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ESTRATEGIAS Y PROCESOS RELACIONADOS CON LA ADQUISICIÓN Y RETENCIÓN DE ESTUDIANTES EN UNA UNIVERSIDAD PRIVADA UTILIZANDO HERRAMIENTAS Y TECNOLOGÍAS DE INTELIGENCIA DE NEGOCIOS“La única condición para hacer minería de datoses tener un problema relacionado con el negocioy los datos pertinentes”

RAFAEL CASTILLO SANTOS1

ResumenLa educación universitaria en nuestro país, dada la necesidad que tienen las universidades de carácter privado de competir

por la vinculación de nuevos estudiantes, retener a los que ya están y evitar las deserciones, convierten cada vez más este servicio, en un producto comercial por el cual competir, y por lo tanto permanecer o no en el mercado.

Por la razón anterior, el objetivo principal del presente artículo, es mostrar las bondades de la aplicación de la minería de datos en el proceso de adquisición y retención de estudiantes en una universidad privada, relacionando las técnicas de modelamiento predictivo y modelamiento descriptivo, análisis de retención y sus algoritmos respectivos, cuando se formulan preguntas como ¿Cómo lograr un mayor número de estudiantes matriculados? ¿Cuántos estudiantes que ingresan continuaran después del Primer semestre? ¿Cuántos continuaran después del segundo semestre? ¿Cuál es el perfil de estudiante que probablemente continuara? ¿Cuál el perfil del estudiante que más probablemente desertara?

Se hace énfasis en la deserción universitaria debido a que es un problema crítico que se presenta actualmente en la mayoría de las universidades no solamente de Colombia, sino de la mayoría de países latinoamericanos.

Se describen las etapas de la metodología propuesta por Michael Berry y Gordon Linoff y las cuatro fases en las cuales se agrupan: filtrado de datos; Selección de variables; extracción del conocimiento e interpretación y evaluación. Además se proporcionan algunas guías que permitirán a una entidad universitaria privada tomar las acciones necesarias tendientes a mejorar la adquisición de sus estudiantes y retener a los que ya están matriculados.

Palabras clave: Retención y Deserción Universitaria; Minería de datos; modelamiento predictivo; modelamiento descriptivo; análisis de retención.

AbstractThe university education in our country, given the necessity that private universities have of competing for the linking of

new students, to retain those that are already and to avoid the desertions, it convert more and more this service, in a commercial product for the one which to compete, and therefore to remain or not in the market.

For the previous reason, is the main objective of the present article, to show the kindnesses of the application of data mining in the process of acquisition and students’ retention in a private university, relating the techniques of predictive and descriptive modeling, retention analysis and its respective algorithms, when ones formulate questions like How to achieve a bigger number of registered students? How many did students that enter continue after the First semester? How many did

1 Docente T.C. Universidad Autónoma de Colombia. [email protected]

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Clepsidra . Número 3 . 2006

they continue after the second semester? Which is student’s profile that probably continued? Which is the student’s profile that more probably deserted?

Emphasis is made in the university desertion because it is a critical problem that shows up at the moment not only in most of the universities of Colombia, but of most of Latin American countries. The stages of the methodology described are proposed by Michael Berry and Gordon Linoff and the four phases in which its groups: filtrate of data; Selection of variables; extraction of the knowledge and interpretation and evaluation.

Some guides are also provided that will allow to a private university to take the necessary spread actions to improve the acquisition of their students and to retain those that are already

Words key: Retention and University Desertion; Data Mining; Predictive and descriptive modeling; Retention analysis.

En el IV Coloquio Internacional sobre Gestión Universitaria en América del Sur ALIANZAS ESTR ATÉGICAS, INTEGRACIÓN Y GESTIÓN UNIVERSITARIA 8-10 de diciembre de 2004, Florianópolis, Santa Catarina – Brasil, el Ing. Diego D. Gregoraz y el Dr. Julio C. Durand, presentaron la ponencia “Explotación de la información académica para la mejora continua”, donde entre otros aspectos orientados a mejorar los procesos administrativos de la universidad, incluyeron la minería de datos como herramienta “que está en la intersección de varias disciplinas como estadística, aprendizaje automático (machine learning) y manejo de bases de datos, entre otras”. A través de un ejemplo mostraron cómo se pudo establecer la correlación de diferentes variables (por ejemplo ubicación geográfica y resultados en diferentes asignaturas) para encontrar comportamientos ocultos de la deserción de los estudiantes.

