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Carlos Augusto Sánchez Martelo Henry Leonardo Avendaño Delgado
Carlos Augusto Sánchez Martelo Henry Leonardo Avendaño Delgado
Editorial Universidad Manuela Beltrán
La Empresa en la Era digital: Innovación a Través de las TIC
2018
La empresa en la era digital: Innovación a
través de las TIC
Editores
Carlos Augusto Sánchez Martelo
Henry Leonardo Avendaño Delgado
Manuel Antonio Sierra Rodríguez
Juan Sebastián Lara Rodríguez
Carlos Andrés Collazos Morales
Domingo Alirio Montaño Arias
Breed Yeet Alfonso Corredor
José Daniel Rodríguez Munca
Ricardo Luciano Chaparro Aranguren
Carlos Augusto Sánchez Martelo, Henry Leonardo Avendaño Delgado, Manuel
Antonio Sierra Rodríguez, Juan Sebastián Lara Rodríguez, Carlos Andrés Collazos
Morales, Domingo Alirio Montaño Arias, Breed Yeet Alfonso Corredor, José Daniel
Rodríguez Munca, Ricardo Luciano Chaparro Aranguren
La empresa en la era digital: innovación a través de las TIC, Bogotá, UMB
© José Alexander Aguilar González, Nayibe Soraya Sánchez León, Melissa Rivera
Guzmán, Sandra Lorenza Botero Tamayo, Julio César Caicedo Eraso, Cristina Díaz
Díaz, Luzmila Rojas Estrada, Manuel Antonio Sierra Rodríguez, David Andrade
Yejas, Víctor Andrés Ramírez Sánchez, María Del Rosario Estrada Retes, Salvador
Ruiz Correa, Aslin Gonzalo Botello Plata, Roger David Pimienta Barros , Héctor
Javier Cordero Durango, Hugo Fernando Romero Sanchez, Víctor Cruz Reyes,
Angélica Ghisays Abril, Martha Janeth Rojas Quitián, Hants Jerson Herrera, Carlos
Augusto Sánchez Martelo, Breed Yeet Alfonso Corredor, Henry Leonardo
Avendaño Delgado, José Daniel Rodríguez Munca, Ricardo Luciano Chaparro
Aranguren, Carlos Andrés Collazos Morales
© Universidad Manuela Beltrán
Bogotá, Colombia
http:// www.umb.edu.co
Queda prohibida la reproducción total o parcial de este libro por cualquier
proceso gráfico o fónico, particularmente por fotocopia, Ley 23 de 1982
La empresa en la era digital: innovación a través de las TIC. / Editores Carlos
Augusto Sánchez Martelo… (y otros 8) - Bogotá: Universidad Manuela Beltrán,
2018.
64 p.: ilustraciones, gráficas, tablas; [versión electrónica]
Incluye bibliografía
ISBN: 978-958-5467-05-7
1. Innovaciones tecnológicas 2. Aptitud creadora en tecnología 3. Industrias
– Innovaciones tecnológicas. i. Avendaño Delgado, Henry Leonardo, ed. ii. Sierra
Rodríguez, Manuel Antonio, ed. iii. Lara Rodríguez, Juan Sebastián, ed. iv. Collazos
Morales, Carlos Andrés, ed. v. Montaño Arias, Domingo Alirio, ed. vi. Alfonso
Corredor, Breed Yeet, ed. vii. Rodríguez Munca, José Daniel, ed. viii. Chaparro
Aranguren, Ricardo Luciano, ed
658.514 cd 23 ed.
CO-BoFUM
Catalogación en la Publicación – Universidad Manuela Beltrán
Autoridades Administrativas
Gerente
Juan Carlos Beltrán Gómez
Secretario General
Juan Carlos Tafur Herrera
Autoridades Académicas
Rectora Alejandra Acosta Henríquez
Vicerrectoría de Investigaciones
Carlos Andrés Collazos
Coordinador General UMB Virtual
Gustavo Adolfo Salas Orozco
ISBN 978-958-5467-05-7
Universidad Manuela Beltrán – La empresa en la era digital: innovación a
través de las TIC
Edición
Editorial Universidad Manuela Beltrán
Comité editorial
Carlos Augusto Sánchez Martelo
Henry Leonardo Avendaño Delgado
Manuel Antonio Sierra Rodríguez
Juan Sebastián Lara Rodríguez
Carlos Andrés Collazos Morales
Domingo Alirio Montaño Arias
Breed Yeet Alfonso Corredor
Jose Daniel Rodríguez Munca
Ricardo Luciano Chaparro Aranguren
Comité científico
Dr(c). Carlos Augusto Sánchez Martelo
Dr(c). Henry Leonardo Avendaño Delgado
Dr(c). Manuel Antonio sierra Rodríguez
Dr(c). Andrés Rodolfo Torres
Mg. Juan Sebastián Lara-Rodríguez
PhD. Domingo Alirio Montaño Arias
PhD. Magle Sánchez Castellanos
Dr(c). Brigitte Julieth Rodríguez Mendoza
Mg. Carlos Jair Martínez
Mg. Marisol Sandoval Chaves
PhD. Domingo Alirio Montaño Arias
Dr(c). Breed Yeet Alfonso Corredor
Mg. Oscar Rolando Sánchez Rueda
Mg. Pedro Hernando Maldonado Castañeda
Mg. Ricardo Luciano Chaparro Aranguren
Mg. Martha Janeth Rojas Quitian
Dr(c). Yamil Buenaño Palacios
Mg. Eliana Jineth Campos Martínez
Mg. Yiny Paola Cárdenas Rodríguez
Mg. Jorge Armando Betancur
Mg. Víctor Cruz Reyes
Autores
José Alexander Aguilar González
Nayibe Soraya Sánchez León
Melissa Rivera Guzmán
Sandra Lorenza Botero Tamayo
Julio César Caicedo Eraso
Cristina Díaz Díaz
Luzmila Rojas Estrada
Manuel Antonio Sierra Rodríguez
David Andrade Yejas
Víctor Andrés Ramírez Sánchez
María Del Rosario Estrada Retes
Salvador Ruiz-Correa
Aslin Gonzalo Botello Plata
Roger David Pimienta Barros
Héctor Javier Cordero Durango
Hugo Fernando Romero Sánchez
Víctor Cruz Reyes
Angélica Ghisays Abril
Martha Janeth Rojas Quitián
Hants Jerson Herrera
Carlos Augusto Sánchez Martelo
Breed Yeet Alfonso Corredor
Henry Leonardo Avendaño Delgado
Ricardo Luciano Chaparro Aranguren
Carlos Andrés Collazos Morales Evaluadores
Dr. Miguel García Torres
Dr(c). Luz Ángela Rodríguez González
Colaboradores del Libro Yiny Paola Cárdenas Rodríguez Marisol Sandoval Chaves Publicado en Julio de 2018
Formato digital PDF (Portable Document Format)
Diagramación: Iván Camilo Duarte Silva
Diseño de Portada: Iván Camilo Duarte Silva
Andrés Castellanos Melo
Corrección de estilo (Editor secundario) Editorial Universidad Manuela Beltrán
Avenida Circunvalar Nº 60-00
Bogotá – Colombia
Tel. (57-1) 5460600
Editorial: Las opiniones y contenidos de los resúmenes publicados en esta obra son de responsabilidad
exclusiva de los autores.
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TABLA DE CONTENIDO
La Empresa en la Era Digital: Innovación a Través de las TIC
Prólogo Capítulos: Smart wall for water saving - Pared Inteligente para el ahorro de agua. CADYMCA, WebApp para el cumplimiento de los contenidos de los syllabus del “ITFIP”, Institución De Educación Superior Del Espinal, Tolima, Colombia Resultados preliminares: Estrategia didáctica para el fortalecimiento de la salud mental desde la resiliencia en el componente toma de decisiones en niños entre 9 y 10 años Big Data or the Network Neutrality Integración TIC para Inteligencia de Ciudades Uso de las TIC y el crowdsourcing como herramienta para enfrentar distintas problemáticas urbanas en la sociedad Parámetros y Requerimientos para el Suministro Energético Híbrido en un Vehículo Automotor De la Industria 4.0 en Europa a la Automatización Industrial en Colombia
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31
37
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Prólogo
La Empresa en la Era Digital: Innovación a Través de las TIC Dr(c). Carlos Augusto Sanchez Martelo
Universidad Manuela Beltrán
La innovación tecnológica está transformando de manera permanente la realidad en que vivimos, permitiendo
cambios vertiginosos acompañados por una constante evolución tecnológica, de donde emergen tecnologías
que han marcado el desarrollo tecnológico y calidad de vida del ser humano.
Si bien los avances e innovación tecnológica se presentan de manera progresiva, en las Tecnologías de la
Información y Comunicación (TIC), cada día existen mejoras a tecnologías existentes e incluso nuevas formas
de ver el mundo que han revolucionado la forma de vida del ser humano.
La era digital se presenta como una manera de hacer las cosas de la manera más eficiente y efectiva con el
apoyo de los recursos tecnológicos existentes, incluso los proyectados. Es en este punto donde las empresas
juegan un papel de suma importancia, teniendo en cuenta que ellas impulsan el desarrollo del país.
Estos avances han marcado una revolución tecnológica a escala mundial. Prueba de esto se puede evidenciar
con el desarrollo de tecnologías innovadoras como son: las Smart Cities, Smart Wall, Crowdsourcing, Smart
Wall, WebApp, Big Data, TIC’s, Suministro Energético Híbrido e Industria 4.0.En la revolución tecnológica
de la información, estas tecnologías emergentes son testimonio de nuevas propuestas y desarrollos
tecnológicos que permitirán superar las fronteras disciplinares existentes.
El presente libro contiene las ponencias que fueron aceptadas en el 4º Congreso Internacional en Tecnologías de
la Información y Conocimiento, TICON, junto con los resultados de investigación. Invitamos a los lectores a
disfrutar de esta selecta colección de trabajos que permiten conocer algunas de las tecnologías que están
apoyando el sector empresarial y las propuestas e iniciativas que a partir de ellas se están generando.
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15
Resumen - En este artículo se describen algunos
elementos que contribuyen al desarrollo tecnológico para
las ciudades inteligentes, enfocado específicamente al
ahorro de agua mediante la implementación de una pared
inteligente, teniendo en cuenta que el aspecto medio
ambiental, ecológico y económico van directamente
relacionados. La problemática a solucionar referente al
ahorro del agua va explícitamente relacionada con el
desperdicio, la contaminación y escases de agua., Ppara
actuar personalmente desde el punto ingenieril y
colectivamente en esta solución, se propone la pared
inteligente. Sin embargo, desde el punto de vista de los
autores, existen diferentes aproximaciones desde diversos
campos, como el entorno agroindustrial, residencial y
empresarial. Se pretende alcanzar el objetivo de ahorro
de agua desde la parte comportamental, económica y
educativa, a partir de los beneficios obtenidos con base en
la implementación de una pared inteligente con productos
e integración de aplicaciones TIC en proyectos de
empresas y en el ámbito urbanístico.
Palabras clave: Pared inteligente, módulos de agua,
ahorro de agua, dispositivos IoT
Abstract - This article describes some elements that
contribute to technological development for smart cities,
specifically focused on saving water by implementing an
intelligent wall for this purpose. Bearing in mind that the
environmental, ecological and economic aspect are
directly related. The problem to be solved regarding
water saving is explicitly related to waste, pollution and
lack of water, to act personally from the engineering point
and collectively in this solution, the smart wall is
proposed. However, from our point of view, there are
different approaches in different fields such as the agro-
industrial, residential and business environment. The goal
of water saving is sought from the behavioral, economic
and educational side. The benefits obtained based on the
implementation of an intelligent wall with products and
integration of ICT applications in business projects and in
the urban area.
Keywords: Smart wall, water modules, water saving, IoT
devices.
I. INTRODUCCION
En este artículo se plantea el uso de tecnologías para el ahorro
en el consumo de agua, mediante la implementación de una
pared inteligente que, con un sistema automatizado de
retroalimentación para los sistemas caseros, urbanísticos y
agrícolas, proporcione beneficios en el retorno sobre la
inversión y especialmente coadyuve al medio ambiente con la
reutilización del agua y reduciendo su desperdicio.
La problemática es el desperdicio de agua, siendo una de
sus principales causas el desconocimiento de las personas en
cuanto a su reutilización, medición, control en la reducción de
pérdidas y reúso del líquido[1], lo cual ocurre en todos los
procesos industriales y empresariales, así como en el uso
doméstico. Otra causa por la cual el agua no es aprovechada
en un gran porcentaje, es por los inadecuados diseños, razón
por la cual es una necesidad prioritaria y se requiere proponer
un diseño e implementación de una instalación domótica
acorde con las necesidades de la casa, edificio o granja.
Además, se complementará con un sistema de control con el
cual se pueda monitorizar y gestionar dicha implementación.
Con base en lo anterior, se busca la implementación de la
pared inteligente en nuevos proyectos urbanísticos con
características limpias en su construcción y amigables con el
medio ambiente, en los que se establezca la interacción con el
usuario beneficiario. También puede ser implementado en
proyectos agro-industriales, lo cual permitirá el
abastecimiento de agua en tiempos de escases con tecnologías
de bajo costo.
Hants Jerson Herrera, Manuel Antonio Sierra Rodríguez., Carlos Augusto Sánchez Martelo, Henry Avendaño
Delgado., Breed Yeet Alfonso C., José Daniel Rodríguez M., Ricardo Luciano Chaparro A., Carlos Andrés
Collazos Morales
Innovation Smart City SAS, Universidad Manuela Beltran. e-mail: [email protected], [email protected],
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
Smart Wall for Water Saving
Pared Inteligente para el Ahorro de Agua
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¿CÓMO SE DEFINE UNA PARED INTELIGENTE?
Una pared o muro inteligente es un compendio de
dispositivos y mecanismos controlados para poder medir,
escuchar y, obtener resultados de funcionalidad y eficiencia,
de forma que se pueda aprovechar el potencial de una nueva
generación de redes y plataformas analíticas capaces de
procesar grandes flujos de datos industriales, y cuya finalidad
es romper paradigmas entre los dominios operacionales para
estimular la integración de las TIC, la colaboración y la
creatividad, soportándose en Internet de las cosas, como
componentes base para las ciudades inteligentes.
Las características del nuevo entorno de fabricación
inteligente consisten en:
Montaje inteligente: se busca reducir los tiempos de
inactividad y mejorar la precisión, flexibilidad y fiabilidad en
la fabricación [2].
Fábrica visual: Las soluciones emergentes de redes y
conectividad permiten una vista de panel de entornos multi-
planta, mejorando la eficiencia, la seguridad y el rendimiento
de los activos [2].
Sistemas de producción mejor integrados para acortar los
procesos de producción. La tecnología de red IP (Protocolo
de Internet) conecta las aplicaciones empresariales con los
datos de producción del dispositivo en tiempo real,
permitiendo flujos de información más rápidos, decisiones
más rápidas y mayor capacidad de respuesta del mercado.
Anticipación a la resolución de incidencias. A menudo, las
plantas no pueden enviar notificaciones en tiempo real cuando
el equipo falla en la línea de producción. Los estándares
abiertos permiten a los usuarios conectarse a sensores que
detectan fallos de funcionamiento en tiempo real para mejorar
el rendimiento del equipo [3] [4].
En las paredes de sus propios hogares, los usuarios también
pueden confiar en Internet de las cosas para una amplia gama
de asistentes inteligentes que harán la vida más fácil y segura.
Algunos productos, incluso ahora, realizan varias funciones a
la vez como, por ejemplo, un detector de humos que, al mismo
tiempo, monitoriza la calidad del aire y su sirena puede ser
usada como alerta a una señal preventiva; así mismo sucederá
con los sistemas de control de agua donde será monitorizada,
se detectarán cambios en el PH y calidad del líquido preciado,
contribuyendo con el mejoramiento ambiental del espació
utilizado y de esta manera realizar un ahorro económico
significativo.
El “Bosch Ssmart Home System” permite controlar los
dispositivos conectados e integrados a través de una única
aplicación. Las aplicaciones de gestión se están volviendo
cada vez más inteligentes e intuitivas. La automatización e
interconexión de los dispositivos evita comprobar si se han
apagado los dispositivos eléctricos y electrónicos, como las
luces, controles de acceso y seguridad, el conteo de eventos
como el paso de personas, animales, vehículos, hasta las
mismas actividades que surgen en el entorno controlado.
Esto hace que la vida sea más segura y cómoda. Al activar
los diferente escenarios de la casa, edificio o granja,
permitiendo que con el toque de un dedo o con el
reconocimiento de la voz, el administrador de escenarios
pueda realizar estas tareas rutinarias a través de la Aplicación
Inteligente [3].
RAZONES Y BENEFICIOS ESPERADOS POR LA PARED
INTELIGENTE
Uno de los objetivos básicos de una pared inteligente, es que
nos ayuda a cuidar el planeta a través del ahorro de agua e
incrementar los tiempos de suministro de agua en casos
extremos de racionamiento, de reutilización de agua y ahorro
económico. En la Gráfica 1, se muestra la descripción general
de los beneficios que trae el implementar una pared
inteligente para ahorro de agua.
Gráfica. 1 Descripción general WaterWall
La descripción detallada del proceso de tratamiento,
transformación y/o aprovechamiento de los residuos dentro
de los líquidos.
En la gráfica 2 se muestra el esquema de ciclo de recorrido
del agua por el sistema controlado de la pared inteligente.
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Gráfica. 2 Descripción detallada del proceso de tratamiento.
CARACTERÍSTICAS Y VENTAJAS
La pared inteligente se puede adaptar a diferentes
escenarios que demanden el consumo de agua. Para ello, es
importante tener en cuenta la carga y flujo de agua, la
ergonomía para la manipulación de los módulos, y la
resistencia de carga de las paredes, así como los materiales de
construcción debido a que deben ser fácilmente
desmontables, higiénicos y duraderos.
Las ventajas de implementar una pared inteligente para
control de ahorro de agua son:
Fácil operación y mantenimiento de la
operación depende de su eficiencia que puede ser
superior al 70%.
Mínima generación de olores.
Bajo costo de operaciones.
Cumplimiento de normatividad Internacional.
Instalación en espacios reducidos.
Sistema económico.
Sistema patentado por la compañía (Integración).
Sistema adaptativo a la integración domótica o
agroindustrial.
En la Gráfica 3, se muestra los diferentes escenarios donde
se puede realizar la implementación de la pared inteligente.
Gráfica. 3 Formas y Tipos de aplicación.
II. METODOLOGÍA
Para el desarrollo de esta investigación se utilizó el Método
empírico, el cual, basado en conocimiento y experiencia,
emplea los principios descubiertos a casos particulares,
aplicados a la automatización y control del desperdicio de
agua en las empresas, granjas y en el ámbito domiciliario. Se
implementó una pared inteligente piloto, con la que se
controla el flujo de agua y se revisaron los consumos durante
tres (3) meses.
III. RESULTADOS INVESTIGACIÓN
La investigación presenta limitaciones de su desarrollo, pero
los resultados obtenidos con sus acervos atraerán el interés de
futuras investigaciones y proyectos con proyección
comercial.
En el momento, los datos de la investigación indican que este
sistema se podría considerar una alternativa de bajo coste para
ahorro de agua en unidades habitacionales, edificios,
agroindustria y sector comercial. Puesto que el sistema se
basa en un proceso simple y natural, su diseño y la tecnología
integrada no tiene grandes costes".
En lo que respecta al ámbito, la pared inteligente proporciona
una gran cantidad de beneficios y resultados, de ello se
desprenden diseños novedosos, permitiendo la compensación
de presión esperada por el usuario final, debido a que se
garantiza el flujo constante de agua independiente de la
presión proporcionada. Los modelos pueden variar según las
normas de construcción y diseño caseros, de tal forma que se
puede analizar y proponer diferentes modelos o formas según
estándares mundiales, ya sea métrico, catalán, entre otros,
para que guarde las dimensiones estéticas de construcción
según forma, dureza y acabado. Por lo tanto, los módulos
también deben seguir las normas de ergonomía según el país,
por ejemplo para Colombia, el peso a soportar no debe ser
superior a 25 kilogramos y la media sería de 22,4 kilogramos
para la pared inteligente.
Como resultado inicial, tomando el estándar métrico, las
dimensiones serán dadas respecto a las medidas contempladas
por las demandas de trabajo, principalmente en construcción.
18
Gráfica 4. Demandas físicas de trabajo según rama de
actividad. Fuente: [5]
Base: Total trabajadores.
Categorías de respuesta: “Siempre o casi siempre” y “a
menudo”.
En plateado. Las casillas sombreadas indican diferencias
estadísticamente significativas.
Para oficinas o sector comercial o de negocios, se identifican
en relación al espacio del conjunto pudiéndose actuar en
exteriores de forma comunal y en interiores guardando los
objetivos de diseño y carga estructural.,A simple vista, puede
parecer un poco menos engorroso, pero es más complejo
debido a cargas estructurales de donde se situé las diferentes
paredes, estructuras o diseños, debido a que con impresoras
3D (léase tres D), se pueden modelar según la necesidad.
Para el sector agroindustrial, se pueden hacer cercas vivas que
sirvan como método para mitigar la escases de agua en
tiempos de verano para plantaciones o de consumo animal.,
Ha aquí un gran potencial porque se pueden ayudar con
métodos de extracción de agua del punto de rocío o
temperatura de rocío, a la que empiezan a condensarse el
vapor de agua contenido en el aire, que se obtendrían en horas
de la noche o con sistemas de retroalimentación por bombeo.
Toda la información que se obtiene de la operación de la pared
inteligente se puede almacenar en un sistema de información
como BIG DATA [6], permitiendoe la gestión y ajustes de
acuerdo con la realimentación del sistema de ahorro de agua
implementado. A su vez, puede ser integrado con diferentes
procesos automatizados como ahorro de energía, control de
luces, administración de vigilancia, control de acceso, entre
otros servicios domóticos.
Tabla 1. Resultados de la comparado con Pared inteligente.
Resultado
Con
WaterWall
%
Sin
WaterWa
ll %
Fácil operación y mantenimiento 70 % 30%
Mínima generación de olores. 10% 90%
Bajo costo de operaciones 80% 20%
Cumplimiento de normatividad
Internacional.
75% 25%
Instalación en espacios reducidos. 70% 30%
Sistema económico 40% 60%
Sistema patentado por la
compañía (Integración).
70% 30%
Sistema adaptativo a la
integración domótica o
agroindustrial.
90% 10%
Creación de nuevas fuentes de
empleo
70% 30%
ROI 213% 42%
En la tabla 1, se presentan los resultados de los ítems
evaluados con la pared inteligente implementada, así como
las ventajas del proceso.
A partir de una inversión inicial de $640.000, se espera que el
presente proyecto entregue un valor actual neto VAN, de
MM$ 123, una tasa interna de retorno TIR, de 38,4% y un
índice de retorno sobre la inversión ROI de 213% al 5° año,
por lo cual se considera una oportunidad “Atractiva” para los
potenciales inversionistas.
IV. CONCLUSIONES
Las paredes inteligentes para el ahorro de agua, permiten dar
una visión de la construcción y puesta en marcha de paneles
de depósitos de agua reutilizable para los sectores hogar,
empresarial o agroindustrial. Se establece la base sobre la cual
se podrá involucrar en proyectos de paredes de agua.
