julio, pp. 149-173. Dante Alighieri, (1982). La divina comedia. Barcelona, Ediciones Orbis. Ettinger, C. (2017). La arquitectura mexicana desde afuera. Episodios en la construcción de un imaginario. Morelia, UMSNH. Ferry. L, Vincent, J. (2001) ¿Qué es el hombre? Madrid: Taurus. Gallegos, M., Mendoza, A. y Escamilla, R. (2020) Segregación-congregación, unidad dual como principio de movilidad en la ciudad: dos ejemplos de interacción: Monterrey y la Ciudad de México, Cuadernos de arquitectura y asuntos urbanos. Revista de la Facultad de Arquitectura, Universidad Autónoma de Nuevo León. Año 10, Núm.. 10, Abril 2020-Abril 2021 Koolhaas, R. (2008). La ciudad genérica. Barcelona, Gustavo Gili. López, J., Mireles, C. y Fregoso, P. (2019). “Nuestra Roma”, El Norte (diario) 8 de febrero, pp. 48-51. Mendirichaga, R. (1982). El Tecnológico de Monterrey: sucesos, anécdotas y personajes. Monterrey, Ediciones Castillo. Rodríguez, A. (1990). ‘Otras historia’ y anécdotas del Tecnológico de Monterrey. Monterrey, ITESM. Archivo Histórico Centro Eugenio Garza Sada (CEGS) Fondo Empresas, Sección Inmobiliarias, Expediente 4. Fondo Particulares, Sección Propiedades, Expediente 32. Archivo General del Estado de Nuevo León (AGENL) Mapoteca, Nivel Urbanístico, Plano 1044. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Rodrigo Fernando Escamilla Gómez, Martín Francisco Gallegos Medina / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 35 El �36 – RedUrban / ARTÍCULO PLANTEAMIENTOS Y PRÁCTICAS PARA LA EVALUACIÓN AMBIENTAL DE PLANES REGULADORES COMUNALES: REGIÓN DEL BIO BIO APPROACHES AND PRACTICES FOR ENVIRONMENTAL ASSESSMENT OF COMMUNITY REGULATORY PLANS: BIO BIO REGION Pablo Gil Arce 1 Recibido: agosto 2020 Aceptado: octubre 2020 Resumen El referirse a la evaluación ambiental de los planes reguladores comunales, que corresponde a los planes urbanos de una división político-administrativa de un municipio, el punto de partida obligado que impone la exigencia legal hoy en día en Chile, es tener que hacerlo bajo la premisa que un “plan” se evalúa como si fuera un “proyecto”. Esto se origina en que la referida legislación no define cómo se evalúa un “plan”, en comparación a que sí lo hace para establecer como evaluar un “proyecto”. El hilo de esta aseveración es el siguiente: De la lectura de los preceptos legales respectivos en la legislación chilena vigente, se desprende que, a ambos, al “plan” y al “proyecto”, se los somete a las mismas e idénticas exigencias de control ambiental. Estas últimas, contenidas en el bien conocido artículo 11º de la Ley N.º 19.300 sobre Bases Generales del Medio Ambiente (ley “marco del tema ambiental de 1992), las que habría que aplicar por igual a todos los proyectos, planes y actividades que se enumeran en su artículo 10°. Este trabajo, intenta dejar suficientemente establecido que un “proyecto” y un “plan regulador” no son una misma cosa y por ende, para efectos de relacionarlos entre sí, se hace necesario destacar que antes que el “proyecto”, se encuentra el “plan” y que un “proyecto” y un “plan regulador” no son lo mismo y por ende, para efectos de relacionarlos entre sí, se hace necesario destacar que antes que el “proyecto” se encuentra el “plan”. Abstract Referring to the environmental assessment of communal regulatory plans, which corresponds to the urban plans of a political-administrative division of a municipality, the obligatory starting point imposed by the legal requirement today in Chile, is to have to do so under the premise that a “plan” is evaluated as if it were a “project”. This arises from the case that this legislation does not define how a “plan” is evaluated, as compared to how it does so to establish how to evaluate a “project”. The thread of this assertion is as follows: It is apparent from the reading of the respective legal provisions, in the Chilean legislation in force, that both the “plan” and the “project” are subject to the same and identical environmental control requirements. The latter, contained in the well-known Article 11 of Law No. 19.300 on general bases of the environment (law “framework of the environmental issue of 1992), which should be applied equally to all projects, plans and activities listed in its 10th article. This work, trying to make it sufficiently established that a “project” and a “regulatory plan” are not the same thing, and therefore, for the purposes of relating them to each other, it is necessary to emphasize that before the “project”, the “plan” is found and that a “project” and a “regulatory plan” are not the same and therefore, for the purpose of relating them to each other , it is necessary to emphasize that before the “project” is the “plan”. Palabras claves evaluación de planes reguladores comunales, territorio, proyectos Keywords environmental assessment of communal regulatory plans, territory, projects 1 Nacionalidad: chileno; adscripción: Coordinador Mesa de Trabajo MINVU–CONAMA; Sociólogo Ministerio de Vivienda u Urbanismo. La Mesa de Trabajo MINVU-CONAMA es una instancia técnica de coordinación regional (Región del Bio Bio), que tiene por objeto estudiar la incorporación de los temas ambientales en los instrumentos de planificación y está integrada por los profesionales Miguel Ángel Hernández, Roberto Morales Muñoz, Waldo López Moya y Paulina Astudillo Fuentes, de la SEREMI MINVU y por los profesionales Pablo Gil Arce, Hans Willumsen Alende y Verónica Delgado Schneider de la Dirección Regional de CONAMA, Región del Bio Bio. La redacción base de este artículo, corresponde a Pablo Gil Arce. Email: pgilar@minvu.cl �Pablo Gil Arce / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 37 I. INTRODUCCIÓN Lo que Ley 19.300 no considera, es que un “proyecto” a los cuales se refiere, es diferente a un “plan”, siendo que la diferencia principal es que mientras la formulación de uno de tales “proyectos” siempre conlleva alguna forma puntual de intervenir el territorio, al contrario, el diseño de un plan regulador comunal, nunca se refiere a una intervención territorial en particular. A este respecto, valga recordar que aquello que el plan regulador se propone lograr como producto final, no pasa, en ningún caso, por construir una obra física, ni obviamente tampoco, por realizar alguna acción física de intervención en el territorio. Su finalidad es otra. Consiste en establecer normas o condiciones estandarizadas explícitas para un área territorial dada, precisamente, para regular las intervenciones en dicho territorio, pero por cierto, no es la intervención misma. Es decir, en este contexto, un “proyecto” y un “plan regulador” no son una misma cosa, y por ende, para efectos de relacionarlos entre sí, se hace necesario destacar que antes que el “proyecto” se encuentra el “plan”. Esto, en la lógica del quehacer real de las cosas, significa que este último es quien le antepone condiciones que cumplir al primero, y que esto lo hace en dos órdenes de interés complementarios: a) para que el “proyecto” se atenga a la zonificación y a las normas constructivas y de urbanización exigibles en la zona elegida para ubicarse; y, al mismo tiempo, b) para darle a conocer las condiciones del entorno de ubicación con las que tendrá que contar, sean éstas existentes o proyectadas: vialidad, equipamiento, áreas verdes y demás zonificación del lugar. En lo ambiental, todo esto dice relación con que la funciónobjetivo del plan regulador consiste en optimizar la ocupación y el uso del suelo del territorio al cual se refiere, procurando su desarrollo sustentable. De aquí que los criterios básicos e ineludibles para evaluar ambientalmente y con propiedad a un plan regulador necesiten empezar por considerar que, así como el desarrollo afecta al medio ambiente (a través de impactos en sus recursos naturales y antrópicos), el medio ambiente también afecta al desarrollo (mediante los riesgos naturales y antrópicos de los que tiene que precaverse). Consecuente con esta premisa inicial, para optimizar la ocupación y el uso del suelo en relación a lo ambiental, considerando primero todo aquello que se refiere a los recursos naturales y antrópicos, se necesita saber cuáles son estos recursos, dónde se ubican, y qué extensión cubren. Enseguida, para cada uno de ellos, se necesita concebir una zonificación del total del área que abarca el plan regulador, que no provea usos del suelo incompatibles con el del recurso que se está considerando, o si se hace necesario, que los provea en forma controlable, regulando la forma e intensidad de ocupación del territorio. Los valores y criterios a los cuales entonces se debe recurrir para materializar este proceso, corresponden a indicadores sectoriales territorializables, que básicamente provienen de las dos grandes esferas de interés siguientes: a) Metas, objetivos y prioridades ambientales y del desarrollo sustentable; y b) Políticas, planes, programas, proyectos o voluntades (necesidades fundadas) de mejoramiento, protección o conservación: • recursos de valor natural (bordes costeros marítimos, lacustres o fluviales; parques nacionales, reservas nacionales, monumentos naturales, altas cumbres y todas aquellas áreas o elementos naturales específicos protegidos por la legislación vigente, --- OGUC, Art. 2.1.18); • recursos de valor patrimonial (áreas o construcciones declaradas de conservación histórica, incluidas aquellas declaradas zonas típicas y Monumentos Nacionales, --OGUC, Art. 2.1.18); • espacio urbano como tal y/o de alguno(s) de sus segmentos territoriales especiales (centro histórico, centro cívico, centro comercial o de servicios, áreas de remodelación urbana, áreas de renovación urbana, áreas de extensión urbana, áreas de desarrollo urbano condicionado, y otras áreas o territorios de interés para el desarrollo urbano), y • otros recursos naturales y/o antrópicos de valor e importancia para el desarrollo sustentable. Por su parte, para optimizar la ocupación y el uso del suelo en lo ambiental y en todo lo que se refiere a riesgos naturales y antrópicos, se necesita aplicar el artículo 2.1.17 de la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones y con ello, según proceda, en base a estudios previos, establecer zonas de condiciones restringidas de edificación: o bien, si fuera necesario o aconsejable, zonas no edificables. En ambos casos, a partir de condiciones objetivas explícitas del territorio, como las siguientes: • Áreas inundables o parcialmente inundables • Áreas propensas a avalanchas, rodados, aluviones o erosiones acentuadas • Áreas de actividad volcánica, ríos de lava o fallas geológicas, y • Áreas, franjas o radios de protección de obras de infraestructura peligrosa, tales como: Aeropuertos, helipuertos públicos, torres de alta tensión, embalses, �38 – RedUrban / Planteamientos y prácticas para la evaluación ambiental de planes reguladores comunales: región del Bio Bio acueductos, oleoductos o gaseoductos, y estanques de almacenamiento de productos peligrosos. Cuando se incorpora este tipo de consideraciones en la confección de un plan regulador comunal en la forma así bosquejada, vale decir, recursos y riesgos cuyos efectos ambientales territoriales, éstos son considerados tempranamente en este proceso. Cuando se construye el expediente territorial del área comunal y urbana en estudio, lo que en verdad se está haciendo con miras a optimizar la ocupación y el uso del suelo en función de lo ambiental, es cumplir satisfactoriamente con uno de los primeros pasos de la evaluación ambiental estratégica. Esto es, incorporar la variable ambiental desde el inicio del proceso de elaboración del plan. En consonancia con este primer paso, a partir de este inicio, en sus etapas sucesivas y siguientes, esta variable sigue estando presente de diversa manera, hasta el momento mismo cuando la ordenanza del plan regulador recoge y hace explícitas las condiciones que mejor aseguran el desarrollo sustentable del territorio al cual se refiere. II. SÍNTESIS DE LA METODOLOGÍA EN APLICACIÓN En la experiencia práctica de esta región, se cuenta con que las consideraciones ambientales así resumidas han sido expresamente recogidas en la metodología para elaborar los planes reguladores comunales, haciéndolo en sincronía con los contenidos sectoriales que la Circular DDU Nº 55 del MINVU sugiere para ellos. Esta metodología aparece esquematizada en el flujograma global adjunto, en el cual se ha destacado la presencia de la variable ambiental. Tal como ahí se aprecia, aquí se aclara que este plan se elabora en cinco etapas; que se aborda por separado en dos ámbitos territoriales distintos, el comunal y el urbano; y lo ya dicho y que se quiere destacar, que a partir de su primera etapa se incorpora la variable ambiental. Figura 1. Flujograma Global EVALUACION AMBIENTAL EN LA ELABORACION DEL PRC Ir.u.GEN - OBJETIVO PREI.A'IINAR AHTEPROYEC TO DE PRC ,-N_ O_ RM _A _$_11'al - l CA _ Tfl _V_.lS--,I I ttof:!M.l:S Ofll..JGATORW; 1 PROYECTO DE PRC OOCIMElffll 11: LA ~ -Pl!!Elr'l - -0- RIA - ~, ~ QFl - ~- AtW. - .~ EVALW.CD Fuente: Desarrollo Equipo MINVU, Región del Bio Bio, 2018 �Pablo Gil Arce / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 39 En los hechos, todo el proceso técnico que se resume en este flujograma, es llevado en paralelo, etapa por etapa, con un cierto proceso similar, de participación ciudadana, que posee su momento cúlmine en la III Etapa del Estudio, la cual está exclusivamente destinada a concertar “propuestas y acuerdos” con la comunidad a la que se refiere el plan, trabajando directamente con ella. Por su parte, la separación entre los análisis del ámbito territorial “comunal” y el “urbano” que se establece en esta medodología, considera que ellos se efectúen a escalas substancialmente distintas entre sí. Por lo normal, a escalas 1:50.000 y 1:5.000, respectivamente. Esta diferenciación analítica tiene por objeto asegurarse de que las disposiciones normativas destinadas a regular el medio urbano, por intermedio de la ordenanza del plan, sean consecuentemente conmensuradas con las características naturales y antrópicas del medio rural circundante. Al mismo tiempo, busca contar con disposiciones indicativas para el área rural que por estar basadas en el mismo tipo de consideraciones ambientales que las del área urbana, resulten ser confiables para avalar decisiones de localización en esta parte de la comuna. Es decir, en ambas escalas de análisis y sus interrelaciones, actuando mediante un análisis sistémico del territorio. En lo formal y para el caso del área rural, esta metodología contempla que las disposiciones indicativas que le sean aplicables queden consignadas como tales, con este carácter, pero eso sí, únicamente en la Memoria Explicativa del plan, acompañadas de su respectiva cartografía. Otro alcance práctico importante de esta metodología que se debe destacar es que presupone que su implementación se efectúe valiéndose de las constataciones y resultados del PLADECO y por cierto, de todas las demás fuentes secundarias de información pertinente que estén disponibles para el área de estudio. Sin perjuicio de ello, su concepción global muestra que esta metodología consiste en la puesta en marcha o integración de dos importantes procesos paralelos: uno participativo y otro destinado a la variable ambiental. Esquemáticamente, etapa por etapa, esto aparece reflejado en la Fig. 2 adjunta. Contando con lo anterior, y poniendo énfasis en su naturaleza marcadamente participativa, el seguimiento sistemático de la variable ambiental en cada una de sus cinco etapas se resume como sigue: En la I Etapa, que está destinada a confeccionar el expediente comunal y el expediente urbano, la participación tiene por objeto inmediato informar a la comunidad sobre el comienzo del estudio del nuevo plan regulador y sus fines, dando inicio a la socialización del significado e importancia de su futura aplicación en la comuna. Por otra parte, la finalidad siguiente es que a través de los profesionales sectoriales que más tarde conformarán el Comité Técnico encargado de revisar la evaluación ambiental del plan, la participación contribuya a la correcta caracterización de las variables de la línea de base del estudio. De esta manera, en lo técnico, esta etapa tiene por objeto identificar y caracterizar los componentes sociales, productivos y ambientales de la comuna, actuando a nivel comunal y a nivel urbano. En lo referente a la variable ambiental, su propósito es contar con un inventario catastral de los recursos y riesgos naturales y antrópicos en cada uno de estos niveles territoriales. Esta etapa contempla que se efectúe un evento técnico, principalmente destinado a verificar esto último. En la Fig. 3 se detalla el tipo de variables que conforman la citada línea de base del estudio. Figura 2. Enfoque metodológico general Y URBANO [TAPA 3 PROPUESTAS Y ACUERDOS ETAPA~ ANTEPROYECTO Evento de Soc1at1zac. ctel Plan y Consohd11c100 de la Carteru de lnvNsone-s IArnpllo ) [ TAf"A 5 PROYECTO Formulacf6ndcl Doc. SEJA • Oefinmvo Figura 3. Metodología detallada FIG. 3. - \1ETODOLOGIA DETALLADA I ETAPA - TERRITORIO COMUNAL TERRITORIO URBANO EXPEDIENTE COMUNAL EXPEDIENTE URBANO • C.,..._ yrierocllmae. • GMlffll>rlolot i• • Hidrogralill • C•p~ ld• d <11 UIO dd MIiio • Sl$tema pl'Oduc:UVO 'f utio aet\1111 del suelo • Poblftmt o (U~) • Vlaad.ld '1 lr'al'l&p)t'I& • $11-Wmtt d• icmtfQ1- pobl,lidg1- • ARill t. itc d el 8ítiO urbano • Anillt ls d• N n101• Pattol'IH d& ocupación del s uelo - TVIIMi'lc;if pr.