En la Argentina, Universidad Nacional de la Patagonia, UNPA, un grupo de docentes realizó un estudio debido a la preocupación existente ante la deserción de estudiantes. “Inicialmente se realizó un estudio cuantitativo que en una primera etapa estableció el perfil del alumno que ingresaba y si esto tenía relación con el abandono. La segunda etapa fue de comprensión de las razones y en esta instancia, se fue directamente a la búsqueda de los alumnos desertores para que explicaran los motivos. Otra instancia se fundó en la percepción de esos motivos, donde descubrieron por ejemplo, entre otros, el aspecto metodológico de estudio, la relación con los profesores, las exigencias y falencias de aprendizaje” [2]. En la universidad de Río, provincia de Córdoba, Argentina, también se ha llevado a cabo un proceso similar, teniendo en cuenta que el proceso de deserción universitaria comprende tres términos “proceso de selección, medida del rendimiento académico, y eficacia del sistema educativo” [3]. El primero se enmarca en el enfoque sociológico, según el cual la selección que se opera en la Enseñanza Superior, se constituye en un filtro social que frena la movilidad. El segundo, en la Universidad se debiera abordar tres dimensiones: éxito, retraso y abandono. Y el tercero, la deserción sólo da cuenta que en

INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES

urante el tiempo transcurrido desde la fundación de la universidad, la toma de decisiones la han realizado los directivos fundamentalmente con base en la

experiencia, después de realizar largos y tediosos análisis del comportamiento de la información, obtenida ésta, con herramientas que aunque facilitan el proceso, lo hacen de manera muy lenta y luego de interminables cruces.

Actualmente el proceso de acreditación por la calidad de la educación superior, condiciona a las universidades y establece algunos lineamientos orientados a mejorar la calidad. Algunos de ellos están relacionados con calidad académica, bienestar universitario y contratación de docentes. Para el manejo de estas variables, es importante contar con un sistema de información que permita determinar comportamientos, hallar proyecciones y relacionar diferentes variables. Por lo tanto la minería de datos sobre información histórica se constituye en una herramienta útil al permitir facilidades de generación de reportes y descubrir y entender patrones ocultos en bodegas de datos. Estos reportes y patrones permiten entender comportamientos y tendencias con muy alta precisión por medio del uso de algoritmos supervisados o no supervisados. ¿El Resultado? Las instituciones universitarias podrán de una manera más adecuada realizar todos sus procesos de proyección, planeación y gestión de los recursos.

En enero de 2004 SPSS, compañía dedicada a elaborar software para análisis estadístico y CLEMENTINE, software para minería de datos, publicó a través de JING LUAN, PHD, Jefe de planeación y registro, el artículo “Data mining application in Higher education”[1] en el cual se plantean los beneficios del uso de la minería de datos, en entidades universitarias. En él se hace una comparación de los procesos llevados a cabo en entidades de carácter comercial que también utilizan herramientas de minería de datos. Luego de presentar tres casos de estudio, el autor concluye “estas herramientas le permiten a una universidad un mejor uso y planeación de los recursos y la predicción de algunos comportamientos tales como procesos de aprendizaje, transferencia entre carreras y relaciones de mercadeo con los estudiantes” [1].

D

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algunos estudios se registra una mayor tendencia al abandono en las instituciones que no tienen examen de ingreso [3]. En Uruguay [4], y en Europa [5] las preocupaciones son similares y los estudios realizados pretenden explicar y encontrar soluciones al tema.

SITUACIÓN DE LAS UNIVERSIDADES PRIVADAS FRENTE AL INGRESO DE NUEVOS ESTUDIANTES Y A LA DESERCIÓN ESTUDIANTIL

La situación presentada actualmente en las universidades a nivel latinoamericano incluyendo a México es preocupante. Debido por un lado al no ingreso o niveles bajos de ingreso de nuevos estudiantes y por otro lado a los altos índices de deserción universitaria. Según la revista Estadísticas e indicadores de la universidad Nacional de Colombia, basada en La información estadística del Departamento Nacional de Planeación, Boletín No 27, Educación y fuerza de trabajo, Bogotá, septiembre de

2000, y el Informe de Desarrollo Humano para Colombia, 1999 [6], muestra que tal tendencia para Colombia se ve reflejada en indicadores tales como el estrato social, tipo de educación impartida, ubicación geográfica, actividad económica y en menor medida el sexo.

Para el caso de los estratos 1, 2 y 3 se ve una tendencia significativa a la deserción debido fundamentalmente a que la edad de estos estudiantes oscila entre 17 y 20 años, en la cual ya están aptos para el ingreso a la población económicamente productiva; a la disminución de los ingresos familiares y por otra parte a la mayor valoración del trabajo material antes que el intelectual.

Quizá el mayor impacto de estas estadísticas, tal como lo muestra la figura 1, esta en el ingreso familiar, el cual para ingresos de estratos 5, cerca del 99% de los estudiantes ingresan y permanecen en la educación superior, mientras que para estrato 4 la cifra es de apenas el 37% y 18% para estrato 3.

Quintil de Ingreso per cápita

Cobertura de educación Superior Diferencia TB-TN

Extraedad

< 18 años > 24 añosTasa neta de coberttura

Tasa bruta de coberttura

1

2

3

4

5

Total

3.6

9.7

18.0

37.8

99.0

30.0

2.3

6.0

10.1

18.6

53.1

16.1

14

3.6

7.9

19.2

45.9

13.9

0.3

0.7

1.2

1.9

2.9

1.3

1.1

3.0

6.7

17.3

43.0

12.6

[6]. Las cifras presentadas también reflejan de alguna manera la falta de apoyo del estado a la educación superior pública, la cual ha mostrado una tendencia a la baja.