Los desarrollos de módulos de agua proporcionan beneficios
en cumplimiento de los diferentes compromisos
reglamentarios ambientales, de ahorro económico,
sustentable y para la construcción de nuevos dispositivos para
mejoramiento de Internet de las cosas IoT, que coadyuven en
la construcción de paredes inteligentes.
Las aplicaciones y gestión de la información, producto del uso
de la pared inteligente, permite la realimentación y ajustes al
sistema, haciéndolo más eficiente y que se pueda integrar de
forma inteligente como ejemplo BIG DATA.
V. BIBLIOGRAFÍA
[1] CAR, Agua Viva, Universidad Nacional, Guía de
planeación del Programa de Uso Eficiente y Ahorro del
19
Agua - PUEAA, Bogotá: Opciones Gráficas Editores
Ltda, 2015, p. 114.
[2] C10, «IoT aplicado a la industria,» 2017. [En línea].
Available: http://www.clase10.com/iot-aplicado-a-la-
industria.
[3] B. S. Home, «Smart Home Controller and App,» 2016.
[En línea]. Available: https://www.bosch-
smarthome.com/uk/en/products/smart-system-
solutions/smart-home-controller.
[4] H. Rodríguez, «El Internet of Things se personaliza
Bosch se centra en los asistentes inteligentes. La
Sociedad Móvil,» 18 9 2017. [En línea]. Available:
www.lasociedadmovil.com/actualidad/el-internet-of-
things-se-personaliza-bosch-se-centra-en-los-
asistentes-inteligentes.
[5] SINERCO Secretaría de Salud Laboral y Medio
Ambiente, «Buenas prácticas para el diseño
ergonómico de puestos de trabajo en el sector metal,»
2009.
[6] J. Puyol, «Bid data y Administraciones Públicas.,» de
Seminario Internacional Big Data para la Informaicón
Oficial y la Toma de decisiones, Mexico, 2014.
[7] Departamento Administrativo Nacional de Estadistica
DANE, «Iindicadores Básicos de Tenencia y uso de
Tecnologías de la Información y la Comunicación,»
2017.
Primer Autor A: Máster en logística,
transporte y movilidad de la Universidad
Politécnica de Catalunya, Ingeniero
electrónico de Universidad Autónoma de
Colombia, Consultor en Planificación
Pública, TIC e IoT. Experiencia en
docencia universitaria y Formador
pedagógico especializado en formación profesional con base
en competencias laborales.
Segundo Autor B: Magíster en Software Libre, Especialista
en Seguridad en Redes, Ingeniero de
Sistemas, candidato a doctor en
Proyectos, en la línea de investigación
en Tecnologías de la Información y
Comunicación, Consultor en
Seguridad de la Información y
Comunicaciones, amplia experiencia
en docencia universitaria, actualmente coordinador de la
maestría en integración Tic de las organizaciones y la
especialización en telemática de la Universidad Manuela
Beltrán.
Tercer Autor C: Ingeniero de sistemas con estudios de
Maestría en Diseño, Gestión y
Dirección de Proyectos, Candidato a
Doctorado en Pensamiento Complejo,
Certificado Internacionalmente en ITIL
Foundation v3, Procesos en Desarrollo
de Software y TIC, actualmente
coordinador del programa de Ingeniería
de Software de la UMB Virtual de la Universidad Manuela
Beltran.
Cuarto Autor D: Ingeniero
Electrónico, Especialista en Gerencia de
Telecomunicaciones, Magister en
Educación, Candidato a Doctorado en
Educación línea de investigación Tic
para la inclusión. Actualmente
Coordinador de las especializaciones en
Gestión de TIC y Sistemas Interactivos
Digitales.
Quinto Autor E: Directora Académica y
Calidad, Consultora Nacional e
Internacional Académica de Educación
Superior; con conocimientos y
experiencia en alta dirección educativa,
registros calificados, acreditación en alta
calidad tanto de programas de Pregrado
como de Posgrado, diseño de programas, diseño de
currículos, métodos de aprendizaje y enseñanza, modelos
pedagógicos en modalidad distancia, virtual y presencial así
como autora de didácticas motivadoras hacia la investigación.
Autor F. José Daniel Rodríguez Munca
Magister en Ciencias de la Educación,
Master en Estrategias y Tecnologías
para el Desarrollo, Especialista en
docencia mediada por las TIC e
Ingeniero Electrónico.
20
Autor G. Ricardo Luciano Chaparro
Aranguren: Docente investigador en
temas relacionados con metodología de
investigación. Mgr Informática Educativa.
Especialista en Gerencia de Multimedia.
Diplomados en Educación Virtual, Diseño
y Comercialización de Páginas Web.
Experiencia en Ambientes Virtuales de Aprendizaje AVA y
recursos educativos digitales RED.
Carlos Andres Collazos Morales
Postdoctorado en Ciencia y Tecnología
Avanzada, Dr. en Ciencias, Magister en
Ingeniería Electrónica y Computadores,
Físico.
21
Resumen— Con el desarrollo de CADYMCA, en la oficina
de vicerrector académico del ITFIP, se obtuvo una
modernización en la gestión de los procesos de planificación
docente y los syllabus de cada programa de pregrado. Estos
se operan de forma manual y el almacenamiento de datos es
en formato digital. Debido a ello, hay ineficiencia en las
tareas, baja confiabilidad para la toma de decisiones e
inseguridad en la manipulación de la información. Por esa
razón, la implementación de esta solución es de suma
importancia para satisfacer la necesidad específica de
soporte de TIC. El proceso metodológico es
cualitativo/cuantitativo, con un enfoque exploratorio /
descriptivo / proposicional. Además, se ha seleccionado la
metodología RUP para el desarrollo de la WebApp.
El resultado principal de la investigación fue una WebApp
cliente / servidor, que se puede usar en móviles y portátiles,
bajo un diseño de ISO 25010 y usabilidad.
Palabras Claves— Bootstrap, Client/Server, Mysql, PHP,
RUP, Syllabus, Tic, WebApp y Web
VI. INTRODUCCIÓN
ON la utilización de las TIC [1], se ha demostrado que se trata
de herramientas que contribuyen a solucionar las necesidades
de las empresas. Grandes organizaciones del sector privado y
público reconocen que con la implementación de las tecnologías
en sus procesos se mejora la calidad de los productos,
produciendo un ahorro significativo de recursos, tiempo y
costos. Además de una mejor atención para los clientes como
para los propios empleados.
Por todas estas razones, en los últimos años, las universidades
han decidido implementar las TIC en los procesos
administrativos y académicos. El Instituto Tolimense de
Formación Técnica Profesional – ITFIP, no podía ser la
excepción, Como entidad adscrita al Estado colombiano, debe
cumplir con la estrategia del Ministerio de las TIC: “Gobierno
en Línea” (e-government)1 y el Decreto 2573 del 20142.
1 Estrategia Gobierno en Línea, 2012 – 2017 Para el orden nacional. 2 Decreto 2573 de 2014. Por la cual se establecen los lineamientos generales de la estrategia de Gobierno en Línea, reglamenta
parcialmente la Ley 1341 de 2009.
Donde en el e-government, estable cuatro ejes de los cuales
hay dos que son fundamentales para cumplir. El primer eje de
“TIC para servicios”: el cual busca que el mayor número de
trámites y servicios, sean en línea para así poder responder a más
ciudadanos y de forma eficiente. Y el segundo eje es el: “TIC
para la gestión”, cuyo objetivo es mejorar de una manera eficaz
la gestión administrativa de la institución.
Con referencia al Decreto 2573, la institución tiene hasta el
año 2017, para cumplir en un 90% en cada uno de los cuatro
ejes establecidos en la estrategia anteriormente mencionada.
Dentro de la sistematización de procesos, el ITFIP, ha logrado
construir sus propias aplicaciones web, para sistemas
transaccionales como: Matrícula de estudiantes, registro de
notas, asignación de carga académica, generación de horarios,
hoja de vida de los empleados, control de electivas,
administración de la información de los egresados, entre otros
procesos. Además, ha adquirido aplicaciones contables que
ayuden al manejo de los gastos y presupuesto de la institución.
Pero todavía siguen existiendo sistemas de información en
dependencias cuyos procesos son de manera manual, el
almacenamiento de la información es física, con problema de
deterioro de papel, consulta de datos y generación de reportes
que pueden durar horas de labor humano. Uno de estos, es el
sistema que administra los Syllabus (micro currículos) de los
programa académicos y la planeación de clases de los docentes.
El manual para la presentación y diseño del syllabus de la
Universidad Distrital Francisco José De Caldas [2], define un
syllabus como la ruta que sigue el docente para la formación por
competencias, a partir de los créditos académicos establecidos
en él. Este permite saber dónde comenzar, como desarrollar la
enseñanza/aprendizaje y en qué momento hacer la formación del
estudiante.
En el ITFIP, los Syllabus son diseñados y actualizados por los
docentes de cada programa que se oferta. El almacenamiento se
hace de forma digital plano, en el computador de cada
coordinador de programa.
Cada Syllabus va enlazado con una planeación semanal,
donde el docente debe registrar los temas o lecciones dadas en
CADYMCA, WebApp Para El Cumplimiento
De Los Contenidos De Los Syllabus Del
“ITFIP”, Institución De Educación Superior Del
Espinal Tolima, Colombia J. A. Aguilar, N. S. Sánchez y M. Rivera
[email protected], [email protected], [email protected]
Facultad de Ingeniería de Sistemas por Ciclos Propedéuticos. Instituto Tolimense de Formación
Técnica Profesional ITFIP Espinal Tolima, Colombia
C
22
el tiempo dirigido en el salón de clase. Un periodo académico
en el ITFIP, tiene una duración de 16 semanas, de formación
estas deben ser iguales a la programación de contenidos que se
estableció en los Syllabus.
La visibilidad y entrega de estos Syllabus se hace vía email o
a través de memorias USB y al inicio del semestre académico.
Si un profesional llega por primera vez al programa como
catedrático, la coordinación del programa y este, están en la
obligación de socializar el o los Syllabus.
El problema, que se ha venido presentando en los últimos
años es la dificultad que tienen algunos docentes para acceder a
estos, ya que la entrega de los archivos, dependen de la
disponibilidad de los coordinadores de cada programas, y
lamentablemente, la carga de tareas que se dan al principio de
cada periodo académico, son excesivas; como consecuencia los
archivos de los Syllabus se envían vía email, sin ninguna
socialización.
También se ha presentado que se entregan Syllabus no
actualizados a los docentes de cada programa, provocando
problemas en la enseñanza de los estudiantes. Otro problema
latente es el tipo de dispositivo que se usa para almacenar los
archivos (portátil y memorias USB), los cuales son propensos al
daño por manipulación humana, virus o fallas electrónicas
(cargas fuertes de voltaje).
Todo docente que trabaje en el ITFIP, además de desarrollar
los contenidos establecidos en los Syllabus, debe diligenciar la
planeación semanal de estos. Esta actividad se hace cada vez
que se tiene clase y por medio de un formato físico diseñado por
gestión de calidad de la institución. El formato de planeación
docente, se encuentra en la oficina de coordinación en cada uno
de los escritorios de los coordinadores, están a disposición de
cualquier persona y con alta probabilidad de ser dañado o
desaparecer, sin poder saber quién se lo llevo o daño.
No solo encontramos el riesgo físico de estos formatos, los
coordinadores deben reportar a la vicerrectoría académica las
horas de clases dadas por los docentes de catedra. Tarea tediosa
y dispendiosa, que se debe realizar tres veces en el semestre
académico y que puede durar varias horas hombre, ya que se
debe observar con detenimiento la planeación, verificando las
lecciones dadas y el cumplimiento de asistencia de cada docente.
En la elaboración de informes de seguimiento a los docentes
de cada programa, los cuales se hacen de manera manual,
basándose en una plantilla hecha en Excel, se ha encontrado, que
la planeación semanal no es acorde a los contenidos
programados en los Syllabus, lo cual es un gran problema, ya
que no se sigue con los planes de estudio, cambiando así la
formación y competencias de los estudiantes.
Ante estos problemas, se ha planteado la solución de
desarrollar una aplicación web que administre los Syllabus de
cada programa que se oferta en la institución. Y además, el
seguimiento de los contenidos por parte de los docentes que
laboran en esta. Esto, a través de una base de datos que estará
instalada en los servidores del ITFIP. Con esta solución se busca
eliminar los problemas que anteriormente se mencionaron.
De acuerdo a la situación problemática, se han establecido la
siguiente pregunta hipótesis:
¿Qué medio tecnológico aplicar para mejorar el
almacenamiento, la actualización, consulta, administración del
acceso y la realización del seguimiento de los contenidos de los
Syllabus de los programas de formación universitaria en el
Instituto Tolimense de Formación Técnicas Profesional del
ITFIP del Espinal Tolima?
Esta investigación ha planteado como objetivo general el
desarrollar una aplicación web que permita optimizar el proceso
y facilitar el trabajo de los funcionarios de la institución, para
obtener consultas y reportes exactos, confiables y oportunos.
Para la construcción de la aplicación web, se debe realizar un
proceso de ingeniería de software, donde hay que ejecutar una
seria de actividades (comunicación, planeación, modelado,
construcción y despliegue), tareas y acciones que se hacen
cuando se va a desarrollar un programa de computador. El
grupo de trabajo de este proyecto ha tomado la decisión de
utilizar la Metodología RUP (Rational Unified Process) [3], la
cual, no solo cumple con las anteriores actividades mencionadas,
sino que permite un ciclo constante de las actividades por
iteración, produciendo un incremento del mismo, permitiendo
conseguir las características y funcionalidades generales del
software.
VII. METODOLOGÍA
Esta investigación, de carácter metodológico mixto
(cualitativo-cuantitativo) [4], estuvo a cargo de dos docentes
investigadores y tres estudiantes del semillero GRIDSOA del
programa de ingeniería de sistemas por ciclos propedéuticos, los
cuales plantearon como propósito, dar solución al problema que
se presenta en la oficina de coordinadores de programas del
ITFIP, por medio de la aplicación de la tecnología y la ingeniería
del software, para mejorar el almacenamiento, la actualización,
consulta, administración de acceso y la realización del
seguimiento de los contenidos de los Syllabus de los programas
de formación universitaria la institución.
Para determinar cuál es el objeto o problema de investigación,
se inició con una investigación exploratoria [5], la cual, ayudo a
obtener un análisis preliminar del contexto del sistema de
información en estudio, permitiendo establecer la descripción
del problema con su correspondiente pregunta hipótesis, las
variables, el alcance y el propósito de la investigación.
A continuación se procede a utilizar el enfoque descriptivo
[5], método que permite a los investigadores hacer un profundo
estudio del funcionamiento del sistema de información y sus
relaciones existentes con otros sistemas transaccionales. Por
medio de una recolección de datos, fuentes secundarias,
entrevistas con expertos en el tema y la recopilación de historias
de casos de usos, todo esto con un mínimo de costo y tiempo.
Luego de completar un diagnóstico del problema, los
investigadores hacen uso del enfoque propositivo [5] en el que
se establece las metas a alcanzar para dar solución al problema,
que para este proyecto, es el desarrollo de una aplicación web
que administre los Syllabus y la planeación semanal de los
docentes del ITFIP, institución de educación superior del
Espinal, Tolima, Colombia.
CADYMCA es una investigación tecnológica cuyo resultado
principal es un software en ambiente web, estableciendo la
23
metodología RUP (Rational Unified Process) [3] para su
construcción. Con esta selección se busca hacer las actividades
de forma disciplinada y con responsabilidad, permitiendo saber
quién hace las tareas dentro del cronograma de trabajo, cuando
las debe empezar y terminar y como las debe desarrollar. Esta
metodología consta de cuatro fases, como se puede apreciar en
la Fig. 1.
Fig. 1. Fases de la metodología RUP. Fuente: Los autores
La RUP, permite dividir el desarrollo del software en
pequeños componentes o entregas funcionales. Cada una de las
partes que conforma el software, pasará por un ciclo de vida
internos (análisis, diseño, codificación, prueba e
implementación), logrando que el usuario del sistema, valore y
apruebe, haciendo más visible el producto y su inversión.
Cuando el usuario de su aprobación por los módulos del
software entregado, se reinicia el ciclo nuevamente con otro
componente diferentes.
La RUP, establece cuatro fases para el desarrollo de proyectos
de software. Las fases son: Inicio, elaboración, construcción y
transición. Cada fase ha sido establecida con las tareas a
desarrollar en un tiempo de duración y se espera terminar el
proyecto en cinco meses, con el trabajo de cuatro profesionales
en el campo de la ingeniería del software. Cada integrante del
grupo de trabajo, tienen los conocimientos y experiencias para
cumplir con los objetivos trazados en el proyecto.
IV. CONSTRUCCIÓN: DISEÑO Y TECNOLOGIA
WEBAPP “CADYMCA”.
Las características técnicas del producto que se desarrolló son
las siguientes: La universidad en estos momentos cuenta con
servidor propio, pero se está quedando sin condiciones para
almacenamiento, ya que se ha incrementado el desarrollo de
aplicaciones y las bases de datos, lo que obliga a adquirir un
nuevo servidor web.
Para la implementación de la aplicación web CADYMCA, se
adquirió un nuevo servidor, el cual tiene las siguientes
características: Marca: Dell, Procesador: Intel Xeon seria 7500
o 6500 de ocho núcleos, Arquitectura: 64 bits, Memoria
RAM: 12 Gb DDR3, Disco duro: 2 Discos De 1 Tb, Sistema
operativo: Linux (Debian o Centos), Versión del kernel: 4.5.,
Servidor web: Apache Versión: Apache 2.4.25, Motor de bases
de datos: MySQL, Versión: 5.7.17, Administrador de MySQL:
PHPMyAdmin y Versión de PHP: 5.6.30.
Todo lo anterior corresponde a una base de datos relacional
segura con una capacidad de almacenamiento de 50 gigas (para
archivos en formato PDF), teniendo en cuenta que cada archivo
no pese más de una mega. Esta proyección se hace a cinco años
de vida útil de la aplicación web con una tasa de transferencia de
datos de 20 gigas.
Por el diseño y la tecnología, se tomó la decisión de subdividir
la problemática en problemas más simples, logrando así la
comprensión y programación. En otras palabras, se ha utilizado
la estrategia “divide y vencerás”, donde el estilo de
programación fue modular y orientado a objetos. Con estos dos
estilos, se hace uso de reutilización de código, facilitando la
tarea del equipo de programación. La WebApp, utilizó librerías
(PHPMailes, SHA1 y PHP Dompdf) o bibliotecas reutilizables.
CADYMCA, es una aplicación web, la cual su arquitectura es
cliente/servidor [6] de tres niveles (una arquitectura en red,
donde las funciones son separadas de acuerdo a la lógica: de
presentación, de negocio y de datos). Este software, requiere un
vínculo entre los procesos que piden servicios (cliente) y
procesos que responden a estos servicios (servidores), en la Fig.
2, se aprecia el funcionamiento de la arquitectura propuesta para
la WebApp.
Fig.2. Arquitectura Cliente / Servidor de tres capas de la
WebApp CADYMCA
CADYMCA, hace uso del motor de bases de datos relacional
Mysql 5.0 [8], el cual permite almacenar los datos del sistema
de información. Para la construcción de la base de datos, se ha
utilizado la técnica del modelo entidad/relación. Es una
representación gráfica de los conceptos (entidades u objetos) que
se encuentran dentro del sistema de información y las relaciones
que hay entre estos.
Se ha utilizado esta diagramación, gracias al motor de base de
datos seleccionado (Mysql). Además, que es totalmente fácil de
usar para el diseño y con el beneficio de lograr plantear bases
de datos relacionales.
Gracias al modelo entidad/relación, se ha logrado establecer
una estructura que permite conservar la documentación de
forma permanente, lo cual conlleva, a la construcción de un
diccionario de datos o metadatos, el cual representa las
características lógicas de los datos que se manejan dentro del
24
sistema de información. Para poder, realizar este esquema, se
han construido matrices, las cuales harán de tablas dentro de
Mysql, cuyas tablas fueron 6 (espacio académico, complemento
espacio académico, unidades, subtemas, registro clase,
recuperación clase) y con los siguientes campos: Campo,
descripción, tipo de dato, obligatoriedad, longitud, llave
primaria, llave foránea, incremental, validación, ingreso de
datos, tabla de origen.
Pensando en la facilidad de acceso que se le debe ofrecer a los
usuarios, se ha trabajado con el Framework Bootstrap 3.0,
permitiendo “Responsive web design”, lo cual amplia el uso de
diferentes dispositivos por medio de navegadores (Opera,
Chrome o Safari) instalados en un PC, portátil, tabletas y
Smartphone. Este Framework, se fundamenta en estándares de
desarrollo de Web: HTML5, CSS3 y JavaScript/JQuery y
Plugins de jQuery para comprobar entrada y salida de datos,
visualización tablas, graficas, etc.
Como es un software para una institución de educación
superior, se opta por los colores corporativos del ITFIP, la
tipografía usada es “ARIAL” y el tamaño de la fuente es de 12
y su color es negro. Se utilizó iconografía para operaciones
dentro de la aplicación web, esta son imágenes planas, sencillas
de intuir y con ayuda de texto, que orienta que acción ejecutar.
Dentro de la aplicación, los usuarios encontraran un menú, el
cual orientara sobre los diferentes servicios que tiene esta, su
estilo de navegación es lineal/jerárquico, muy común, ya que
ayuda a ir desde opciones muy generales a específicas y
viceversa [7].
Dentro de las características o servicios de CADYMCA esta:
almacenamiento, actualización y visualización en línea de los
Syllabus de cada programa académico del ITFIP. Un
seguimiento a los contenidos de estos por parte de los docentes,
control en el registro de planeación educadores, acceso con
seguridad y de acuerdo a tres perfiles de usuarios (coordinadores
del programa, docentes y administrativos), copias de seguridad
de la base de dato e informes periódicos por horas laboradas por
los docentes.
V. RESULTADOS
Con el planteamiento de los objetivos específicos y la
metodología RUP, se llegó a los siguientes resultados: Estudio
de viabilidad del proyecto, plan de desarrollo del software y de
riesgos y la calendarización del proyecto, documento de
requerimientos funcionales y no funcionales del software, estado
del arte y el marco conceptual, legal y teórico, modelo y
especificación de casos de uso UML, diagramas de secuencia,
de clases y modelo entidad relación, diseño de la base de datos,
arquitectura del software, anteproyecto de grado, los casos de
prueba de la caja negra y blanca, unitarias, de integración, de
usabilidad, de aceptación de los usuarios.
Como principal resultado de esta investigación, se encuentra
la aplicación web con las funcionalidades solicitadas por los
usuarios las cuales se pueden apreciar en la Fig. 3.
Finalizando la investigación, se puede afirmar, un total
cumplimiento de los objetivos establecidos, en base a esto y la
aceptación de las directivas académicas del ITFIP, se puede
decir que fue un éxito el proyecto. Para verificar el cumplimiento
de las expectativas de los usuarios, es necesario dar inicio a una
nueva investigación.
Fig.3. Requerimientos funcionales de la WebApp
CADYMCA
VI. CONCLUSIONES
Entre las conclusiones a que llegó el grupo se encuentran las
siguientes:
Con el uso de esta aplicación web, tanto los docentes de planta
como de cátedra, podrán acceder en línea y en cualquier
momento a cada uno de los micro currículos de los programas.
Además, cada docente podrá registrar la planeación académica
semanalreemplazando el papel como formato de
almacenamiento de este proceso.
La aplicación web desarrollada ofrece funciones específicas
que buscan facilitar la tarea del seguimiento y verificación del
cumplimiento de los contenidos de cada micro currículos por
parte de los docentes.