-1-. • Oeneidldea • U•o dtl 11.Nlo -; fl.ln tionff u,t,.anN • Wran ln,clura urban• Fuente figuras 2 y 3: Desarrollo Equipo MINVU, Región del Bio Bio, 2018 �40 – RedUrban / Planteamientos y prácticas para la evaluación ambiental de planes reguladores comunales: región del Bio Bio En la II Etapa del Estudio, que se refiere a la elaboración del diagnóstico, la participación tiene como primera finalidad, a ser cumplida principalmente por los mismos profesionales sectoriales de la etapa anterior, compartir y validar la integración de variables del expediente comunal y del expediente urbano en una síntesis física, en una síntesis antrópica y en una síntesis ambiental. Esta última, destinada a caracterizar la presencia de todos aquellos efectos ambientales territoriales, que sean susceptibles de ser regulados por el plan. La finalidad siguiente de la participación en esta etapa, consiste en conocer y revisar el diagnóstico comunal y el diagnóstico urbano, en ambos casos, llevados a la expresión de una imágen-objetivo preliminar, la cual es antecedida por la respectiva incorporación de objetivos específicos pertinentes. Con todo lo cual, en lo ambiental, se persigue convalidar una cierta capacidad de acogida o capacidad de carga del territorio. Análogamente a la etapa anterior, aquí también se contempla realizar un evento técnico, principalmente destinado a convalidar estos resultados. En la III Etapa, que se refiere a las propuestas y acuerdos sobre el enfoque y los contenidos del plan regulador en elaboración, la participación se amplía a la comunidad en general y a sus representantes, los cuales, entonces, mediante la realización de talleres y consultas o audiencias sucesivas, actúan en conjunto con los profesionales de los sectores que vienen participando desde la primera etapa. Forman parte de esta instancia los integrantes de la Comisión Asesora del Alcalde (que señala el Art. 49 de la LGUC), y los otros miembros de las demás instancias municipales asociadas a la elaboración del PRC (Concejo Municipal, Consejo Económico y Social Comunal, y otros compartimentos municipales). En esta etapa, esta gama de actores de la comunidad cumple la misión de validar las imágenes-objetivo comunal y urbana, preparadas en forma preliminar en la etapa anterior, lo cual, en cada caso, incluye la revisión y validación de sus respectivos objetivos específicos. En lo ambiental, esta etapa tiene por finalidad identificar los objetivos ambientales de cada uno de dichos ámbitos territoriales. En sí misma, como ya se ha señalado, es una etapa esencialmente participativa. En la IV Etapa, que está destinada a la elaboración del anteproyecto del PRC, la participación tiene tres propósitos: convalidar sus contenidos indicativos (para el área rural de la comuna); convalidar sus contenidos normativos (para el área urbana de la comuna) y además, conocer y revisar la primera versión o documento preliminar de evaluación ambiental del plan regulador. En la práctica, este documento corresponde a una formalización de los contenidos ambientales del plan, en el cual se debería incluir una forma de matriz de chequeo, donde se consigne la relación entre la zonificación propuesta y los problemas ambientales, referidos a recursos y riegos2. En esta etapa, también se contempla realizar un evento ampliado, específicamente, con el fin revisar y ajustar el anteproyecto en cada una de estas materias. Por último, en la V Etapa del Estudio, que se encuentra destinada a preparar los documentos finales del PRC más su respectivo informe de evaluación ambiental, el principal objetivo de la participación consiste en verificar que cada uno de estos documentos refleje fielmente las propuestas y acuerdos logrados como producto de integrar un proceso técnico, que tiene por objeto dar contenidos propios al plan, con un proceso participativo, cuyo objeto principal es lograr que la comunidad pueda internalizar los méritos de la aplicación de este instrumento. Además, también tiene por objeto hacerla partícipe y/o consultarla para definir la cartera de inversiones que, como ideas de proyecto, se derivan del plan, al visualizar lo que debería ser su implementación en el tiempo. Materia, esta última, que sólo se incorpora en esta etapa del estudio, una vez que el plan como propuesta final, se encuentra completamente consolidado. III. EVALUACIÓN AMBIENTAL DEL PLAN La incorporación temprana de la variable ambiental y en particular, su seguimiento a lo largo de las cinco etapas de la metodología recién resumida, corresponde a una sinópsis que se describe en seguida, en la cual se detalla únicamente lo esencial de cada paso de este proceso específico. Tal como se muestra inmediatamente después, este proceso corresponde a una aplicación concreta de las diversas modalidades que puede adoptar la evaluación ambiental estratégica. Etapa por etapa, en la metodología descrita, la incorporación y el manejo de la variable ambiental corresponde a las siguientes acciones operacionales principales, señaladas en la Fig. 1: • Expediente Comunal y Expediente Urbano: Identificación de los recursos naturales y antrópicos del área de estudio a nivel comunal y urbano, y, de modo similar, de los riesgos naturales y antrópicos, antecedentes con los cuales se conforma entonces la línea de base ambiental del estudio, según variables en Fig. 3. Se caracterizan según tipo, lugar y extensión. Se les consigna mediante expresión gráfica y caracterización en el texto. 2 Este aspecto metodológico se describe en el artículo “La Dimensión Ambiental Aplicada en la Elaboración de Planes Reguladores Comunales” elaborado en el contexto de la misma Mesa de Trabajo MINVU-CONAMA. �Pablo Gil Arce / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 41 La identificación se efectúa de acuerdo con valores y criterios provenientes de metas, objetivos, y prioridades ambientales y de desarrollo sustentable; de igual modo que de políticas, planes, programas, proyectos o voluntades (necesidades fundadas) de mejoramiento, protección o conservación de recursos; y, además, en base a lo dispuesto para riesgos naturales y antrópicos en el artículo 2.1.17 de la OGUC. cumple con optimizar la ocupación y el uso del suelo, procurando el desarrollo sustentable. En este sentido, la evaluación ambiental, en lo que es realmente sustantivo, más allá de hacer explícitas las medidas ambientales incorporadas a la zonificación del plan, tiene por objeto principal establecer sus aportaciones ambientales. Esto es, indicar lo que mejora la realidad en lo ambiental al aplicar el plan propuesto, en comparación con lo actual. • Diagnóstico Comunal y Diagnóstico Urbano: Valoración de los recursos y riesgos identificados en la etapa anterior, aplicando indicadores sectoriales que sean susceptibles de ser territorializados, los que entonces se catalogan como efectos ambientales, territoriales y/o como conflictos del uso del suelo; se zonifican como tales, y llevan a configurar una forma de la capacidad de acogida del área de estudio (comunal y urbana). Se les incorpora a las imágenes-objetivo preliminares de nivel comunal y urbano y consigna mediante expresión gráfica y en diagnóstico, en el texto. • Proyecto: En esta última etapa de la elaboración del plan regulador comunal, en lo ambiental, lo que corresponde hacer es preparar la versión revisada y final del Informe de Evaluación Ambiental, actuando en base a su versión preliminar, confeccionada en la etapa anterior. La valoración se efectúa recurriendo a los mismos valores y criterios indicadas para realizar su identificación. • Propuestas y Acuerdos: Validación ciudadana de las imágenes-objetivo del área rural y del área urbana de la comuna, que incluye la identificación previa de objetivos ambientales específicos, que entonces son integrados y quedan presentes en cada uno de estos niveles de agregación territorial. La validación ambiental de este tipo de objetivos se consigna además en el texto y en lo que sea procedente, es dable que en éste se agregue indicaciones explícitas para incorporarlas en la zonificación del plan regulador. Es decir, en su ordenanza y/o en su plano de zonificación. • Anteproyecto: En esta etapa, en lo ambiental, se elabora la versión preliminar del Informe de Evaluación Ambiental, donde además de resumir los antecedentes contextuales pertinentes, se presenta lo obrado en esta materia. En lo principal, en el área urbana, recurriendo a la anteriormente nombrada matriz de chequeo, en la que se relaciona la zonificación propuesta con los problemas ambientales presentes en el área, indicando, para cada zona, las medidas específicas que contempla el plan, por intermedio de su ordenanza. Este Informe de Evaluación Ambiental requiere ser focalizado hacia la comprobación que el plan regulador en estudio, al haber manejado la variable ambiental en forma propia desde los inicios de su elaboración, efectivamente Esta secuencia de pasos metodológicos seguidos por la variable ambiental, en los hechos, corresponde a una forma de evaluación ambiental estratégica, la cual, según la Comisión Europea del Ambiente (2018), consiste en el proceso sistemático que permite evaluar las consecuencias ambientales de iniciativas o propuestas de políticas, planes o programas, cuyos resultados apoyen la toma de decisiones. De acuerdo con esta misma fuente, la evaluación ambiental estratégica contempla que, al ser aplicada a planes o programas regionales de desarrollo, ella se divida en seis grandes etapas. Comparando los contenidos que les adscribe de cada una de ellas con los que contempla la metodología descrita, se obtiene lo siguiente (ver la tabla en la página a continuación): �42 – RedUrban / Planteamientos y prácticas para la evaluación ambiental de planes reguladores comunales: región del Bio Bio SEIS ETAPAS DE LA EAE METODOLOGIA EN LOS PRC’s 1) Evaluación de la Situación Ambiental: Desarrollo de los estudios destinados a identificar y a presentar la Esta materia se aborda en la I Etapa del Estudio, al información del estado en que se hayan el medio ambiente identificar y caracterizar la línea de base físico-ambiental y los recursos naturales de la región, y sus relaciones entre del territorio (Recurso y riesgos, naturales y antrópicos). ellos y con los principales sectores productivos 2) Evaluación Ambiental Preliminar: Identificación de los objetivos ambientales y de desarrollo sustentable, metas y prioridades de nivel nacional y regional que deberían lograr los planes y programas de desarrollo. Esta materia se aborda en la II Etapa del Estudio. Corresponde a los criterios que se utilizan para la identificación de los efectos ambientales territoriales y/o conflictos de uso de suelo. Esta materia se aborda en la III Etapa del Estudio. 3) Borrador de la Propuesta de Plan: Incorporación de Corresponde a la validación de las imágenes-objetivo objetivos y prioridades ambientales en el borrador de la de nivel comunal y urbano de la comuna, a las que han propuesta. sido debidamente integradas las prioridades y objetivos ambientales. (Primera antesala del plan regulador) 4) Evaluación Ambiental del Borrador Propuesto: Revisión del borrador de la propuesta en estudio, en términos de que se encuentre conforme a la legislación y con las políticas ambientales nacionales y regionales vigentes, y para verificar hasta que punto las estrategias establecidas en el documento contribuirían al desarrollo sustentable de la región. Esta materia se aborda en la IV Etapa del Estudio, refiriéndola al área rural de la comuna de modo indicativo, y al área urbana, en forma normativa. Corresponde a la segunda antesala técnica de la propuesta del plan, y apunta a comprobar el grado de integración de las prioridades y objetivos ambientales a la zonificación y a las condiciones de urbanización y construcción con que contará el nuevo plan regulador. 5) Indicadores Ambientales: Identificación de los indicadores ambientales y de sustentabilidad que apuntan a facilitar la cuantificación y simplificación de la información externa en la que incide el plan, de tal forma que se promueva la comprensión de la interacción entre medio ambiente y los aspectos sectoriales claves para el público y la toma de decisiones. Esta materia se detalla inicialmente en la Memoria Explicativa del plan en general y en su Informe de Impacto Ambiental en particular, en su IV Etapa. En su expresión normativa, terminada y explícita para el área urbana, aparece en la Ordenanza Local. La misma información, pero para el área rural y con carácter indicativo, se debe encontrar en la Memoria Explicativa. 6) Integración de Resultados de la Evaluación Ambiental a la Propuesta de Plan o Programa: Incorporación de los resultados de la evaluación ambiental así construida en la expresión final del plan. Implica desarrollar la versión final del plan o programa, considerando los resultados de la evaluación En nuestro caso, estos resultados van formando parte sucesiva de los informes aprobados de las primeras cuatro etapas del estudio, pero en definitiva e importante, se cuenta con que esta integración debe ser recogida en cada uno de los documentos que conforman el plan regulador comunal, que se consolidan en su V Etapa: Memoria Explicativa, Estudio de Factibilidad, Ordenanza, y Plano de Zonificación. �Pablo Gil Arce / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 43 CONCLUSIONES Acorde a todo lo anterior, corresponde reiterar que el enfoque metodológico adoptado para confeccionar los planes reguladores comunales del Programa de Apoyo a Municipalidades de la Región del Bio Bio, conlleva la aplicación de una forma concreta de evaluación ambiental estratégica, la cual, a partir de su primera etapa, va asegurando que la variable ambiental sea debidamente considerada, de modo que al final de este proceso, efectivamente se obtenga un producto que contribuya a optimizar la ocupación y el uso del suelo, procurando el desarrollo sustentable. En coincidencia con una finalidad como esta, la forma de evaluación ambiental estratégica que se necesita poner en práctica, tiene que cumplir tres grandes objetivos prácticos: Internalizar las metas y prioridades de enunciados, políticas, programas y planes o proyectos nacionales y regionales concernientes al medio ambiente y el desarrollo sustentable; proporcionar medidas territoriales específicas, dígase condiciones de ocupación y uso del suelo que efectivamente acojan y expresen este tipo de valores, y asegurar que en materias ambientales, la aplicación del nuevo plan regulador redundará en una realidad ambiental más ventajosa que la situación actual. En este sentido, el Informe de Evaluación Ambiental que necesita ser preparado para ingresar la SEIA, requiere dar cuenta de la forma como se ha integrado la variable ambiental al proceso de elaboración del plan; detallar las medidas, normas, directrices o recomendaciones ambientales que contempla el plan en cada uno de sus documentos constitutivos, y establecer que la normativa de ocupación y uso del suelo propuesta (zonificación propuesta) conduce a una mejor situación de control y manejo de la variable ambiental que en la situación actual. 111 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Conama. Comisión Nacional del Medio Ambiente, “Ley Marco Nº 19.300 sobre Bases Generales del Medio Ambiente”, Santiago de Chile, 1992. Barrero Rodríguez, Mª Concepción, “Las áreas metropolitanas”. Instituto García Ovalle, Universidad de Sevilla, Editorial Civitas. Boeninger Kausel, Edgardo: “Políticas Públicas en Democracia: Institucionalidad y Experiencia Chilena, 1990 -2006” Uqbar Editores, Santiago, Chile, 2007. 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Santiago, Chile, 2014 UN/Habitat.b: “Planning Sustainable Cities – Globe Report on Human Settlements 2019”, en línea: http:// unhabitat.org/downloads/docs/GRHS_2009 Zimmermann, Arthur: “Gestión de Cambio Organizacional – Caminos y Herramientas”: Ediciones Abya-Yala, Quito, Ecuador, 1998: Sección 2.5: “Mejoramiento Continuo de Procesos”, pp. 52 – 66 �44 – RedUrban / ARTÍCULO MÉTRICAS ESPACIALES DE FORMA URBANA: MIDIENDO CIUDADES MEXICANAS SPATIAL METRICS OF URBAN FORM: MEASURING MEXICAN CITIES Ana Cristina García-Luna Romero 1 Eduardo Sousa-González 2 Recibido: julio 2020 Aceptado: octubre 2020 Resumen Las ciudades se han convertido en la base de la economía, política y social de los países latinoamericanos, como es el caso específico de México. Lo anterior, a partir de una morfología que no deja una oportunidad para que el diseño de espacios sea sustentable, en el sentido ecológico y de lo que se deja como fundamento a siguientes generaciones. Es por ello que se estudia desde lo político, demográfico, geográfico, económico y sociológico, ya que, si no se cubre con dichas bases, lo que se busque para el futuro de las ciudades no va a ser algo holístico e integral. Si se observa desde un punto de vista histórico, la creación de las ciudades viene también con el surgimiento de las zonas metropolitanas junto con la modernización. Estas afectan la manera en la que se forman las ciudades, y con ello, la manera en la que afectan todos los ámbitos mencionados antes, especialmente la calidad de vida urbana de sus habitantes. Esto afecta la relación que los ciudadanos llevan con las demás personas, el lugar donde hay más oferta de trabajo, las comunidades que se crean dentro de una misma sociedad y la interacción que hay entre ellas. Es, sobre todo, pertinente concentrarse en cómo las zonas metropolitanas afectan la sustentabilidad de las ciudades, pues no solamente se vuelven parte física de la ciudad, sino también política, monetaria y social, además de que alojan a más de la mitad de la población. El urbanismo, entonces, debe de considerar la metrópoli como base, con el fin de encontrar ese diseño holístico que el mundo globalizado está buscando. 1 2 Abstract Cities have become the basis of the economy, politics and society of Latin American countries, as is the specific case of Mexico. The above, based on a morphology that does not leave an opportunity for the design of these spaces to be sustainable, in the ecological sense and from what is left as a foundation for subsequent generations. It is for these reasons that it is studied from the political, demographic, geographical, economic and sociological aspects, since, if it is not covered with these bases, what is sought for the future of cities will not be something holistic and comprehensive. Furthermore, if viewed from a historical perspective, the creation of cities also comes with the emergence of metropolitan areas along with modernization. These affect the way in which cities are formed, and with it, the way in which they affect all the areas mentioned above, especially the quality of urban life of its inhabitants. This affects the relationship that citizens have with other people, the place where there is more job offer, the communities that are created within the same society and the interaction between them. It is, above all, pertinent to focus on how metropolitan areas affect the sustainability of cities, since they not only become a physical part of the city, but also a political, monetary and social part, in addition to housing more than half of the population. Therefore, urban planning must consider the metropolis as a base, in order to find that holistic design that the globalized world is urgently looking for. Doctorado en Filosofía con Orientación en Arquitectura y Asuntos Urbanos, por la Universidad Autónoma de Nuevo León; profesora-investigadora adscrita a la Universidad de Monterrey. Ha dictado conferencias en distintas universidades de México y Centroamérica. De 2010 a la fecha ha sido socia y subdirectora del consorcio Green Consulting donde actualmente laboran arquitectos y especialistas en diversas sedes de Latinoamérica; email: anacristina.garcialuna@gmail.com Doctor en Filosofía con Orientación en Arquitectura Asuntos Urbanos, por la Universidad Autónoma de Nuevo León; profesor-investigador adscrito a la Facultad de Arquitectura UANL. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores (CONACYT) nivel II; es profesor de los programas de: Doctorado en Filosofía con orientación en Arquitectura y Asuntos Urbanos y Maestría en Planificación Urbano-regional. Miembro de la Academia Mexicana de Ciencias AMC desde el 2009; email: eduardo. sousagn@uanl.edu.mx; https://www.researchgate.net/profile/Eduardo_Sousa-Gonzalez/publications. �Ana Cristina García-Luna Romero, Eduardo Sousa-González / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 45 Por consiguiente, en cuestión de la metodología que se utiliza para analizar estas zonas metropolitanas a nivel nacional, no existe un índice con el cual se puedan armonizar las variables que determinan lo que es una zona metropolitana sin que existan sesgos para quienes intentan hablar en términos más grandes acerca de estas unidades espaciales. Es por eso que se consideran las zonas metropolitanas en México para analizar geoespacialmente, con el fin de tener una perspectiva integral con el cual proponer un modelo metodológico desde una métrica urbana preestablecida. A esto se le llama índice compuesto de métrica urbana. Palabras claves ciudades mexicanas, indicadores urbanos, métrica urbana Consequently, in terms of the methodology used to analyze these metropolitan areas at the national level, there is no index with which the variables that allow determining what a metropolitan area is can be harmonized without biases for those who try to speak in larger terms about these spatial units. That is why metropolitan areas in Mexico are considered to analyze geospatially, in order to have an integral perspective with which to propose a methodological model from a pre-established urban metric. This is called an urban metric composite index. Keywords Mexican cities, urban indicators, urban metrics �46 – RedUrban / Métricas espaciales de forma urbana: midiendo ciudades mexicanas INTRODUCCIÓN En términos generales, el fenómeno metropolitano conjuga cuatro elementos: primero, un componente de tipo demográfico que se expresa en un gran volumen de población y de movimientos intrametropolitanos de tipo centro-periferia; segundo, el mercado de trabajo expresado por el perfil económico y del empleo así como su ubicación sectorial en el territorio; tercero, la conformación espacial determinada por la expansión urbana; por último, la delimitación político-administrativa en función de los gobiernos locales que se involucran. (Sobrino, 2003b). Esto planteado por Sobrino (opus cit.), ahora es posible complementarlo, ya que en estudios recientes (Sousa-González: 2020) se ha logrado determinar cuatro ejes dimensionales, que permiten abordar el asunto de la metrópoli en México, en el ámbito del concepto de la contemporaneidad líquida que nos corresponde vivir3: i. “El primer eje dimensional se refiere a la legitimación del poder, donde se incorpora a la metrópoli en la esfera de la acción política, involucrando a las directrices normativas formuladas por el Estado para la observancia en el: i. Espacio público y; ii. El espacio privado. Esto se refiere justamente a lo publicus y lo privatus; siendo en el primero donde se produce la “acción comunicativa” (Habermas, J.: 1996:498), concepto esbozado por Jürgen Habermas que corresponde, según Arendt, H. (2002:21-22), a la condición humana de la pluralidad. ii. El segundo eje dimensional, que permite el abordaje de la ciudad metropolitana, esta direccionada a lo físicoterritorial y a la sustentabilidad; ambas articuladas en la evolución territorial transformacional que está ligada al proceso de urbanización; involucrando a: i. Los procesos de expansividad periférica que comprende, entre otros, la forma o métrica particular en que se da la evolución expansiva en la metrópoli, el cuidado del medio ambiente y la diferenciación en la habilitación de los usos del suelo; ii. El conjunto de problemas que emanan de la hiperurbanización incontrolada que se da en la mayoría de las zonas metropolitana del sur global. iii. El tercer eje dimensional, vinculado al discernimiento y la dilucidación del concepto de conurbación metropolitana, está sobrepuesto en la manifestación de la 3 Contemporaneidad líquida, hace referencia a las características cambiantes de la actualidad: urbanizada y mundializada; considerando a la liquidez como una metáfora, donde el tiempo líquido y transitorio y las figuras del exceso augeianos de: tiempo, espacio y ego (Augé, M.: 2005); indican el cambio de una modernidad solidada-estable a otra cambiante, que no alcanza a solidificarse (ver Sousa-González: 2011). mundialización galopante actual, que ha desempeñado un factor determinante en la conformación de estos espacios sui generis; esto, por su amplia influencia mundial, vinculada a los fenómenos ligados a la informacionalización y la difusión urbana generalizada (Borja, J.: 2002:12), los cuales han permitido la interconexión de otros núcleos urbanos de la esfera mundial. iiii. El cuarto eje dimensional, referido a la metrópolis, está enlazado al modo de producción de mercancías, aunque pudiera estar solamente direccionado al sector secundario (industria) y terciario (servicios); aquí se reconoce también que el suelo metropolitano ha sido cosificado y tratado como una mercancía, conservando una naturaleza trial: i. Como valor de cambio en su forma natural; ii. Su valor de cambio en dinero; iii. Como valor de uso”. (Sousa-González 2020). Figura 1. Ejes dimensionales para el análisis metropolitano en la contemporaneidad Fuente: Datos generados en esta investigación En este orden de ideas, en México fue hasta el año 2000 que se realizaron los primeros ejercicios de delimitación territorial, permitiendo acotar la primera definición de las zonas metropolitanas. Hasta el año 2010 el país identificaba 59 zonas metropolitanas con una población ascendiente a los 63.8 millones de personas, lo que representaba el 56.8 por ciento de la población nacional. (INEGI.2010). Sin embargo, el fenómeno metropolitano en nuestro país tiene, ya, más de 70 años y su reconocimiento, así como la generación de programas urbanos con referencia al ámbito metropolitano, para promover la planeación territorial y la prestación de obras y servicios públicos, es aún insuficiente �Ana Cristina García-Luna Romero, Eduardo Sousa-González / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 47 en relación con los requerimientos y necesidades de la población que vive en las zonas metropolitanas. Derivado de esta realidad, son las zonas metropolitanas una prioridad en la definición tanto de políticas públicas como de las acciones de los gobiernos federal, estatal y municipal, no solo por la persistencia de rezagos en materia de equipamientos, infraestructura y servicios urbanos básicos, sino por las oportunidades que en ellas se presentan de empleo e ingreso para la población que las habita o para la que migra del campo o de otras ciudades. En ese sentido, el desarrollo de investigaciones desde/ para un enfoque en las zonas metropolitanas contribuye a establecer un marco de referencia común que tiene como objetivo fortalecer, mejorar así como estimular el nivel de la calidad de vida urbana de sus habitantes, a partir de las acciones de los tres órdenes de gobierno para la planeación y gestión del desarrollo metropolitano, congruente a una realidad afín a las formas y los estilos de vida urbana del ser urbano que le habita. Asimismo, busca contar con una base conceptual y metodológica que dé cuenta en forma exhaustiva y sistemática de la relación de factores relativos al estudio de la forma urbana y el carácter público de la ciudad (metrópolis) con el nivel de calidad de vida urbana a partir de la configuración territorial de las zonas metropolitanas Finalmente, se propone una definición que permite delimitar el abordaje de esta investigación para la generación de información tanto estadística como teórica-conceptual, así como de estudios y proyectos de investigación relevantes a diferentes ámbitos del desarrollo. De lo anterior, resaltar que esta investigación propone el desarrollo de un Modelo compuesto a partir de la congruencia existente entre las variables intervinientes vinculadas en calidad de vida urbana y aquellas otras variables encadenadas a la morfología urbana; por otro lado, el alcance de esta investigación se delimita para las zonas metropolitanas en México de acuerdo a la información oficial del año 2010; permitiendo visibilizar la oportunidad de líneas de investigación futuras tanto, por ejemplo, para delimitar cada una de las áreas metropolitanas así como de la aplicación del Modelo Metodológico, generado a partir de esta investigación, en cada una de dichas áreas. Desde esta perspectiva, la utilidad que permite la delimitación de las zonas metropolitanas consiste en contar con unidades territoriales que faciliten una apreciación correcta de las dimensiones y características del proceso de metropolización. Así, la viabilidad de las zonas metropolitanas depende, entre otras cosas, de las estrategias y acciones que se pongan en marcha para aprovechar las oportunidades de generación de riqueza y de empleo; de la inserción de las economías nacionales a los flujos globales de capital e información; del aprovechamiento de las economías de aglomeración; y de la oferta de servicios de educación y salud. Por consiguiente, el ejercicio de esta investigación a partir de la delimitación de las zonas metropolitanas de México, desde el enfoque teórico-conceptual sugerido, servirá también para la aplicación de programas e instrumentos de ordenamiento territorial y de desarrollo urbano, así como para distintos programas sectoriales. Para esto, es necesario resaltar que, en México, las zonas metropolitanas constituyen una de las diversas modalidades que asume el desarrollo urbano, lo cual no agota el hecho de que existan otras ciudades, que aunque no sean metropolitanas, tienen importancia por sus funciones de centralidad y jerarquía en el conjunto urbano nacional. Esto se abordará a más detalle a partir del estudio del proceso metodológico de autores e instituciones relevantes. Desde esta perspectiva, se subraya la importancia de las grandes urbes a partir de la revisión de datos de Naciones Unidas, que demuestran la tendencia a la concentración de la población. De acuerdo con este organismo, en 1950 a nivel mundial había 75 ciudades con más de un millón de habitantes, lo cual concentraba una población de 177 millones de habitantes, cifra que para el año 2010 incrementó a 442 ciudades donde viven 1 330 millones de personas. Es decir, mientras que la población mundial multiplicó su tamaño 2.7 veces entre el año 1950 y 2010, los habitantes en ciudades mayores a un millón lo hicieron 7.5 veces. (INEGI.2010:12) Así, para delimitar las zonas metropolitanas de México se abordan algunos de los trabajos metodológicos para la delimitación metropolitana realizados en otros países y con los cuales se coincide desde esta investigación en la postura ideológica y metodológica; como resultado, delimitar la definición del concepto de zona metropolitana así como los criterios operativos en los que se sustenta dicha delimitación, además, comprender el procedimiento metodológico seguido por el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI) (INEGI.2010) para identificar cada una de las zonas metropolitanas, lo cual permitirá capitalizar el abordaje metodológico. MARCO REFERENCIAL Si bien son las zonas urbanas el principal escenario de diversos cambios económicos, demográficos, sociales y ambientales; a escala global, será en las próximas décadas cuando sucederá la mayor etapa de urbanización del planeta para alcanzar un crecimiento económico sostenido, una reducción �48 – RedUrban / Métricas espaciales de forma urbana: midiendo ciudades mexicanas significativa de la pobreza, la estabilización de la población del mundo y la sustentabilidad del medioambiente. Esta situación se vuelve crítica ante desafíos globales de mayor envergadura como lo son el desarrollo sustentable y el cambio climático. Sin embargo, no existe un consenso acerca de cuáles son las mejores formas urbanas para enfrentar dicho crecimiento. Por otro lado, la Organización de las Naciones Unidas reporta en su portal electrónico que el 25 de septiembre del 2015 la Asamblea General acordó una agenda para el año 2030 con 17 objetivos (Objetivos de Desarrollo Sostenible: ODS) y 169 metas para construir una sociedad justa y próspera para todos, sin pobreza ni hambre y sin comprometer los recursos de las generaciones futuras. (ONU.2015) Así, en el objetivo 11 de esta Agenda se aborda lo relativo a la creación de Ciudades y Comunidades Sostenibles. Este objetivo es particularmente relevante para aquellos países que tienen ciudades en proceso de expansión de su mancha urbana, de manera continua o fragmentada. A partir de lo anterior, en esta investigación, se reconoce que la expansión urbana no es sustentable, además, incrementa los costos sociales (Gordon and Richardson 2000, Kahn 2001, Staley 1999, Steiner 1994). Entre los efectos adversos de la expansión urbana destacan la contaminación del aire, la contaminación por ruido, la generación e incremento en la isla térmica urbana, así como, el incremento en los tiempos de desplazamiento y el debilitamiento de lazos sociales (Burchell 1997, Downs 1999, Ewing et al. n. d., Goldsmith 1999, Squires 2002, Putnam, 2000, ONU, 2016). A causa de lo anterior, un año más tarde, el programa Hábitat retomó el Objetivo 11 de la Agenda 2030 en su Nueva Agenda Urbana para establecer acuerdos que logren garantizar ambientes urbanos: i. Inclusivos; ii. Seguros; iii. Resilientes; y iiii. Sostenibles (ONU, 2016, p.30). La Nueva Agenda Urbana propone que todos los países participantes, cada cuatro años, presenten un informe que contenga los progresos obtenidos en materia de urbanización y asentamientos humanos sostenibles (ONU, 2016, especialmente el punto 167). De esta forma, se logra comprender que la medición de la expansión urbana es un enfoque necesario para monitorear el progreso de las metas y objetivos tanto en la Agenda 2030 del año 2015 como en la Nueva Agenda Urbana subsecuente (2016). Desde esta perspectiva, en las últimas décadas, la investigación urbana en países desarrollados ha fomentado la construcción de nuevo conocimiento que permita un mayor entendimiento de la relación entre la forma urbana de una ciudad y su implicación desde un enfoque de sustentabilidad. Sin embargo, no se ha logrado llegar a un acuerdo sobre la esencia en la relación entre la sustentabilidad de las ciudades y los elementos característicos de la forma urbana, como el tamaño, la densidad, la configuración espacial, los usos del suelo, entre otros (Hildebrand, 1999; Jabareen, 2006; Williams, Jenks y Burton, 2000); lo cual, aunque es de interés teórico-conceptual, por lo pronto no representa uno de los alcances asociados a esta investigación. Desde esta óptica planteada, Carlos Anzaldo expone en Expansión urbana y sustentabilidad de las ciudades (2009:42) una amplia revisión a nivel mundial de la diversidad de asuntos relevantes para el desarrollo urbano sustentable. Así mismo, retoma la definición de forma urbana sustentable, logrando sintetizar seis elementos de ésta que son clave para influenciar el comportamiento humano en las ciudades y que refieren tanto a características físicas del espacio urbano como a aspectos intangibles: la escala, la accesibilidad, la conectividad, la densidad, la diversidad y la nodalidad. En seguimiento al abordaje teórico de esta investigación, se delimita el concepto de desarrollo sustentable, considerando la adoptada en el informe de la Comisión Mundial sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo (WCED), también conocido como Informe Brundtland, el cual sostiene que: “…el desarrollo sustentable es el desarrollo que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades”. (WCED.1987:43). A partir de dicho informe, más allá de la derivación del concepto recién mencionado, se definen objetivos críticos para políticas sobre medio ambiente y el desarrollo sustentable, por mencionar algunas: revitalizar el crecimiento; cambiar la calidad del crecimiento; satisfacer las necesidades esenciales de trabajo, alimentos, energía, agua y saneamiento; asegurar un nivel de población sostenible; conservar y acrecentar la base de recursos; reorientar la tecnología y gestionar el riesgo, y vincular el medioambiente y la economía en la toma de decisiones. (Anzaldo.2009:42) Por consiguiente, este enfoque demuestra un pensamiento crítico sobre el desarrollo sustentable al considerar preocupación en relación a la satisfacción de las necesidades presentes y futuras, relativas al medioambiente, �Ana Cristina García-Luna Romero, Eduardo Sousa-González / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 49 e incorporar la participación social como parte fundamental del proceso de desarrollo. (Lélé.1991:607-621) Así mismo, existen cuatro dimensiones primarias del desarrollo sustentable, de acuerdo con Holden, Linnerud y Banister, derivadas del Informe Brundtland que dan sentido y especificidad a este enfoque: i. La salvaguarda de la sustentabilidad ecológica a largo plazo; ii. La satisfacción de las necesidades humanas básicas; iii. La promoción de las equidades intra; y iiii. Lo intergeneracional. (2014:130-139). Este argumento cuestiona la validez del reconocido modelo del triple balance (triple bottom line), el cual se centra en el equilibrio de asuntos ambientales, sociales y económicos. Figura 2. Las cuatro dimensiones primarias del desarrollo sustentable .