Sin embargo un factor positivo en esta dinámica lo muestran las estadísticas de empleo. Tal como lo muestra el cuadro de la figura 2, Los salarios de los ocupados con educación superior crecieron entre 1991 y 1998 un 26% en las zonas urbanas, mientras que

Fuente: Cálculos de la Misión Social del DNP con base en Encuesta de Calidad de Vida 1997.Figura 1. Cuadro comparativo de ingreso a la educación superior con relación a los ingresos familiares

para las personas con sólo estudios básicos de primaria decrecieron en un 18%. El aumento de salarios ha favorecido a los que tienen educación superior y la ocupación para personas con secundaria y universitaria aumentó en un 18% y 41% respectivamente, mientras que la tasa de empleo de las personas sin educación o con educación primaria bajó. Una condición que afecta el ingreso a los niveles saláriales altos o al ingreso a determinados cargos es la exigencia de un mayor nivel educativo (figura 3.)

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* El número restante para alcanzar el total corresponde a las personas que no informanFuente: DANE. Encuesta de ogares para septiembre de cada añoFigura 2. Empleo y salarios según nivel educativo. [6]

Alguna universitaria y más

Profesionales, técnicos y directivos

Personal administrativo

Comerciantes, vendedores

Trabajadores de los servicios

Trabajadores agrícolas

Trabajadores operarios no agrícolas

Nivel educativo/ocupación 1991%

1993%

1995%

1978%

1999%

1997%

27.9

2.3

0.6

0.3

0.8

0.4

70.9

26.1

8.0

2.1

0.6

3.1

72.1

26.2

9.7

2.4

0.5

3.6

75.5

28.7

9.9

2.8

0.7

3.7

77.6

30.4

10.9+

4.0

0.9

3.8

79.4

30.2

10.1

3.9

0.9

3.9

Fuente: Cálculos Departamento Nacional de Planeación-UDS-DIOGS con base en Dane. Encuesta de HOgares, Septiembre.Figura 3. Población ocupada, para educación universitaria o superior. [6]

Zona 1991

Salario medioOcupados

Ninguna

Primaria

Secundaria

Superior

Subtotal*

Ninguna

Primaria

Secundaria

Superior

Subtotal*

Ninguna

Primaria

Secundaria

Superior

Subtotal*

1994


1998


2.539.926

3.743.908

1.295.356

7.869.025

3.688.823

1.183.237

5.887.266

1.160.038

6.228.749

4.927.145

1.402.644

13.756.291

0.84

1.53

1.76

3.83

2.00

0.89

1.21

2.08

4.26

1.39

0.88

1.34

1.84

3.87

1.74

195.468

2.568.186

4.323.085

1.614.467

8.723.186

816.626

3.554.629

1.282.235

149.902

5.803.392

1.012.094

6.122.814

5.605.320

1.764.369

14.526.578

1.13

1.59

2.29

5.77

2.70

0.88

1.03

1.65

3.64

1.21

0.93

1.27

2.14

5.59

2.11

267.692

2.436.034

4.497.936

1.961.838

9.201.094

1.107.505

3.324.455

1.223.566

213.110

5.878.769

1.375.195

5.760.489

5.721.502

2.174.948

15.079.863

0.90

1.28

1.78

4.97

2.30

0.92

0.93

1.60

3.84

1.18

0.91

1.08

1.74

4.86

1.86

Urbano

Rural

Total

81

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Desde otro contexto el problema puede ser visto teniendo en cuenta las consideraciones presentadas por el diario la Prensa en su edición de Junio 20 de 2005 [7]. En este artículo se comenta que el porcentaje de estudiantes que no terminan su carrera universitaria esta alrededor del 52%., es decir de cada dos estudiantes que ingresan a la educación superior solamente uno termina. Entre las razones que se manifiestan para la deserción están:

• Razones económicas.• Mala calidad de los programas. “51 programas están a

punto de ser cerrados por el incumplimiento de requisitos de calidad” [7].

• Dificultades en el aprendizaje y en la lectura.• Falta de información sobre la vida universitaria.• Ausencia de una orientación vocacional.

CONTEXTO DE LA DESERCIÓN UNIVERSITARIA

Algunas universidades, como la Universidad Tecnológica de Pereira, han tomado algunas medidas tendientes a contrarrestar el problema. En este caso concreto se modifico el reglamento estudiantil, el cual esta vigente desde septiembre 15 de 2005, para permitir transferencias de estudiantes de no solamente carreras tecnológicas, sino de cualquier estudiante de cualquier carrera afín a las Ingenierías. También en esta reforma se hacen cambios relacionados con la inscripción de materias de semestres anteriores que el estudiante tenga pendientes (ahora puede verlas cuando quiera, siempre que cumpla con los prerrequisitos). Igualmente se puede cancelar una materia hasta una semana antes de exámenes finales; la inasistencia del 20% a una asignatura, siempre y cuando esta no sea práctica no implicara su perdida. Todas estas medidas pretenden disminuir la deserción universitaria y dar mayores posibilidades a los estudiantes de clases menos favorecidas.[8]