Para la construcción de esta WebApp se ha utilizado el
Framework Bootstrap 3.0, confirmando que facilita el manejo de
estilos, ahorrando tiempo de hora/hombre en la generación de
los mismos.
Finalmente, desde el punto de vista legal, CADYMCA,
además de sistematizar un proceso, contribuye a cumplir con la
políticas de gobierno en línea y el decreto 2573 del 2014.
REFERENCIAS
[1] C. C. Martínez and K, C, Herrera, Reflexiones Sobre La
Administración En El Nuevo Milenio. Revista Ciénaga.
CUCI. 1999.
[2] Universidad Distrital Francisco José De Caldas. Manual
Para La Presentación Y Diseño Del Syllabus. Santa Fe de
Bogotá. p.27. 2014. [Online]. Disponible en:
http://www.udistrital.edu.co:8080/documents/14198/0/man
ual+syllabus
[3] K. Kendall and J. Kendall. Análisis y Diseño de Sistemas
Octava Edición. México: Prentice Hall. ISBN: 978-607-32-
0577-1. 2011. 600p. [Online]. Disponible en:
https://docs.google.com/viewer?a=v&pid=sites&srcid=ZG
VmYXVsdGRvbWFpbnxpbmdzaXN0ZW1hc3VwZXU5
NzM0ODAzNTl8Z3g6N2RmZjI5N2FhZDFiMTgxOQ.
[4] G. Morán D., C. Alvarado and
G. Darío. Métodos de investigación. México. Ediciones
Prentice Hall, Pearson Educación de México, S.A. de C.V.
COORDINADORES DE LOS
PROGRAMAS ACADÉMICO S
• Administración de los Microcurriculos.
• Horas de clases dictadas (Liquidación y Verificación de clases dictadas).
• Actualización de los planes de estudio y Microcurriculos
DIRECTIVOS ACADÉMICOS
DEL ITFIP
• Planeación docente semanal.
• Actualización de los planes de estudio y Microcurriculos.
DOCENTES DEL ITFIP
• Planeación docente semanal.
• Actualización de los planes de estudio y Microcurriculos.
25
82p. ISBN: 978-607-442-219-1. 2010.
[5] C. Muñoz R. Cómo Elaborar Y Asesorar Una Investigación
De Tesis. México. Ediciones Prentice Hall, Pearson
Educación de México, S.A. de C.V. 323p. ISBN 978-607-
32-0456-9. 2011.
[6] G. Meneses, G. A. Peñalver and SXP. Metodología Ágil
Para El Desarrollo De Software. Universidad de las
Ciencias Informáticas, Ciudad de La Habana, Cuba. 2010.
[7] T. Laurenzo. Diseño (Iterativo Y Web) Centrado En El
Usuario. 2013. [Online]. Disponible en:
https://www.fing.edu.uy/inco/cursos/inpercom/Clases/201
0/15-diseno-web-centrado-en-el-usuario.pdf
[8] Spona, H. Programación de bases de datos con MYSQL y
PHP. Marcombo. 2010.
José Alexander Aguilar González, nació
en el municipio de Coello Tolima, el 31
de mayo de 1994. Se graduó como
Ingeniero de Sistemas con énfasis en
desarrollo de software, en el Instituto
Tolimense de Formación Técnica
Profesional ITFIP del Espinal Tolima,
Colombia en el 2016.
Ejerció sus labores como soporte
técnico en el Instituto Tolimense de
Formación Técnica Profesional ITFIP
del Espinal Tolima, Colombia 2015 y como ingeniero de
tecnología en la Alcaldía de Coello Tolima 2016-2017.
Actualmente es docente catedrático e investigador en el
Instituto Tolimense de Formación Técnica Profesional ITFIP del
Espinal Tolima, Colombia.
Ha logrado publicaciones en libros de congresos como:
“Jornadas de TIC e Innovación en el aula: “Enlaces entre
educación, conocimiento libre y tecnologías digitales” Capítulo
de libro: Mejora del proceso de evaluación mediante un
videojuego (OAE) en el ITFIP Espinal. Argentina, 2015, Ed.
Universidad Nacional de la plata de argentina. Ha sido
organizador del encuentro departamental de semilleros de
investigación nodo Tolima en los últimos tres años y par
evaluador del mismo y a nivel nacional de la Fundación
RedColsi. Ha participado como ponente en diferentes
encuentros nacionales e internacionales como: Encuentros
Departamentales De Semilleros De Investigación nodo Tolima
2013-2014, I Congreso Binacional de Pedagogía “Anclajes y
Prospectivas Universidad de Santander 2014, III Congreso
Científico Internacional “Impacto de las Investigaciones
Universitarias” Ambato Ecuador 2015, Cuarto Congreso
Ecuatoriano de Tecnologías de Información y Comunicación
TIC.EC 2016, XI Congreso de Tecnología en Educación y
Educación en Tecnología “TE&ET” Buenos Aires Argentina
2016 y el I Encuentro Virtual Euroamericano de Profesionales
de la Educación – EVEPE, México 2017.
El ingeniero José Alexander, en su labor docente, ha sido
director/autor de varios proyectos, los cuales han logrado
menciones meritorias por la calidad de las investigaciones a
nivel institucional.
Nayibe Soraya Sánchez León. Nació en
el Espinal Tolima, Colombia, el 10 de
Agosto de 1972. Se graduó como
Ingeniera de Sistemas con énfasis en
gerencia de proyectos de la universidad
Antonio Nariño 1996. Magister en
Elearning y Redes Sociales de la
Universidad de la Rioja España 2014.
Docente de planta e investigadora por
más de 20 años en el Instituto Tolimense
de Formación Técnica Profesional ITFIP del Espinal Tolima,
Colombia.
Ha logrado publicaciones en revistas nacionales e
internacionales y en libros de congresos. Como: “Jornadas de
TIC e Innovación en el aula: “Enlaces entre educación,
conocimiento libre y tecnologías digitales” Capítulo de libro:
Mejora del proceso de evaluación mediante un videojuego
(OAE) en el ITFIP Espinal. Argentina, 2015, Ed. Universidad
Nacional de la plata de argentina. Revista Maskana de la
universidad de Cuenca Ecuador: Articulo: Heuristic
Evaluations. APP movil para evaluaciones heurísticas de la
usabilidad e ISO 25010. Ecuador, ISSN: 1390-6143, 2016 vol:
7 fasc: págs: 1 - 12. Artículo: El recorrido de los semilleros de
investigación del Instituto Tolimense de Formación Técnica
Profesional Espinal-Tolima. Colombia, “Sembrando
Conocimiento”, ISSN: 2500-8676, 2016 vol: 1 fasc: 1 págs: 13
- 14.
Organizadora de encuentros departamentales de semilleros de
investigación nodo Tolima 2013-2016 y par evaluador del
mismo y a nivel nacional de la Fundación RedColsi. Ponente en
diferentes encuentros nacionales e internacionales como: I
Congreso Binacional de Pedagogía “Anclajes y Prospectivas
Universidad de Santander 2014, III Congreso Científico
Internacional “Impacto de las Investigaciones Universitarias”
Ambato Ecuador 2015, Cuarto Congreso Ecuatoriano de
Tecnologías de Información y Comunicación TIC.EC 2016, XI
Congreso de Tecnología en Educación y Educación en
Tecnología “TE&ET” Buenos Aires Argentina 2016. I
Congreso Internacional Virtual en Investigación e Innovación
Educativa. CIVINEDU. REDINE en colaboración con la TU/e
-Eindhoven University of Technology 2017.
Melissa Rivera Guzmán. Nació en el
Espinal Tolima, El día 23 de Julio de
1991. Se graduó como Ingeniera de
Sistemas con énfasis en desarrollo de
software, en el Instituto Tolimense de
Formación Técnica Profesional ITFIP
del Espinal Tolima, Colombia en el
2015. Ejerce sus labores como
ingeniera de tecnología y diseñadora
web en el Instituto Tolimense de
Formación Técnica Profesional ITFIP del Espinal Tolima,
26
Colombia desde el 2014. Además, es docente catedrático e
investigador en la misma institución.
Ha logrado publicaciones en la Revista Maskana de la
universidad de Cuenca Ecuador: Articulo: Heuristic
Evaluations. APP movil para evaluaciones heurísticas de la
usabilidad e ISO 25010. Ecuador, ISSN: 1390-6143, 2016 vol:
7 fasc: págs: 1 - 12. Ponente y par evaluadora en los encuentros
departamentales de semilleros de investigación nodo Tolima. Ha
participado como ponente en diferentes encuentros nacionales e
internacionales como: XI Congreso De Informática Educativa
Versión Internacional RIBIECOL 2015, XI Congreso de
Tecnología en Educación y Educación en Tecnología “TE&ET”
Buenos Aires Argentina 2016 y el I Encuentro Virtual
Euroamericano de Profesionales de la Educación – EVEPE,
México 2017 y I Congreso Internacional Virtual en
Investigación e Innovación Educativa. CIVINEDU. REDINE
en colaboración con la TU/e -Eindhoven University of
Technology 2017.
La ingeniera Melissa, en su labor docente, ha sido
director/autor de varios proyectos de investigación e innovación,
los cuales han logrado menciones meritorias por la calidad de las
investigaciones a nivel nacional e institucional.
27
Resumen - La salud mental en los pobladores del municipio
de Aranzazu (Caldas), enfrenta el padecimiento de múltiples
enfermedades, debido a que un 7% de la población
sobrelleva a lo largo de su vida alguna afectación mental.
Ante este panorama, se propuso fortalecer la salud mental
en la Institución Educativa Pio XI Sede Manuel Gutiérrez en
niños de 9 a 10 años, partiendo desde la resiliencia en el
componente toma de decisiones, mediante el diseño y
aplicación de un prototipo de video juego serio (VJS).
Inicialmente se adaptaron los instrumentos de evaluación de
resiliencia y se hizo una prueba piloto con análisis
preliminar de datos, consecutivamente se levantaron los
requerimientos y se diseñó la arquitectura del VJS en el
modelo cliente servidor utilizándose la metodología ágil
Iconix. Se programó el VJS en la plataforma Construt2 y se
exportó como una versión ejecutable para Windows. Con el
propósito de determinar la validez de este prototipo VJS
“Resilient Warrior” se realizó la intervención en tres
grupos de (20) estudiantes cada uno durante ocho semanas,
de la siguiente manera: Grupo Control 1: Aplicación de los
instrumentos de evaluación. Grupo: 2 Intervención con
metodología tradicional. Grupo: 3 Aplicación del VJS. Los
tres grupos se evaluaron con los dos instrumentos de
evaluación al inicio, a la cuarta y a la octava semana.
Finalmente se requiere realizar un análisis estadístico
descriptivo de los resultados para evaluar la normalidad de
los datos obtenidos, aplicando las pruebas t-Student
bilateral pareada (p<0.05) y Bland & Altman (1986)
XLSTAT (Ver. 1.1.2013, Addinsoft) para determinar sí
existen diferencias estadísticamente significativas entre los
grupos intervenidos.
Palabras clave — Salud mental, resiliencia, video juego
serio.
I. INTRODUCTION
La Salud Mental es concebida como un estado de bienestar en el
que el individuo realiza sus capacidades, supera el estrés normal
de la vida, trabaja de forma productiva y fructífera, y aporta algo
a su comunidad (OMS, 2013), igualmente el Plan Decenal de
Salud Pública para Colombia(2012-2021).
(PDSP) define la salud mental como una prioridad nacional,
garantizando el ejercicio pleno del derecho fundamental a la
salud mental de la población colombiana, priorizando a los
niños, las niñas y los adolescentes.
No obstante para los pobladores del municipio de Aranzazu
(Caldas) es un reto enfrentarse continuamente a padecimientos
mentales que afectan notoriamente el desempeño familiar,
laboral y social, esto corresponde a un 7% de la población total
del municipio, puesto que de 12.180 habitantes un promedio de
820 personas sufren algún tipo de afectación mental. “Muchos
de los casos que son consultados con frecuencia están en un
episodio exacerbado que requieren hospitalización psiquiátrica
y deben continuar con medicación durante el resto de sus vidas;
entre el 25 y 50 % de los pacientes ha tenido un intento de
suicidio y entre 7% al 15% ha consumado tan lamentable acto”
(Ospina, 2016).
Ante este panorama surge la propuesta de fortalecer la salud
mental desde la resiliencia, en su componente toma de
decisiones en niños de e 9 a 10 años, en la Institución Educativa
Pio XI sede Manuel Gutiérrez Robledo, atenuando un poco el
flagelo de las enfermedades mentales a las que se ven
enfrentados al convivir con personas que sufren tal padecimiento
o en muchos casos ellos mismos son los protagonistas. Según
Grotberg (2006) “Las personas se vuelven resilientes en
cualquier etapa o situación de la vida, el desafío es encontrar la
manera de promover esa capacidad en cada persona tanto a nivel
individual como familiar y social”.
Inicialmente se realizó una adaptación a dos instrumentos de
evaluación, el primero Medida de Resiliencia Infantil y Juvenil
(CYRM)-28 formulado por Ungar & Liebenberg, (2011) y el
segundo, Evaluación de Resiliencia desde las dimensiones yo
soy, yo estoy, yo puedo, yo tengo, formulado por Edith Grotberg
(2005). Se hizo una prueba piloto con los instrumentos con el fin
de detectar y corregir errores y se analizó la información
recolectada como ejercicio de tabulación inicial.
Seguidamente se levantaron los requerimientos y se diseñó la
arquitectura del video juego serio (VJS) denominada cliente
servidor y se utilizó la metodología ágil Iconix, se programó en
la plataforma Construt2 y se exportó para versión ejecutable en
Windows. Posteriormente, con el propósito de determinar la
validez del prototipo VJS “Resilient Warrior”, se realizó la
intervención en tres grupos de básica primaria de veinte (20)
Sandra Lorenza Botero Tamayoa.b.d Julio Cesar Caicedo Erasoa.c.d aMaestría en Ingeniería Computacional, Universidad de Caldas, Manizales, Colombia,bInstitución Educativa Pio XI Sede
Manuel Gutiérrez Robledo, Aranzazu, Caldas, Colombia. cDepartamento de Sistemas e Informática, Universidad de Caldas, dSemillero de Investigación en Ingeniería y Ciencias Biomédicas Universidad de Caldas Manizales, Colombia
Resultados preliminares: Estrategia didáctica para el
fortalecimiento de la salud mental desde la resiliencia
en el componente toma de decisiones en niños entre 9
y 10 años.
28
estudiantes cada uno, en su mayoría niños activos, alegres,
participativos, con avances significativos en sus procesos
académicos, aunque también se cuenta con casos de diversidad
cognitiva que requieren orientación personalizada.
La intervención en los grupos ha sido de la siguiente manera:
Grupo Control 1: Aplicación de los instrumentos de evaluación.
Grupo: 2 Intervención con metodología tradicional. Grupo: 3
Aplicación del VJS. Los tres grupos han sido evaluados con
dos instrumentos de evaluación de resiliencia, al inicio del
proceso, a la cuarta semana y se proyecta una evaluación final
en la octava semana. Finalmente se efectuará la comparación de
los resultados en la toma de decisiones antes y después de la
intervención con el V.J.S mediante un análisis estadístico
descriptivo de los resultados para evaluar la normalidad de los
datos obtenidos, aplicando las pruebas t-Student bilateral
pareada (p<0.05) y Bland & Altman (1986) XLSTAT (Ver.
1.1.2013, Addinsoft) para determinar sí existen diferencias
estadísticamente significativas entre ellas.
II. METODOLOGÍA:
Modelo de Investigación Acción: Es la estrategia más apropiada
para investigar en cualquiera de las áreas de la educación, toda
vez que permite la identificación, diagnóstico, y gestión en
búsqueda de cambios eficaces que den respuesta a problemas
institucionales, sociales o personales en ambientes educativos
(Bizquerra.2009). La estrategia comprende cuatro etapas:
observación, planeación, acción y reflexión, directamente
relacionadas con el desarrollo de los objetivos propuestos así:
Observación: Planteamiento del problema, objetivo general,
específicos, justificación,
Población a intervenir: Estudiantes de 9 a 10 años de edad, de la
Institución educativa Pio XI Sede Manuel Gutiérrez Robledo,
distribuidos en tres grupos de (20) estudiantes cada uno.
Planeación: Diseño y adaptación del instrumento de evaluación
(Objetivo 1): Se realizaron adaptaciones gramaticales y de
contexto.
Medida de Resiliencia Infantil y Juvenil (CYRM)-28
formulado por Ungar & Liebenberg, (2011)
Evaluación de Resiliencia desde las dimensiones yo soy,
yo estoy, yo puedo, yo tengo, formulado por Edith
Grotberg(2005)
Se levantaron requerimientos y se diseñó la arquitectura del
VJS denominada cliente servidor, se utilizó la metodología
ágil Iconix, se programó en la plataforma Construt2 y se
exportó para versión ejecutable en Windows.
Fig. 1. Arquitectura Modelo C/S Cliente servidor.
Fig. 2. Interfaz de inicio Video Juego Serio.
Acción: Implantación del videojuego serio (Objetivo 2):
Con el propósito de determinar la validez del prototipo VJS
“Resilient Warrior” se realizó la Intervención en tres grupos
de (20) estudiantes cada uno, durante ocho semanas, de la
siguiente manera:
Grupo Control 1: Aplicación de los instrumentos de
evaluación.
Grupo2: Intervención con metodología tradicional.
Grupo: 3 Aplicación del VJS “Resilient Warrior”
Los tres grupos se evaluaron con los dos instrumentos al inicio
del proceso, a la cuarta semana y se proyecta evaluación final a
la semana 8.
Reflexión: Comparación de resultados antes, durante y después
del VJS (Objetivo 3):
Evaluar normalidad de los datos obtenidos t-Student
bilateral pareada (p<0.05)
Gráfico Bland & Altman (1986)
Software XLSTAT (Ver. 1.1.2013, Addinsoft).
29
III. RESULTADOS DE INVESTIGACIÓN
El análisis de la prueba piloto dio como resultado algunas
fallas de redacción y forma de los instrumentos de evaluación y
consentimientos informados, siendo corregidos antes de la
aplicación inicial con los grupos a intervenir. Los resultados
analizados en las gráficas, realizados como un ejercicio de
prueba, dieron como resultado un nivel de mayor resiliencia en
las niñas con unos 30 y 40 puntos en el componente toma de
decisiones y un nivel medio en los niños con 25 y 29 puntos,
respectivamente.
Fig.3. Análisis prueba piloto.
La expectativa es pasar del prototipo del juego serio a una
aplicación completa, con un diseño de programación más
elaborado y avanzado en 3D.
Se proyecta la validación y uso del VJS entre todos los
estudiantes de la institución educativa con edades entre 9 y 10
años del grado a intervenir. Posteriormente, en el plano
institucional, municipal, regional y a largo plazo, en el ámbito
nacional. Todo esto con el fin de fortalecer la salud mental desde
la resiliencia en su componente toma de decisiones.
Este proyecto fortalecerá la interdisciplinariedad entre las áreas
de Educación, Ingeniería y Salud, al tiempo que promoverá la
formación desde una mirada holística del conocimiento
tecnológico y su aplicación, toda vez que “[…] la escases de este
tipo de aplicaciones especializadas [da pie a] la posibilidad de
generar aplicativos computacionales que atiendan a las
necesidades específicas, en diferentes campos como educación
y salud”. (Caicedo et al.2015).
IV. REFERENCIAS
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Socios de la Asociación americana Estadística.p.349
30
Julio César Caicedo Eraso: Profesor
Universitario con 17 años de experiencia en
las áreas de electrónica, computación y
bioingeniería, con formación como PhD en
Ciencias Biomédicas, Especialista el
Gerencia Educativa, Especialista en
Telecomunicaciones e Ingeniero Electrónico.
Amplia experiencia como investigador en
Ciencias Biomédicas con aplicación de la
ingeniería a las ciencias biológicas. Aportes en el ámbito
nacional e internacional en la validación y desarrollo de modelos
para la composición corporal, su relación con enfermedades
crónicas no transmisibles y evaluación clínica (nutrición,
sobrepeso, obesidad, sarcopenia, condición física, funcionalidad
muscular). Actualmente aplica sus conocimientos a proyectos de
investigación que relacionen la ingeniería con las ciencias
biomédicas y la salud, física y mental. Igualmente aporta en los
campos de caracterización de alimentos y generación de
herramientas diagnósticas innovadoras basados en técnicas
computacionales. Líder y tutor del Semillero de Investigación en
Ingeniería y Ciencias Biomédicas para formación de
investigadores estudiantes y profesores. Fue Director-Editor de
la Revista Vector. Investigador activo de tres grupos de
investigación reconocidos por Colciencias en su última
convocatoria (i)GITIR: Grupo de Investigación en Tecnologías
de la Información y Redes, (ii) GruCalPro: Grupo de
Investigación en Calidad y Productividad y (iii) Nutrición,
Metabolismo y Seguridad Alimentaria.
Sandra Lorenza Botero Tamayo:
Normalista Superior, Institución Educativa
Escuela Normal Superior Aranzazu Caldas
(2000) con su proyecto de grado “Utilización
de herramientas lúdico pedagógico en la
enseñanza de la matemática. Licenciada en
tecnología e informática. Universidad
Católica de Manizales (2015), con proyecto
de investigación: “Cuentos interactivos matemáticos, un mundo
divertido por descubrir”. Participó en un proyecto ambiental en
Aranzazu dentro del proyecto Ondas en 2015 y fue ponente del
mismo en Feria Infantil y Juvenil de Ciencia, tecnología e
Innovación Ondas, departamento de Caldas zona norte
Salamina. Actualmente estudiante de 4to cuarto semestre
semestre de la Maestría en Ingeniería Computacional,
actualmente es investigador en formación del Semillero de
Investigación en Ingeniería y Ciencias Biomédicas SIngBio. Se
desempeña como docente de la Institución Educativa (IE) Pio Xl
sede Manuel Gutiérrez de Aránzazu (PXIMGA) en el
departamento de Caldas desde hace 7 años. Ponente en Primer
Coloquio de Investigación en Ingeniería en XVI Jornadas de
Ingeniería + Educación Universidad de Caldas 2017.
31
Resumen- Entre la intimidad y el flujo de datos debe haber
un equilibrio para que la sociedad de la información
funcione. Gestionar y procesar gigantescas cantidades de
información digital nos transporta a un contexto de
neutralidad en la toma de decisiones, supuestamente no
sesgado. Actualmente se crean más datos que nunca antes en
la historia, y recogerlos, almacenarlos y tratarlos es posible
de forma más sencilla que nunca.
Palabras Claves - Big data; Datos masivos; privacidad;
Libertad; Privacidad colectiva; Protección de datos
personales; Paradoja de la privacidad
Abstract—Between the privacy and data flow there must
be a balance for the information society to function. The data
is then converted into the very valuable asset. Currently are
created more data than ever before in the history, and pick
them up, store them and treat them it is possible to more
easily than ever before.
Keywords— Big data; massive data; privacy; freedom;
Privacy; Protection of personal data; paradox of privacy.
INTRODUCCION
El fenómeno del Big Data, puede hacernos sentir atraídos e
intimidados, dada la utilización masiva de datos. Prácticamente
cada semana aparecen referencias a ello en los medios,
vaticinando una suerte de revolución irrefrenable basada en la
utilización de datos, ingentes y masivas bases de datos: patrones
de predicción de enfermedades, modelos predictivos de
comportamiento, individualización y la identificación de
factores de riesgo.