• • • ··············································· Cuatro dimensiones primarias del desarrollo ••• •• su lenta ble \ Por lo tanto, los indicadores promovidos a ser alcanzados para el año 2030 desde una dimensión sustentable son, ver la figura 3: Primero, la huella ecológica per cápita al año como medida de sustentabilidad ecológica a largo plazo, fijando en 2.3 hectáreas globales por habitante; Segundo, el índice de desarrollo humano como medida de satisfacción de necesidades humanas básicas, con un valor mínimo de 0.630, (escala de cero a uno); Tercero, el coeficiente de Gini como medida inversa a la equidad intergeneracional, cuyo valor máximo se estableció en 40 (escala de cero a cien); Cuarto, la proporción de energía renovable respecto a la producción total de energía primaria, como indicador de equidad, al menos de 27% para 2030. Figura 3. Indicadores para el año 2030 desde una dimensión sustentable Fuente: Datos generados en esta investigación a partir de Informe Brundtland Sin embargo, no existe una jerarquía de valores entre las dimensiones primarias del desarrollo sustentable, por lo tanto, el desarrollo solo es sustentable cuando toma en consideración de manera conjunta la sustentabilidad ecológica a largo plazo, las necesidades humanas básicas y la equidad intra e intergeneracional, lo cual representa una visión limitada, de acuerdo con la postura de esta investigación. De esta manera, se define como concepto derivado de esta investigación: expansión urbana equilibrada que aborda una visión de ciudad que ofrece crecimiento urbano equilibrado y garantiza el bienestar económico, social y físico con el objetivo clave en el empleo, vivienda asequible que considere infraestructura e instalaciones y promoción de la identidad, logrando satisfacer las necesidades del ser urbano actual sin comprometer al del futuro. Fuente: Datos generados en esta investigación Lo anterior aporta a complementar el panorama en el cual se desarrolla esta investigación; sin embargo, no considera dentro de sus alcances la medición o evaluación de los indicadores mencionados con anterioridad. Así, se sostiene que la sustentabilidad debe abordarse globalmente, pues si bien las mediciones se realizan a nivel nacional, no debe de perderse de vista que lo que se está́ evaluando es la contribución de cada país ante a retos y límites de carácter mundial. Por consiguiente, las ciudades tienen un papel central ya que aunque ocupan menos del 2.7% de la superficie continental del planeta, consumen alrededor de 75% de la energía global y producen cerca de 80% de las �50 – RedUrban / Métricas espaciales de forma urbana: midiendo ciudades mexicanas emisiones globales de efecto invernadero. (Hassan y Lee.2015:199-212) En este sentido, el Informe del Estado de la Población Mundial (2007) sostiene que “La huella urbana se extiende mucho más allá de los límites de la ciudad, pues las zonas urbanas incluyen cada vez más sobre entornos medioambientales más amplios y contribuyen de manera creciente al cambio climático, al mismo tiempo que padecen sus consecuencias, lo que hace imperativo revisar sus vínculos con el desarrollo sustentable y los cambios globales en el ambiente. (UNFPA.2007) METODOLOGÍA Se toma en consideración el abordaje metodológico deductivo de esta investigación, la delimitación las zonas metropolitanas realizadas con base en los resultados definitivos del Censo de Población y Vivienda 2010. (INEGI.2010) De esta forma, se realiza una revisión exhaustiva de la metodología aplicada por el INEGI para la identificación del número de zonas metropolitanas, municipios y delegaciones que comprenden a México según se representa en el mapa 1. Mapa 1. México divisón estatal Fuente: Datos generados en esta investigación a partir de ArcMap Desde esta perspectiva, y con base en la información estadística y geográfica del Censo de Población y Vivienda 2010 (INEGI.2010), se desarrolla el ejercicio del estudio de la métrica urbana para las zonas metropolitanas de México en dos fases que se pueden apreciar en la figura 4 a partir del reconocimiento que para métricua urbana existen dos categorías de factores que definen las formas de las zonas metropolitanas y apartir de donde se construye el índice compuesto de métrica urbana. Figura 4. Fases para métricas aplicadas a zonas metropolitanas Anál isis 1 Tamaño Cobertura Compacidad Contigüidad Densidad Fuente: Datos analizados en esta investigación a partir de bases de datos y autores consultados La primera fase consiste en la revisión y análisis de literatura y otros estudios relacionados con la delimitación de zonas metropolitanas como INEGI (2010), BID, ONU HABITAT, CONAPO, González y Larralde (2019), Duque (2019), Schwarz (2010), Huang et al (2007), Treviño e Ivani Vassoler-Froelich (2020), entre otros; posteriormente. Dichos datos se consideran elementos directos, tal como se puede apreciar en la figura 4 relacionados con tamaño, cobertura y densidad. La segunda fase relacionada a capitalizar a partir de esta investigación datos existentes, pero con potencial de nuevas líneas de análisis y cuyo resultado: modelo metodológico será propio de esta investigación; dicho modelo se presentará su desarrollo en los siguientes apartados para una mayor comprensión. Dichos datos se consideran elementos posteriores o de análisis, estos nacen de la combinación de los directos con otro tipo de información (uso de suelo, población, entre otros) y permiten abordar patrones de policentralidad, compacidad, contiguüidad, entre otros, como se puede apreciar en la figura 4; así mismo, en la figura 5 (ver en página siguiente) se comprende el diagrama metodológico del proceso. Por consiguiente, se toma como punto de partida las 56 zonas metropolitanas definidas a partir de los resultados del Censo de Población y Vivienda 2010 y a partir de lo cual se identificaron las conurbaciones y ciudades mayores a 50 mil habitantes, que conformarían las ciudades centrales que dan origen a las zonas metropolitanas. En las tablas 1a y 1b (ver en páginas 52 y 53, respectivamente) se puede revisar las zonas metropolitanas a estudiar y sus entidades federativas correspondientes (se resaltan aquellas que fueron eliminadas por inconsistencia); sin embargo, el alcance de esta investigación abordará el análisis espacial en nivel metropolitano, no a sus partes. �Ana Cristina García-Luna Romero, Eduardo Sousa-González / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 51 Figura 5. Diagrama metodológico del proceso de investigación ICMU • Desarrollo de ICFU • Consolidación de bases de datos o Armonización de observaciones 53 Zonas Metropolitanas Variables de entrada grupo FUl Variables de entrada grupo FU2 o Análisis de correlaciones Ajuste de variables para construcción del ICFU valores p menores a O.SO Análisis factorial Nuevo conjunto de variables y componentes de métrica urbana • Construcción de ICFU o o Análisis Nuevo conjunto de variables y componentes de métrica urbana Análisis de correlaciones Análisis factorial 16 variables (comunalidades) o Calculo de Índice con 4 Matriz de transformación de factores obtenidos componentes y rotación Índice compuesto de forma urbana (beta). 4 Componentes del ICFU • Construcción de ICFU o Análisis Índice compuesto de Regresion Y Residuos forma urbana Desviación estandar o ANOVA Extracción del concepto de tamaño o Análisis de signifi cancia (beta). Fuente: Elaboración propia García-Luna, A. 2020 ] Índ ice compuesto de forma urbana �52 – RedUrban / Métricas espaciales de forma urbana: midiendo ciudades mexicanas Tabla 1a. Clasificación y número de municipios de las zonas metropolitanas de México, 2010 17 Zona metropolitana Acapulco Entidad (es) federativa(s) Guerrero Veracruz de Ignacio de la Llave Superficie Km2 3 538.5 DMU (hab, ha) 98 54 Acayucan 830 53.1 54 Aguas calientes Aguascalientes 1 822.3 104.9 1 12 Cancún Celaya Chhuahua 3 053.6 1 170.2 18093.7 103.2 86.1 65.9 37 57 12 52 Coatzacoalcos Quintana Roo Guanajuato Chihuahua Veracruz de Ignacio de la Llave 496.9 80.2 52 8 Colima-Villa de Álva rez Colima 2 287.6 68.2 8 53 Córdoba 460.4 77.6 53 29 28 21 40 11 Cuautla Cuernavaca G uadalajara Guaymas Juá rez 979.6 1 189.9 2 727 .5 8 543.9 3 547.5 51.1 70.7 124.4 52.3 67.9 29 28 21 40 11 4 La Laguna 5 078.9 77.1 4 27 La PiedadPénjarno 1 845.8 67.8 27 1,760.1 4 633.3 1 528.9 15 654.1 125.9 69.9 58 59.3 14 44 55 3 2 930.3 52.6 51 5 052.0 53.7 6 6 794.0 109.1 31 1 771 .2 92.5 25 276.1 69.9 16 1 224.0 602.7 1 077.5 70.9 64.3 77.3 45 23 619.9 68.1 50 1 196.5 76.3 18 1 382.4 56.2 7 2 789.0 63.4 49 2 392.4 76.6 34 1 452.2 2 053.4 84 98.1 22 36 4 730.6 70.6 43 Núm. 37 57 55 3 León Matamoros Mérida Mexicalí 51 Minatitlán 14 44 31 Monc lovaFrontera Monterrey 25 Morelia 6 16 45 32 23 50 18 7 49 34 22 36 43 MoroleónUriangato Nuevo Laredo Oaxaca Ocotlán Veracruz de Ignacio de la Llave Morelos Morelos Jalisco Sonora Chihuahua Coahuila de Zaragoza-Durango GuanajuatoMichoacán de Ocampo Guanajuato Tamaulipas Yucatán Baja California Veracruz de Ignacio de la Llave Coahuila de Zaragoza Nuevo León Michoacán de Ocampo Guanajuato Tamaulipas Oaxaca Jalisco Veracruz de Orizaba Ignacio de la Llave Hidalgo Pachuca Coahuila de Piedras Negras Zaragoza Veracruz de Poza Rica Ignacio de la Llave PueblaPuebla-Tlaxcala T laxcala J alisco-Nayarit Puerto Vallarta Querétaro Querétaro Reynosa-Rio Tamaulipas Bravo Fuente: Elaboración propia García-Luna, A.2020; a partir de recursos de INEGI 2010 Núm. 17 32 �Ana Cristina García-Luna Romero, Eduardo Sousa-González / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 53 Tabla 1b. Clasificación y número de municipios de las zonas metropolitanas de México, 2010 Superficie Km2 DMU {hab, ha) Núm. 3 582.4 29 .2 39, Coahuila de Zaragoza 14 009.3 81.3 5 San Francisco del Rincón Guanajuato 716. 1 64.7 15 San Luis Potosí-Soledad Graciano Sánchez de 1 787.7 105.9 38 5 28 1.7 80.5 42 1 347.7 647 1 537.8 2 139.0 240.9 303.4 4422.7 64.9 73.2 52. 1 87.7 50.3 56.4 85 9 35 33 Tlaxcal a 708. 1 34.7 46 México Hidalgo Hidalgo 2 203.2 591.4 673. 1 64.8 30.1 63.5 24 20 19 Chiapas 1 517.5 82.3 10 7 866.1 160. 1 13 1 641.6 104.6 47 2 253.1 85.2 41 867 96.7 48 Zacatecas 1 439.5 88. 1 56 Michoacán de Ocampo 453 .7 95.7 26 Núm. Zona metropolitana 39 Rioverde Ciudad F ernánd 5 Saltillo 15 38 42 Tampico 9 35 33 30 59 58 2 Tecomán Tehuacán Tehuantepec Tepic Teziutlán Tianguis te neo Tijuana TlaxcalaA pizaco Toluca Tu la Tulancingo Tuxtla Gutiérrez 1 Valle de Méx ico 46 24 20 19 10 13 47 Ve racruz 41 Villahermosa 48 Xalapa 56 26 Za catee asGuadalupe ZamoraJacona Entidad{ es} federativa( s) e.z San Luis Potosí TamaulípasVeracruz de Ignacio de la Llave Colima Puebla Oaxaca Nayarit Puebla México Baja California 1 Distrito FederalHidalgo-Méx ico Veracruz de Ignacio de la Llave Tabasco Veracruz de Ignacio de la Llave Fuente: Elaboración propia García-Luna, A.2020; a partir de recursos de INEGI 2010 30 59, 58 2 �54 – RedUrban / Métricas espaciales de forma urbana: midiendo ciudades mexicanas Con este procedimiento se identificó un total de 59 ciudades centrales a visualizar en el mapa 2, las cuales pueden clasificarse en cuatro grupos los cuales se pueden validar en la información de la tabla 1a y 1b; según se muestra en el mapa 2 Mapa 4. Segundo grupo de ciudades Mapa 2. Zonas metropolitanas 2010 Fuente: Datos generados en esta investigación a partir del mapa digital INEGI Fuente: Datos generados en esta investigación a partir del mapa digital INEGI El primer grupo (ver mapa 3) corresponde a 36 ciudades, cuyas localidades constituyen conurbaciones entre dos o más municipios; estas ciudades ya se habían identificado como conurbaciones intermunicipales de más de 50 mil habitantes en el Censo del año 2005. En el tercer grupo (ver tabla 1a y 1b y mapa 5) se encuentran Juárez (Chihuahua) y León (Guanajuato), ambas ciudades con más de un millón de habitantes ubicadas dentro de un solo municipio. Mapa 5. Tercer grupo de ciudades Mapa 3. Primer grupo de ciudades Fuente: Datos generados en esta investigación a partir del mapa digital INEGI Fuente: Datos generados en esta investigación a partir del mapa digital INEGI El segundo grupo (ver tabla 1a y 1b y mapa 4) comprende a Tijuana (Baja California), Chihuahua (Chihuahua), Tula (Hidalgo) y Reynosa-Río Bravo, ciudades que no han rebasado sus límites municipales, pero que en 2010 mantienen un alto grado de integración funcional con municipios vecinos predominantemente urbanos. Finalmente, el cuarto grupo (ver tabla 1a y 1b y mapa 6) incluye siete ciudades definidas en términos de su importancia para la política urbana: Mexicali (Baja California), Matamoros y Nuevo Laredo (Tamaulipas), como metrópolis transfronterizas, y Acapulco (Guerrero), Cancún (Quintana Roo), Guaymas (Sonora) y Celaya (Guanajuato), que cumplen con los instrumentos de planeación urbana e integración funcional. �Ana Cristina García-Luna Romero, Eduardo Sousa-González / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 55 Mapa 6. Cuarto grupo de ciudades Fuente: Datos generados en esta investigación a partir del mapa digital INEGI En relación con el primer término, una vez que se identifica el universo de las zonas metropolitanas como lo hemos podido validar en la tabla 1a y 1b; la siguiente fase consistió en determinar y clasificar a los municipios centrales y los municipios exteriores que integran cada una de dichas zonas metropolitanas, de acuerdo a como se puede apreciar en la tabla 3. Respecto a los municipios centrales, se definieron como centrales a todos aquellos municipios con al menos una localidad geoestadística de tipo urbana que forma parte de la conurbación, independientemente de su tamaño, siempre y cuando demuestren un carácter urbano y un alto grado de integración funcional. Con este criterio se identificaron 250 municipios centrales. Por su parte, las ciudades que no hubiesen rebasado su límite municipal determinaron el mismo número de municipios centrales, con lo que el total ascendió́ a 263 municipios para las 59 zonas metropolitanas. Para efectos de delimitación, el conjunto de municipios centrales de cada zona metropolitana se constituyó́ en unidad territorial de origen y destino para determinar el grado de integración funcional de éstos respecto de cada municipio del país. En este sentido, la designación de los municipios centrales permitió́ estimar los desplazamientos entre los lugares de residencia y de trabajo de la población ocupada; lo cual evidencia la existencia de un proceso metodológico que, al igual que algunos países desarrollados, busca construir datos para la toma de decisiones, acciones y políticas públicas desde un enfoque sostenible y estratégico. Así, una vez identificados los municipios centrales, se procedió a definir los municipios exteriores mediante criterios establecidos por INEGI (2010): integración funcional, carácter urbano, distancia y planeación y política urbana. De esta manera, una vez más se define el abordaje conceptual de dichos criterios. En primer lugar, integración funcional se delimita como el grado de integración funcional, así mismo, se logra obtener para todos los municipios del país a partir de la estimación del porcentaje de la población ocupada según su lugar de residencia y trabajo con base en la muestra del Censo de Población y Vivienda 2010 y logrando presentar dos enfoques: primero, a partir de la estimación de la población ocupada residente de cada municipio que se distribuyó respecto a su lugar de trabajo; segundo, a partir del cálculo de la población que labora en cada municipios para desagregarla respecto a su lugar de residencia en las mismas unidades territoriales. A partir de dicha información se logra identificar la zona metropolitana con la que se vincula predominantemente cada municipio, en qué proporción y bajo qué modalidad, es decir, si como lugar de residencia de población que trabaja en los municipios centrales, o como lugar de trabajo de población que reside en dichos municipios. A su vez, el criterio de carácter urbano refleja indicadores (ver figura 6a y 6b) que dan cuenta del carácter urbano de un municipio: el porcentaje de población ocupada en actividades no primarias y la densidad media urbana. Figura 6a. Grupo de variables FU1 Grupo de Variables FUl ll Varí ble VI Descripción Sup rficie Urb na V2 Indice d policentralidad V3 lnd,c d compacidad Vd O nsld d urb na (hab por ha) vs lnd,c d distribución del mp eo V6 lndic de d1v rs dad V7 Tr V8 Superfici de manz,an za urb n V9 Penmetro medio d manzana VlO Vanabltidad d penmetro d manz na Vll promedio d longitud de Vl2 O Vl3 w. Es . Oe longitud O ns. longi ud d ' líd d VI Oens. de Vtatid,1des lid des Fuente: Elaboración propia García-Luna, A. 2020; a partir de bases de datos analizadas �56 – RedUrban / Métricas espaciales de forma urbana: midiendo ciudades mexicanas Figura 6a. Grupo de variables FU2 Grupo de Variables FU2 Vanable Cod!SO Fu nte Vl dr_n11_2010 Economk performance vanab e o V2 dr_n 1l_2010q Quartit group for l!con Deg~ roundneu_2010 VI) V V6 fulln s_2010 SI)( wt_2010 c11cu,ty_2010 ar ve Cllon_d n ty_20)0 ~ wp of o 1hc t otal 1 ur t of c.akvl cd fth ~flm I ar ~n (http://cleu.uconn.edu/t , 1of pr ne of bvil • fo ctlon ofl Ufban e tent area, for u ons of 2010. L.cvel of ~cnncu in the distn11u on o popubtion wi hin thc urt>an e ten of he year 1010. Thc average! ratio beh b tw n the two for complet si withm th urb e tcnt of 2000 (https://glthub.com/gboc ng/osm~ e ta es ~luu dosc to 1 men the struu in the nNwwk e mos~ nes and villlues · curvl r and es divíded e t nt, dudln urt, ne cnt polygom oí 2010. r m et_d Mlty_20 l0 by wtl ch th sh u t lnte'1ec ·onde lnt , 010: th Is cal al,arc uconn.ed oothn ss oh gre ter t~n 1 wh V7 v a ~ of thl! yur 2010. o 1h attt from, rb.an e en poly (h unoot