En la Universidad Tecnológica de Bolívar, el problema de la deserción universitaria esta siendo enfrentado con estrategias de tipo financiero tales como dar mayor flexibilidad al pago de la matrícula, apoyado por la diversificación del portafolio de ayuda financiera (convenio con bancos, tarjetas de crédito, crédito directo, crédito ICETEX, monitorías, prácticas administrativas, becas, descuentos), y estrategias de tipo académico tales como la revisión del reglamento académico, programa de recuperación y asistencia académica, nuevo modelo pedagógico, programa de formación de docentes en habilidades pedagógicas, entre otros.[9]

BODEGAS DE DATOS Y MINERÍA DE DATOS

En la edición anterior de la revista, Pág. 33 [10], el autor menciona las condiciones bajo las cuales se aplica la minería de datos, con sus correspondientes definiciones y marcos teóricos de aplicación.

Las técnicas de minería de datos, permiten la clasificación de datos según un contexto o comportamiento, por ejemplo de ingresos o retiros de estudiantes. Adicionalmente permite obtener comportamientos por medio del análisis secuencial; permite la totalización de datos y la visualización de los mismos por medio de diferentes representaciones (árboles de decisión, funciones lineales o no lineales, modelos de probabilidad, por mencionar solamente algunos).

Los resultados que se esperan tener de la aplicación de un proceso a través de minería de datos, son uno o varios modelos de decisión que deben haber sido probados suficientemente, para que puedan ser aplicados por uno o varios departamentos o secciones de la universidad. Estos modelos se comportaran como agentes inteligentes, donde la inteligencia estará dada por la aplicación de las políticas y reglas de la universidad. Dos modelos usados frecuentemente en minería de datos son el descriptivo y el predictivo.

Modelamiento descriptivo. Este modelamiento presenta las características fundamentales de los datos a ser estudiados, sin que para ello se creen trabas a la cantidad de los datos. Como resultado se obtendrá un entendimiento mas concreto de las relaciones de los datos y sus correspondientes estructuras. Un modelo obtenido de esta manera se considera que es Generativo, debido a que los datos generados tendrán las mismas características de los datos reales de los cuales se generan. [12]

Modelamiento predictivo (Ver figura 4). El objetivo principal al aplicar un modelo predictivo, es el de encontrar el valor no conocido de una variable, dados los valores o comportamientos de otras variables. Por ejemplo en el caso planteado como titulo de este artículo, el de encontrar cuantos estudiantes, nuevos en la universidad desertaran de su carrera y de la universidad. Este tipo de modelamiento se puede presentar como la relación un grupo de valores en un vector y sus resultados esperados, obtenidos por medio de una funcion y= f(x; ) donde x son los valores medidos y los parámetros del modelo.

Figura 4. Proceso para realizar el modelamiento predictivo en minería de datos. [13]

TrainingData

DataMiningSystem

NewData

Prediction

Model

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La minería de datos, también tiene como característica que es un proceso que tiende a ser orientado a hallar comportamientos a nivel de detalle, como por ejemplo encontrar a aquellos estudiantes que prefi eren un grupo particular de asignaturas orientadas por algún docente; notas obtenidas por estudiantes que en el ultimo periodo fueron superiores al promedio, en un grupo particular, sin que esto signifi que que no se puedan tener resultados a nivel totalizado como por ejemplo cuantos estudiantes de los que desertan tienen promedio académico inferior al mínimo establecido.

Otra técnica recientemente empleada en mercadeo utilizando herramientas de minería de datos, muy relacionada con la retención de clientes, es el Análisis de supervivencia o análisis de eventos en el tiempo (time to event analysis). Ésta está orientada a entender a los clientes cuando hay motivos por los cuales preocuparse, relacionados estos con la ocupación que están haciendo de los servicios de la organización y determinar cuáles factores de los que tienen que ver con una relación comercial tienen el mayor efecto en la permanencia de un cliente.

Las características de esta última técnica es la de proveer el entendimiento de eventos en el tiempo tales como [11]:

• Cuándo será que un cliente se retirará.• Cuál será la siguiente ocasión que un cliente se cambiara a otro segmento del

mercado.• Cuál la siguiente ocasión que un cliente ampliará o disminuirá la relación

comercial.• Cuáles son los factores en la relación comercial que incrementan o disminuyen

el uso de los recursos por parte de los clientes.