Entre la intimidad y el flujo de datos debe haber un equilibrio
para que la sociedad de la información funcione. Los datos se
convierten en un activo muy valioso. Actualmente se crean más
datos que nunca antes en la historia, y recogerlos, almacenarlos
y tratarlos es posible de forma más sencilla que nunca. Desde las
redes sociales, las compras con tarjetas, las llamadas telefónicas
y tantos otros gestos cotidianos generan datos, cuyo estudio es
una fuente de valor incalculable.
Algunas empresas ofrecen servicios de acceso a Internet de
forma gratuita a cambio de poder acceder a nuestros datos, y así
3 Cálculos realizados por Dave Turek, responsable de desarrollo de superordenadores de IBM.
poder utilizar dicha información para realizar innumerables
acciones fraudulentas, muchas de los cuales ni siquiera se
conocen en el momento de analizar los datos. Conceptualmente,
el Big Data hace referencia a un conjunto de tecnologías que
permiten procesar y gestionar cantidades masivas de datos
provenientes de fuentes dispares, con el objetivo de poder
otorgarles una utilidad que proporcione valor. Éste puede ser
descubrir patrones de comportamiento de los clientes de una
organización para crear publicidad dirigida mucho más efectiva,
predecir tendencias económicas o descubrir relaciones antes
desconocidas entre variables que puedan abrir las puertas a la
innovación.
.
RIESGOS
Sin embargo, estas nuevas oportunidades del Bbig Ddata
también van acompañadas de riesgos. Quizás uno de los más
relevantes sea el análisis masivo de datos que hacen parte de la
esfera privada de las personas. Big data determina al enorme
crecimiento en el acceso y uso de información automatizada [1].
En efecto, existen s gigantescas cantidades de información
digital controlada por organizaciones, gobiernos y otras
entidades dedicadas a minería de datos, inteligencia de negocios,
cuyos extensos análisis de datos se realizan con sofisticados
algoritmos [2].
La idea principal es que, con el procesamiento de grandes
cantidades de información, podamos entender cosas que eran
desconocidas al ser analizadas en cantidades pequeñas de
información, y permite revelar o inferir circunstancias,
comportamientos y tendencias que han permanecido ocultas en
los sistemas de información o bases de datos. En el año 2000, el
25 % de toda la información mundial se almacenaba en formato
digital; el resto se almacenaba en medios análogos como el
papel. No obstante, en nuestros días más del 98% de toda
información es digital [3].
El objetivo de Big Data es contribuir y revelar un
conocimiento oculto con base en el procesamiento de grandes
volúmenes de datos.
Históricamente podemos indicar que desde su inicio hasta
2003 los humanos habían creado 5 exabytes (5 mil millones de
gigabytes) de información. En 2011 ya se creaba ese mismo
volumen de información cada dos días3. Al mismo tiempo, el
Big Data or the Network Neutrality
Big Data o la Neutralidad en la Red
Primer Autor A., Cristina Díaz, Segundo Autor B, Luzmila Rojas y Tercer Autor C., Manuel Sierra R.
32
big data permite transformar en información numerosos
aspectos de la vida que no se podían cuantificar o estudiar, entre
ellos los datos no estructurados como datos no-texto, imágenes,
fotografías, y archivos de audio. Este fenómeno ha sido
bautizado por la comunidad científica como dataficación [3] (o
«datafication» en inglés).
Así, por medio de la georreferenciación se ha datificado la
localización, con la invención de longitud y latitud, con sistemas
de GPS controlados en tiempo real por satélites. De igual forma,
las palabras son datos analizados por equipos de cómputo
mediante minería de datos. También nuestras preferencias,
gustos, amistades, comportamiento son convertidos en datos, los
cuales son analizados.
FUNCIONAMIENTO DEL BIG DATA
Gráfica. 1 Funcionamiento Tic.
Las bases de datos, la variedad, el volumen y la velocidad, eran
incompatibles hace varios años. Se podía analizar un volumen
grande de datos a alta velocidad, pero se necesitaba que fueran
datos sencillos, como datos estructurados en tablas; se tenía que
sacrificar la variedad de los datos. Asimismo, se lograban
procesar y analizar enormes cantidades de datos muy variados,
pero a baja velocidad, siendo necesario esperar horas, o hasta
días.
Sin embargo, con la aparición del big data estos tres atributos
ya no son excluyentes sino complementarios:
• Volumen: el big data involucra recoger, almacenar y tratar
grandes cantidades de información y metadatos4, en lugar de
4 Los metadatos son datos que describen a otros datos principales, a los que van asociados. Por ejemplo, una fotografía en formato digital tomada con un dispositivo móvil
estudiar una muestra, como hace la estadística tradicional. El
Boston Consulting Group [4] ha estimado que se logra un
incremento de 2,5 exabytes de información al día (teniendo en
cuenta que un exabyte son 1.000.000.000.000.000.000 bytes).
De hecho, son cantidades tan grandes que, para los no expertos,
dejan de tener sentido y añadir más o menos ceros a la cifra ni
siquiera nos permite ver la diferencia.
Este volumen de datos es tan grande que ya no puede ser
analizado mediante herramientas y procesos tradicionales tales
como MS Excel o SQL. Ha sido necesario comenzar a utilizar
nuevos sistemas, como NoSQL o el software Apache Hadoop,
que permite trabajar millones de bytes de información y
organizarlos en miles de nodos.
• Velocidad: rapidez con la que se crean y procesan los datos
está en continuo aumento y con frecuencia para las
organizaciones es importante poder analizarlos de forma muy
rápida, incluso en tiempo real, algo que en ocasiones es
imposible con los sistemas tradicionales. El big data permite
transferir datos de forma barata y eficiente y así se pueden
analizar tanto los datos dinámicos que se van creando, como los
datos estáticos o históricos que ya han sido almacenados de
forma previa.
Por ejemplo, el análisis de datos en tiempo real puede ayudar
a seguir la trayectoria de huracanes y su intensidad. Esto podría
llegar a permitir realizar predicciones sobre dónde pueden
producir daños con horas o incluso días de antelación.
• Variedad: los datos recogidos provienen tanto de fuentes
estructuradas como no estructuradas: transacciones bancarias,
imágenes de satélite, redes sociales, contenidos de páginas web,
dispositivos móviles de geolocalización y miles de aplicaciones,
las conexiones del internet de las cosas, los servicios web 2.0, e
incluso el cuerpo humano (por ejemplo, cuando se utilizan
sistemas de identificación biométricos). En la actualidad, solo el
20% de nuestros datos provienen de fuentes estructuradas,
mientras que el 80% restante son datos no estructurados [5].
Este sistema oculta evidencias que pueden resultar obvias en
nuestro diario vivir y para las ciencias sociales, COMO EL
DERECHO, pero son metódicamente olvidadas. Aspectos como
la imprevisibilidad de quienes acceden a los sistemas
inteligentes (¿en realidad, no actuamos de manera racional?), el
pequeño margen de actuación individual en los sistemas
inteligentes, la falta de información afín entre sistemas, los
sesgos de información o conocimiento, la forzosa necesidad de
implementar y aplicar estrategias para razonamientos
ideológicos superando la estadística que informa dicha decisión,
los errores de medición, etc.
puede contener otra información en forma de metadatos como la localización o la fecha en que la imagen fue tomada.
33
Extraer información de datos tan diversos supone un gran reto.
Las tecnologías que se han desarrollado para el big data
permiten, entre otras soluciones, combinar datos a pesar de que
no se encuentren almacenados en ficheros con la misma
estructura. Así, por ejemplo, una cadena de tiendas puede
analizar de forma conjunta los datos de ventas con los datos de
temperaturas para realizar un modelo predictivo en tiempo real
para cada uno de sus locales comerciales.
Por ejemplo, una empresa desea extraer información de las
bases de datos de sus clientes, a pesar de que ésta sea muy
grande, puede que no necesite utilizar nuevas herramientas de
análisis o enfrentarse a nuevos problemas de privacidad.
Sin embargo, cuando la empresa desea combinar esos datos
con otras fuentes externas, entonces estará llevando a cabo
actividades completamente diferentes que ya sí se podrían
llamar big data.
Estas «tres uves» pueden ser, además, ampliadas con otras tres
más: veracidad, visualización y valor de los datos.
• Veracidad: la veracidad se refiere al nivel de confianza o de
integridad, es decir la calidad de los datos. Conseguir datos de
alta calidad se ha convertido en todo un reto, principalmente
importante cuando se trata de datos no estructurados. Sin
embargo, tal y como IBM asegura, algunos datos son inciertos
por naturaleza, como los sentimientos, el futuro, los sensores
GPS que rebotan entre los rascacielos de una ciudad, o los datos
creados en entornos humanos como las redes sociales; y ninguna
limpieza de datos puede corregirlos. Así, manejar la
incertidumbre es una cuestión esencial al tratar con tecnologías
big data.
Y tal y como IBM propone, para manejar la incertidumbre los
analistas crean un contexto alrededor de los datos. Un modo
posible de lograrlo es combinar diversas fuentes de datos para
dar lugar a una información más fiable. Una situación como los
comentarios en redes sociales se combina con datos de
geolocalización para analizar las reacciones de la gente y el
impacto de un evento como un concierto multitudinario o partido
de fútbol.
Visualización: poder visualizar los datos es básico para
comprenderlos y tomar decisiones en consonancia. La
utilización de técnicas big data permite combinar datos y
obtener una predicción de cuándo se producirán
determinados tipos de crímenes y dónde. Sin embargo, una
lista de páginas interminables con coordenadas que
muestren dónde se predicen los crímenes no resulta
manejable. Los instrumentos de visualización mediante, por
ejemplo, mapas en los que la intensidad del color muestre la
probabilidad de que se produzca cada tipo de crimen puede
ser crucial para llegar a comprender realmente los datos.
Valor: la finalidad última de los procesos de big data es
crear valor, ya sea entendido como oportunidades económicas o
como innovación. Sin él, los esfuerzos dejan de tener sentido.
Aparte de estas características, el big data también se puede
determinar en función de sus diferencias con respecto a las
herramientas de procesamiento tradicional, tales como la
utilización intensiva de algoritmos o la utilización de los datos
para nuevos fines [4]:
La utilización intensiva de algoritmos: antes del big data, para
analizar un fichero de datos era necesario decidir en primer lugar
qué se quería estudiar y qué se esperaba encontrar. Miremos un
caso específico para Colombia.
ESTADÍSTICAS DEL DANE COLOMBIA
La implementación y uso de las TIC como recurso o
herramienta determinante en las actividades fundamentales de
una compañía constituye actualmente un proceso de desarrollo
y evolución del mercado, industria, servicios a nivel micro y
macro.
En Colombia según el DANE un microestablecimiento es
definido como “El espacio físico utilizado en el desarrollo de
una actividad económica de comercio, servicio o industria donde
laboran hasta 9 personas y que no tengan más de tres sucursales,
incluida la principal.” [6]. Este sector describe el panorama
actual del uso de TIC en los establecimientos que están
directamente relacionados con las actividades básicas de un
ciudadano colombiano. En la gráfica número 1 se observa que
tanto el sector comercial, sector servicios y el sector industrial
no presenta o establece el uso y acceso de TIC en sus
actividades, lo cual infiere que con la evolución inminente del
uso de las TIC este hecho generará cambios significativos en el
impacto del estilo de vida del ciudadano promedio colombiano.
El sector de servicios requiere un uso mayor de TIC, así como
se observa en la gráfica 1, donde cerca de un 56% de los
microestablecimientos del sector servicios hace uso de las TIC,
mientras que en el sector comercio solo el 29% de los
microestablecimientos implementa el uso de estos recursos
tecnológicos, estableciendo así el grado de necesidad de estos
recursos, evidenciando que la economía evoluciona en tanto los
diversos sectores que la integran se adaptan a los cambios
globales.
El sector empresarial colombiano presenta actualmente un uso
significativo de TIC y el país se ha venido preparando para ello
desde la creación del denominado Ministerio de las TIC
(MinTIC), hecho que se refleja en el número de compañías que
usan actualmente estas herramientas en sus actividades
comunes. Como se observa en la gráfica 2, 10172 compañías
presentan acceso a Internet en el sector comercial, 8297 en el
sector industrial y 5211 en el sector servicios.
El sector servicios, en términos generales, presenta el mayor
uso homogéneo de TIC en sus operaciones. El sector comercial
34
que constituye la mayor cantidad de empresas colombianas
establece un uso importante de tecnologías de la información en
actividades relacionadas con manejo de información,
comunicación electrónica y operaciones bancarias. La influencia
del uso de las herramientas electrónicas en procesos
relacionados directamente con recursos humanos y comercio
electrónico indican un punto potencial para impulsar el uso de
estas tecnologías, lo cual se corresponde con la evolución y
transición de los mecanismos comerciales producto de la
globalización de los mercados.
El sector industrial, por su esencia, no requiere actualmente
de una actualización total en sus operaciones, por lo cual, como
se observa en la gráfica número 2, el uso de TIC es alto en
actividades relacionadas con la organización de datos y
servicios al cliente. Sin embargo, existe un gran reto que se
constituye en la necesidad de evolucionar al ritmo requerido por
el comercio electrónico, no solo en actividades netamente
comerciales sino en procesos que involucren la gestión y
administración de recursos humanos y comunicación entre
compañías por medios electrónicos.
La importancia de las relaciones entre las compañías
proveedoras radica en la gran ventaja que se obtiene al coordinar
la producción con la perspectiva de venta, estableciendo así la
base de un buen servicio al cliente, lo cual en este medio es un
factor revolucionario en el crecimiento de una compañía.
Las empresas colombianas se enfrentan al reto que implica el
crecimiento exponencial del comercio electrónico donde día a
día aparecen revolucionarias ideas que implican la
implementación de sistemas por parte de las compañías a nivel
propio, es decir la creación de departamentos internos que
permitan la gestión y efectiva aplicación de estos medios
garantizando así un continuo desarrollo y en especial la
satisfacción, fidelización del cliente y éxito comercial.
Gráfica. 1 Big data’ over over big data. Fuente: AUTOR.
Kenneth Cukier..
RESULTADOS INVESTIGACIÓN
La neutralidad en la Red en Colombia está regulada por la Ley
1341/09 que determina “neutralidad Tecnológica” donde se
protegen los derechos de los usuarios y con la ley 1450 se
establece “neutralidad en Internet” donde se reglamenta el
argumento legal para la defensa de los usuarios y no se discrimen
el uso de los diferentes servicios. Todos esto datos determinan
por el extracto y condiciones socioeconómicos de los usuarios
que son utilizados por las empresas operadoras en Colombia
para ofrecer planes que discriminan el acceso a los servicios.
(Botero C., 2015). Por otra parte, analizado desde el concepto
de Big data, los datos de los usuarios que posee el gobierno
podrían ser usados por terceros para destacar e innovar en
oportunidades de mejora en la calidad de vida y no representen
un riesgo sustancial para la vulneración de los derechos lo cual
podría analizar desde la siguiente perspectiva:
1. Este posicionamiento oculta aspectos que pueden
resultar obvios en nuestro diario vivir y para las ciencias
sociales. Aspectos como la imprevisibilidad de quienes
ingresan a los sistemas inteligentes, el pequeño margen de
actuación individual, la falta de información relacionada entre
sistemas, los sesgos de conocimiento, la inevitable necesidad
de aplicar razonamientos ideológicos, más allá de la calidad
estadística que informe dicha decisión, los errores de
medición, etc.
2. La utilización de los datos provenientes del Estado, de
uso de los servicios que ofrecen las operadoras de servicios de
telecomunicaciones con fines sociales, de innovación y
predictivos en favor de las personas.
3. Las leyes que protegen los derechos de acceso y libre
utilización de la red como fue el principio fundamental de la
Internet en sus inicios.
4. La regulación del Big Data, de forma clara que no
favorezca solo a las grandes superficies para fines comerciales
y de seguimiento a los comportamientos y a la vida personal.
5. Big Data SE debe direccionar para crear, innovar
teniendo en cuenta el método de captura, representación y
almacenamiento de los datos hasta su visualización después de
los procesos de análisis, lo que conlleve a un bajo costo de
procesamiento de la información.
6. Sobre qué tipo de información relacionada con ellas
puede ser revelada”. En este caso, sus implicaciones deben
tenerse en cuenta en el uso de Big Data como apalancador de
desarrollo durante la adquisición, almacenamiento, retención
y presentación de los datos [7].
35
Gráfica. 3. TIC en empresas colombianas. Fuente. Autor.
Datos Tomados de DANE
En la Grafica 4, Los resultados son tomados del DANE y de
los establecimientos afiliados a Industria y comercio 2014-2015
realizado a 33.785 establecimientos en 24 ciudades principales,
en una proposición de micro establecimiento investigados que
tenían acceso o utilizaban el servicio de Internet, web, redes
sociales.
Siendo el sector del comercio el más sobresaliente con 71%,
de uso en todos los medios, luego el sector del Industrial con
52% y por último el sector servicios con el 44%.
Por otra parte, en la gráfica 3 Tic en las empresas colombianas,
sobresale el uso de correo electrónico en el sector comercial con
10.172 millones de correos para el 2014-2015, datos importantes
como crece la banca electrónica con 9520 en el sector comercial
y 7926 en el sector industrial, También los bajos índices de los
productos distribuidos Online, lo que puede determinar la falta
de cultura en Colombia por esta compra.
Gráfica. 4. TIC Presente En Microestablecimientos
Colombianos. Fuente: AUTOR .DATOS TOMADOS DANE.
CONCLUSIONES
La neutralidad de los datos es un mito. El concepto de big data
es aplicado a toda la información que no puede ser procesada o
analizada utilizando herramientas convencionales o mediante
procesos tradicionales. El reto consiste en la captura,
almacenamiento, búsqueda, y en compartir y agregar valor a los
datos que son poco utilizados o que son inaccesibles. No es
trascendental el volumen de datos o su propia naturaleza. Desde
el aspecto crítico, los datos en términos técnicos, políticos,
espaciales económicos, éticos, o filosóficos necesita un
posicionamiento claro desde el inicio en torno a la proclamada
neutralidad de los datos.
El conglomerado de ideologías, instituciones, normativas,
prácticas, subjetividades, mercados, integran el sistema de big
data alrededor de ensamblajes, que no son estrictamente
técnicos, y que permiten establecer su uso del big data y
proclamar la finalidad o búsqueda de la neutralidad.
36
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Primer Autor A: Cristina Díaz Díaz,
Doctora en Derecho de Universidad
Externado de Colombia, Magister en
Derecho de Universidad Externado de
Colombia, Especialización en Hacienda
Pública, Especialización Derecho tributario,
Especialización en Gerencia publica y
Control fiscal del Colegio Mayor de nuestra señora del Rosario,
Especialización en derecho constitucional Universidad de
Salamanca. Pregrado en Derecho de la Universidad de los
Andes.
Segundo Autor B: Luzmila Rojas Estrada:
Candidato a Maestría en Tecnologías en
Gestión de Tecnologías de la Información,
UNAD, Especialista en Gerencia de
Mercadeo de la Universidad Libre de
Colombia, pregrado en Ingeniería de
Sistemas de Universidad de Santander
UDES. Docente universitaria.
Tercer Autor C: Manuel Antonio Sierra
Rodriguez, Magister en Software Libre,
Especialista en Seguridad en Redes,
Ingeniero de Sistemas, candidato a doctor en
Proyectos, en la línea de investigación en
Tecnologías de la Información y
Comunicación, Consultor en Seguridad de
la Información y Comunicaciones, amplia experiencia en
docencia universitaria, actualmente coordinador de la maestría
en integración Tic de las organizaciones y la especialización en
telemática de la Universidad Manuela Beltrán
37
Resumen: El propósito de la presente investigación fue analizar
la innovación tecnológica y la integración de TIC como estrategia
para inteligencia de ciudades. El estudio se desarrolló bajo un
enfoque epistemológico positivista; fue de tipo descriptivo, con un
diseño no experimental, además transeccional de campo. La
población fue de 28 informantes claves, de tipo censal que permitió
estudiar las variables de estudio. Para la recolección de
información, se aplicó un instrumento con escala de Likert de 69
Items, validado por siete expertos, y se midió la confiabilidad
aplicando el coeficiente Alfa de Cronbach, arrojando un resultado
de 0.916, altamente confiable. Entre los resultados alcanzados se
obtuvo una moderada presencia para la variable TIC y ciudad
inteligente. En vista de estas conclusiones y tomando en
consideración los resultados, se procedió a elaborar unos
lineamientos estratégicos relacionados con los objetivos de la
misma.
Palabras Clave: integración tic, ciudad inteligente, innovación
tecnológica.
Abstract: The purpose of this research was to analyze
technological innovation and the integration of ICT as a strategy
for city intelligence. The study was developed under a positivist
epistemological approach; was descriptive, with a non-
experimental design, in addition to field transectional, the
population, was 28 key informants, census type that allowed study
of study variables. For the data collection, a 69-item Likert scale
instrument, validated by 7 experts, was used and reliability was
measured by applying the Cronbach Alpha coefficient, yielding a
highly reliable 0.916 score. Among the results obtained a moderate
presence was obtained for the variable tic and smart city. In view
of these conclusions and taking into consideration the results,
strategic guidelines related to the objectives of the same were
elaborated.
Keywords: ICT integration, smart city, technological
innovation.
INTRODUCCIÓN
El Estado nació en las ciudades; en la antigüedad, las
localidades vieron las primeras manifestaciones de convivencia
colectiva del ser humano. No obstante, en Colombia, los
espacios municipales han sido mirados con poco interés y hasta
con cierto desdén por el centralismo bogotano. Por lo tanto, se
necesita un municipio vivo, ágil, acorde con los avances de la
ciencia, la tecnología y la innovación, en esta era del
conocimiento, pero sobre todo, se necesita construir un nuevo
país, vigoroso, partiendo desde lo local.
De igual manera, se puede asegurar que la localidad
representa el universal concreto de la nacionalidad. En ella se
incuban y manifiestan los grandes problemas nacionales a
escala, pero al mismo tiempo conserva su propia identidad, su
propia idiosincrasia, su particular manera de reaccionar ante
determinadas situaciones, por lo cual es imperativo para las
ciudades proyectarse competitivamente en un mundo
globalizado. En definitiva, las ciudades son los escenarios de
innovación tecnológica y empresarial de mayor importancia en
la humanidad.
A. Justificación
En estas ciudades adquiere especial importancia las
tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC), como
influencia moderna y decisiva. Al mismo tiempo se vienen
presentando cambios en los contextos de las actividades
económicas, con los constantes efectos en la formación de la
sociedad. Para una economía rural la tierra es el factor clave;
para la industrial es la materia prima y los recursos físicos: como
el acero, las fábricas y los ferrocarriles, los factores
determinantes de la producción; en la época presente la
información y el conocimiento se han erigido en los elementos
claves [1].
En otro aspecto, este trabajo se justifica porque el uso
integrado de las tecnologías de la información y comunicaciones
en las ciudades presenta señales desfavorables. Estas tienen
muchas dificultades y pocas oportunidades para implementar un
ecosistema digital moderno y eficiente, como se sintetiza a
continuación:
Al talento humano le falta competencia tecnológica, se
presenta escasez de ingenieros informáticos o afines al servicio
de la vida municipal y el resto de personal presenta una alta dosis
de resistencia al cambio.
En capacidad tecnológica las ciudades se encuentran
rezagadas, así como la administración pública y el sector
privado.