hn u_2010 VS of 1oundn year 2010. · t dl'nit[V, c~kulatl'd as th sumo lons nd e clud f the urban d • , th,n th 1~ments of the stt t netwo In the mi d klcd by lhc ~a o lh urb n undire<tcd rcprcsenl.1 ,on o tM er.iph !in e cnt (of 2000) in squa e ilomtll crs. Vl4 Vl S Vl 6 p_protccted_are _2010 p_protected_area_new_2010 umbcr of ne v urb h rcu for ch urb,1n extcnt t y r 2010. F~ uch urb n extcnt, thc CM In 1010 were obt ined by subtmc in thc: Ufban extcnt In 1000 from the urb;)f'I ex1ent in 2010. Sum e ch urban e tent of 1010. urb e om 2000 to 2010. P«c pro n year 2010. Pete pro 1h y r 2000. ~ope_ue_2010 pop_den5itv_2010 Populatlon de V17 pop d n5ilV, )OIOQ Qu n_areai_growth_2010 VI O Vll n_ ea_km2_2010 V12 p_growth_ m2_2010 Vl 3 , an~inw • ty In t 010. mi group for popul.ltion dcnsity in the ye · io10. Fuente: Elaboración propia García-Luna, A. 2020; a partir de bases de datos analizadas De esta forma, se estima como el total de población ocupada en actividades del sector secundario (minería, industrias manufactureras, electricidad y agua y construcción) y terciario (comercio y servicios de transporte, comunicación, profesionales, financieros, sociales, gobiernos y otros), dividido por el total de población ocupada. En tanto, la densidad media urbana de cada municipio se obtiene a partir de la densidad bruta (población entre superficie) de cada una de sus AGEB´s urbanas ponderadas por el tamaño de su población. Además, el criterio de distancia se acota a la medición, por carretera pavimentada y de doble carril, entre el límite de la ciudad central que define la zona metropolitana y el límite de la localidad geoestadística de tipo urbana con mayor población del municipio exterior en cuestión. Sin embargo, solo se calculó para los municipios que no son centrales y que cumplen con los criterios de integración funcional y carácter urbano, así como para aquellos municipios que están reconocidos por los gobiernos locales y el federal como parte de una zona metropolitana. Por otro lado, el criterio de planeación y política urbana refiere a aquellos municipios reconocidos como parte de una zona metropolitana en un Programa y que se podría incorporar en cuanto sea capaz de mostrar características urbanas y de integración funcional con los municipios centrales. De esta forma, se puede garantizar que los municipios metropolitanos declarados y/o integrados a programas de zona metropolitana cuenten con elementos para ser considerados como urbanos, logrando experimentar un proceso de integración funcional. Por consiguiente, una vez concluido el cálculo de los distintos indicadores, se logra proceder a delimitar de 59 a 53 zonas metropolitanas (ver tabla 1a y 1b y mapa 7), agregando a cada grupo de municipios centrales, primero, �Ana Cristina García-Luna Romero, Eduardo Sousa-González / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 57 a aquellos municipios exteriores que cumplen íntegramente con los criterios de distancia, integración funcional y carác ter urbano; y después, a aquellos que no cumplen con el criterio de distancia pero sí con al menos uno de los criterios de planeación y política urbana. (Ver tabla 1a y 1b) Mapa 7. Delimitación de zonas metropolitanas para investigación Fuente: Datos generados en esta investigación De esta forma y como resultado, un total de 367 municipios quedaron integrados en las 59 zonas metropolitanas, de acuerdo con el Censo de Población y Vivienda 2010 de INEGI. La revisión, comprensión y consideración desde esta investigación de los procesos metodológicos tanto de INEGI como de otros autores abordados, permite confirmar que los procesos de expansión y dispersión en el territorio, como una de las consecuencias de los procesos de metropolización, se evidencian no solo con el aumento de la cantidad de zonas metropolitanas (temporal); sino también con los cambios en la conformación, expansión, conurbación así como en las dinámicas de integración funcional al interior de dichas zonas metropolitanas. De esta forma, resulta evidente que el crecimiento poblacional y la expansión de las metrópolis refuerza la concentración de actividades económicas, empleo, mercados y la consecuente consolidación de economías de escala y de urbanización que convierten a las zonas metropolitanas en motores productivos fundamentales para el desarrollo, este proceso viene acompañado de un incremento del carácter urbano y la integración funcional de los municipios exteriores/periférios con los municipios centrales. CONCLUSIONES Para la elaboración del índice compuesto de métrica urbana fue necesario armonizar las zonas metropolitanas entre ellas. Es decir que las observaciones en este caso las 59 zonas metropolitanas delimitadas para este corte temporal fueron reducidas a 53 zonas metropolitanas. Lo anterior, mediante la unificación de las bases utilizando únicamente las observaciones que correspondían de forma longitudinal con el fin de evitar algún tipo de sesgo en la información en los posteriores análisis a las nuevas zonas metropolitanas. No obstante, es de conocimiento y consideración del proceso metodológico de esta investigación que actualmente las zonas metropolitanas de México cuentan con una metodología para su identificación y delimitación; sin embargo, en la actualidad no existe un rango que estratifique según su forma urbana, pues al ser metropolitana y cumplir con una cantidad específica de población se puede abordar el tema de forma generalizada y realizar comparaciones omitiendo este factor. Para ello se propone crear previamente un índice de compuesto de métrica urbana que sintetice el concepto de forma través de variables definidas por métrica urbana logrando aislar el concepto de tamaño, lo cual, desde esta perspectiva representa el peso de la población para dicha medición, permitiendo con ello una estratificación más clara al momento de comparar las zonas metropolitanas, y, con esto evitar comparaciones desbalanceadas. Dicho balance o equilibrio en las comparaciones permitirá realizar un análisis mas adecuado cuando se utilicen los estratos derivados del índice compuesto de métrica urbana construido en la investigación para el emparejamiento de los factores resultantes de calidad de vida urbana y, así, alcanzar los objetivos que dentro de ellos esta comprobar la relación de la forma con la calidad de vida urbana. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ARENDT, H. (2002). La condición humana. México; Paidós ARENDT, H. 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Estado de la población mundial 2007: Liberar el potencial de crecimiento urbano. Nueva �Ana Cristina García-Luna Romero, Eduardo Sousa-González / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 59 York: Fondo de Población de las Naciones Unidas. WCED (1987). Our Common Future. World Commission on Environment and Development. Oxford: Oxford University Press. WILLIAMS, K., BURTON, E., & JENKS, M. (2000). Achieving Sustainable Urban Form: An Introduction. En K. Williams, E. Burton y M. Jenks (Eds.), Achieving Sustainable Urban Form (pp. 1-5). Londres: Spon Press. �60 – RedUrban / ARTÍCULO RETROSPECTIVA DEL DESORDEN URBANO: CASO DE ESTUDIO, MONTERREY RETROSPECTIVE OF URBAN DISORDER. MONTERREY CASE STUDY. Andrea Hernández Cantú 1 Eduardo Sousa-González 2 Recibido: julio 2020 Aceptado: octubre 2020 Resumen A lo largo de este artículo será posible observar a la Ciudad de Monterrey desde su problemática adquirida, partiendo desde el proceso de la industrialización y no precisamente tomando dicho proceso como algo negativo para su evolución, sino que, la visión tardía del ordenamiento que ésta requería tuvo consecuencias en diferentes ámbitos y no solamente en la expansión de la mancha urbana y el crecimiento demográfico del lugar. De esta manera, se realiza una retrospección del desorden urbano con el fin de evidenciar la multiplicidad de los problemas urbanos que hoy en día afectan la calidad de vida de su población. Posteriormente, se establece que para alcanzar un desarrollo urbano más eficiente y amable con el medio ambiente y su población es recomendable adoptar los cuatro objetivos de la sostenibilidad propuestos por Salvador Rueda (2012), con el propósito de generar un instrumento metodológicooperativo que permita evaluar la pertinencia de los elementos que forman parte del ordenamiento urbano en el desarrollo sostenible. Palabras claves industrialización, ordenamiento urbano, desarrollo sostenible Abstract Throughout this article it will be possible to observe the City of Monterrey from its acquired problems, starting from the process of industrialization and not precisely taking said process as something negative for its evolution, but rather, the late vision of the order that it required had consequences in different areas and not only in the expansion of the urban area and the demographic growth of the place. In this way, a retrospection of urban disorder is carried out in order to show the multiplicity of urban problems that today affect the quality of life of its population. Subsequently, it is established that to achieve a more efficient and friendly urban development with the environment and its population it is advisable to adopt the four sustainability objectives proposed by Salvador Rueda (2012), with the purpose of generating a methodological-operational instrument that allows evaluate the relevance of the elements that are part of urban planning in sustainable development. Keywords industrialization, urban planning, sustainable development 1 Nacionalidad: mexicana; adscripción: Facultad de Arquitectura de la Universidad Autónoma de Nuevo León; maestría en Ciencias con Orientación en Asuntos Urbanos. Email: andrea.hdzc@outlook.es 2 Doctor en Filosofía con orientación en Arquitectura Asuntos Urbanos, por la Universidad Autónoma de Nuevo León; profesor-investigador adscrito a la Facultad de Arquitectura UANL. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores (CONACYT) nivel II; es profesor de los programas de: Doctorado en Filosofía con orientación en Arquitectura y Asuntos Urbanos y Maestría en Planificación Urbano-regional. Miembro de la Academia Mexicana de Ciencias AMC desde el 2009; email: eduardo. sousagn@uanl.edu.mx; https://www.researchgate.net/profile/Eduardo_Sousa-Gonzalez/publications. �Andrea Hernández Cantú, Eduardo Sousa-González / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 61 Ella se obsequia a sí misma, ella se quita lo que le estorba. Ella se regodea en su detritus, y crece hasta donde le es deseable llegar. (Hurtado, 1997:38) INTRODUCCIÓN La relación que se ha tenido entre habitante-ciudad, ha sido modificada a lo largo de los años. Lo anterior debido a que la población se encuentra permanentemente en una etapa de cambios, enfocada a encontrar soluciones optimas a los problemas que amenazan como sociedad. Por ende, resulta primordial conocer la raíz de lo que ha llevado hoy en día a poseer en la zona metropolitana de Monterrey, una larga lista de dificultades que nos impiden ejercer nuestro derecho a la ciudad. En primera instancia, el urbanismo fue entendido como ciencia a mediados del siglo XIX durante el apogeo de la revolución industrial, la cual origino una ola de transformaciones socioeconómicas e innovaciones tecnologías que contribuyeron a la formación de estructuras urbanas. El crecimiento desordenado de la urbe industrial fomentó el caos espacial, el impacto ambiental y el conflicto social durante los últimos años, y lo cual seguirá sucediendo hasta que no se logre generar un cambio en la planeación urbana de la ciudad. Los problemas que alteran la calidad de vida de la población mundial son muchos y muy diversos, que por supuesto, dependen del lugar que se esté analizando. Por esta razón, la necesidad de incluir variables económicas, sociales, físicas y ambientales, ha sido una constante en el proceso del desarrollo sostenible de una ciudad; actualmente, en el año 2020, las investigaciones referentes a dicho proceso no son algo nuevo y al ser un tema del ámbito mundial, existe ya una agenda para el 2030, realizada por la ONU HABITAT, en la cual se plantean 17 objetivos del desarrollo sostenible, uno de ellos referente a las ciudades y comunidades sostenibles (ODS 11). Dicha agenda describe qué es lo que se debe hacer, pero al estar dirigida a más de 190 países, es imposible brindar un manual de cómo hacerlo, por esta razón, es competencia de cada país establecer sus propias acciones, con el fin de cumplir con los lineamientos que fomenten las ciudades compactas, equitativas, prosperas, seguras, sostenibles y resilientes. En este mismo tenor, el autor Salvador Rueda (2012) generó un Modelo de Ciudad más Sostenible en el 2012, el cual está estructurado en cuatro variables que responden a los cuatro objetivos básicos del urbanismo sostenible, entendidos como: i. La compacidad; ii. La complejidad; iii. La eficiencia y; iiii. La estabilidad Este mismo modelo fue tomado como referencia por Fabiola R. Garza (2015) en su investigación titulada: Evaluación de indicadores socio-urbanos y estrategias de reforma para el centro de Monterrey como parte del VII Seminario Internacional de Investigación en Urbanismo, Barcelona-Montevideo en junio del 2015. Lo anterior ha permitido que se conozca el alcance de la información con la que cuenta la Ciudad de Monterrey, permitiendo un acercamiento consciente de los datos. En el presente artículo se analizará la Ciudad de Monterrey como un claro ejemplo de ciudad industrial, ya que su desarrollo y crecimiento se dieron gracias al comercio y la minería, lo cual trajo consigo una serie de consecuencias, entre ellas del ámbito social; una de estas fueron los movimientos migratorios del campo a la ciudad, debido a su localización y las nuevas vías de comunicación y transporte que facilitaban el traslado masivo de nuevos habitantes. Lo anterior evolucionó de una manera descomunal, por lo que hoy en día, la población ha aumentado significativamente y de manera horizontal, provocando que los traslados entre municipios se volvieran inevitables, afectando principalmente a los municipios más alejados, siendo estos Juárez y García. No obstante, es el municipio de Monterrey el cual recibe el 37.3% de la población que sale de su municipio, convirtiéndose este, en el punto de convergencia dominante. Por otra parte, la intención de este artículo es evidenciar como los diferentes problemas del desarrollo urbano se encuentran directa o indirectamente relacionados y que esta problemática adquirida se debe presuntamente a un crecimiento demográfico prematuro (Sousa, G.: 2020; 2015; 2010), el cual rebasó cualquier tipo de ordenamiento urbano en la Ciudad de Monterrey; por lo que identificar cuales son los diferentes problemas que lo anterior ha provocado y su relación entre ellos, sería el primer paso para la obtención de una propuesta que permita evaluar la pertinencia de elementos del ordenamiento urbano, sobre un desarrollo que posibilite disminuir dicha problemática. MARCO TEÓRICO I. LA CIUDAD DE MONTERREY: UNA PROBLEMÁTICA ADQUIRIDA La industrialización de la Ciudad de Monterrey comenzó aproximadamente a finales del siglo XIX e inicios del XX, cuando los primeros empresarios comenzaron a aparecer; el señor Calixto Piazzini solicitó al gobierno del Estado una concesión para establecer una industria que llevo por nombre Cerveza y Hielo de Monterrey, días más tarde Juan �62 – RedUrban / Retrospectiva del desorden urbano: caso de estudio, Monterrey R. Price solicitó lo mismo por la Fundición y Elaboración de Maquinaria Monterrey; fue a partir de estas empresas que se inició la revolución industrial en Monterrey (Morado, 2007, pág. 29. Citado por: Herrera, L., 2012, pag.05). No obstante, según el Plan de Desarrollo del Municipio de Monterrey, el gran detonador del proceso de industrialización fue la construcción de cuatro grandes plantas metalúrgicas, destacando la puesta en marcha en 1903 de la primera siderúrgica moderna en América Latina: la Fundidora de Fierro y Acero de Monterrey, S.A. Por consiguiente, el proceso de expansión territorial y poblacional se inició en la década de los cuarenta como consecuencia del proceso de urbanización-industrialización que experimentó el país en esos años. Es por esto que entre 1940 y 2010, su población se incremento 17 veces y se extendió a nueve municipios. Fueron muchas y muy grandes las industrias que se posicionaron en la Ciudad de Monterrey, generando una gran cantidad de empleos. Por lo anterior, hoy en día la zona metropolitana de Monterrey está conformada por 13 municipios3: Apodaca, Cadereyta, El Carmen, García, San Pedro Garza García, General Escobedo, Guadalupe, Juárez, Monterrey, Salinas Victoria, San Nicolás de los Garza, Santa Catarina y Santiago; esto quiere decir que en 9 años, fueron incluidos 4 municipios más. No obstante, el Índice básico de las ciudades prósperas de la Ciudad de Monterrey, Nuevo León, México, realizado por la ONU HABITAT en el año 2018, menciona que la aglomeración urbana está compuesta por los siguientes municipios: Apodaca, Guadalupe, San Nicolás de los Garza, General Escobedo, Santa Catarina, Juárez, García, San Pedro Garza García, Cadereyta Jiménez, General Zuazua, Santiago, Salinas Victoria, Ciénega de Flores, Pesquería y El Carmen (Figura 1), es decir, 2 municipios más en comparación con los mencionados anteriormente. La aglomeración urbana cuenta con una población registrada en el 2015 de 4,673,126 personas (Tabla 1), mientras que la proyección para el 2030 estipula una población de 5,546,218 personas, es decir, un aumento del 18.68% (Tabla 2). Figura 1. Delimitación de la aglomeración urbana ..... ___ . \ .,.' Fuente: Índice de básico de las ciudades prosperas de la Ciudad de Monterrey. Pag.37 3 Aunque el Diario Oficial de Nuevo León del año 2020, solamente menciona 9 municipios. �Andrea Hernández Cantú, Eduardo Sousa-González / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 63 Tabla 1. Población de la zona metropolitana de Monterrey (1990-2015) Población de la zona metropolitana de Monterrey (1990-2015) Año 1990 1995 2000 2005 2010 2015 Aglomeración Urbana 2,691,258 3,130,022 3,409,563 3,778,584 4,206,636 4,673,126 Apodaca 115,913 219,153 283,497 418,784 523,370 597,207 Cadereyta Jiménez 53,582 62,440 75,059 73,746 86,445 95,534 Ciénega de Flores 6,708 8,586 11,204 14,268 24,526 42,715 El Carmen 4,906 6,168 6,644 6,996 16,092 38,306 García 13,164 23,981 28,974 51,658 143,668 247,370 San Pedro Garza García 113,040 120,913 125,978 122,009 122,659 123,156 General Escobedo 98,147 176,869 233,457 299,364 357,937 425,148 General Zuazua 4,647 5,276 6,033 6,985 55,213 67,294 Guadalupe 535,560 618,933 670,162 691,931 678,006 682,880 Juárez 28,014 50,009 66,497 144,380 256,970 333,481 Monterrey 1,069,238 1,088,143 1,110,997 1,133,814 1,135,550 1,109,171 Pesquería 8,188 9,359 11,321 12,258 20,843 87,168 Salinas Victoria 9,518 15,925 19,024 27,848 32,660 54,192 San Nicolás de los Garza 436,603 487,924 496,878 476,761 443,273 430,143 Santa Catarina 163,846 202,156 227,026 259,896 268,955 296,954 Santiago 30,182 34,187 36,812 37,886 40,469 42,407 Fuente: Elaboración propia con base en información recabada en el INEGI �64 – RedUrban / Retrospectiva del desorden urbano: caso de estudio, Monterrey Tabla 2. Proyección 2030 Año 1 1 Unidad de medida 1 Monterrey 1 Aglomeración Urbana Población y territorio Población 2015 Habitantes 1,109,171 4,673,126 Proyección de población 2030 Habitantes 1,352,779 5,546,218 Fuente: Índice Básico de las Ciudades Prosperas 2018, Monterrey, N.L., México. Pág. 35 Lo anterior afectará, como lo ha hecho hasta ahora, en la expansión de la mancha urbana, debido a las nuevas modalidades de vivienda que ofrece el mercado inmobiliario, las cuales fomentan el surgimiento de ciudades dormitorio y perjudicando de manera importante la calidad de vida de los habitantes establecidos en dichos modelos. Hoy en día, la zona metropolitana de Monterrey alberga también, una gran cantidad de comercios, los cuales se han posicionado principalmente en los centros de población, aumentando notoriamente la plusvalía de estos. A su vez, existen actualmente programas de densificación para la zona central de Monterrey, lo cual sería una excelente propuesta de no ser que, el estrato socio económico al que va dirigido dicho proyecto, no es coherente con el salario de la población; lo que conduce a los habitantes a buscar vivienda en la periferia, ya que no cuentan con el capital necesario para vivir en el centro de la ciudad (Ver la figura 2). Figura 2. Crecimiento de la mancha urbana de la zona metropolitana de Monterrey (2000 - 2010 - 2020) 2000 ~. ... · - ' 2010 '··~ 2020 Fuente: Google Earth. Gráfico generado para esta investigación "'!"1 ,. -i!