Hay dos valores muy importantes que soportan la información de retención o sobrevivencia de los clientes: la fecha de inicio y la fecha de fi nalización de la relación comercial. En algunas aplicaciones estos son bastante evidentes, como por ejemplo el inicio y fi nalización de un semestre académico, un curso de capacitación o inscripción a alguna revista o periódico. Pero en otras aplicaciones, como las transaccionales, estos datos no son muy evidentes. Con los datos proporcionados por los periodos de retención de clientes, se puede hacer una grafi ca o curva de retención, la cual mostrara el porcentaje de clientes que se retienen para un periodo de tiempo particular (ver fi gura 5). En esta curva los clientes que están en los mayores periodos de retención también lo están en los menores, es decir tiene un comportamiento de Histograma y permitirá establecer cuando la mitad de los clientes saldrá o dejará de tener vínculos con la organización (aproximadamente 20 meses, en la grafi ca) y también a partir de ella, el tiempo promedio de retención de un cliente (ya que el área bajo la curva es la cantidad de clientes dividido por la cantidad total de clientes (aproximadamente 45 meses en la grafi ca).

Un análisis de retención se complementara en forma mas precisa con el análisis de amenazas (Hazard analysis) el cual posteriormente podrá servir de base para el análisis de sobrevivencia. Mientras que el primero permite responder a preguntas como ¿cuántos clientes que han sobrevivido a una cantidad de tiempo tx, saldrán o se retiraran en el tiempo tx +1? la segunda determina la probabilidad que hay que un cliente permanezca después de ese periodo de tiempo (los valores de sobrevivencia normalmente se calculan a partir de los valores dados por el análisis de amenazas.

LA MINERÍA DE DATOS Y LOS PROCESOS DE ADQUISICIÓN Y RETENCIÓN DE ESTUDIANTES

El proceso a realizar se encuentra enmarcado en las condiciones necesarias para las cuales la minería de datos se aplica. Un buen punto base para el inicio, será tomar el plan estratégico que la universidad tenga y las proyecciones planeadas para el logro del mismo. Todo proyecto de minería de datos es factible si se tiene la necesidad y los datos para realizarlo. Visto de otra manera, quiere decir que al interior de la Universidad se puede realizar cualquier proyecto relacionado con minería de datos, siempre que se tenga una necesidad real que conlleve a una mejora de las condiciones de la organización, mejores condiciones económicas, aumento de los índices de participación en el mercado y se cuente con la sufi ciente cantidad de datos sobre los cuales se puedan entrenar los diferentes algoritmos o establecer las condiciones necesarias para su aplicación. El análisis de factibilidad económico permitirá determinar si los costos que conlleva el montar todo el proceso de minería de datos, resultará en un producto que genere benefi cios económicos a la organización.

El plan estratégico tiene varios objetivos institucionales (como por ejemplo proyección social, calidad administrativa y académica) los cuales a su vez tienen objetivos estratégicos (Generar ofertas Figura 5. Curva de retención de clientes por periodos de tiempo con duración total de 10 años. [11]

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educativas que se adapten a las necesidades de la comunidad, desarrollar e innovar programas y procesos curriculares, promover el desarrollo de líneas y grupos de investigación tanto en pregrado como en posgrados, entre otros) basados a su vez en proyectos necesarios para el logro de los mismos. Algunos de estos proyectos son: Establecer relaciones con entidades gubernamentales y educativas; ofrecimiento de nuevos programas académicos de pregrado y posgrado; virtualización de componentes curriculares y de educación; capacitación continua de docentes; adquisición de nuevos estudiantes y disminución del índice de deserción universitaria. Cada uno de estos proyectos puede tener condiciones similares de factibilidad por lo que habrá que determinarse de alguna manera cual de ellos será el que inicialmente se lleve a cabo. Una forma de realizar esta selección puede ser a través de la asignación de prioridades establecidas con lo que la universidad espera obtener en corto y mediano plazo para el logro de sus objetivos.

Siendo los estudiantes quienes aportan la mayor cantidad de dinero con el cual se financia la Universidad, no es difícil determinar que uno de los proyectos con el cual se puede iniciar un proceso de minería de datos es el de la adquisición de nuevos estudiantes y evitar el retiro o deserción de los mismos.

Cuando se trata de establecer las estrategias de adquisición de nuevos estudiantes, la fuente de la información esta en los datos históricos que se tienen en el datamart de estudiantes. Las variables a identificar serán aquellas que relacionen a los estudiantes que hayan terminado sus estudios graduados o no y los que aun están cursando algún semestre, con el estrato social del que provienen, el área geográfica de la ciudad donde residen, la institución donde realizaron sus estudios primarios y secundarios, el valor de la matrícula que pagan en la universidad, la carrera que cursaron, ubicación de los estudiantes egresados en cargos oficiales o privados, facilidad de ubicación laboral durante o después de cursar la carrera, etc. Del análisis de cada una de estas variables puede generarse un plan de mercadeo orientado a fortalecer aún más las áreas donde se es fuerte y a aumentar la participación en aquellas donde se tiene debilidad o ninguna participación.

Igualmente según lo planteado en los numerales 2 y 3 de este artículo, también se pueden desarrollar modelos de minería de datos para el retiro (o deserción) voluntaria o no de estudiantes de la universidad. Es necesario hacer la diferenciación, pues las causas suelen ser diferentes. Las razones involuntarias pueden ser salir de la universidad porque el promedio académico exigido no le permite continuar o por sanciones disciplinarias y voluntarias por falta de recursos económicos, exigencia laboral en la entidad donde trabaja o va a trabajar, a que encontró otras opciones dependiendo de su visión de calidad académica o costos de los estudios mas baratos en otra universidad con igual o similares proyecciones profesionales, por mencionar algunos.