La infraestructura de conectividad está por debajo de la
media departamental y de la nacional.
No existe un plan de innovación tecnológica para
articular con la estrategia del gobierno nacional sobre “ciudades
inteligentes”, en los aspectos estratégicos de esta:
competitividad; convivencia; cultura; hábitat; infraestructura;
recursos y por ultimo servicios.
Los niños de la zona rural presentan problemas para
acceder a la educación y los jóvenes bachilleres tienen pocas
posibilidades de acceso a la educación superior. En cuanto a los
servicios de salud, el adulto mayor y la ciudadanía en general
debe hacer largas colas para concertar una cita médica y no
existe software confiable para agilizar los procesos. La ciudad
cada día aumenta sus niveles de inseguridad; su sistema de
Autor A, David Andrade Yejas - Universidad Claretiana
Email: [email protected]
Integración TIC para Inteligencia de Ciudades
38
movilidad presenta deficiencias y congestiones en los puntos
viales neurálgicos.
Por lo antes expuesto, la ciudad no debe escatimar esfuerzos
para liderar un proceso de integración de TIC vanguardista, a
fin de implementar estrategias de Ciudades Inteligentes
relacionadas con la competitividad, convivencia, cultura,
hábitat, infraestructura, recursos y servicios.
B. Marco Teórico
Innovación Tecnológica y TIC
En este aspecto, se tiene que la sociedad está disfrutando de
una corriente nueva, continua, de productos y servicios que van
desde productos electrónicos de consumo hasta automóviles,
aviones, telecomunicaciones, entre otros. La innovación
tecnológica no es un acontecimiento nuevo que surgió de
repente como parte de la era espacial, hasta el presente en
nuestras vidas ésta le ha dado forma durante miles de años [2].
Ahora bien, “el proceso de innovación tecnológica se define
como el conjunto de las etapas técnicas, industriales y
comerciales que conducen al lanzamiento con éxito en el
mercado de productos manufacturados, o la utilización
comercial de nuevos procesos técnicos” [3].
La innovación tecnológica en muchas ocasiones se ha
visualizado científicamente [4]. En realidad, esta es un proceso
que, de acuerdo con los economistas del siglo XX, es mucho más
complejo, está marcando la pauta para la definición de desarrollo
o atraso socioeconómico. “De la misma forma, es
multidimensional, interinstitucional, sistémico, trasciende
tiempo y espacio, está en constante cambio. No hay innovación
tecnológica perdurable más allá de los 5 o 10 años” [4].
La innovación tecnológica implica un aprendizaje continuo,
una disposición permanente al cambio que estimula la
creatividad y el conocimiento. Esto significa que el
conocimiento se ha puesto en el entorno de su aplicación y
entendido para su uso, en la producción de bienes de servicios
materiales tangibles e intangibles. Si no hay aprendizaje no
habrá posibilidades de innovar.
el proceso de innovación tecnológica primero pasa por la
innovación social-psicológica. Para que esto se logre es
necesario fomentar la generación de una cultura innovadora
acompañada de una actitud capaz de crear ideas y desarrollar
cambios que permitan a las organizaciones ajustarse a las nuevas
situaciones y exigencias del mercado. Hoy día se encuentra
favorecida y es dependiente de las TIC.
Estos cambios de carácter técnico conllevan a una innovación
en el modo de pensar, en la manera de ver el mundo, en enfrentar
nuevos escenarios que plantean innovaciones no solo en los
productos, sino también en los servicios,. En la mejora de los
existentes o el desarrollo de unos nuevos, al igual que ocurre con
los procesos donde se ve la modificación mediante la
incorporación de nuevas tecnologías, obteniendo una la
reducción monetaria para las entidades, lo cual presenta mayores
beneficios y estimula la competitividad.
El avance de la innovación ha dado paso a nuevas
innovaciones, tanto en hardware como en software. Estas han
planteado la necesidad de compartir las responsabilidades y
prerrogativas en ese ciclo, producto de una acción conjunta
integral de todos los actores. No sólo de los que crean o inventan
el mecanismo o la investigación básica que habilita la
innovación, sino también de quienes la producen, la hacen
accesible, la difunden, y utilizan con beneficios para la sociedad.
Las tecnologías de la información y de la comunicación son
la esencia de una ciudad inteligente. Las TIC son un elemento
transversal para interconectar y mejorar la eficiencia de todos los
bienes y servicios que participan en la vida de las ciudades.
“Desde el suministro de energía hasta la gestión de los residuos,
pasando por la optimización de los centros económicos, todo se
realiza a través de las TIC. Con las tecnologías de la información
y de la comunicación, la ciudad inteligente no solo está
interconectada a través de la red eléctrica, sino que también lo
estará a través de Wi-Fi” [5].
Cuando se habla de integración y transformación digital se
suele pensar en empresas, pero existe otro ámbito muy
interesante de la transformación digital: las ciudades. La
aplicación de la tecnología, junto con nuevos modelos de
gestión, da lugar al fenómeno que se conoce como smart cities
o ciudades inteligentes, un área de indudable desarrollo.
De la misma manera se deben crear espacios con las
tecnologías necesarias para que cualquier persona, con
independencia de sus capacidades, pueda interactuar y disfrutar
con el entorno urbano.
Ciudad Inteligente
En ese aspecto la UNESCO, en el año 2016, adelantó un
estudio con el Programa MOST (Management of Social
Transformations), el cual trabaja especialmente con el enfoque
de las ciencias humanas y sociales sobre aspectos relacionados
con el proceso de urbanización. Por ello, el tema de las ciudades
intermedias es de mucha importancia. Realizar esta tarea,
justamente cuando la atención se encuentra centrada en las
grandes ciudades resulta importante, pues el equilibrio de todas
las dinámicas citadinas sólo puede conseguirse prestando una
especial atención a las interacciones regionales.
Por su parte CINTEL define ciudad inteligente como “aquella
ciudad que se caracteriza por el uso intensivo de las TIC en la
creación y mejoramiento de los sistemas que componen la
ciudad” [6]. Para CINTEL “una ciudad se considera inteligente
cuando adopta soluciones intensivas en TIC, y desarrolla la
capacidad de crear, recopilar, procesar y transformar la
información para hacer sus procesos y servicios mejores y más
eficientes, permitiendo mejorar la calidad de vida mediante el
uso eficiente de sus recursos” [6].
Por otro lado, en España, el Ministerio de Industria y Turismo
(2016), adelanta el “Plan Nacional de Ciudades Inteligentes”,
con el ánimo de impulsar en España la industria tecnológica de
las Ciudades Inteligentes y para ayudar a las entidades locales
en los procesos de transformación hacia Ciudades y Destinos
Inteligentes” [15].
A su vez, “El Plan establece una política industrial para
promover el crecimiento del sector tecnológico y su capacidad
de internacionalización, para lo que se apoya en el nutrido tejido
asociativo industrial y municipal existente en España.
Asimismo, el Plan contempla la creación de un Consejo Asesor
de Ciudades Inteligentes con objeto de coordinar esfuerzos,
39
mejorar la comunicación y aprobar recomendaciones. En él
estarán representadas todas las áreas implicadas en el desarrollo
de las Ciudades y los Destinos Turísticos Inteligentes:
instituciones, Red Española de Ciudades Inteligentes,
representantes de la industria y expertos” [16.
Colombia, por su parte, presentó el 8 de julio del 2016, en
cabeza del ministro TIC, David Luna; el Foro Ciudades i 360°,
evento en el que se abordaron “temas como la vinculación del
ciudadano haciendo uso de los medios electrónicos, la
tecnología como eje transversal del progreso social de las
ciudades y la innovación pública mediante las TIC” [7].
Como bien afirma Penrroz, “hoy en día, las principales
ciudades del mundo luchan por ser espacios más tecnológicos,
verdes y transitables. Sin embargo, cuestiones tradicionales
como la transparencia de la gestión pública y la participación
ciudadana son básicas en el devenir de la ciudad moderna, por
lo que deben ser una pieza fundamental en la estrategia de ésta”
[8].
El mismo autor considera que “la filosofía de las Ciudades
Inteligentes reside en aunar, mediante una adecuada
planificación, todos estos conceptos con la finalidad de convertir
las ciudades en espacios sostenibles, innovadores y eficientes,
en los que el ciudadano debe ser el eje del cambio y el principal
beneficiado del nuevo paradigma urbano” [8].
C. Objetivos
Analizar la innovación tecnológica a través de la integración
de las TIC como estrategia para Ciudades Inteligentes.
METODOS Y MATERIALES
La presente investigación está situada en el racionalismo
científico como corriente epistemológica, la cual manifiesta que
a través de la razón se puede comprender suficientemente la
realidad, En consecuencia, al obrar razonablemente se usa el
método deductivo como principal herramienta para llegar al
verdadero conocimiento.
Por otra parte, se tiene al positivismo como la escuela
filosófica según la cual todo conocimiento, para ser genuino,
debe basarse en la experiencia sensible” [9]. Es necesario el uso
de las ciencias naturales, para que el conocimiento avance
porque es posible solo con la observación y la experimentación.
En virtud de lo anterior, la presente investigación se
caracteriza por situarse en el enfoque positivista deductivo, toda
vez que se considera un enfoque pertinente para analizar la
innovación Tecnológica y la integración con las TIC aplicadas
como estrategias de ciudades inteligentes en Bosconia (Cesar).
Para conseguir este propósito epistémico se procedió como se
detalla a continuación:
La presente investigación ha sido especificada como tipo
descriptiva, esto es, con el propósito de analizar la innovación
tecnológica y la integración con las TIC aplicadas como
estrategias para ciudades inteligentes en Bosconia (Cesar –
Colombia). Al respecto, se considera que los “estudios
descriptivos buscan especificar las propiedades importantes de
personas, grupos, comunidades o cualquier otro fenómeno que
sea sometido a análisis. Miden o evalúan diversos aspectos,
dimensiones o componentes del fenómeno o fenómenos a
investigar. Desde el punto de vista científico, describir es medir”
[10].
Para lo concerniente al presente trabajo, el diseño de la
investigación se cataloga de tipo no experimental, por cuanto las
variables no van a ser manipuladas ni controladas, simplemente
serán descritas. Hacen referencia al plan o estrategia concebida
para obtener la información que se desea.
La investigación que se realiza es sin manipular
deliberadamente variables. Es decir, se trata de estudios donde
no hacemos variar en forma intencional las variables
independientes para ver su efecto sobre otras variables. Lo que
se hace en la investigación no experimental es observar
fenómenos tal como se dan en su contexto natural, para
posteriormente analizarlos. Por esta razón, considerando su
carácter temporal, dentro de la clasificación de las
investigaciones no experimental, esta es transeccional o
transversal porque se recolectarán datos en un solo momento, en
un tiempo único. Su propósito es describir variables y analizar
su incidencia e interrelación en un momento dado. Y dentro de
la sub-clasificación se ubica como transeccional - descriptivos
tienen como objetivo indagar la incidencia de las modalidades o
niveles de una o más variables en una población.
En consecuencia, cuando una población es pequeña, como en
este caso corresponde a 28 sujetos, se utiliza toda para realizar
el estudio, lo que significa que se realiza un censo, además otros
autores también sostienen esta tesis. Las técnicas e instrumentos
de recolección de datos deben ser seleccionadas por el
investigador, para obtener la información que necesita para
desarrollar la investigación como tal [11]. Se debe señalar que
estos son los procedimientos y actividades que le permiten al
investigador obtener la información necesaria para dar
cumplimiento a su objetivo de investigación [12].
Por otra parte, se definen las fuentes y técnicas para
recolección de la información como los hechos o documentos a
los que acude el investigador y que le permiten tener
información. En otras palabras, las técnicas corresponden a las
distintas maneras de obtener los datos que luego de ser
procesados, se convertirán en información [13].
En ese sentido, para conseguir los objetivos propuestos y
después de obtenidas las definiciones de los autores teóricos en
base a las técnicas de recolección de datos, se trabajará la
observación sistemática como técnica, tal como lo define Supo:
“nace de la interacción del hombre con su medio ambiente, gran
parte de los conocimientos que constituye la ciencia, ha sido
lograda mediante la observación; la cual incluye no solo la vista,
sino la audición, el olfato, el tacto y el gusto” [14]. En otro
aspecto, se señala que “la observación se fundamenta en buscar
el realismo y la interpretación del medio y que se debe planear
cuidadosamente” [10].
En el caso particular de esta investigación, se construye un (1)
cuestionario para recabar la información sobre la innovación
tecnológica aplicada al desarrollo de estrategias para ciudades
inteligentes en la población de Bosconia (Cesar), se elabora un
banco de ítems integrado por sesenta y nueve (69) afirmaciones
con cinco (5) alternativas de respuesta cerradas con
escalamiento Likert, que contiene la información ante la cual
el encuestado debe manifestar su grado de aceptación o rechazo,
40
este se aplicó de forma auto administrada; se proporcionó
directamente a los respondientes, quienes lo contestaron. De esta
forma se determina la fiabilidad del instrumento, obteniendo un
valor para el coeficiente de Alfa de Cronbach de 0.916, lo que
demuestra una muy alta confiabilidad para su aplicación a la
población definida en este estudio.
RESULTADOS
Para la presentación de resultados, se procedióa un análisis
descriptivo de los indicadores y dimensiones y posteriormente
se hizo un análisis exhaustivo de cada una de las variables en
estudio. El citado análisis se elaboró con base en los porcentajes
de cada pregunta, indicando las diferencias significativas que
permitieron formular supuestos para explicar los hallazgos y
factores que determinaron las diferencias, haciendo
observaciones de interés general para el manejo de la
información.
El análisis se fundamenta en torno al propósito fundamental
de la investigación, orientada a formular lineamientos
estratégicos para la aplicación de la innovación tecnológica
como estrategia de ciudades inteligentes en Bosconia (Cesar -
Colombia).
Todo lo antes mencionado lleva a analizar los resultados del
estudio con todos los indicadores y dimensiones en conjunto,
comparándolos con los baremos de interpretación establecido y
el análisis de varianza, para visualizar el grado de cumplimiento
de los factores, etapas y procesos por un lado, por otro
tecnologías, herramientas y estrategias que son necesarias para
la llevar a cabo el propósito de este estudio de aplicar la variable
Innovación Tecnológica como estrategia de Ciudad Inteligente.
La siguiente tabla muestra los valores de la media aritmética,
la desviación estándar y el coeficiente de variación (CV), para
cada una de las dimensiones involucradas en la presente
investigación, además para las variables: Innovación
Tecnológica y Ciudad Inteligente. En lo referente a la media la
más baja se encuentra en 3.61 de la dimensión factores de
innovación correspondiente a la primera variable y la más alta
en 3.78 para herramientas de ciudades inteligentes de la segunda
variable. Una desviación estándar entre 1.01 y 1.14, además un
coeficiente de variación de 26.8% a 30.7%.
Tabla 1: RESUMEN VARIABLE / DIMENSIONES
Fuente: elaboración propia (2017)
DISCUSIÓN
Al comparar los datos del cuadro anterior con los baremos de
análisis establecidos en el capítulo III, los resultados para las
dimensiones definidas y las variables, los ubica en la categoría
de Alto Dominio, sin embargo, se encuentra muy cercano al
límite de Moderado Dominio, por tanto, es necesario reforzar los
puntos débiles encontrados no sólo para las dimensiones
desviadas de los esperado. Sino también, para los ítems que
presentaron una ponderación baja, aun cuando el resultado
global del indicador se encuentre dentro de la categoría alto
dominio.
En resumen, la desviación estándar se encuentra en una baja
dispersión (dentro del rango 0.80=<x<1.60), lo que significa una
alta confiabilidad de las respuestas, tal como lo señala el baremo
respectivo. Además, un coeficiente de variación de 26.8% y de
30.7% considerado por varios autores como aceptable en los
trabajos de investigación de tipo no experimental.
En resumen, la homogeneidad no debe relacionarse con la
repetición de frecuencias, sino con la repetición de valores
iguales o muy cercanos entre sí. Lo anterior, indica el
comportamiento intrínseco de la mayoría de los participantes en
estar de acuerdo; solo que para algunos resulto muy de acuerdo;
para otros, algo de acuerdo. Esto es, la tendencia general es hacia
valores superiores.
Es importante mencionar, que las estrategias a formular en el
capítulo V, estarán basadas tanto para aquellos indicadores que
resultaron con un alto dominio como para los que resultaron en
la categoría moderado, teniendo en cuenta que la desviación
encontrada llena de vitalidad y pertinencia esta investigación.
Con estas propuestas se busca fortalecer todas y cada una de las
dependencias para que los líderes de las entidades puedan tomar
acciones inmediatas para la potencialización de las
oportunidades y la corrección de las debilidades presentes en la
actualidad.
Los resultados generales para las variables, en lo que respecta
a la media aritmética y lo referente con la variación, permiten
avizorar un panorama amplio y prometedor, para proponer
lineamientos estratégicos encaminados a ciudades inteligentes.
Sumado a lo anterior, está la voluntad de la primera autoridad de
la municipalidad, quien es el primer interesado y directo
responsable, en aplicar dentro de la ciudad las propuestas de este
trabajo de investigación. Lo anterior conduce a explotar al
máximo los programas del gobierno nacional, contenidos en el
Plan Vive Digital.
Como resultado de lo anterior, se planeta el “PLAN
BOSCONIA DIGITAL: UNA PROPUESTA PARA CIUDAD
INTELIGENTE”, cuyo propósito es formular lineamientos de
innovación tecnológica e integración TIC como estrategia de
ciudades inteligentes aplicadas en Bosconia (Cesar - Colombia);
que se convierte en una solución a las deficiencias detectadas en
esta investigación, además de servir de guía para un uso
intensivo de las TIC en la ciudad. Como faro de orientación se
seguirán las líneas estratégicas definidas en el PLAN VIVE
DIGITAL COLOMBIA, del Ministerio de las Tecnologías de la
Información y las Comunicaciones, toda vez que este ministerio
busca: Aportar lineamientos estratégicos de innovación
tecnológica para ciudades inteligentes aplicadas a Bosconia
(Cesar - Colombia).
Así como:
• Indicar estrategias de infraestructura y conectividad
digital para Bosconia (Cesar - Colombia).
41
• Indicar estrategias de servicios para Bosconia (Cesar -
Colombia).
• Indicar estrategias para la creación de aplicaciones y
contenidos digitales para Bosconia (Cesar - Colombia).
• Indicar estrategias para el uso de las TIC por parte de
los ciudadanos en Bosconia (Cesar - Colombia).
De tal manera, que las acciones propuestas, al estar
enmarcadas en estas cuatro grandes líneas estratégicas, puedan
dar respuestas a las deficiencias de uno o más indicadores de las
dos variables que han sido objeto de este trabajo de
investigación.
REFERENCIAS
[1] R. Palma, G. Masera y R. Ehegaray, «INNOVACIÓN
TECNOLOGICA Y DINAMICA INDUSTRIAL EN
LA PERSPECTIVA DE KHOSEP SHUMPETER,»
Revista Iberoamericana de Ingenieria Industrial, pp. 69-
85, 2015.
[2] J. Pavon y A. Hidalgo, GESTIÓN E INNOVACIÓN:
UN ENFOQUE ESTRATEGICO, Madrid: Piramide,
2003.
[3] A. Romero, «TECNOLOGIA,» Bruixola, Barcelona,
2006.
[4] Endesa, «Endesa Educa,» 19 9 2017. [En línea].
Available:
http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-
interactivos/smart-city/TIC.
[5] CINTEL, «CIUDADES INTELIGENTES,» RCT, 2013.
[6] MinTIC, «Foro Ciudades i,» MinTIC, 2016.
[7] J. Costa, «SAMRT CITIES,,» Libro Blanco, 2012.
[8] D. Penrroz, «PARADIGMAS EPISTEMOLOGICOS
EN HISTORIA Y CIENCIAS SOCIALES,»
Universidad de Chile, Santiago, 2015.
[9] S. Hernandez, C. Fernandez y M. Maptista,
METODOLOGIA DE LA INVESTIGACIÓN, Mexico:
M´GrawHill, 2010.
[10]
C. Gonzalez , «UNIVERSO, POBLACIÓN Y
MUESTRA,» 2016. [En línea]. Available:
www.cgonzalez.cl.
[11] J. Hurtado, «EL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN,»
S.D., 2000.
[12] J. Ferrer, «OPERACIONALIZACION DE
VARIABLES,» 5 2017. [En línea]. Available:
metodologia02.blogspot.com.
[13] J. Supo, «SEMINARIO DE INVESTIGACION,» 5
2017. [En línea]. Available:
seminariodeinvestigacion.com.
[14] H. Carreon Mendoza y R. Melgoza Ramos, «MEXICO
HACIA UNA SOCIEDAD DEL CONOCIMIENTO,»
NOESIS, nº 122, 2012.
[15] AGENDA DIGITAL, «Plan Nacional de Ciudades
Inteligentes,» [En línea]. Available:
http://www.agendadigital.gob.es/planes-
actuaciones/Paginas/plan-nacional-ciudades-
inteligentes.aspx. [Último acceso: 15 7 2017].
Primer autor A: David Andrade
Yejas, nació en el municipio de
Bosconia (Cesar) en el año 1967, en
donde curso sus primeros estudios,
posteriormente adelanta la carrera de
ingeniería de sistemas en la
Universidad Nacional Abierta y a
Distancia UNAD, más adelante se
gradúa como magister en software
libre con la Universidad Autónoma de
Bucaramanga y actualmente defendió tesis de doctor en
ciencias, mención: Gerencia con la Universidad Rafael Belloso
Chacín de Venezuela.
Se ha desempeñado como docente catedrático, investigador y
consultor de diferentes universidades del país. Actualmente al
frente del Centro de Apoyo Tutorial de Bosconia (Cesar) de la
Universidad Claretiana.
Diferentes publicaciones en revistas arbitradas, coautoría en
capítulo de libros, ponencia en congresos internacionales y
además conferencista nacional.
42
43
Resumen - En la actualidad, los problemas urbanos han
superado las acciones que las instituciones locales en México
han estado realizando para subsanarlos. Haciendo
referencia específicamente a problemas de pavimentación y
drenaje en la ciudad de Torreón Coahuila, México, se
desarrolla el ejercicio para documentar y presentar un
reporte de los daños encontrados mediante crowdsourcing
[1], haciendo uso de dispositivos móviles y la plataforma
UrBis [2], en su versión web y Android.
Palabras clave: Android, Crowdsourcing, UrBis, TIC
I. INTRODUCCIÓN
Los asentamientos urbanos en México han ido creciendo
considerablemente y con ellos, los problemas urbanos, lo que ha
ocasionado el descuido de ciertas áreas, ya que esta situación
rebasa la capacidad de atención de las autoridades locales. Esta
situación genera descontento en la población debido a los efectos
negativos que se presentan.
Haciendo referencia específicamente a los problemas de
pavimentación y drenaje público, podemos precisar que
prácticamente la ciudad de Torreón Coahuila está llena de daños
en la pavimentación y drenaje, los cuales hacen muy difícil
circular a los medios de transporte por las vialidades,
ocasionando accidentes o desperfectos en los vehículos, así
como fallos en el sistema de drenaje público, lo que causa un
efecto dominó que provoca daños en el pavimento de los
sectores afectados.
El objetivo principal es identificar y documentar problemas
en el pavimento y drenaje en la zona urbana de Torreón Coahuila
para dar información pertinente sobre el estado de las vías de
tránsito de la ciudad y a su vez, poder analizar si mediante esta
metodología se pueden implementar acciones preventivas y
correctivas de manera oportuna para evitar los daños colaterales
que estos problemas han generado en los últimos años.