#, �Andrea Hernández Cantú, Eduardo Sousa-González / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 65 Debido a esto, nos encontramos con el concepto de Urban Sprawl, el cual Barnes, K. lo denomina como ¨un patrón de uso y cubrimiento de suelo en donde la tasa de urbanización del suelo excede significativamente la tasa de crecimiento poblacional, en un periodo especifico, con baja densidad de suelo impermeable¨ (Barnes, K. Citado por: Cerda, 2007, p.11). El Urban Sprawl de igual manera, fomenta el uso y la dependencia del vehículo privado, los cuales necesitan de determinados espacios que generan exclusión (García, Smith y Mejías, 2007. Citado por Mejías, M. 2013.), sin mencionar el alto costo que genera el mantenimiento de dichas infraestructuras y servicios. El fenómeno del Urban Sprawl no sería tan fuerte si contara con la planificación adecuada, en donde los residentes que han migrado a otras partes de la zona metropolitana contaran con los recursos necesarios para desenvolverse en zonas relativamente cercanas a su hogar. El verdadero problema cobra vida cuando los residentes que han quedado segregados, no cuentan con el equipamiento necesario a distancias próximas de su vivienda, por lo que se encuentran obligados a regresar constantemente y de manera temporal a los centros poblacionales (Sousa, E. 2020a). La función que tiene el espacio público de favorecer la calidad de la vida urbana se cumple en primera instancia cuando en la ciudad existen condiciones físicas y espaciales que garantizan el uso, goce y disfrute de cada uno de los elementos constitutivos (Martí, García y Nolasco, 2013. Citado por: Jiménez, J. 2016, pág. 70). Coincidiendo con Borsdorf (2003) donde afirma que la fragmentación de las Ciudades latinoamericanas se debe a las tendencias de localización de elementos funcionales en el espacio urbano (p.44). Esto indica que, no solo ha influido el crecimiento de la población sino que, la localización del equipamiento de la ciudad, es el factor responsable de fragmentarla. De igual manera, estos elementos funcionales generalmente se encuentran lejos de las ciudades dormitorio, por lo que provoca que los traslados sean más frecuentes. Por otra parte, Gustavo Endara (2017) nos dice que: ¨El modo en que nos transportamos a través de una ciudad habla también sobre cómo es ella. Por ello es fundamental analizar si los modos de transporte que se promueven permiten que conozcamos la ciudad, vivamos sus espacios, interactuemos con sus habitantes, podamos disfrutarla o por el contrario, si limitan el acceso, distancian a unas personas de otras, o hacen que queramos alejarnos lo más rápido posible de ella¨ (p. 09) Una ciudad que solamente está dirigida y diseñada para un solo medio de transporte, difícilmente se puede considerar eficiente. En cuanto al caso particular de la Ciudad de Monterrey, al menos el 58.7% de la población se transporta en un medio diferente al automóvil, ya sea en camión, microbús, transporte de trabajo, taxi, bicicleta, metro, motocicleta, o a pie. Por lo que contar con una ciudad preparada exclusivamente para medios de transporte privados y motorizados, no resulta ser lo ni lo más ético, ni lo más justo. Mosaind (2018) menciona que: ¨La falta de aplicación de políticas adecuadas e innovadoras para ofrecer opciones de movilidad eficientes pueden exagerar el problema actual de transportación¨ (p.03), lo cual podría ser complementado con la visión de Seguí y Martínez (2004) quienes afirman que: ¨las tecnologías de la información y la comunicación incrementan la eficiencia, la eficacia y la seguridad en todos los modos de transporte (p.125). Esto es, es necesaria la implementación de políticas públicas pertinentes, que impulsen la movilidad eficiente y permitan que la población pueda transportarse de manera competente, tomando en cuenta la población a la que cada uno de estos medios sirve y el espacio físico dedicado a ellos, apoyándose por otra parte, en los avances de las TIC con el fin de agilizar este proceso. En el caso especifico del estado de Nuevo León, según la encuesta de percepción ciudadana ¨Así vamos, 2018¨ se menciona que el tiempo de viaje redondo promedio es de 1 hora con 6 minutos, mientras que el 36.3% de la población se traslada a otro municipio diariamente, la Ciudad de Monterrey recibe a más de un tercio de las personas que salen de él; a su vez, Juárez y García están registrados como los municipios de donde salen más personas. Es importante planear la ciudad de manera estratégica, debido a que ¨la movilidad crece y se diversifica, los flujos que son cada vez mayores y dispersos en el espacio, lo son también en tiempo¨ (García, 2008, p.03), sobre todo por la priorización que hoy en día se le ha dado a los vehículos de motor, agregar carriles a las vialidades no será nunca la solución y mucho menos si lo que se quiere evitar es la fragmentación urbana. Mientras todo eso sucede, las afectaciones al medio ambiente y la calidad de vida de la población también aumenta. En un estudio publicado en la Revista de Divulgación Científica y Tecnológica de la UANL No. 77 enero-febrero 2016, sobre la calidad del aire, se reveló que el 36% de las partículas PM2.5 proviene de combustibles fósiles, las cuales emergen principalmente de fuentes vehiculares. La contaminación provocada por los vehículos de motor, más la poca vegetación con la que cuenta hoy en día la Ciudad, terminaran por causar efectos más graves en el ecosistema. Aunado a esto, la producción mundial de �66 – RedUrban / Retrospectiva del desorden urbano: caso de estudio, Monterrey automóviles ha ido aumentando consecuentemente, en el año 1948 se contaba con 4,590,423 vehículos, mientras que en el 2010 la cifra aumento a 58,478,810 vehículos, 12 veces más. (Roca, S; Huynh, 2011. Citado por: Ulloa, G, 2011, p.06). De igual manera, el parque vehicular de Nuevo León se ha incrementado de manera significante en los últimos veinte años, según el Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI) la flota vehicular registrada en el año de 2000, conformada por automóviles, camiones para pasajeros, camiones y camionetas para carga, y motocicletas, fue de 952,866 vehículos, mientras que las cifras del año 2019 subieron a 2,385,644 vehículos, esto quiere decir que la flota vehicular aumentó un 150.36% en casi veinte años (ver la tabla 3). El incremento en el uso del vehículo particular se debe no solo a la lejanía entre la vivienda y los servicios en los que se desenvuelve el ciudadano; Prieto (2011) afirma que: ¨el estado actual de servicios públicos como los de salud y transporte colectivo; en proporción a la mancha urbana, la red del metro resulta insignificante¨ (p.183). La alta demanda del automóvil ha provocado que una gran parte de los recursos con los que cuenta el gobierno para la regeneración de la ciudad, se desvíe en beneficio del transporte privado, generalmente para cubrir baches, construir pasos a desnivel o incremental las vialidades. Lo anterior provoca la manifestación de un fenómeno conocido como tránsito inducido, el cual Galindo, Heres y Sánchez (2006) se dieron a la tarea de comprobar a escala México, donde sus resultados fueron los siguientes: Tabla 3. Vehículos de motor registrados en circulación en Nuevo León Vehículos de motor registrados en circulación en Nuevo León (2000-2019) Camiones Camiones y Año Total Automóviles Camionetas Motocicletas para para carga pasajeros 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 952,866 1,134,003 1,248,474 1,336,726 1,455,463 1,451,581 1,605,120 1,743,646 1,812,944 1,890,350 1,975,586 2,084,551 2,183,614 2,297,443 1,797,854 1,865,729 1,997,592 2,129,728 2,269,029 2,385,644 650,134 787,128 855,046 915,824 983,132 990.912 1,115,206 1,221,716 1,269,676 1,327,025 1,389,831 1,470,592 1,545,344 1,634,474 1,314,279 1,377,434 1,488,363 1,593,335 1,706,431 1,790,390 13,378 13,025 14,039 14,373 14,372 14,855 15,366 15,047 15,182 15,321 15,660 16,129 16,443 16,896 8,265 8,374 8,320 8,700 10,169 11,403 279,895 322,392 365,323 389,782 438,461 423,075 447,956 476,731 494,690 511,962 530,705 553,529 571,223 589,328 430,004 427,712 441,012 458,053 468,141 481,725 Fuente: Elaboración propia con base en información recabada del INEGI 9,459 11,488 14,066 16,747 19,498 22,739 26,592 30,152 33,396 36,042 39,390 44,301 50,604 56,745 45,306 52,209 59,897 69,640 84,288 102,126 �Andrea Hernández Cantú, Eduardo Sousa-González / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 67 cuando una vialidad permite reducir 6 minutos a un viaje que solía tomarnos 60 minutos, se genera un aumento del 3.8% del volumen del tránsito vehicular. Si el viaje solía durar 120 minutos la reducción de 12 minutos crece en 7.6% el volumen de tránsito vehicular y en 11.3% para viajes de 180 minutos. Esto resultados indican que la construcción de nuevas vialidades tiene beneficios limitados en el tiempo y que la estrategia de construir más calles para reducir el tránsito resultará, en el mediano y largo plazo, un fracaso (ITDP, 2011:23). Por otra parte, la facilidad con la que hoy en día se puede adquirir un automóvil, es otro factor detonante en el aumento del parque vehicular; los enganches que se estipulan para la venta de un auto, van alrededor del 20% de su valor total, por lo que muchos usuarios prefieren obtener un vehículo propio aun cuando esto signifique contraer una deuda, la cual terminaran de pagar en ¨x¨ cantidad de años. Estas han sido unas de las razones por las que el transporte público ha ido en decadencia en los últimos años, no solo por el mal estado de las unidades, sino por toda lo que conlleva trasladarte en él; las paradas de camión están, en su mayoría, en malas condiciones, son inaccesibles o algunas veces ni siquiera existen. A su vez, las filas son interminables y el tiempo que se necesita para comenzar el viaje muchas veces requiere de mucha anticipación. Es por eso que la mayoría de los habitantes de la zona metropolitana de Monterrey anhela conseguir un vehículo propio en el cual pueda desplazarse con mayor facilidad, al menos en términos de confort. Consecuentemente, esta sincronización de problemas termina formando un importante caos vial en la movilidad, el cual hoy en día es uno de los diversos factores que afectan la calidad de vida de los habitantes de la zona metropolitana de Monterrey. Las largas distancias que los usuarios de transporte motorizado, ya sea público o privado, tienen que recorrer debido al gran aumento de las dimensiones de la mancha urbana han provocado grandes pérdidas de horas hombre en los trayectos cotidianos; lo anterior se debe al creciente número de vehículos en circulación, los cuales provocan congestionamiento, contaminación del medio ambiente, exceso de ruido, incremento del número de accidentes viales, entre otros (Pérez, Bautista, Salazar y Macías 2013). Dentro de las afectaciones que influyen en la calidad de vida de los habitantes, también se encuentra la cultura vial con la que cuenta nuestra ciudad que a estas alturas, es reprobable. Se ha puesto al peatón en un alto riesgo, donde la integridad y protección han pasado a un segundo plano. Según el documento de 20 principales causas de mortalidad por año 2000-2014 de Nuevo León (pag.07) de la Alianza Nacional por la Seguridad Vial, se determina que la segunda causa de muerte en personas de 5-35 años de edad es debido a accidentes de vehículo de motor. ¨En los últimos años han surgido ciertas tendencias dentro del planeamiento urbano que, basándose en estadísticas sobre choques de automóvil, afirman que se podría reducir el riesgo de accidentes si se crearan zonas de tránsito mixto en una misma calle, bajo el lema de “espacio compartido”. [...] los peatones pueden convivir perfectamente con otros medios de transporte, siempre y cuando quede perfectamente claro que quienes circulan a pie tienen ascendencia por sobre los otros.¨ (Ghel, 2014, p. 94). En este mismo tenor, la participación ciudadana también es un elemento fundamental a la hora de planear ciudades, por lo que es necesario incluir las demandas de los habitantes a los Planes de Desarrollo que construyen el futuro de la ciudad. Por lo anterior, en el Artículo 26° de la Constitución Política de los Estados Unido Mexicanos se establece que: ¨La planeación será democrática y deliberativa. Mediante los mecanismos de participación que establezca la ley, recogerá las aspiraciones y demandas de la sociedad para incorporarlas al plan y programas de desarrollo¨ (Const., 1917, art. 26). De modo que, el cumplimiento de esta ley permitirá crear ciudades para las personas que la viven. Un ejemplo de inconformidad es el documento referente a la movilidad peatonal titulado: La banqueta se respeta, el cual fue realizado en el 2018 por algunos habitantes de la Ciudad de Monterrey, en el se expresa la situación actual de las banquetas del primer cuadro de la ciudad; pésimas condiciones físicas, en abandono, bloqueadas por mobiliario urbano, malas condiciones para usuarios de transporte público, imposibles para personas con discapacidad, así es como describen las condiciones de las banquetas en la ciudad. Con base en lo anterior, se considera fundamental recoger las inquietudes de los ciudadanos y hacer valer su opinión, ya que una ciudad que posea un diseño universal en su espacio público puede servir a más población al cumplir con los siete principios: uso equitativo, uso flexible, simple e intuitivo, información perceptible, tolerancia al error, mínimo esfuerzo físico, tamaño y espacio adecuado para aproximación y uso (Centro de Diseño Universal de la Universidad de Carolina del Norte, 1999). �68 – RedUrban / Retrospectiva del desorden urbano: caso de estudio, Monterrey La Organización Mundial de la Salud del mismo modo establece que: ¨El desarrollo de las condiciones necesarias para que exista una igualdad de oportunidades puede reducir las barreras que dificultan la integración social y la incorporación al desarrollo de las personas con discapacidad, permitiendo que el sistema general de la sociedad, es decir, el medio físico y cultural, la vivienda, el transporte, los servicios sociales y sanitarios, las oportunidades de educación y trabajo, así como la vida cultural y social, se vuelva accesible para todos.