En cualquiera de los casos planteados habrá necesidad de desarrollar varios modelos de minería de datos basados en algoritmos de segmentación, o de predicción, o de clasificación, realizar el análisis de sobrevivencia (survival análisis) [11] explicados en la sección 4 de este artículo y en las graficas obtenidas como por ejemplo curvas de retención (ver figura 5), o curvas de amenazas, curvas de sobrevivencia. Los resultados permitirán a la universidad crear las acciones necesarias para encontrar su nicho en el mercado, mejorar y flexibilizar los programas académicos y proporcionar planes de financiación que le permitan al estudiante continuar sus estudios basados en algún plan especial de pagos, financiación, becas, planes alternos de estudio, programas especiales de nivelación, etc.

LA MINERÍA DE DATOS Y LOS PROCESOS RELACIONADOS CON EL CICLO DE VIDA DEL ESTUDIANTE

Existen datos suficientes recopilados a través del ciclo de vida que un estudiante realiza en la Universidad para llevar a cabo los procesos relacionados en la sección anterior y en cada uno de ellos, se puede realizar la gestión de manera más detallada, relacionada con la minería de datos. Estos pasos secuenciales o no pueden ser:

Inscripción para el primer semestre. Se hace a través del formulario de inscripción, el cual contiene los datos básicos del nuevo prospecto a ser estudiante. Los datos suministrados alimentan la base de datos de estudiantes (y/o el datamart de estudiantes). La ayuda que Las técnicas de clasificación, predicción, agrupamiento o estimación pueden dar a la universidad, consiste en conocer cuántos estudiantes se inscribieron, de qué colegio o institución salieron, en qué año y como se enteraron de la universidad. Adicionalmente la minería de datos, establecerá qué comportamiento tiene la inscripción dependiendo de si es el primer o segundo semestre académico.

Matricula estudiantes primer semestre. En este paso se completa toda la información que la universidad requiere del estudiante, complementada con los resultados que al final del semestre el estudiante haya obtenido (por ejemplo los resultados de las notas obtenidas). Las técnicas a usar son muy similares a las del paso descrito anteriormente, las cuales permiten clasificar al estudiante en algún grupo en particular, por medio de patrones encontrados luego de entrenar algún algoritmo de estimación y/o predicción. Esto permitirá posteriormente, establecer con mayor exactitud, cuáles son las características o comportamientos del grupo de estudiantes que continuara sus estudios en otros semestres académicos o también determinar al grupo de estudiantes que deserto y cuales sus posibles causas.

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Inscripción y matricula de estudiantes en semestres posteriores al primer semestre. Los comportamientos de los estudiantes para semestres posteriores al tercer semestre tienden, según las estadísticas a ser muy estables. En este paso los estudiantes que continúan sus estudios, semestre a semestre proporcionan información con los resultados obtenidos en las diferentes actividades académicas y de participación de la universidad. Por lo tanto la ayuda de la minería de datos puede ser bastante restrictiva, y orientada fundamentalmente a la inscripción de asignaturas que son electivas y orientadas por algún docente en particular. El perfil del estudiante será más completo al igual que sus correspondientes patrones de comportamiento. La ayuda en este caso será para las directivas de la universidad, al poder gestionar los recursos, como planta física, número de docentes, asignación de salones, número de cursos, horarios, etc.

Retiro (deserción) de estudiantes por diversas causas. Cuando un estudiante se retira de la universidad, se le proporciona un formato donde entre otros datos expone las razones por la cuales toma la decisión y cual es la probabilidad de regreso. Estos datos digitados en la base de datos de estudiantes (y/o en el datamart de estudiantes), permitirá establecer las características de los grupos de estudiantes que mas frecuentemente toman esta decisión; las causas comunes por las cuales la toman; permitirá establecer la correlación de variables y determinar algún patrón que modele las condiciones para realizar predicciones para la toma de decisiones.

En otras actividades relacionadas con el desarrollo del periodo lectivo tales como cancelación o adición de asignaturas, habilitaciones y validaciones, suspensión de estudiantes por promedio inferior al reglamento, suspensión de estudiantes por faltas graves, sustentaciones de tesis y graduación, suspensión temporal de estudios, reintegros de estudiantes, transferencias externas de otras universidades o transferencia interna a otra carrera son procesos que alimentan la base de datos de estudiantes, con datos que permitirán correlacionar las variables del sistema y hallar comportamientos y patrones ocultos.

CONCLUSIONES

Un factor clave de éxito en la aplicación de la minería de datos, es conocer o tener establecido cual es el objetivo de su aplicación, es decir saber cual es el problema que se pretende resolver. Tenerlo claro permite orientar y definir con un alto grado de éxito el desarrollo y resultados del proyecto a desarrollar.