II. ANTECEDENTES
La ciudad de Torreón Coahuila se ubica al norte de México,
específicamente, al suroeste del estado de Coahuila, con una
extensión territorial de 1552 km2 y forma parte de la Comarca
Lagunera. Cuenta con una población de aproximadamente
529.512 habitantes, cuya edad promedio va delos 20 a los 25
años [3].
Históricamente, la ciudad ha contado con un mal sistema de
drenaje [4], por lo cual, al momento de presentarse lluvias (por
mínimas que sean), se producen lagunas de agua que
permanecen periodos de tiempo prolongados, ocasionando el
deterioro del pavimento. A ello se suma la pésima planeación
del sistema de drenaje que presenta la ciudad, [4] lo cual provoca
que al momento de recibir agua en zonas altas y no tener la
capacidad para distribuirla, esta salga por las alcantarillas que se
encuentran en las zonas más bajas de la ciudad, provocando que
se acumule más agua sobre las calles.
Con el tiempo, este problema ha causado la caída de los
colectores del drenaje por el reblandecimiento del suelo y sin
necesidad de que se presenten lluvias en la región, el agua que
cae a los drenajes empieza a brotar sobre el pavimento. Todo
esto redunda en el deterioro de la pavimentación de la red vial
de la ciudad.
A su vez, esta situación repercute en problemas más serios
que atentan contra la integridad física y económica de las
personas, ya que, a causa del deterioro de la red vial, se presentan
accidentes que dejan pérdidas materiales e incluso pérdidas
humanas.
La idea surge principalmente del descontento de la población
de asentamientos urbanos y la gran cantidad de quejas que hacen
públicas en los medios de comunicación y en las oficinas
estatales, con respecto a los problemas que se presentan en la
ciudad y el hecho de que no se atienden debidamente, ya que no
hay un registro formal de los reportes o se pasan a una lista de
espera que muchas veces se asigna a una cuadrilla de reparación,
pero como no se le da seguimiento, los supervisores no se
percatan de que el problema no fue resuelto, hasta que la queja
se hace recurrente.
En busca de soluciones a esta problemática, se encontrócon el
proyecto SenseCityVity [5], desarrollado en la ciudad de
Guanajuato, Gto. [6] y se decidió unirse al mismo, para adoptar
la metodología y tecnología con la que trabajan y así alcanzar el
objetivo planteado específicamente para esta ciudad.
Primer Autor A. Víctor Andrés Ramírez Sánchez, Segundo Autor B. María del Rosario Estrada Retes, Tercer Autor C. Salvador Ruiz-Correa
Universidad Autónoma de Coahuila, Universidad Autónoma de Coahuila, Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICYT)
email: [email protected], [email protected], [email protected]
Uso de las TIC’s y el crowdsourcing como
herramienta para enfrentar distintas problemáticas
urbanas en la sociedad
44
III. METODOLOGÍA Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
El objetivo general es validar la viabilidad del diseño y el
rápido despliegue de las tecnologías mediante una colaboración
abierta distribuida (crowdsourcing) [1], utilizando dispositivos
móviles y una plataforma web para identificar y documentar
problemas en el pavimento y drenaje en la zona urbana de
Torreón Coahuila y así poder dar información oportuna sobre el
estado de las vías de tránsito de la ciudad, para que, mediante
acciones preventivas y correctivas efectuadas en tiempos
mínimos, se pueda prevenir o disminuir los daños ocasionados y
hacer frente a la problemática ya comentada que se presenta en
esta ciudad.
Para el cumplimiento del objetivo planteado, primeramente se
realiza el diseño y delimitación del área a explorar, siendo está
la mancha urbana de la ciudad de Torreón Coahuila, como se
muestra en la figura 1. Se dividió el área geográfica en 9
cuadrantes para más delante hacer la distribución óptima del
personal que participará en la toma de evidencias. Cabe
mencionar que algunas áreas no se tomaron en cuenta a pesar de
que forman parte del área urbana, ya que son de difícil acceso
por cuestión de seguridad y se requieren de ciertos protocolos
que están fuera del alcance del grupo.
Fig. 1. Distribución geográfica del área.
Posteriormente se lleva a cabo el reclutamiento de la
población que participará en la recopilación y documentación de
las evidencias, la cual está integrada por estudiantes de la
Escuela de Sistemas Unidad Torreón de la Universidad
Autónoma de Coahuila. Los estudiantes fueron seleccionados de
acuerdo con su lugar de residencia para facilitar y agilizar el
trabajo y así, de forma automática, se asignó el área geográfica
para cada grupo de trabajo.
Enseguida se plantearon las fechas para organizar la
implementación del ejercicio como se muestra en la tabla 1, con
las tareas a realizar, las cuales se fueron cumpliendo en el orden
establecido.
TABLA 1 - DISTRIBUCION DE FECHAS DEL
PROYECTO
03 al 07 de octubre de 2016 Organización
de los equipos
10 al 14 de octubre de 2016 Capacitación
sobre el uso de
la aplicación y
plataforma
17 de octubre al 05 de
noviembre de 2016
Recolección
de información
en campo
Después de la fecha límite para la recolección de información,
los equipos siguieron tomando evidencias, pero con menor
frecuencia y de manera aislada, con la finalidad de captar nuevos
deterioros encontrados después de la fecha planteada y
determinar un indicador extra que dé información del tiempo
promedio en el que se hacen presentes nuevos desperfectos en
las vialidades, ya sea de pavimentación o drenaje. Esto último
queda fuera del alcance del proyecto, pero se deja como
antecedente para darle continuidad posteriormente.
El proceso de recolección de evidencias consiste en ir al sitio
y tomar fotografía, video o entrevista sobre el punto que se
quiere documentar. En el momento que se hace la captura y se
sube a la plataforma [2], esta se refleja en el mapa indicando su
ubicación y mostrando la evidencia capturada.
Se visitaron todos los cuadrantes marcados en el mapa inicial,
a excepción de los cuadrantes 2 y 9. Debido a la naturaleza de la
dinámica de recolección de datos, la cual se llevó a cabo
visitando áreas comunes o concurridas normalmente por cada
equipo formado, estos 2 cuadrantes quedaron fuera del alcance
de los equipos, ya que el cuadrante 2 abarca en su mayoría la
zona industrial de la ciudad y el cuadrante 9 los límites de la
zona urbana, en el cual no hay concurrencia de participantes.
El mapa con las evidencias generadas se muestra en la figura
2. Se recabaron un total de 1202 evidencias, en su mayoría
fotografías (como se muestra en la figura 3) distribuidas en los
cuadrantes indicados. Un gran porcentaje de evidencias
recabadas corresponden a problemas de baches en el pavimento
y en un mínimo porcentaje se documentaron problemas de
drenaje. Una de las evidencias recabadas de este último tipo se
presenta en la figura 4 y 5, que a fin de cuentas recaían en
problemas de pavimento.
45
Fig. 2. Evidencias generadas.
Fig. 3. Problema en pavimento.
Fig. 4. Problema en drenaje mínimo.
Fig. 5. Problema en drenaje mayor.
Cabe señalar que en los lugares donde no se encuentran
evidencias registradas es porque recientemente se había
implementado un programa de pavimentación y en el momento
no se presentaron lluvias o problemas de drenaje que pudieran
afectar las vialidades.
Posteriormente, se llevó a cabo el análisis de las evidencias
documentadas en la plataforma, las cuales presentan las áreas
más afectadas mediante el mapa de calor que se muestra en la
figura 6. Esto permite ver que hay zonas donde se requiere
atención de manera urgente.
Fig. 6. Mapa de calor.
Finalmente, la herramienta permite mostrar a las autoridades
correspondientes, de manera gráfica y puntual, los problemas de
drenaje y pavimentación que se están presentando en la ciudad,
para que ellos, de manera pertinente puedan tomar decisiones al
respecto, así como asignar prioridades para la atención de dichos
problemas, según la relevancia de las vialidades afectadas, así
como el número de ocurrencias que se presentan en el mapa y la
extensión geográfica de las mismas. Todo esto se genera en
tiempo real y puede monitorearse constantemente para dar
respuesta inmediata y no permitir la acumulación de
desperfectos en el pavimento o drenaje.
IV. CONCLUSIONES
El uso de la herramienta para la captura de evidencias (UrBis)
[2] y documentación de los problemas que se presentan en la
ciudad mediante la participación de la sociedad, fue muy
efectiva, ya que en poco tiempo se pudo recolectar información
valiosa para realizar un análisis de los problemas que están
afectando a la sociedad, específicamente en los temas de
pavimentación, drenaje y afectación de red vial, así como las
consecuencias que esto conlleva y plantear posibles soluciones.
Este proyecto también ha dejado ver qué tan afectada está la
ciudad en las problemáticas abordadas.
Un punto muy importante a observar, es que, mediante el
trabajo distribuido en la sociedad, podemos reducir los tiempos
y costos para recopilar información y que se generen resultados
a muy corto plazo. Esto también lleva a transmitir dicha
información en tiempo real, lo cual permitirá a las autoridades
tomar acciones inmediatas a problemas que así lo requieren,
siendo el caso de la reparación del pavimento en vialidades
46
principales que, sobre todo en horas de mayor tráfico, tienden a
generar accidentes por el mal estado de la carpeta asfáltica.
Gracias a los avances de la tecnología y a que en la actualidad
el costo de la misma se ha reducido considerablemente, se
facilita el trabajo y la implementación de este tipo de ejercicios,
ya que la mayoría de las personas que participan en este tipo de
iniciativas cuentan con un dispositivo móvil y conexión a
Internet para poder documentar las evidencias necesarias.
Por último, se considera que este tipo de trabajos permitirá en
un futuro reducir considerablemente un gran número de
problemas que se presentan en la sociedad, inicialmente en las
áreas más urbanizadas de las ciudades o cabeceras municipales,
pudiendo ser extensivo a otras áreas urbanas. Por lo tanto, esto
generaría una mejora en el grado de satisfacción de la sociedad
en cuanto a su entorno y hacia las entidades que deben atender
este tipo de situaciones, siendo benéfico para ambas partes.
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Hacia una definición integradora. 5/09/2016, de
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http://conacytprensa.mx/index.php/centros-conacyt/5198-
crece-proyecto-sensecityvity-en-mexico-nota
Víctor Andrés Ramírez Sánchez. Nació en la ciudad de
Torreón Coahuila en 1981. Ingeniero en
Sistemas Computacionales egresado del
Instituto Tecnológico de la Laguna de la
ciudad de Torreón Coahuila México en
2004. Egresado del programa de maestría
en ingeniería Sistemas computacionales
por el Instituto Tecnológico de la Laguna
de la ciudad de Torreón Coahuila México,
donde obtuvo el grado Maestro en
Sistemas Computacionales en 2009. Aspirante al grado de
Doctor en Proyectos por la Universidad Internacional
Iberoamericana. Actualmente, es docente de tiempo completo
en la Escuela de Sistemas, de la Universidad Autónoma de
Coahuila. Su interés en la investigación es el estudio de
desarrollo de software aplicado, así como, la gestión de las
tecnologías de información.
María del Rosario Estrada Retes. Nació en la ciudad de
México D.F. en 1966. Ingeniero en Sistemas
Computacionales en Programación por el
Instituto Tecnológico de la Laguna en 2003.
Egresada de la Maestría en Economía con
acentuación en Formulación y Evaluación de
Proyectos de Inversión por la Universidad
Autónoma de Coahuila en el 2004.
Actualmente es docente de tiempo completo
en la Escuela de Sistemas de la Universidad Autónoma de
Coahuila con interés por la investigación en las Tecnologías de
la Información y en la Administración.
Salvador Ruiz-Correa es profesor adjunto e investigador del
Instituto Potosino de Investigación
Científica y Tecnológica (IPICYT),
donde también dirige el Laboratorio de
Innovación Juvenil (Laboratorio You-i).
Es co-director del Center for Mobile Life
(Ce Mobili), iniciativa de investigación
en México. Sus intereses de
investigación abarcan desde el aprendizaje de máquinas y
aplicaciones de visión por computadora hasta la computación
social en contextos de desarrollo, datos para el bien social y la
innovación ciudadana. Tiene un doctorado en ingeniería
eléctrica de la Universidad de Washington. Es miembro del
Sistema Nacional de Investigadores del Consejo Nacional de
Ciencia y Tecnología (CONACYT) y del IEEE.
47
Abstract— the research aimed to propose a hybrid system for
energy supply in a motor vehicle. It was based on the energy and
sustainability principles of Harper (2015), Electricity and
Electronics by Morón (2009), Bosh (2012) and Ford (2010) by the
vehicle area respectively. The methodology used was descriptive
with a non-experimental design. The population and sample was
formed through a single unit of analysis which was the hybrid
system for energy supply in a motor vehicle. Techniques such as
unstructured interviewing, direct observation and documentary as
well as the notepad as a data collection instrument were used. The
methodology was divided in phases that covered from the diagnosis
and requirements to the proposal to solve the energetic problem of
a vehicle and to diminish the pollution and phantom consumption
in the same one.
Keywords— hybrid vehicle, alternative energy, flywheel,
photovoltaic system, sustainability.
I. INTRODUCTION
HIS Los nuevos avances tecnológicos han venido
transportando desde sus inicios con vehículos automotores
por teorías de combustión hasta los nuevos autos eléctricos.
Estos se han llamado “híbridos” a los automóviles que utilizan
un motor eléctrico, y un motor de combustión interna para
realizar su trabajo. A diferencia de los automóviles solo
eléctricos, hay vehículos híbridos que no es necesario conectar
a una toma de corriente para recargar las baterías, el generador
y el sistema de "frenos regenerativos" se encargan de mantener
la carga de las mismas.
En los Estados Unidos, los vehículos eléctricos vendidos
durante el año 2016, excluyendo diciembre, ascienden a un
mísero total de 133,854 unidades, sobre unas ventas totales de
vehículos ligeros de casi 16 millones. En España, los vehículos
eléctricos vendidos ascienden a tan solo 1,671 unidades, sobre
una matriculación total de 1, 050,121 vehículos. Del vehículo
eléctrico más vendido en los Estados Unidos, el Tesla Model S,
se vendieron 23,571 unidades. En España, el récord lo tiene el
Nissan Leaf, con 493. En el mundo, se han vendido solo 584,393
vehículos eléctricos en el 2016. [1]
Según el Observatorio Cetelem Auto 2014 Las pruebas de
ahorro de combustible que generan las cifras de l/100km (litros
por cada 100km) o mpg (millas por galón) que comúnmente
vemos citadas se basan en patrones asociados con ciudades o
autopistas. Sin embargo, las pruebas de laboratorio utilizadas
han demostrado preferencias por determinados tipos de
vehículos por encima de otros y no reflejan los estilos de
conducir reales. Para obtener una imagen más realista, el equipo
de
Gopal comenzó creando simulaciones por computadora de los
vehículos con motor de combustión interna estándar y de los
modelos híbridos que son populares en tres países de interés, el
Buick Excelle en China, el Maruti Alto en India y el Toyota
Prius en EE.UU.
Al utilizar el motor térmico para recargar las baterías, se
necesita menor número de estas, por lo que el peso total del
vehículo es menor ya que el motor térmico suele ser pequeño.
La combinación de un motor de combustión operando siempre a
su máxima eficiencia, y la recuperación de energía del frenado
(útil especialmente en la ciudad), hace que estos vehículos
alcancen mejores rendimientos que los vehículos
convencionales.
No fue fácil encontrar datos reales sobre conducción en los
países de Asia, pero al final los investigadores consiguieron
información de Pune y Nueva D
elhi, en India, y de 11 ciudades chinas. Cuando los vehículos
generados por computadora fueron "conducidos" de acuerdo con
los datos de manejo del mundo real, los híbridos generaron un
ahorro de combustible del 48% en India y hasta un 55% en
China, en comparación con el 40% de Estados Unidos. A bajas
velocidades, como hay que conducir en muchas ciudades, el
motor de combustión interna es ineficiente, por lo que en los
híbridos el motor eléctrico toma el control. La energía
recuperada mediante el frenado regenerativo -cuando el auto se
va deteniendo, el motor eléctrico funciona al revés, como un
generador- fue la razón principal por la que los híbridos fueron
más eficientes, tal y como se esperaba. [2]
En el caso particular de las tecnologías hibridas no entrarían
en el concepto de energías renovables, pero no significa que la
finalidad de su aplicación no apunte a las mismas soluciones
medioambientales. La característica combinatoria de esta
tecnología también parte del hecho de que tiene la capacidad de
integrar el uso de combustible fósil y aplicaciones eléctricas
como el de generación de energía a partir de celdas solares.
Uno de los impedimentos más grande en cuanto a la
implementación de las energías alternativas es su elevado costo,
esto no excluye a aquellas aplicaciones que surgen como
respuesta al deseo de crear sistemas que integren tanto energías
alternativas como no renovables. En el caso de los automóviles
híbridos, el alto costo de adquisición y mantenimiento mantiene
a los autos convencionales como los más asequibles en el
mercado, y aunque la demanda por estos autos es creciente, en
América Latina la mayoría de las personas ni siquiera conocen
de la existencia de esta tecnología.
Roger David Pimienta Barros, Aslin Gonzalo Botello Plata, and Héctor Javier Cordero Durango.
Parámetros y Requerimientos para el Suministro
Energético Hibrido en un Vehículo Automotor
T
48
II. JUSTIFICACIÓN
En diciembre de 2013, el Gobierno Nacional, a través del
Consejo Superior de Política Fiscal del Ministerio de Hacienda
y Crédito Público (CONFIS), firmó el Decreto 2909, por el cual
aprobaba la disminución del arancel para un contingente de
vehículos híbridos y eléctricos para los tres años siguientes.
Esta reducción había sido presentada en 2012 por el
Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS) al
Comité Triple A (Comité de Asuntos Aduaneros y Arancelarios
del Ministerio de Comercio, Industria y Turismo). Para atender
la solicitud, el CONFIS aprobó la reducción del arancel de 35%
a 0%, a 750 vehículos híbridos «enchufables» por año. Así se les
denomina porque sus baterías se pueden recargar conectando el
vehículo a una fuente de energía eléctrica. Entre sus
características se especificaba que fuese de menos de 3 litros
(taxis, automóviles, camperos y camionetas). Además, se aprobó
la importación anual de 100 estaciones de carga pública
(electrolineras) con 0% de arancel, solo durante un período de 3
años. [3]
Otra variable es que los vehículos híbridos han estado en
desventaja frente a los vehículos eléctricos. Estos últimos no
pagan aranceles de importación y los híbridos el 5%. Sin
embargo, aunque la norma estuvo vigente hasta 2016, para los
vehículos híbridos aplica si valen menos de 52.000 dólares. En
Bogotá, por ejemplo, solo los eléctricos están exentos de pico y
placa. Los híbridos sí tienen restricción.
Se ha considerado muy bajo el número de cupos que autoriza
el Gobierno como para que las marcas productoras quieran
comercializar sus modelos de vehículos híbridos en Colombia.
Para ellos podría no resultar un negocio atractivo y los costos
para el comprador final serían muy elevados. Esto ha hecho que
se avance de forma muy lenta, en la incorporación de vehículos
híbridos al mercado automotor nacional.
Dado el gran crecimiento que ha tenido el uso e
implementación de energías alternativas y que el auto hibrido se
presenta como una buena opción para minimizar los impactos
medioambientales en el futuro, es de mucha importancia que los
países en vía de desarrollo de involucren en este tipo de
investigaciones. A futuro, el aumento de la demanda energética,
así como la dependencia a los combustibles fósiles, pondrán al
género humano en una posición difícil si no se crean alternativas
lo más pronto posible, inclusive comprometiendo las áreas de
cultivo y generadoras de alimento en búsqueda de
biocombustibles o biomasa con el fin de usarlos como fuentes
de energía. Aplicaciones como esta permiten dar solución a
pronósticos tan cada vez más preocupantes.
Los vehículos híbridos-eléctricos (VHEs) combinan las
ventajas de los motores de gasolina con los motores eléctricos y
se pueden configurar automáticamente para diferentes objetivos,
como mejorar el ahorro de combustible, aumentar su fuerza, o
proveer fuerza adicional para el uso del sistema eléctrico o los
componentes electrónicos donde se garantice la operatividad del
vehículo y la seguridad de los usuarios que lo manejan
respectivamente.
III. METODOLOGÍA
La investigación está basada en un diseño no experimental,
para lo cual se ha delimitado el proyecto asegurando su
factibilidad. El diseño planteado contiene el estudio y análisis de
variables que intervienen en el proceso de suministro energético
de un vehículo hibrido, lo cual no altera las condiciones
naturales del fenómeno de estudio, por lo cual podemos afirmar
que se busca observar el fenómeno tal y como es. Esta abarca la
representación, registro, análisis e interpretación de los datos
resultantes afines con la naturaleza del proceso. Según Tamayo
y Tamayo (2008) el enfoque se hace sobre las conclusiones
emergentes del anterior proceso o sobre cómo una persona,
grupo, institución o cosa funciona en el presente. [4]
La aplicabilidad y la posibilidad de recopilar información y
analizarlas son características de esta investigación que saltan a
la vista, lo cual posibilita el desarrollo y sustentación de la
investigación, para este caso la automatización del suministro
energético de un vehículo con tecnología hibrida. Delimitar el
tema y asegurar la factibilidad del proyecto, para luego presentar
una propuesta viable destinada a atender necesidades fijas a
partir de un análisis es propio del tipo de investigación descrito
por los autores antes mencionados.
Hernández & Fernández & baptista (2010), expresan que el
primer paso para seleccionar una muestra es definir la unidad de
análisis, es decir, sobre “que o quienes” se recolectarán los datos,
algo que depende del planteamiento de la investigación. [5]
Basado en la anterior consideración, la unidad de análisis en
esta investigación es el vehículo como tal que funciona bajo el
principio de combustión interna, base para la implementación
del diseño y propuesta bajo el concepto de tecnología hibrida,
automatizando el suministro energético. Al ser el parque
automotor una población tan numerosa, es necesario de una
muestra que simplifique el proceso investigativo. Dada la
naturaleza de la investigación y de los datos que se obtienen de
la misma, se realiza la automatización del suministro energético
para un vehículo de combustión interna, proceso del cual se
espera recopilar todos los datos y variables necesarios para dar
cumplimiento a los objetivos planteados.
IV. RESULTADOS.
Se realizó una evaluación cuantitativa de las alternativas
disponibles en el mercado para poder proponer un vehículo
hibrido con la finalidad de disminuir las emisiones de dióxido y
monóxido de carbono u otros gases expelidos a la atmosfera por
estos vehículos automotores. Es por ello que esta evaluación se
realizará a través de matrices de selección de tecnología acorde
a las tendencias del mercado nacional colombiano, así como de
un panorama mundial al momento de la selección tecnología.
Tabla 1. Matriz de Evaluación para el sistema hibrido mediante
energías alternativas.
49
Debido al análisis en la matriz presentada en el cuadro 2,
anterior se obtuvo como resultado que la tecnología con paneles
solares policristalino es la más acertada y utilizada en el mercado
mundial, aprobado y certificada por la comunidad solar
colombiana y los ministerios de transporte para un vehículo
automotor híbrido. Este puede conseguir autonomía de hasta 7 u
8 días aproximadamente con un promedio de 5 horas diarias
efectivas de sol aproximadamente. Por otro lado, los costos de
implementación son más bajos, la tecnología es comercial,
robusta y de fácil adaptabilidad al vehículo por lo que en este
caso los mismos serán empleados para la alimentación primara
“Motor(es)” del vehículo.