¨ (ONU, CNDH, 1999, p.38. Citado por: Bojórquez, Y., 2006, p.04) Existen algunos casos de éxito, como lo es la avenida Morelos, un programa de regeneración urbana que tenía como propósito incentivar el uso de otras alternativas de movilidad diferentes al automóvil, en donde por medio de Calles completas integran diferentes tipos de movilidad y permiten la accesibilidad para todo tipo de usuario. A partir de esto, durante la alcaldía de Adrian de la Garza en el municipio de Monterrey, se presentó en el año 2019, el proyecto de Calles Completas en el Centro de la Ciudad el cual, durante su primera etapa, pretende impulsar la movilidad sustentable y mejorar la imagen urbana de la calle Juan Ignacio Ramón, por medio de la ampliación de banquetas las cuales benefician al peatón, y por consiguiente la reducción de carriles, con el fin de fomentar la movilidad no motorizada. Desafortunadamente, este tipo de proyectos muchas veces carecen de continuidad, aún cuando la Ley de Desarrollo Urbano del Estado de Nuevo León establece en el Artículo 15° una serie de compromisos y obligaciones definidas a cargo de la Comisión Estatal de Desarrollo Urbano en donde se compromete y obliga a dar seguimiento y evaluar las acciones en materia de reservas para el crecimiento urbano, infraestructura, equipamiento y servicios públicos, así como acomodar mecanismos de articulación de las acciones de fomento al crecimiento económico, de desarrollo social, desarrollo rural, ordenación del territorio, mejoramiento ambiental y aprovechamiento optimo de los recursos naturales. Sandía (2009) asegura que la búsqueda en las próximas décadas para alcanzar la sostenibilidad en las ciudades latinoamericanas debe ser una de las mayores preocupaciones de nuestros tiempos, para poder garantizar a los habitantes una ciudad saludable que genere vidas saludables. Así, al tender a una ciudad que vele por el mejoramiento ambiental, se obtendrá un espacio digno que favorezca la calidad de vida de su población. Por consiguiente, en términos de planificación urbana se distinguen dos patrones urbanísticos principales, cuyas características conforman la definición de un modelo urbano, el cual uno es i. La ciudad compacta y otra; ii. Es la ciudad dispersa (Ortuño, Fernández y Fernández A., 2017). La ciudad de Monterrey se enmarca dentro del concepto de ciudad dispersa, lo que ha perjudicado en diferentes aspectos la calidad de vida de la población y de igual manera, al medio ambiente, tal como se mencionó anteriormente. A estas alturas, ya no se podría revertir el crecimiento que se ha suscitado en Ciudad de Monterrey, pero si se podría generar en una investigación que permita evaluar la pertinencia de los elementos del ordenamiento urbano, con el fin de direccionarlo a un desarrollo sostenible. En gran parte el Plan de Desarrollo Urbano fue creado precisamente para esto, para enumerar y categorizar diversas estrategias que fomenten un ambiente más amable y sostenible, aunque difícilmente se tiene una continuidad de las actividades mencionadas dentro de él ya que, al cambiar de poderes, cada partido político tiene establecidos sus propios planes de acción, por lo que es necesario establecer leyes que procuren el seguimiento de cada uno de los proyectos establecidos dentro del Plan. Por último, cabe mencionar, que lograr una mejora en la morfología de la ciudad es tarea de todos, ya que no sirve de nada que las personas que rigen esta Ciudad propongan proyectos de regeneración o planes de intervención si la sociedad no colabora con lo anterior. Tenemos el derecho a vivir la ciudad, pero también la obligación de cuidarla. Cabe mencionar que si bien, los problemas que alteran la calidad de vida de la población mundial son muchos y muy diversos, que por supuesto, dependen del lugar que se esté analizando. Por esta razón, la necesidad de incluir aspectos económicos, sociales y ambientales, ha sido una constante en el proceso del desarrollo sostenible de una ciudad; actualmente, es decir, en el año 2020, las investigaciones referentes a dicho proceso no son algo nuevo y al ser un tema de talla mundial, existe ya una agenda para el 2030, realizada por la ONU HABITAT, en la cual se plantean 17 objetivos del desarrollo sostenible, uno de ellos referente a las ciudades y comunidades sostenibles (ODS 11). Dicha agenda describe que es lo que se debe hacer, pero al estar dirigida a más de 190 países, es imposible brindar un manual de cómo hacerlo, por lo que cada país tiene el deber de establecer sus propias acciones, con el fin de cumplir con los lineamientos que fomenten las ciudades compactas, equitativas, prosperas, seguras, sostenibles y resilientes. �Andrea Hernández Cantú, Eduardo Sousa-González / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 69 ESTUDIO DE CASO La presente investigación se sitúa dentro la zona metropolitana de Monterrey, Nuevo León, México. Como se mencionó con anterioridad, Monterrey es el municipio con mayor porcentaje de personas recibidas en su municipio (figura 2, cfr.), esto es, con mayor convergencia entre la población de la Zona metropolitana de Monterrey, de manera que los habitantes de los municipios aledaños requieren concurrentemente atravesar dicho municipio o incluso arribar a él, debido a que este alberga un gran porcentaje del equipamiento que requiere la población para subsistir, es decir, zonas de comercio, oficinas, escuelas, hospitales, entre otras. En este mismo orden de ideas, el caso de estudio se concentrará únicamente en dos de los ejes estructurales más importantes de la Ciudad mencionados dentro del Plan de Desarrollo Urbano del Municipio de Monterrey 2013-2015, siendo estos, el par vial aledaño al Rio Santa Catarina, es decir, la Av. Constitución y la Av. Ignacio Morones Prieto, con el fin de analizar la ciudad de manera transversal con sentido oriente-poniente, mientras que, en el sentido longitudinal, en dirección norte-sur, se analizarán las avenidas J. Eleuterio González (Gonzalitos) y Fidel Velázquez (ver la figura 1). No obstante, el motivo de la selección de dichos ejes resulta de una encuesta de percepción ciudadana, Cómo Vamos Nuevo León 2018, en donde el apartado de movilidad muestra que, en los traslados entre municipios, el porcentaje más alto de personas que salen de su municipio se encuentran en primera instancia en Juárez, seguido de García, San Pedro Garza García y Escobedo (Figura 3). Cabe mencionar que, existen muchas otras avenidas igual de concurridas e importantes, las cuales podrían ser analizadas con el instrumento resultante de esta investigación. Sin embargo, para fines de este estudio se consideró imprescindible seleccionar aquellas que fueran transitadas por los municipios con porcentajes de traslados más altos. Figura 3. Caso de estudio --Escobedo García / / I , '--l-----···: i ' . Apodaca -- Santiago Fuente: Plan de Desarrollo Urbano del Municipio de Monterrey 2013-2025 �70 – RedUrban / Retrospectiva del desorden urbano: caso de estudio, Monterrey Figura 4. Personas recibidas por municipio Personas recibidas por municipio 2 37.3% 19.1% 9.4% 8.9% 5.9% 5.0% 3.4% 1111 t U) (1) ,¡.., ou c. ::::i ¡:¡; e ro "O ro ::, (!) ·z e o :;E (/) e ro u ro (1) •rn ',._ "O (]J '8a. (IJ .D ll. <( o "O e 8 V') w U) n:l rn e: ·e ro ~ -- 1.8% ro ü'ro (.'.) u 1.3% 1.1% oOl N ~ •ro ::::i -, 0.6% ro ,¡.., ro :p e: ro ~ (]J "O ro (/) ro e u ,¡.., uil Fuente: Cómo Vamos, Nuevo León. Pág. 34 Figura 5. Personas que salen de su municipio para realizar su viaje principal Personas que salen de su municipio al realizar su uiaje principal 1 58.9% • ---- 30.5% 23.1% 21 8º/ • N QJ ,_ •«l ::::i -, o ,_ o ·u,_ra 1J ~ & .e «l 1/l e U') '@ o u w 1/l ra e ra u :.'31 o .Id ·¡: ra «l 1J e: <tl u ra ..., <( z (/) -- 1i, e o Q. QJ Q. ::::i ñ3 1J «l ::::i (!) ra (/) Promedio Fuente: Cómo Vamos, Nuevo León. Pág. 34 .....ra>, <IJ ,_ <IJ 1J a ~ ~ <( rd ,_ (1) ::::i LL. >, (IJ !::: (IJ eo ~ /O 36.3% 18,7% o rn «l ~ c7l �Andrea Hernández Cantú, Eduardo Sousa-González / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 71 METODOLOGÍA Como se mostro en el primer apartado, existe una gran cantidad de problemas en la zona metropolitana de Monterrey y dar solución a estas no será una tarea fácil y mucho menos rápida. La cultura del mexicano esta mayormente acostumbrada a obtener resultados inmediatos, pero en lo que al desarrollo urbano se refiere, una solución podría tomar muchos años y mucho esfuerzo. Esto es, la respuesta no reside en un solo rubro, sino que, consiste en una serie de acciones que en conjunción podrían llegar a una mejora física y social. El mejoramiento del desarrollo urbano solo podría ser beneficiado si se considera el ámbito de lo Sostenible, por lo que la propuesta de mejora que se presentara a continuación hace énfasis en este concepto. Se tomará el Modelo de Ciudad más Sostenible de Salvador Rueda como parte principal del Marco Teórico. Rueda estructura su modelo en cuatro variables, las cuales responden a los cuatro objetivos básicos del urbanismo sostenible, entendidos como: i. La compacidad; ii. La complejidad; iii. La eficiencia y; iiii. La estabilidad Los cuales define de la siguiente manera: la compacidad como el eje que atiende a la realidad física del territorio, y por lo tanto a las soluciones formales adaptadas: la densidad, la distribución de usos de suelo, el porcentaje de área verde y otros. De igual manera, determina la proximidad entre los usos y las funciones urbanas, este eje responde a la movilidad y el espacio público y el modelo de ordenación del territorio. La Complejidad atiende a la organización urbana, y al grado de mixticidad de usos y funciones en un territorio determinado; es el reflejo de las interacciones que se establecen en la ciudad entre las personas jurídicas, actividades económicas, asociaciones, e instituciones. La eficiencia se relaciona con el metabolismo urbano, esto es la gestión de los recursos naturales y por último, la cohesión social se encarga de atender a las personas y las relaciones sociales en el sistema urbano, la mezcla social tiene un efecto estabilizador sobre el sistema urbano y equilibra la sociedad. Así mismo, se propone abordar el desarrollo desde estos cuatro objetivos básicos del urbanismo sostenible, de manera que se dosifiquen los problemas presentados en la primera parte en cuatro variables principales, siendo estas: el ordenamiento urbano, las políticas púbicas, el medio ambiente y la cohesión social. Cabe mencionar que, este mismo modelo de Rueda fue tomado como referencia por Fabiola R. Garza en su investigación titulada: Evaluación de indicadores socio-urbanos y estrategias de reforma para el centro de Monterrey como parte del VII Seminario Internacional de Investigación en Urbanismo, Barcelona-Montevideo en junio del 2015, lo que ha permitido que se conozca el alcance de la información con la que cuenta la Ciudad de Monterrey, permitiendo un acercamiento consciente de los datos. No obstante, la investigación de Garza se sitúa en el primer cuadro de la Ciudad de Monterrey, mientras que la presente investigación, como se menciono dentro del apartado de caso de estudio, se situará dentro de la zona metropolitana de Monterrey. RESULTADOS Las cuatro variables mencionadas en el apartado anterior serán abordadas de la siguiente manera: la variable del Ordenamiento Urbano analizará el ámbito físico de la ciudad, mediante la evaluación de las estrategias de movilidad y la condición física actual, así como el análisis del equipamiento urbano y su distribución; la variable de Políticas Públicas estará encargada de la gestión del espacio público, el análisis de las estrategias urbanas y la determinación de la influencia de la participación ciudadana; la variable de Medio Ambiente se encargará de analizar los efectos de la sustentabilidad, la expansión urbana y los elementos del paisaje urbano. Por último, la variable de la Cohesión Social tratará el análisis del nivel socio-económico, la segregación urbana y las consecuencias del crecimiento demográfico. Lo anterior tiene como resultado la obtención de un instrumento metodológico que permita evaluar la pertinencia de los elementos el ordenamiento urbano en el desarrollo sostenible del espacio público, no obstante, se pretende que dicho instrumento sea iterable, con la intención de que se pueda beneficiar al ordenamiento urbano de más ciudades. CONCLUSIONES La intención de este artículo es evidenciar como los diferentes problemas del desarrollo urbano se encuentran directa o indirectamente relacionados y que esta problemática adquirida se debe a un crecimiento demográfico prematuro el cual rebasó sin lugar a dudas cualquier tipo de ordenamiento urbano en la ciudad de Monterrey. Se planeo la industrialización como el inicio de un cambio constante sobre la forma en la que se desarrollaba la ciudad de Monterrey (figura 6, ver página siguiente) , pero de ninguna manera se insinúa que el proceso de industrialización resulta ser negativo para la evolución de la ciudad, si no que, la visión �72 – RedUrban / Retrospectiva del desorden urbano: caso de estudio, Monterrey tardía y prematura del ordenamiento que ésta requería, provocó que hoy en día, fenómenos evidentes como: i. La expansión de la mancha urbana; ii. El aumento de los costos inmobiliarios que se encuentran en o cerca de los centros de población; iii. La segregación en sus diferentes tipos; iiii. La carencia de transporte público de calidad y por el contrario; iiiii. La priorización del automóvil; iiiiii. Entre otros Han afectado directamente al medio ambiente y a la calidad de vida de la población; por lo anterior es necesario un re-direccionamiento hacia un desarrollo sostenible que incluya en su composición las tres variables indispensables de la sostenibilidad, con la intención de contar la posibilidad de satisfacer las necesidades de la población y que estas puedan perdurar en el tiempo, tomando en cuenta el aspecto económico, social y ambiental. No obstante, lo anterior requiere una cantidad considerable de tiempo y esfuerzo, por lo que es necesaria la implementación de políticas públicas que ayuden a mitigar la evolución de los problemas ya mencionados, pero para esto se requiere, en primera instancia, que la población se interese por participar en la toma de decisiones, no sin antes contar con conocimiento sobre la situación real por la que atraviesa la ciudad y para que esto suceda, es deber de los gobernantes brindar una difusión optima de la información. Por otra parte, existen ya, tanto programas como proyectos establecidos dentro del Plan de Desarrollo Urbano del Municipio de Monterrey 2013-2025; el problema reside en la falta de continuidad por parte de las administraciones, ya que muchas de las propuestas quedan precisamente solo como eso y nunca llegan a la etapa de ejecución debido a que el proceso es largo y muchas veces está dividido en diferentes fases, sin embargo, esto no debería de ser un justificante de la inconsistencia de un plan de desarrollo. Esta misma falta de continuidad no solamente se establece dentro del Plan de desarrollo urbano del municipio de Monterrey, sino también de manera física dentro de los municipios que se establecen dentro de la zona metropolitana de Monterrey, en donde dichos municipios deben trabajar con un mismo propósito. Por esta razón, se considera que el Modelo de Ciudad más Sostenible de Salvador Rueda, el cual toma en cuenta los tres aspectos de la sostenibilidad mencionados anteriormente y justifica una investigación previa realizada por Fabiola Garza titulada: Evaluación de indicadores socio-urbanos y estrategias de reforma para el centro de Monterrey, resulta ser oportuno para la elaboración de un instrumento metodológico que permita evaluar la pertinencia de los elementos del ordenamiento urbano en el desarrollo sostenible del espacio público al interior de la zona metropolitana de Monterrey, tomando en cuenta los ejes principales de la ciudad como estructuradores de la misma. Figura 6. Retrospectiva del desorden urbano Industrialización Desorden Urbano Crecimiento de Población Discontinuidad Expansión de la mancha urbana Ciudades dormitorio Localización del e ui amiento Gentrificación en el centro de la ciudad dirigida a estratos socioeconomicos altos Inaccesibilidad Traslados diarios entre munici ios Contaminación Tiempos de traslado prolongados Fomento del vehículo privado Transporte público deficiente y de mala calidad Convergencia de población en vialidades a horas simultáneas Perdida de horas h mr Caos vial Discriminación Afectaciones al medio ambiente y a la calidad de vida de la población Fuente: Propia, elaborada para esta investigación �Andrea Hernández Cantú, Eduardo Sousa-González / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 73 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS BOJÓRQUEZ, Y. (2006) Accesibilidad total: una experiencia incluyente desde la arquitectura. 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ULLOA BRENES, G. (2011). El tránsito vehículopeatonal desde un punto de vista psicocultural Revista Costarricense de Psicología, vol. 30, núm. 45-46, 2011, pp. 95-112. Colegio Profesional de Psicólogos de Costa Rica San José, Costa Rica. �Reseña Imagen de fondo de Áreas metropolitanas. Reflexión, evolución de casos internacionales y ejemplos latinoamericanos: Buenos Aires, Lima, Santiago de Chile, Esteban Valenzuela Van Treek �76 – RedUrban / RESEÑA EL ESPACIO METROPOLITANO CONTEMPORÁNEO1 Eduardo Sousa-González Ana Cristina García-Luna Romero Eduardo Sousa González es un académico cuyo trabajo, en general, gira alrededor de la Universidad Autónoma de Nuevo León, cuyas líneas recaen en el crecimiento expansivo y en la planeación espacial metropolitana y regional. Así como un destacado doctor en arquitectura y asuntos urbanos por la Universidad Autónoma de Nuevo León y cuenta con 10 libros y más de 25 artículos publicados de alcance internacional. Con este libro trae a la vista de los lectores una de las problemáticas actuales causadas por la modernidad líquida2 que se concentra en las grandes urbes. Expone la manera en la que nuestros espacios crecen, fluyen y se transforman de acuerdo al paradigma que reflejamos en ellos, sin dejar a un lado cómo accionamos dentro de y acerca de ellos, con base en una perspectiva interdisciplinaria entre lo político, lo social y lo arquitectónico. La manera en la que este trabajo se organiza proyecta esta misma perspectiva con un enfoque balanceado y completo, evitando las simplificaciones de enfoque. Destaca un inteligente trabajo de cohesión, exponiendo a las urbes a partir de secciones que no excluyan realidades o perspectivas. En sus primeros capítulos utiliza como tema principal las políticas públicas, argumentando que, a lo largo de los años, el número constantemente incrementando de habitantes residiendo en las grandes ciudades se ha vuelto un factor que trae insatisfactores urbanos, pues entre más aumenta la concentración de población en una sola zona metropolitana, más se limita el acceso a recursos. A través de las secciones que tratan esta temática, se exponen dichos percances, así como reflexiones cuyo propósito es enriquecer las bases que se utilizan para la planeación urbana. Sousa desarrolla una primera hipótesis girando en torno al pronóstico del incremento de habitantes y la modificación de densidad de la misma. Aunado a lo anterior, desarrolla una segunda propuesta, en la cual prevé mantener en constante la densidad poblacional, lo que resultaría en la ruptura de conexiones sociales pertenecientes a los habitantes de la ciudad, un problema bastante pertinente que se considera parte de la crisis urbana discutida asiduamente. Junto