También es fundamental establecer cómo se hará la aplicación del ciclo de vida de la minería de datos, pues ésta constituye la forma organizada y detallada de llevar a cabo el proceso y la obtención de un modelo que permita realizar el logro de los objetivos propuestos.

La minería de datos permite establecer comportamientos futuros y encontrar patrones de comportamiento ocultos, basados en datos históricos obtenidos en el transcurso de la vida de una universidad. No todos los modelos y algoritmos desarrollados dan solución a los problemas planteados o satisfacen sus necesidades. Por lo tanto es prioritario determinar cuales son los modelos de minería de datos que más se ajustan a los tipos de búsqueda y análisis de información para una institución de carácter universitario y en el caso del presente artículo a la deserción y/o retención de estudiantes o reclutamiento de nuevos estudiantes.

BIBLIOGRAFÍA

[1] Data Mining Applications in Higher Education. Jing Luan, PhD Chief Planning and Research Officer, Cabrillo College Founder, Knowledge Discovery Laboratories. SPSS

[2] La UNPA encabeza un estudio sobre las causas de la deserción educativa. Periódico Austral. Julio 1 de 2005.

[3] El factor educacional como causa potencial de la deserción en primer año de la universidad. Universidad Nacional de Río, Córdoba, Argentina. http://www.unrc.edu.ar/publicar/cde/h21.htm. Artículo bajado de internet el 25 de octubre de 2005.

[4] BOADO, MARCELO. Una aproximación a la deserción estudiantil universitaria en Uruguay. Publicado por Instituto Internacional para la Educación Superior en América Latina y el Caribe. UNESCO.

[5] Latiesa, Margarita. Tipología y causas de la deserción universitaria y el retraso en los estudios.

http://dialogo.ugr.es/anteriores/dial05/11-5.htm. Artículo bajado de Internet el 25 de octubre de 2005.

[6] Estadísticas e indicadores de la universidad Nacional de Colombia, basada en La información estadística del Departamento Nacional de Planeación, Boletín No 27, Educación y fuerza de trabajo, Bogotá, septiembre de 2000, y el Informe de Desarrollo Humano para Colombia, 1999.

[7] Caicedo C., Guarino (2005, Junio 20). COLOMBIA; Alto porcentaje de deserción universitaria; Estadística alcanza el 52% y es considerada como una verdadera ‘tragedia nacional’. El Diario La Prensa, p. 14.

[8] Apoyando la formación superior de los estratos I, II y III. http://www.colombiaaprende.edu.co/html/docentes/1596/article75219.html#h2_6. Bajado de Internet el 22 de octubre de 2005.

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[9] 25. Estrategias para disminuir la deserción en la Universidad Tecnológica de Bolívar.

[10] Castillo Santos, Rafael, Detección de intrusos mediante técnicas de minería de datos. Revista Clepsidra, Numero 2, 2006.

[11] M. Berry, G. Linoff, “Data mining techniques for marketing, sales and customer relationship management”, Wiley Publishing, Inc. Indianapolis, 2004, pp. 43 – 86.

[12] Hand, David; Mannila, Heikki and Smyth, Padhraic Principles of Data Mining. The MIT Press © 2001 (546 pages)

[13] Thearling, Kurt Ph.D. An Introduction to Data Mining.www.thearling.com

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METODOLOGÍA PARA EL DISEÑO DE SALAS DE CONTROL

LUINI LEONARDO HURTADO CORTÉS1

ResumenUna acertada utilización del análisis de Factores Humanos (FH), contribuye de forma primordial al desarrollo de

diseños de sistemas tecnológicos altamente especializados, como lo son las Salas de Control (SDC) para la supervisión de procesos o sistemas. El buen desempeño de las funciones que realizan los operarios en una SDC, depende de la Interacción Humano-Máquina (IHM). La calidad del diseño de una SDC, depende de la exactitud del método adoptado por el tratamiento de los FH con respecto a la automatización, control supervisor e interacciones dinámicas humanas.

Un modelo Cognitivo Simple (MCS), basado en la combinación de la Ergonomía Cognitiva (EC) con la Ingeniería, para estudiar el comportamiento humano en actividades de supervisión con miras al diseño de SDC, comprende cuatro fases de modelamiento: un paradigma del comportamiento humano, una clasificación relacionada con las acciones humanas erróneas y su relación con el ambiente de trabajo, y un procedimiento para la aplicación de la metodología en el diseño de SDC.

El presente artículo pretende mostrar una metodología de diseño de SDC, adoptando el modelo MCS involucrando el concepto de usabilidad y accesibilidad de producto, a fin de lograr la satisfacción en el contexto de la supervisión de procesos o sistemas.

Palabras clave: Factores Humanos, Interacción Humano-Máquina, Ergonomía Cognitiva, Usabilidad.

AbstractA guessed right utilization of the analysis of Human Factors (HF), contributes of basic form to the development of

designs of technological highly specializing systems, since they it are the Rooms of Control (SDC) for the supervision of processes or systems. The good performance of the functions that the workmen realize in a SDC, there depends on the Human-Machine Interaction (HMI). The quality of the design of a SDC, depends on the accuracy of the method adopted as HF’s treatment with regard to the automation, control supervisor and dynamical human interactions.