Partiendo del anterior basamento teórico-técnico sobre las
cargas primarias, es necesaria la hibridación y la energía
vibroeólica-biomasa para realizar la selección del tipo de
tecnología más adecuada a las condiciones del sitio objeto de las
condiciones, (en función a la cantidad de basura o desechos
promedios en los actuales parques que se vierten), así como la
mínima cantidad de movimiento inercial registrado que puede
ser objeto para la adecuación de volantes de inercia productores
y almacenadores de energía emergente para los sistemas de
sensores u otros complementos del automóvil. A continuación
se presenta la matriz generada a partir del cuadro 2 de la
investigación con el estudio correspondiente a las energías no
convencionales.
Tabla 2. Matriz de Evaluación para el sistema hibrido mediante
energías alternativas no convencionales.
Debido al análisis en la matriz presentada en el cuadro 3, se
obtuvo como resultado que ambas energías contiene múltiples
ventajas para ser acopladas en un vehículo automotor. Existen
precedentes sobre la energía de la biomasa, la cual es una energía
que requiere un tiempo de procesamiento entre 15 y 20 días
acorde con el reactor utilizado. Para ello se emplean
biodigestores tipo reactores (Batch) los cuales estarán bajo
superficie interconectados a un sistema de recolección de los
desechos en dichas cavidades y así brindar compartimientos de
producción de biogás para mover el motor de manera híbrida.
Por otra parte, en cuanto al volante de inercia, el cual es una
tecnología que en años anteriores poco se exploró pero con este
dispositivo se aprovecha la energía cinética del movimiento del
motor para el almacenamiento energético, se elige esta
alternativa ya que puede ser acoplada de manera directa sin
alterar el centro de gravedad o peso del vehículo.
En función de las alternativas seleccionadas, es necesario
realizar los cómputos necesarios establecidos en la
caracterización estática y dinámica de un vehículo automotor,
por lo que se tienen parámetros para el sistema solar del
50
vehículo, así como también para el cinético a través del diseño
de un volante de inercia el cual servirá de respaldo en la carga
del banco de baterías del automóvil y así poder darle una
autonomía mayor a 8 horas de trabajo sin algún mecanismo de
carga directa u hibridación a modelos de gasolina. Primeramente
se estudian los factores climatológicos de la zona colombiana
para establecer un sistema de paneles solares para el vehículo.
En la siguiente figura se presentan los niveles de radiación solar
en el municipio Riohacha, información suministrada por el
Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de
Colombia presentados en promedios mensuales para el año
2015.
El resumen climatológico del departamento de La Guajira,
emitido por el IDEAM (2015), muestra que la Irradiación
promedio máxima en el mes de Julio con 6,30 kW/m2dia
aproximadamente, mientras que el peor mes, o irradiación
mínima corresponde al mes de diciembre con 5,00 kW/m2dia,
siendo este categorizado como el mes más desfavorable. De
forma que se dimensionará la instalación para esta última
condición, con el fin de asegurar cubrir la demanda durante todo
el año. De acuerdo a estas estimaciones, se pueden determinar
las horas solares pico o efectivas de Sol (HES: 5 Horas al dia)
por el método del peor mes. [6]
Una vez determinado este consumo (ECarga=2500 Wh) de los
equipos a suplir con el sistema de generación fotovoltaico, es
necesario determinar la carga real, ya que existen factores que
ocasionan en el sistema eléctrico ciertas pérdidas en el sistema
fotovoltaico, es por eso que en el diseño se debe tener en
consideración las diferentes pérdidas por los subsistemas de
inversión, acumulación y regulación.
En el cálculo del sistema de generación eléctrico se debe
considerar las pérdidas de energía de manera anticipada en el
sistema, las cuales ocurren en el cableado, en el regulador de
carga y acumuladores o baterías, de manera tal que se
compensen manteniendo un suministro óptimo hacia los equipos
de la estación de servicio, garantizando el buen funcionamiento
de los mismos.
Tabla 3. Parámetros de pérdidas. Kb Kc Kv Ka N Pd
0,1 0,05 0,05 0,012 3 Días 0,5
Para las pérdidas por reacciones químicas en la batería (Kb)
se selecciona 0,05 porque es una instalación que no demanda
cargas intensas. Adicionalmente, en acumuladores de alta
descarga las pérdida por (Ka) se asume 0.012, ya que es el índice
para baterías de este tipo. Y por último el coeficiente de pérdidas
misceláneas (Kv), valor sujeto en el orden de 0,05 y 0,15 se
asume 0,05, asumiendo un bajo índice en esta categoría.
Por otro lado se tiene N, el cual se asume 3 días de autonomía
sustentada por el sistema. Finalmente ya teniendo los parámetros
de perdida, se muestra la eficiencia del sistema (R=0,8118). Una
vez obtenida la eficiencia del sistema fotovoltaico, y teniendo
en cuenta la eficiencia de la misma, se sustituye el valor de R (la
eficiencia), donde indirectamente representa las diferentes
categorías de pérdidas antes mencionadas de los subsistemas de
inversión, acumulación y regulación, para obtener la carga real
(ECarga_Real=(2500 Wh)/0,8118=3100 Wh).
Teniendo en cuenta las características técnicas de páneles
solares comerciales para la instalación, los paneles totales
necesarios para suplir la carga real de los equipos antes
mencionados en el vehículo corresponden a un minio de tres (3)
páneles. Teniendo la cantidad de páneles fotovoltaicos totales,
se busca definir mediante el cálculo el sistema de acumulación
de energía a través de una batería necesaria para poder
suministrar al menos por 5 horas la carga eléctrica necesaria para
el óptimo funcionamiento del mismo. Este será híbridamente
acoplado a un volante de inercia el cual suministrará de manera
continua el apoyo energético necesario para el respaldo de la
misma. Una vez obtenido los paneles en serie, se procede a
calcular los ramales de paneles en paralelo equivalentes a tres
(3) ramas de paneles.
Determinar la configuración de baterías, bien sea en
serie/paralelo necesaria, es requerido para suplir la carga real y
poder lograr de esta manera la autonomía de la estación de
servicio, donde gran parte de la demanda en el vehículo eléctrico
viene dado por los elementos a los cuales el sistema fotovoltaico
suplirá principalmente. Para ello se debe determinar la demanda
de la batería, la cual estaría en EAh = 209 Ah.
Al convertir el voltaje hay perdidas de energía y las baterías
nunca llegan a su capacidad nominal del 100%, es por ello se
deben considerar distintas categorías de perdidas bien sea por
temperatura, envejecimiento así como crecimiento,
adicionalmente la eficiencia del acumulador es importante
incluirla, por lo cual se debe cálcular la capacidad que entrega
en el sistema de acumulación el cual estaría aproximadamente
en CB=751.09 Ah.
Una vez determinada la carga de acumulación en amperios-
horas del acumulador estimando una eficiencia de 80%, se puede
seleccionar mediante este valor resultante (CB). Así mismo es
necesario calcular las relaciones o configuración serie-paralelo
en el subsistema de acumuladores. Para ello, se evalúa primero
el número de baterías a emplear en este vehículos a partir de una
especificación requerida de mínimo 200ah, obteniendo un total
de baterías igual a tres (3), configuradas en paralelo.
Para determinar el número de reguladores, que son necesarios
para administrar la carga requerida asegurando al sistema de
acumulación en la producción de electricidad para el sistema
sostenible al vehículo hibrido, se establece la corriente teórica
de diseño requerida para la selección del regulador ICC=18.3A.
Adicionalmente, por efectos de deficiencia en cuanto al
suministro eléctrico en la región de Riohacha y por seguridad,
se asume un 25% más de corriente que la obtenida en diseño
teórica (ICC) del bloque de generación, ya que se busca
garantizar cualquier sobre voltaje dentro de la instalación
posible. Para ello se multiplica la corriente teórica de diseño por
el 125 %, obteniendo como resultado IR=22.875 A
51
Mediante la carga de regulación en amperios se puede
seleccionar el modelo del regulador, especificado en el anexo
número 3, cuyas características básicas son presentadas en el
siguiente cuadro. En vista de que la corriente real es 7.625A se
utiliza entonces en base a la capacidad del regulador que maneje
hasta 30 A por seguridad.
En ese sentido, una de las tecnologías de almacenamiento de
energía más prometedores y que ya están comercialmente
establecidas son los volantes de inercia. Proporcionan valores
altos de potencia con una larga vida, la cual está limitada
principalmente por la fatiga de los rodamientos y de los
materiales que conforman el cuerpo en rotación. Esto hace que
los costes específicos sean comparativamente inferiores con
respecto a las baterías u otros almacenamientos de energía a
largo plazo. Teniendo en cuenta la diferente vida útil de los
sistemas de almacenamiento y los costes específicos
relacionados con el número de ciclos disponibles, los cálculos
muestran que desde el punto de vista de coste de la energía, los
volantes de inercia son incluso mejores que las baterías.
Este elemento acumulador de energía cinética (volante de
inercia) irá acoplado al eje del cigüeñal. En esta zona no suele
haber demasiado espacio y por esta razón se considerarán
dimensiones aceptables y lógicas para montar en cualquier tipo
de vehículo La energía acumulada durante la frenada es después
utilizada en las recuperaciones; pero a diferencia de otros
sistemas híbridos, al utilizar un volante de inercia la energía
almacenada se disipa rápidamente, por lo que el sistema sólo
ofrece ventajas en lo que a ahorro de combustible se refiere en
situaciones de frecuentes aceleraciones y frenadas, como puede
ser el tráfico urbano en cualquier ciudad de Colombia.
V. DISCUSION
Una vez determinados los parámetros por la evaluación, se
procede a la determinación de los parámetros y requerimientos
operativos del sistema hibrido, acorde con las tecnologías
anteriormente computadas. A continuación, en un primer
momento, se establecen los requerimientos mínimos para poder
establecerlas en un carro convencional, en modelos desde los
años 80 hasta la actualidad, con la finalidad de proveerle al
parque automotor departamental el cubrimiento de las
necesidades a un bajo y accesible costo en el mercado.
Cabe destacar que estos parámetros fueron obtenidos para un
margen de error del 2%, acorde con la sección II del reglamento
ASME en cuanto al dimensionamiento de volantes de inercia.
Por otra parte, se tiene que para el sistema fotovoltaico sólo se
consideraron un sobre dimensionamiento de un 20% para futuras
adecuaciones al vehículo por parte de los usuarios acorde con
sus necesidades. [7]
Tabla 4. Requerimientos mínimos para el vehículo hibrido Requerimiento Mínimas Optimas Máxima
Sistema Solar
Horas de sol 3.5 horas 5 horas 9 horas
Numero de Paneles 2 3 4
Numero de baterías 2 3 4
Requerimiento Mínimas Optimas Máxima
Numero de Reguladores 1 1 2
Sistema de Volante de Inercia
Diámetro de Torsión 17.8mm 18mm 18.2mm
Tensión Admisible del eje 140MPa 145MPa 150MPa
Longitud 58mm 60mm 62mm
Radio 88mm 90mm 92mm
Masa 10kg 12kg 15kg
En la tabla anterior se puede evidenciar las condiciones
óptimas de diseño para el cual este sistema está concebido,
destacando que con 5 horas efectivas de sol son suficientes para
que el vehículo pueda iniciar el proceso de carga de baterías,
mientras el volante de inercia suministra toda la energía
necesaria al mismo. Estos requerimientos mecánicos son
necesarios cumplirlos ya que de no llevarlos al pie de la letra se
podrían ocasionar desviaciones en el eje del motor, lo cual
llevaría al dámper de los vehículos a salir de la alineación y
perder compresión en los mismos. A continuación se muestran
los parámetros de control que se conciben para este modelo
hibrido.
Tabla 5. Parámetros para el vehículo hibrido Requerimiento Mínimas Optimas Máxima
Sistema Solar
Irradiación Solar 4400wh/m2dia 5000
wh/m2dia
7000
wh/m2dia
Voltaje del Sistema 11V 13V 14V
Corriente del regulador 20A 23A 30A
Potencia Eléctrica
Consumida 220W 299W 420W
Sistema de Volante de Inercia
Energía del Volante 2kJ 2.4kJ 3kJ
Torque 90N.m 100N.m 120N.m
Velocidad Angular 3000RPM 5000RPM 6000RPM
Partiendo de los parámetros seleccionados para establecer el
sistema de control, se tendrá un lazo de control asociado a la
programación respectiva, a fin de mantener el sistema estable en
función de cada variable. Cabe destacar que el voltaje del
sistema es crítico, ya que para el vehículo se tiene un elemento
denominado el alternador, el cual no es más que un generador de
energía que necesita un valor nominal de 13V para poder tener
una operación normal. Partiendo de esto, el sistema fotovoltaico
será capaz de suministrar esta cantidad de energía sin necesidad
de una batería de plomo ácido para evitar la contaminación
ambiental. A cambio, se proponen baterías de bajo consumo y
con la posibilidad de recargarse a partir de la luz solar en función
de la carga que reciben en las horas efectivas de sol a las que se
expone el vehículo día a día.
Por otra parte, se tiene el volante de inercia dentro del cual el
parámetro de control predominante es la velocidad que
gobernará este volante a partir del torque que se genere, una vez
iniciado el proceso de movimiento. Así mismo, se establecerán
una serie de reguladores de velocidad con la garantía de que el
sistema se debe de mantener en su valor más bajo durante la
instrucción “paro” y mientras se mueve. Teniendo una velocidad
de carrera de 5000RPM no se llegará a un máximo.
52
VI. CONCLUSIONES
Una vez concluida la investigación se pueden destacar
aspectos de suma importancia los cuales pueden ser descritos por
fases de la investigación. Iniciando con la primera fase se puede
decir que el sistema actual soporta la hibridación con energía
alternativas, puesto que las conexión de un vehículo, sea de
modelo nuevo o antiguo, son de fácil adecuación para esta
propuesta. La descripción del sistema fue fundamental para
conocer las posibles conexiones, todo soportado para ambos
estilos energéticos que pueden suministrar energía sin
interrupciones.
En la segunda fase, en cuanto a los parámetros y
requerimientos, es de notar que esto será dependiente teniendo
en cuenta la luz solar para la generación efectiva eléctrica, por
lo cual para sostener un sistema autónomo es de vital garantía
que los parámetros de irradiación por horas efectivas de sol se
mantengan mayores a lo exigido por los módulos seleccionados.
Esto garantizará que el sistema de control pueda accionar
múltiples opciones para no dejar sin energía al vehículo.
También el volante de inercia suministrará la energía de manera
continua una vez esté el carro en movimiento.
En cuanto a la selección de los componentes, equipos y piezas
del sistema energético sustentable, se realizó de manera óptima
a través de matrices, lo cual permite a las autoridades
gubernamentales, municipales y regionales colombianas
discernir entre cualquier opción más económica frente a una
opción también funcional. Esto a su vez garantiza la
homogeneidad en la selección y licitación de cualquier empresa,
puesto que se eligieron los modelos más comerciales del
mercado.
Para finalizar, en futuras investigaciones es posible simular el
sistema para recrear cualquier eventualidad positiva o negativa
del mismo, obteniendo así un hardware in the loop manejable
por el usuario y una programación abierta para cualquier técnico
experto en el área, a fin de poder alterar las condiciones o
parámetros en función de los cambios climatológicos
observados y registrados. Por último, en función de la
factibilidad económica puede percibirse alta rentabilidad de esta
proyección debido al presupuesto de la nación a través de la ley
de ciencia y tecnología colombiana por lo que el retorno se
esperaría en un corto periodo bajo ingresos continuos.
VII. REFERENCIAS
[1] E. Dans, «Does the automotive industry really believe in
electric cars,» Innovation at IE Business School, 2016.
[2] J. Stewart, «Dónde son más ecológicos los autos
híbridos,» BBC Mundo, 2014.
[3] J. J. Uribe, «Gobierno aprobó reducción de arancel para
vehículos eléctricos,» EL ESPECTADOR, 2015.
[4] M. Tamayo y Tamayo, El Proceso de la Investigación
Científica, México: LIMUSA, 2007.
[5] S. F. C. y. o. Hernández, Metodología de la Investigación.
4ta Edición., México: Mac Graw Hill, 2003.
[6] Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios
Ambientales, «Promedio mensual de Radiación global en
Riohacha.,» IDEAM, Riohacha, 2014.
[7] Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME),
«Normas ASME en Castellano,» American Society of
Mechanical Engineers, Nueva York, EEUU, 2010.
53
Resumen— La Automatización Industrial en Colombia ha
introducido y desplegado un amplio impacto de las TIC en el
desarrollo humano, generando un comportamiento positivo en el
sector industrial, tal y como se muestra en la cifras presentadas por
el DANE:En julio de 2017 la producción real de la industria registró
una variación de 6,2%, la más alta para un mes de julio en los últimos
diez años (DANE, 2017). Lo anterior se debe a la implementación
en empresas nacionales y multinacionales de propuestas
tecnológicas que se adaptan a las necesidades de automatización de
la industria actual. Mientras eso sucede en Colombia, en Europa en
el año 2011, se lanzó “La industria 4,0, “que corresponde a la
incorporación de las tecnologías digitales en las fábricas,
promoviendo la digitalización de las industrias, especialmente la
manufacturera”. En este artículo se presenta una reflexión frente
al rumbo del desarrollo tecnológico de la industria colombiana y su
relación con la academia, tratando de dar respuesta a la pregunta
hacia dónde vamos, partiendo de la revisión actual del proceso de
Automatización Industrial en Colombia. Al mismo tiempo, se trata
de forjar ideas y proyectos de generación de empresas y productos
nacionales en ese campo, encaminado a un modelo de desarrollo
industrial en el cual se aplique la teoría de la Industria 4.0 de una
manera estructurada y controlada.
Palabras clave — Automatización Industrial, Industria 4.0.
Abstract— The Industrial Automation in Colombia has
introduced and deployed a wide impact of ICTs on human
development, generating a positive behavior in the industrial
sector, as shown in the figures presented by the DANE, where in
July 2017 the actual production of the industry recorded a
variation of 6.2%, the highest for a month of July in the last ten
years (2017 DANE), this due to the implementation in national and
multinational companies of technological proposals that are
adapted to the needs of current industry automation. While that
happens in Colombia, in Europe in the year 2011, launched "The
industry 4.0"; which corresponds to the incorporation of digital
technologies in factories, promoting the digitalization of the
industries, especially manufacturing. This article presents a
reflection towards the direction of the technological development of
the Colombian industry and its relationship with the Academy,
trying to answer the question to where we are, based on the current
revision of the automation process Industry in Colombia and
beyond, to forge ideas, and projects for generation companies and
domestic products in this field, to a model of industrial development
in which applies the theory of the industry 4.0 in a structured and
controlled manner.
I. INTRODUCCIÓN
De conformidad con lo señalado en Córdoba (2006), Merriam
Webster define la automatización como un método de controlar
la forma de operar un instrumento, proceso o sistema, bajo el
desarrollo de medios electrónicos, computacionales o
mecatrónicos que reemplazan las capacidades de los seres
humanos (ST Derby, 2005, pp. 8).
Es así como [17] señala que un sistema o proceso
automatizado es aquel que controla una variable física que es
medible, como la distancia, la temperatura, la velocidad, el nivel,
el flujo o gasto, la presión, etc., sin participación humana, con el
fin de alcanzar la optimización de los procesos sobre todo en la
industria. De igual manera, [17] señala que la automatización es
la base sobre la cual descansa el gran avance industrial de los
países más industrializados del mundo.
Es por ello que en Europa los programas académicos
relacionados con la Ingeniería en Automatización o Control
Automático, fueron los primeros en implementar la medición de
las variables físicas a partir de la innovación en las técnicas
utilizadas en los laboratorios para tal fin, con el objeto de
mantener bajo control los procesos antes señalados. [17].
El presente artículo traza un análisis de información, frente al
actual desarrollo de la industria colombiana, su implementación
tecnológica y su comparación con la Industria 4.0, con el
objetivo de presentar propuestas encaminados a un modelo de
desarrollo industrial en el cual se aplique la teoría de la Industria
4.0, de una manera estructurada y controlada.
II. MARCO CONCEPTUAL
Debido a los avances en Europa, en Colombia se observa una
tendencia a la automatización parcial (equipo) utilizando
tecnología que no se fabrica en el país, por ejemplo, los
controladores lógicos programables – PLC, cuyo concepto es:
aparato digital electrónico con una memoria programable para
el almacenamiento de instrucciones, permitiendo la
implementación de funciones específicas, a saber: Lógicas,
secuencias, temporizados, conteos y aritméticas con el objeto de
controlar máquinas y procesos. (MiCRO, 2014).
Hugo Fernando Romero S, Víctor Cruz Reyes, Angélica Ghisays Abril, Martha Janeth Rojas Quitian. Docentes Universidad Manuela Beltrán,
e-mail: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
De la Industria 4.0 en Europa a la Automatización Industrial en Colombia
54
Haciendo un proceso de retrospectiva, a mediados de los años
70, los PLC se consolidaron como elementos básicos en la
Automatización Industrial, adquiridos sólo en grandes industrias
colombianas o multinacionales. Como señala Ovalle, Ocampo y
Acevedo (2013), los estudios adelantados por el Departamento
Nacional de Planeación - DPN y Colciencias, muestran que el
grado de automatización ha alcanzado a todos los niveles en el
país y está categorizado en los niveles infantil, medio, adulto y
de clase mundial.
Estos equipos requieren de personal altamente especializado y
capacitado para su instalación, programación y mantenimiento.
Esta situación, tan evidente en los entornos industriales, en su
momento no tuvo un reflejo correcto en la formación profesional
de nuestro País, lo que creó grandes déficits de personal
preparado para su manejo. (Melo, L. A., Ramos, J. E., &
Hernández, P. O. (2014)).
Por lo anterior, en Colombia surgen los programas de
Ingeniería Mecatrónica, con fuerte componente de las
Iingenierías de Ssoftware, Eelectrónica, Mmicroelectrónica, con
la finalidad de contar con profesionales para la formulación,
creación y optimización de los procesos. Al mismo tiempo, las
instituciones de educación superior que han ofertado este tipo de
programas han buscado organizar alianzas estratégicas con
diferentes empresas, a fin de inregrar a los estudiantes en los
avances tecnológicos en los que dichas empresas trabajan
actualmente. Es importante señalar que, aunque estas alianzas
requieren grandes esfuerzos tecnológicos y económicos, no
apuntan al desarrollo o aumento de grado de la Automatización
en la industria de nuestro país. Simplemente surgen como
estrategia de marketing para promocionar un producto y un
servicio.
Figura 1. MiCRO Colombia, Conferencia Industria 4.0,
marzo de (2015).
En la figura 1, se muestra la relación entre las tres ramas más
tradicionales de la ingeniería: mecánica, electrónica e
informática. Su integración con el control, la programación, la
automatización y la robótica se vuelven hoy en día en una
herramienta de primera mano para proponer soluciones
inteligentes a problemas de una empresa u organización. Estas
soluciones consisten en productos, servicios o sistemas con alto
componente tecnológico, que funcionan con un elevado grado
de autonomía; cabe alertar que los sistemas mencionados
anteriormente llegan a Colombia de países de Europa, Norte,
Centro y Sur América. Otro fenómeno que ha aparecido en la
última década es la desbordante entrada al País de tecnologías
de países asiáticos, especialmente de China y Taiwan; a unos
precios bajos, pero no cuentan con la misma confiabilidad de los
anteriores.