con esta discusión sociológica, la metodología no se deja a un lado, aclarando a los lectores los métodos de trabajo que hacen uso de un modelo que toma en cuenta las distintas variables de cada supuesto caso. El autor hace un trabajo interesante, introduciendo al lector al tema de política pública, donde abarca las problemáticas del estado y gobierno, entre las cuales se encuentra la corrupción institucional. Hasta cierto punto, expone un pensamiento evidentemente sociológico y filosófico, al proponer que sería vital una evaluación 1 Sousa, E. (2020). El Espacio Metropolitano Contemporáneo: desde las políticas públicas hasta el modelo de planeación. México: Colofón 2 Teoría expuesta por Zygmunt Bauman (1999), Modernidad líquida. �Ana Cristina García-Luna Romero / OCTUBRE 2020 / RedUrban – 77 sobre los impactos de dichos aspectos en la calidad de vida de distintos sectores sociales. De esta manera, llega a una resolución que nos acerca a determinar cómo afectaría el impacto del comportamiento de la población en la implementación de estas áreas estudiadas. Sousa no solo expone su opinión, sino que compara críticamente la postura de autores como Luis Aguilar, Jan-Jacques Lagroye, André Noel Roth, entre otros autores3 para poder llegar a esta perspectiva holística que desarrolla en todo el libro. Esto nos deja en claro que, en cuestiones urbanas y políticas, el todo es más que la suma de sus partes, sin excluir perspectivas de esta discusión que nos pertenece a todos. Asimismo, Sousa González ilustra modelos matemáticos, evidentemente metodológicamente pesados, desarrollando tres ejemplos hipotéticos y descriptivos, que tal vez se puedan llamar alegorías, los cuales buscan mostrar posibles problemáticas y posibles soluciones, aplicadas al estado de Nuevo León. Sin embargo, el libro no se cierra a lectores que tengan que comprender metodologías, contextos o estados específicos, se puede hablar de dichos modelos con otros espacios o perspectivas en mente. Con esto, demuestra que no es solo un libro cuyos modelos y ecuaciones matemáticas expuestas son puramente teóricas, ya que, de igual manera, hace que se pueda ver la forma de estas mismas y su pertinencia en las urbes. Comenzando la segunda parte del libro, el autor retoma el tema del espacio urbano y la forma en la que posee una dualidad dicotómica debido a la contemporaneidad líquida a la que nos enfrentamos, hablando en términos neoliberales y de globalización. Logra explorar lo propuesto desde distintos campos disciplinarios, no obstante, no se desvía del tema en mano y lo liga con la esfera físicoespacial que propone, con el propósito de comprender los procedimientos metodológicos que son necesarios para planear el crecimiento territorial de las ciudades. Esto enriquece la perspectiva con la que el lector aborda la obra. Dentro de esta misma parte, aborda la planeación urbana, estableciendo la división del espacio público y privado como base fundamental para el ordenamiento espacial, pues sin uno no hay el otro, y ninguno debe ser excluido de discusiones de este tipo. Argumenta que las ciudades se benefician mediante un equilibrio entre sectores y su relación espacio-rendimiento, en otras palabras, la cantidad de población que coexiste en una zona metropolitana. Este tema es uno pertinente de abordar, pues se habla constantemente en la disciplina urbana, con preocupaciones acerca de la sobrepoblación y la calidad de 3 Tabla 2.1. Análisis de política pública: posturas diferenciadas. (Sousa.2020: 43) vida urbana. También se habla de cómo, no solamente los espacios nos moldean, sino cómo este posible exceso de población podría estar afectando la morfología urbana. De esta manera, expone vertientes de análisis que explican por qué nuestras urbes son como las conocemos y las maneras en las que se podrían evitar estas ocurrencias. Cabe resaltar la crítica que el investigador hace a la insuficiencia de normatividad operativa con respecto a la planeación urbana, sus leyes, planes, reglamentos y otros. Las investigaciones realizadas por Eduardo Sousa muestran un análisis intrínseco acerca de la planeación urbana y su relación con diferentes objetos de estudio. Expone modelos e hipótesis para después compararlos de forma rigurosa y aplicarlos a situaciones reales, lo cual le otorga valor a la investigación debido a que demuestra no solo ser un escrito conceptual-teórico presuntuoso sino también práctico. Asimismo, cuenta con la peculiaridad de unir diferentes áreas de estudio, aportando así diferentes caras al problema lo cual muestra una complejidad multidimensional al tema, y mostrándonos que las ciudades no solamente tienen una dimensión arquitectónica, sino también política, social y por ende, metodológica. El REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Harvey, D. (2012) La condición de la posmodernidad. Buenos Aires: Amorrortu. Harvey, D. (2007) Espacios de esperanza. Madrid: Akal. Harvey, D. (2009) Urbanismo y desigualdad México: Siglo XXI. Lefebre, H. (2013) La producción del espacio. Madrid: Capitán Swiny. Lefebvre, H. (1980) La revolución urbana Madrid: Alianza. Sousa, E. (2015) De la ciudad a la metrópoli. Nuevas realidades territoriales. Chile: Editorial Trama. Sousa, E. (2018) Espacio metropolitano contemporáneo. Posiciones desafíos y propuestas de acción. México: Río Subterráneo. Sousa, E. (2020). El espacio metropolitano contemporáneo. Monterrey, Nuevo León: México. Editorial Colofón. Primera edición �INSTRUCCIONES INSTRUCCIONES INSTRUCCIONES INSTRUCCIONES Esencia Política Editorial Esencia Esencia yy Política y Política Editorial Editorial LL caso dede nono publicación, la Revista Revista fundamentará los miscaso caso de no publicación, publicación, la la Revista fundamentará fundamentará aa los a los mismismos laslas razones aducidas para ello. mos mos las razones razones aducidas aducidas para para ello. ello. Revista Red URBAN. Norte SurSur IberoAmérica, es es aa Revista a Revista Red Red URBAN. URBAN. Norte Norte Sur -- IberoAmérica, - IberoAmérica, es una edición semestral especializada en en temas urbauna una edición edición semestral semestral especializada especializada en temas temas urbaurbaNormas dede presentación dede artículos Normas Normas de presentación presentación de artículos artículos no-territorial, destinada tanto laa dimensión dimensión científica no-territorial, no-territorial, destinada destinada tanto tanto aa la la dimensión científica científica de investigación que adquiere el fenómeno fenómeno dede la ciudad ciudad yy de y de investigación investigación que que adquiere adquiere el el fenómeno de la la ciudad yy y LosLos trabajos presentados Red URBAN. Norte SurSur IbeLos trabajos trabajos presentados presentados aa Red a Red URBAN. URBAN. 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(e-mail). tiende que se incorporan incorporan los registros dede base dede trabajos tiende tiende que que se se incorporan aa los a los registros registros de base base de trabajos trabajos pertenece(n) para evaluación, debiendo sussus autores ceder Red URBAN. para para evaluación, evaluación, debiendo debiendo sus autores autores ceder ceder aa Red a Red URBAN. URBAN. El El escrito, escrito, deberá enviarse en en texto digitalizado en en software El escrito, deberá deberá enviarse enviarse en texto texto digitalizado digitalizado en software software Norte SurSur IberoAmérica, loslos derechos sobre loslos mismos. Norte Norte Sur -- IberoAmérica, - IberoAmérica, los derechos derechos sobre sobre los mismos. mismos. 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En conformidad conformidad con el el interés tedpi, libres de derechos copyright y en número de relación dede dpi, dpi, libres libres de de derechos derechos copyright copyright y en y en número número de de relación relación de mático dela laRevista, Revista, loslos trabajos sonson enviados anónimamente mático mático de de la Revista, los trabajos trabajos son enviados enviados anónimamente anónimamente una imagen cada dos páginas. una una imagen imagen cada cada dos dos páginas. páginas. a una amplia cartera internacional de árbitros especialistas en a una a una amplia amplia cartera cartera internacional internacional de de árbitros árbitros especialistas especialistas en en loslos temas urbano-territorial. Cada colaboración, es enviado enviado los temas temas urbano-territorial. urbano-territorial. Cada Cada colaboración, colaboración, es es enviado aa a El El El contenido dede loslos artículos reseñas que se se publican en en contenido contenido de los artículos artículos yy reseñas y reseñas que que se publican publican en la evaluación evaluación dede dosdos árbitros, loslos que podrán recomendar: (i) (i) cada la la evaluación de dos árbitros, árbitros, los que que podrán podrán recomendar: recomendar: (i) cada número, es responsabilidad responsabilidad exclusiva dede loslos autores cada número, número, es es responsabilidad exclusiva exclusiva de los autores autores yy y su su publicación original; (ii)(ii) su su publicación sujeta modificasu publicación publicación original; original; (ii) su publicación publicación sujeta sujeta aa modificaa modifica- no nono representan necesariamente elpensamiento pensamiento nicompromecompromerepresentan representan necesariamente necesariamente el el pensamiento ni ni compromeciones; (iii)(iii) su su nono publicación. EnEn situación dede discrepancia, ciones; ciones; (iii) su no publicación. publicación. En situación situación de discrepancia, discrepancia, ten tenten la opinión opinión dede la Universidad Universidad deldel BioBio Bio. la la opinión de la la Universidad del Bio Bio. Bio. ésta se resuelve resuelve enviando el artículo artículo un tercer árbitro. LaLa ésta ésta se se resuelve enviando enviando el el artículo aa un a un tercer tercer árbitro. árbitro. La LaLa Revista Red URBANO. Norte SurSur IberoAmérica, se reserreserRevista Revista Red Red URBANO. URBANO. Norte Norte Sur –– IberoAmérica, – IberoAmérica, se se reserdecisión final inapelable sobre lapublicación publicación dede unun artículo, decisión decisión final final eeinapelable e inapelable sobre sobre la la publicación de un artículo, artículo, La va el derecho de reproducción del contenido de los artículos. va el va derecho el derecho de de reproducción reproducción del del contenido contenido de de los los artículos. artículos. es competencia exclusiva del Comité Científico de la Revista. es competencia es competencia exclusiva exclusiva deldel Comité Comité Científico Científico de de la Revista. la Revista. LosLos trabajos podrán serser enviados los Editores a: a: trabajos trabajos podrán podrán ser enviados enviados aa los a los Editores Editores a: El plazo plazo máximo considerado para resolver sobre la publicapublicaEl El plazo máximo máximo considerado considerado para para resolver resolver sobre sobre la la publica- Los ción rechazo dede unun trabajo, nono superará loslos 12 meses meses desde ción ción oo rechazo o rechazo de un trabajo, trabajo, no superará superará los 12 12 meses desde desde el momento momento dede recepción deldel mismo. el el momento de recepción recepción del mismo. mismo. Prof. Eduardo Sousa G.,G., Prof. Alfredo Palacios B.,B., Prof. Eduardo Eduardo Sousa Sousa G., Prof. Prof. Alfredo Alfredo Palacios Palacios B., LosLos Editores dede Red URBAN. Norte Sur-IberoAmérica, concon el el Prof. Los Editores Editores de Red Red URBAN. URBAN. Norte Norte Sur-IberoAmérica, Sur-IberoAmérica, con el Facultad deArquitectura, Arquitectura, Departamento de Planificación Facultad Facultad de de Arquitectura, Departamento Departamento de de Planificación Planificación conocimiento deldel Directorio el Comité Editorial, podrá so-soconocimiento conocimiento del Directorio Directorio yy el y Comité el Comité Editorial, Editorial, podrá podrá soUniversidad Autónoma Diseño Urbano, Universidad Universidad Autónoma Autónoma yy Diseño y Diseño Urbano, Urbano, licitar artículos específicos autores dede reconocido prestigio licitar licitar artículos artículos específicos específicos aa autores a autores de reconocido reconocido prestigio prestigio de de Nuevo León, Facultad deArquitectura Arquitectura de Nuevo Nuevo León, León, Facultad Facultad de de Arquitectura experticia en en dicho tema, loslos que, porpor esaesa condición, están yy experticia y experticia en dicho dicho tema, tema, los que, que, por esa condición, condición, están están Pedro deAlva Alva S/N Universidad deldel BioBio Bio, Pedro Pedro de de Alva S/N S/N Universidad Universidad del Bio Bio, Bio, exentos dede serser sometidos arbitraje. exentos exentos de ser sometidos sometidos aa arbitraje. a arbitraje. Ciudad Universitaria, Avda. Collao 1202, Ciudad Ciudad Universitaria, Universitaria, Avda. Avda. Collao Collao 1202, 1202, Monterrey, MEXICO Concepción, CHILE. Monterrey, Monterrey, MEXICO MEXICO Concepción, Concepción, CHILE. CHILE. LaLa Revista nono entregará avances ni informará informará estado dede evaLa Revista Revista no entregará entregará avances avances ni ni informará estado estado de evaeva(52-81-83294160 83527505) (56-41-3111406 3111421) (52-81-83294160 óó 83527505) ó 83527505) (56-41-3111406 (56-41-3111406 óó 3111421) ó 3111421) luación dede loslos artículos se comunicará la situación situación dede pu-pu- (52-81-83294160 luación luación de los artículos artículos yy se y comunicará se comunicará la la situación de pueduardosousa.gzz@gmail.com apalacio@ubiobio.cl eduardosousa.gzz@gmail.com apalacio@ubiobio.cl apalacio@ubiobio.cl blicación los autores, sólo una vezvez concluído el proceso. proceso. EnEneduardosousa.gzz@gmail.com blicación blicación aa los a los autores, autores, sólo sólo una una vez concluído concluído el el proceso. En �� 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 Red Urban Norte Sur - Iberoamérica Description An account of the resource Revista académica semestral, seriada y binacional, editada por el Cuerpo Académico de la Facultad de Arquitectura de la Universidad Autónoma de Nuevo León, de Monterrey, México y el Departamento de Planificación y Diseño Urbano de la Facultad de Arquitectura, Construcción y Diseño de la Universidad del Bio Bio, de Concepción, Chile. Inició en el 2015. Especializada en temas urbano-territorial, destinada tanto a la dimensión científica y de investigación que adquiere el fenómeno de la ciudad y la región, como a la discusión de problemas, proyectos e iniciativas relativas a los asuntos contingentes de esos espacios. Por ende, se publican artículos inéditos referidos al territorio en todas sus dimensiones y está abierta a la diversidad de enfoques y metodologías, resaltando las investigaciones de carácter interdisciplinario que permiten visualizar la ciudad y la región desde un contexto amplio, además de la comunicación y trabajo en Red de la contingencia urbano-territorial iberoamericana y del mundo, en general. Como un aspecto resaltante de su trabajo editorial, Red URBAN. Norte Sur - IberoAmérica, acompaña y privilegia junto a los textos, imágenes y fotografías a todo color que, publicadas con gran resolución y cobertura, revelan la realidad, énfasis y matices que alcanzan los asuntos de la ciudad, el territorio y los paisajes que son su materia temática y específica de su competencia. Creator An entity primarily responsible for making the resource Palacios Barra, Alfredo, Director de la Revista Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Arquitectura Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2015 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 Red Urban Norte Sur - Iberoamérica Año de publicación El año cuando se publico 2020 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 6 Número Número de la revista 6 Mes de publicación Mes cuando se publicó Octubre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Semestral 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 Red Urban Norte Sur - Iberoamérica, 2020, Año 6, No 6, Octubre Creator An entity primarily responsible for making the resource Palacios Barra, Alfredo, Director de la Revista Subject The topic of the resource Arte Desarrollo Sustentable Ingeniería de tránsito Ingeniería Tecnología Description An account of the resource Revista académica semestral, seriada y binacional, editada por el Cuerpo Académico de la Facultad de Arquitectura de la Universidad Autónoma de Nuevo León, de Monterrey, México y el Departamento de Planificación y Diseño Urbano de la Facultad de Arquitectura, Construcción y Diseño de la Universidad del Bio Bio, de Concepción, Chile. Inició en el 2015. Especializada en temas urbano-territorial, destinada tanto a la dimensión científica y de investigación que adquiere el fenómeno de la ciudad y la región, como a la discusión de problemas, proyectos e iniciativas relativas a los asuntos contingentes de esos espacios. Por ende, se publican artículos inéditos referidos al territorio en todas sus dimensiones y está abierta a la diversidad de enfoques y metodologías, resaltando las investigaciones de carácter interdisciplinario que permiten visualizar la ciudad y la región desde un contexto amplio, además de la comunicación y trabajo en Red de la contingencia urbano-territorial iberoamericana y del mundo, en general. Como un aspecto resaltante de su trabajo editorial, Red URBAN. Norte Sur - IberoAmérica, acompaña y privilegia junto a los textos, imágenes y fotografías a todo color que, publicadas con gran resolución y cobertura, revelan la realidad, énfasis y matices que alcanzan los asuntos de la ciudad, el territorio y los paisajes que son su materia temática y específica de su competencia. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Arquitectura Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Sousa González , Eduardo, Editor UANL Palacios Barra, Alfredo, Editor UBB Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/10/2020 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2020274 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://redurban.uanl.mx/ Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., México Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores. Administración municipal Desarrollo sostenible Industrialización Metrópolis Vialidades