Las crecientes cifras de importación de tecnologías asiáticas,
en especial de China, enriquecen a quien tienen el músculo
financiero para ofrecer un stock de productos, importando uno o
varios contenedores de mercancía al año para la reposición a un
bajo costo.
Lo expuesto en el párrafo anterior impide la creación y
desarrollo de tecnologías colombianas que generarían más
empleo y aportarían al crecimiento del PIB del país. Además,
recordemos que éste avance nos daría un mayor grado de
industrialización en el concierto mundial.
Ahora bien, el término “Industria 4.0” abarca la denominada
cuarta revolución industrial, que nace de la evolución
tecnológica propiciada por el desarrollo de los sistemas
embebidos, su conectividad y la correspondiente convergencia
del mundo físico y virtual. Esto proporciona unas capacidades
de integración de objetos, información y, además, exige un nivel
de capacitación a las personas para que se pueda propiciar un
salto cualitativo en la producción y uso de bienes y servicios.
Para poner en contexto esta revolución, merece la pena recordar
las diferentes “olas” en las que se ha llevado a cabo la
introducción de la electrónica y las tecnologías de la información
y comunicación (TIC) en la producción industrial.
Un poco de historia
Figura 2. Industry 4.0 - el papel de la Automatización
Industrial, https://goo.gl/RVVzZ6
No es el interés del presente artículo mencionar todas las
etapas de la “Evolución Industrial”. A continuación se desglosa
55
solamente el proceso productivo y los niveles de
automatización.
En la segunda mitad del siglo pasado, según [17] se
consideraban tres grandes áreas (Eléctrica, Petrolera y
Siderúrgica) para medir el grado de industrialización de un país.
Hoy en día, hay que agregar el grado de Automatización que
tiene la industria de un país para que se pueda decir que es
industrializado y en qué nivel. Según expertos del Banco
Mundial y de la Organización Mundial del Comercio, en el tema,
en la industria pesada, tal como la siderúrgica y la energética
(Eléctrica y Petróleo principalmente), sus procesos deben estar
automatizados cuando menos en un 70% para que se puedan
considerar como actualizados y cumplan con los estándares de
calidad mínimos.
Es un hecho que, con procesos automatizados, las industrias
progresan en cuanto que producen con mayor calidad y en
menos tiempo, es decir, se hacen más competitivas, ayudando al
crecimiento económico y desarrollo humano del país.
¿Cómo está la automatización hoy en Colombia?
La automatización hoy en día es más requerida que nunca, para
que una industria mantenga la competitividad, los niveles de
producción y los estándares de calidad exigidos en los mercados
internos y externos. Gran cantidad de maquinaria y equipos en
funcionamiento, en las diferentes industrias del país, aunque se
encuentren en buen estado, carecen de la tecnología apropiada
para producir en forma eficiente.
La adquisición de equipos modernos, representa altas
inversiones que no son adecuadas e indispensables, pues la
modernización de los equipos existentes, por medio de sistemas
electrónicos de medición, regulación y control, aumentará la
eficiencia y calidad de éstas, colocándolos a niveles de
productividad comparables con los más modernos, amortizando
así la inversión requerida, para la modernización, en un tiempo
sorprendentemente corto.
En industrias de procesos y manufactura esto ha demandado
un gran incremento en los sistemas de control industrial, con el
propósito de modernizar enteramente las operaciones en
términos de velocidad, confiabilidad, desempeño y versatilidad.
Los medios de control establecidos, incluyendo relés, circuitos
lógicos, y sistemas de computadores, suministran control a los
procesos industriales. Sin embargo, cada uno de los anteriores
medios, tiene sus limitaciones o desventajas y las soluciones
efectivas, han sobrevivido y evolucionado, proveyendo a los
usuarios hoy, con un rango de escogencias para conveniencia de
las necesidades del control de procesos. En éste último rango, se
ubican los controladores lógicos programables, los variadores de
frecuencia y las denominadas pantallas táctiles.
En la actualidad las autopistas de la información también han
llegado a la industria, y los PLC ya son capaces de comunicarse
con su entorno. Los fabricantes de éstos equipos se ven
obligados a crear módulos específicos para la comunicación con
otros autómatas, con sistemas de supervisión, control y
adquisición de datos - SCADA, con ordenadores de control de
producción que entregan una orden a un actuador mecánico, con
pantallas de visualización e incluso con sensores inteligentes.
¿Qué es la Industria 4.0? - Seis Explicaciones Según Las TIC
El concepto Industria 4.0 fue desarrollado en Alemania en el
año 2011 y fue presentado en la Feria de Hannover, ingeniándolo
con una visión de la fabricación con todos sus procesos
interconectados mediante Internet de las Cosas (IoT). Pretende
cambios profundos, a un nivel tan esencial, que ya le han dado
el nombre de la cuarta revolución industrial. Este concepto ya
no nos es ajeno, entre otras cosas, por la voluntad desde las
administraciones públicas de adoptarlo..
Según Goasduff, en el camino de la innovación hacia la
industria 4.0 es imprescindible una convergencia digital entre
los componentes industriales y los de negocio; y entre los
modelos y los procesos internos de las empresas. La consultora
internacional destaca, entre otras cosas, la combinación de datos
de fuentes externas e internas para mejorar la toma de
decisiones; el desarrollo de competencias digitales para integrar
mejor los recursos dentro de la organización, incluida la
seguridad, la ciberseguridad y el control de riesgos; el
entendimiento y la comprensión de cómo las tecnologías de la
Industria 4.0 pueden afectar a la fabricación localizada; y por
último, el trabajo simultáneo en el desarrollo de productos
inteligentes y en los procesos de fabricación.
Como se ha señalado, el nuevo modelo de industria centrada
en los datos requiere de una transformación profunda, basada en
la integración inteligente de las TIC en el corazón de las
empresas.
Se presenta a continuación seis de las tecnologías sobre las que
girará el futuro modelo industrial según Goasduff (2016) son
indispensables para la transición a la Industria 4.0
1- IIoT y Sistemas Ciberfísicos – El concepto de IIoT
(Industrial Internet of Things) se refiere al uso de las tecnologías
IoT en los procesos industriales. Los sistemas Ciberfísicos son
todos aquellos dispositivos que integran capacidades de
procesado, almacenamiento y comunicación con el fin de poder
controlar uno o varios procesos físicos. Los sistemas
Ciberfísicos están conectados entre sí y a su vez conectados con
la red global gracias al paradigma IoT. Lo anterior otorgaría
independencia a las personas, debido a que todos éstos sistemas
ciberfísicos que controlan una variable física deberán tener
“etiquetas de radiofrecuencia” (RFID), para que puedan
comunicarse entre ellos como si fueran seres humanos.
Es un paso más avanzado, y sin duda va más allá del M2M
(máquina a máquina), pues vincula dispositivos, sistemas y
servicios entre sí; además estos dispositivos podrán
monitorearse desde un PC, desde un celular o una tablet. Estos
aparatos podrán comunicarse mediante una red virtual sin
intervención del hombre. Con esta posibilidad se abre la
oportunidad de conectar todos los objetos cotidianos.
Este escenario genera todo tipo de cambios, veamos por
ejemplo el vuelco en la industria siderúrgica. Como lo expresa
56
Cruz (2003), las gigantescas plantas siderúrgicas del mundo son
reemplazadas por pequeños productores que centran su proceso
en controles más amplios que les permiten ampliar su catálogo
de productos, dentro siempre del cumplimiento de normas de
calidad.
La calidad, también ha tenido un cambio trascendental, porque
ya no corresponde a un elemento diferenciador de un producto,
marca o empresa; ahora es un requerimiento.
El Internet de las cosas (IoT) se conforma por un conjunto
disperso de diferentes redes con distintos fines. A manera de
ejemplo, son cada día más comunes más productos inteligentes
como edificios con iluminación, accesos, seguridad, aire
acondicionado y ventilación controlados, como se puede
observar en la figura 3. La interconexión de dichos controles
permite la evolución de IoT.
Figura 3. Cisco IBSG, (2015).
De conformidad a lo expuesto por Cama (2012), hoy no hay
una definición normalizada de la arquitectura del Internet de las
cosas (IoT), algunos investigadores definen IoT como el modelo
que cobija las tecnologías de comunicación inalámbrica donde
cada objeto o cosa (redes de sensores inalámbricos, redes
móviles y actuadores) tiene una dirección IP única.
2- Fabricación aditiva, impresión 3D – Permite, entre otras
cosas, la hiper personalización -inherente a la Industria 4.0 y al
concepto de servitilización- no encarece el proceso porque
permite fabricar productos, sin penalizar el coste,
independientemente de si se tiene que fabricar un determinado
número de piezas iguales o todas distintas. Además, hace mucho
más sencillo producir lotes pequeños de productos, desde
pequeñas piezas de maquinaria hasta prototipos. Ejemplo de ésta
tecnología es la impresora 3D de bajo costo Maker Bot, que
permite recibir órdenes desde una máquina, y fabricar un
repuesto basado en el diseño 3D en pocas horas.
3- Big Data, Data Mining y Data Analytics – La cantidad de
información que actualmente se almacena en relación a
diferentes procesos y sistemas (tanto industriales como
logísticos), servicios (ventas, conexiones entre usuarios,
consumo eléctrico, etc.) o tráfico de datos (logs en routers y
equipos, entre otros) resulta inmanejable de forma manual. El
análisis de estos datos puede proporcionar información muy
valiosa acerca del comportamiento de estos procesos; se pueden
prevenir problemas en un determinado proceso industrial a
través de la detección de resultados o medidas ilógicas (sin la
necesidad de haber definido previamente qué medida es o no es
ilógica) o determinar qué eventos están relacionados dentro de
un proceso más complejo facilitando su gestión a través de la
predicción, sabiendo de antemano que un evento desencadenará
otro con cierta probabilidad. A partir de toda esta información
se pueden realizar simulaciones que, además, permiten predecir
qué recursos van a ser necesarios, pudiendo optimizar su uso de
forma automática y proactiva anticipando los acontecimientos
futuros.
4- Inteligencia Artificial – Son necesarias herramientas y
tecnologías que sean capaces de procesar en tiempo real grandes
volúmenes de información que extraemos de las tecnologías Big
Data, así como algoritmos capaces de aprender de forma
autónoma a partir de la información que reciben, con
independencia de las fuentes, y de la reacción de los usuarios y
operadores (técnicas de Machine Learning, Deep Learning y
Artificial Intelligence).
5- Robótica Colaborativa (Cobot) – Este término define a una
nueva generación de robots industriales que coopera con los
humanos de manera estrecha, sin las características restricciones
de seguridad requeridas en aplicaciones típicas de robótica
industrial. Se caracteriza, entre otras cosas, por su flexibilidad,
accesibilidad, y relativa facilidad de programación. Ya podemos
ver cirujanos controlando un Cobot, realizando un
procedimiento quirúrgico, tal y como lo señala Alfageme
(2016).
6- Realidad virtual y Realidad aumentada – La mayor
accesibilidad de estas tecnologías en los últimos años las ha
hecho situarse como una herramienta útil para la optimización
de los diseños, la automatización de los procesos, el control de
la fabricación y la construcción, el entrenamiento y la formación
de los trabajadores, y los trabajos de mantenimiento y de
seguimiento.
¿Cómo se está Logrando en Europa Integrar a los
Trabajadores en la Industria 4.0?
Cómo ya se expuso previamente la industria 4.0 florece en
Alemania desde el año 2011, revolucionando la producción
industrial que se sustenta en fábricas inteligentes, de tal manera
que la maquinaria está completamente interconectada y en
constante comunicación, para así cumplir eficientemente con las
especificaciones realizadas por los proveedores, cumplir con los
requerimientos realizados por los clientes, ofrecer un amplio
portafolio de productos, asegurando una producción de alta
calidad con reducción de tiempos y costos.
En Europa y especialmente en Alemania, esto ya es una
realidad. Cualquier empleo que implique una rutina manual y/o
intelectual en donde el proceso se encuentre definido, es
considerado una labor automatizable, es decir que la puede
realizar una máquina programada para tal fin, con el valor
agregado de completar el proceso en menos tiempo, con mayor
calidad y sin descanso alguno.
57
En Europa integran a los trabajadores en la industria 4.0, bajo
la premisa de “colaboración máquina – hombre”, se busca
complementar y aprovechar tanto las capacidades humanas
como la del equipo. Por ejemplo, mientras la máquina puede
realizar una mayor fuerza y precisión, el hombre la guía y la
posiciona correctamente, finalmente se evidencia que aún se
requiere que el ser humano opere la máquina.
En el video realizado por el canal Deutsche Welle en su
magazín ‘Hecho en Alemania – Industria 4.0: Tecnología versus
Tradición’ (DW, 2017), se presenta una solución que se está
adoptando en Alemania y que es la base para cualquier cambio
tecnológico que se quiera realizar en cualquier ámbito: Hay que
modernizar la formación.
Es un hecho que la producción industrial se está digitalizando
y esto conlleva muchos desafíos. Sin duda, uno de los mayores
retos del sector educativo está en formar personal altamente
especializado y capacitado para el mundo laboral del mañana.
Las personas temen ser sustituidas por una máquina, pero esto
no será así, si se participa activamente en la formación y
adaptación a los cambios que se realicen.
Las escuelas y centros de formación ofrecen programas y los
planes de estudio basados en contenidos específicos al contexto
o realidad, frente a los cambios que se presentan en el sector
industrial. De esta manera los sectores educativo e industrial van
de la mano para que los temores en torno a la automatización no
sean reales.
Tal y como concluyó en el simposio "Industria 4.0", realizado
en Distrito Federal bajo el marco del año dual Alemania -
México, CAMEXA (2017), donde se expuso la tendencia
educativa para los entornos de trabajo una vez acoplada la
industria 4.0 en las fábricas, la industria 4.0 se encuentra en un
perfil de trabajo medio – alto, para lo cual se requiere un alto
nivel de educación, tal y como se muestra en la figura 4.
Figura 4. FESTO. The Production of the Future, Conferencia
simposio Industria 4.0 (Marzo,2017, pp21).
Por otro lado, las máquinas que se requieren para seguir siendo
competitivos en el mundo de la industria, son de alto costo, por
lo que se puede vislumbrar en Colombia la generación de una
tendencia a digitalizar las fábricas, haciendo necesaria una fuerte
inversión para la adecuación de estas tecnologías, fomentando
un alto impacto económico en el país.
Lo anterior se confirma con la entrevista del ministro de las
TIC, David Luna -en diálogo con el periódico El Tiempo
(septiembre 24/2017). Después de finalizar la cumbre Colombia
4.0 afirma que, en 2022, la industria de las TIC debe pasar a
aportar el 3,7% del PIB de hoy al 5%.
Al preguntarle al Ministro Luna si ¿La industria es consciente
de la revolución de las TIC? Responde diciendo:
“La está entendiendo, se está subiendo al bus y está
comprendiendo que si no se sube al bus de la digitalización,
el bus los deja, y pueden fracasar, motivo por el cual es
importante tener en cuenta ésta premisa: No importa si su
empresa es de lo digital o de lo físico, si usted hace páginas
web o zapatos o si hace aplicaciones o pantalones, hay que
digitalizarse. ¿Para qué? Para prestarle un mejor servicio a
su Cliente. Es a él a quien nos debemos, y a él tenemos que
resolverle los procesos digitalizando”.
La Germany Trade & Invest - GTAI, la agencia de comercio
exterior y de inversión de la República Federal de Alemania,
expone que este país ha realizado una inversión de 40 billones
de euros aproximadamente para esta transformación
tecnológica, con la que se estima transformar digitalmente a más
del 80% de las industrias para el año 2021, obteniendo un
incremento de la eficiencia en las mismas, en un 18%,
alcanzando un incremento en los ingresos de los negocios que se
estima sobrepasen los 400 billones de euros para el año 2025.
(GTAI, 2016)
El proceso de digitalizar las fábricas no es un proceso
inmediato y las compañías tienen opciones estratégicas para
automatizar y ser competitivos según sus preferencias o
necesidades, tal y como se observa en la gráfica 5, se parte de la
noción de la empresa tradicional que no cuenta con procesos de
digitalización, a un negocio completamente automatizado, en
donde la relación de ingresos (revenue) /eficacia (efficiency) es
máximo.
Figura 5. FESTO. The Production of the Future, Conferencia
simposio Industria 4.0 (Marzo,2017, pp20).
III. RESULTADOS DE INVESTIGACIÓN
Tal y como se indicó al inicio del artículo, se presenta la
investigación con análisis de información del actual desarrollo
de la industria colombiana y su implementación tecnológica en
comparación con la Industria 4.0.
58
Se realizó la búsqueda, selección y síntesis de la información,
relacionada con la industria colombiana, efectuando un análisis
de las implementaciones tecnológicas y su asimilación con la
industria 4.0.
Asimismo, Lo anterior, con el objetivo de presentar propuestas
encaminados a un modelo de desarrollo industrial en el cual se
aplique la teoría de la Industria 4.0, de una manera estructurada
y controlada. Contribuyendo a la toma de decisiones o al cambio
de las acciones actualmente implementadas.
En el contexto actual y como lo señala Dulzaides I., María E.,
& Molina A. (2004), la realización exitosa y eficiente del
análisis de información “genera una mejor utilización del
conocimiento disponible en aras de acelerar el proceso de su
implementación”.
Dado lo anterior, se presenta una proyectiva y prospectiva, de
la actual Industria 4.0 en Europa y la Automatización Industrial
en Colombia:
Figura 6. De la actual la Industria 4.0 en Europa y la
Automatización Industrial en Colombia (Adaptado de
AMETIC, 2017).
A partir del análisis realizado de las diferentes fuentes
bibliográficas enfocadas a las temáticas de la industria 4.0 y la
Automatización Industrial, se puede establecer que:
En Europa la industria 4.0 ya cuenta con seis (6) años de
desarrollo, implementando el concepto de “fabrica inteligente”
en su industria, dando apertura a una mayor competitividad,
mejora de la calidad del producto, disminuyendo tiempos a nivel
logístico y económico, y finalmente optimizando las
condiciones de vida de los trabajadores.
En Colombia, ésta tecnología está llegando desde diversos
destinos, por ejemplo, las multinacionales europeas, que han
visto un gran mercado para aplicar ésta revolución tecnológica,
pues los niveles de automatización en el país continúan siendo
sectorizados de conformidad con sus presupuestos, y la
implementación permanece en los niveles infantil y medio. Esto
involucra la planeación, la supervisión, pero no por partes, tal y
como se está realizando en éste momento.
Asimismo, en Colombia, surge la necesidad de replantear los
programas académicos que formen frente a las exigencias de
éstas nuevas tecnologías y posibiliten su implementación de una
manera segura y controlada, lo que permitirá contar con el
recurso humano capacitado para dicha labor.
Pero además de la preparación tecnológica del personal, la
llamada “4ª generación industrial” exige una implementación de
plataformas digitales en todo el territorio nacional, para llegar a
las regiones más apartadas del país, donde se encuentran
empresas productoras de los sectores petroleros (oil and gas),
minero y energético.
Desde la perspectiva del Ministerio de las TIC, se expresa que
la feria “Colombia 4.0 de contenidos digitales” es la más
importante del sector en América Latina, debido a la amplia
participación y productos que se muestran, generado una
apertura de negocios. Al respecto, y con el fin de proyectar la
industria 4.0, se debería contar con un evento donde se expongan
no solamente los desarrollos de software en aplicaciones y video
juegos, sino además las seis tecnologías mencionadas en el
presente artículo y que explican el concepto de Industria 4.0 para
toda la industria.
En términos estratégicos es necesario que los empresarios
analicen cómo se va a mejorar la propuesta frente al valor del
producto, pues no es igual incorporar las nuevas tecnologías para
aportar valor al producto, que agregar máquinas de producción
para utilizarlas como herramientas en la eficiencia operativa.
De acuerdo con lo anterior, una vez se definan la estrategia y
los retos asociados a la industria 4.0, se deberá pensar en cómo
trasladarlos al proceso productivo o producto. Es necesario
actuar en el producto, es decir, mejorar, pulir y propender por un
producto que favorezca al cliente. En suma, se deberá definir un
modelo productivo que responda a esa estrategia, y con base en
éste nuevo modelo se concretará una nueva hoja de ruta.
Dentro de esta hoja de ruta es importante identificar las
tecnologías claves sobre las cuales apoyarse y decidir cómo
integrarlas. Si la tecnología base va a ser clave en el negocio, se
debe desarrollar capacitaciones internas de la Empresa como
formación al talento humano y, quizás, mediante cooperación
con entidades externas especializadas, sea posible la adquisición
de estas tecnologías que permitan ir más rápido.
IV. CONCLUSIONES
De conformidad con los planteamientos iniciales y los
objetivos formulados para el análisis documental se concluye
que, aunque Colombia ha avanzado en un alto grado frente a la
automatización industrial, aún existe una brecha frente a los
últimos avances alcanzados por la Industria 4.0.
Lo anterior, es más notorio cuando en Europa se realizan ferias
y congresos como el Industry 4.0 Congress en España y la Feria
de Hannover en Alemania, en Colombia solamente se avanza
59
tímidamente con unas olimpiadas de mecatrónica expuestas en
un capítulo de la Feria Internacional de Bogotá o en Andinapack;
eventos que muestran avances tecnológicos para la industria
manufacturera e industria del empaque respectivamente.
Las multinacionales líderes en automatización han
aproximado la Industria 4.0 al país, demarcando una hoja de ruta
y un punto de inflexión en la llegada de las fábricas del futuro.
Pero es importante capacitar al personal técnico y a los
empresarios emprendedores para que le apuesten a la Industria
Nacional y se logre implementar las nuevas tecnologías en
nuestro país, de tal forma que sea acorde con la industrialización
mundial.
Es el momento para que se establezca una alianza gobierno,
academia e industria y se propongan carreras universitarias que
preparen a los estudiantes para el futuro, de tal forma que se
pueda dar un gran paso en la introducción de la industria 4.0 en
Colombia.
La educación virtual tiene mucha cabida en el desarrollo de la
Industria 4.0, pues juega un papel fundamental para la
capacitación especializada, al permitir una amplia cobertura
regional con facilidad de acceso.
Finalmente, los empresarios colombianosdeberán cuestionarse
frente a cómo les afectará la implementación de la industria 4.0,
para que, con estrategias defensivas u oportunidades, formen un
nuevo escenario o estrategia pro-activa.
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Hugo Fernando Romero S: Técnico
profesional en Electromecánica, Ingeniero
en Automatización Industrial, Especialista
en Administración de Empresas.
Docente del Programa Alianza de la UMB
Virtual - Universidad Manuela Beltrán.
Víctor Cruz Reyes: Técnico en mecánica
industrial, Ingeniero mecánico con Estudios en
Maestría en Dirección de operaciones y
calidad. Docente del Programa Alianza de la
UMB Virtual - Universidad Manuela Beltrán.
60
Angélica Ghisays Abril: Ingeniera
Electrónica, Máster en Ingeniería en
Automatización Industrial. Coordinadora
Programa Alianza, UMB Virtual -
Universidad Manuela Beltrán.
Martha Janeth Rojas Quitian:
Licenciada en Química, Magister en
Educación – Énfasis en Docencia
Universitaria.
Docente Investigadora UMB Virtual -
Universidad Manuela Beltrán.
61
62
63
64
ISBN: 978-958-5467-05-7