A Cognitive Simple Model (CSM) based on the combination of the Cognitive Ergonomics (CE) with the Engineering to study the human behavior in activities of supervision with a view to SDC’s design, includes four phases of modeling: a paradigm of the human behavior, a classification related to the human erroneous actions and the relation with the environment of work, and a procedure for the application of the methodology in SDC’s design.

This paper tries to show a methodology of SDC’s design, adopting the model CMS involving the concept of usability and accessibility of product, in order to achieve the satisfaction in the context of the process supervision or systems.

Keywords: Human Factors, Human-Machine Interaction, Cognitive Ergonomics, Usability.

INTRODUCCIÓN

La automatización se ha establecido para trabajar, cooperativamente, con humanos para cumplir un objetivo, y debe ser considerada como uno de los muchos recursos disponibles, para el operador humano, en quien recae la responsabilidad de la dirección y manejo completo de la planta. Desde este punto de vista, a menudo es llamada Automatización Orientada al Humano (AOH) [6], y usualmente se acepta como pauta fundamental para el diseño de nuevas SDC.

Desafortunadamente, los sistemas actualmente automatizados no parecen cumplir su papel como un equipo cooperativo, y

por ende son necesarios cambios para optimizar los diseños y así mejorar la coordinación y la cooperación entre humanos y máquinas.

En la industria, nos encontramos con frecuencia, procesos que deben que ser controlados por seres humanos. La interacción de las personas encargadas del control de las operaciones, se

1 Profesor Adjunto, Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma de Colombia.

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lleva a cabo dentro de las llamadas Salas de Control (SDC), en ellas se puede encontrar un ejemplo de la importancia de un buen Diseño Orientado al Humano.

En una SDC, generalmente se dispone de un gran número de dispositivos automáticos que funcionan bajo condiciones normales. La eficacia de las decisiones tomadas en su diseño se comprueba en situaciones de alto riesgo, ya que cuando sucede un evento inesperado, el ser humano es el que tiene que tomar control sobre el proceso, interactuando directamente con los dispositivos.

El diseño de SDC ha sufrido un cambio de filosofía en los últimos años, debido a la importancia de la Interacción Humano-Máquina (IHM) y, por tanto, de la contribución de la Ergonomía Cognitiva (EC) en este contexto.

La EC, se encarga de describir e integrar todos los procesos cognitivos que son responsables de la adquisición, almacenamiento y uso de la información que está disponible, para que la persona pueda realizar el trabajo y de esta manera ayudar a que el diseño del sistema sea el apropiado para el ser humano, mejorando su bienestar y evitando los temibles errores humanos.

La correcta utilización del análisis de Factores Humanos (FH), contribuye de forma primordial al desarrollo de diseños de sistemas tecnológicos altamente especializados, las SDC para la supervisión de procesos, son uno de ellos. En particular, el problema de los HF afecta tres elementos principales de dichos sistemas de trabajo, a saber: la automatización del lazo de control, el papel de supervisión del operador, y la naturaleza dinámica de la IHM y de la Interacción Humano-Humano (IHH). Estos tres elementos están interconectados fuertemente. La tarea de un operario en una sala de control consiste en supervisar lo que ocurre, conocer el estado del sistema, reprogramarlo, tomar el control de los procesos automatizados cuando sea necesario, intervenir cuando se requiera, y planificar las acciones futuras a corto y largo plazo [1]. Estas funciones tienen relación con los procesos cognitivos humanos y su correcto funcionamiento depende de la Interacción Humano-Máquina. Cuando el operario interactúa con la planta, normalmente modifica el estado del proceso o implementa un nuevo procedimiento. Esto requiere de una fuerte IHM. Sin embargo, frecuentemente existe una variedad de sistemas complejos, bajo la supervisión de un número ilimitado de operarios, que exigen que la comunicación y todas las IHH, sean tenidas en cuenta para el diseño de nuevas SDC.

La calidad del diseño de una SDC, depende de la exactitud del método adoptado por el tratamiento de FH con respecto

a la automatización, control supervisor e interacciones dinámicas humanas.

Una metodología basada en la combinación de la EC con la Ingeniería, para estudiar el comportamiento humano, en actividades de control supervisor, con el fin de diseñar SDC comprende cuatro fases de modelamiento [7]:

1. Un paradigma del comportamiento humano.

2. Una clasificación relacionada con las acciones humanas

erróneas.

3. La clasificación de las acciones humanas erróneas y su

relación con el ambiente de trabajo y,

4. Un procedimiento para la aplicación de la metodología en el diseño de SDC.

Veámoslos con mayor detalle a continuación:

1. El Paradigma del Comportamiento Humano: La naturaleza cíclica de la cognición demanda la aparición de fases diferentes de trabajo mental, combinando los estímulos externos, con el razonamiento de eventos pasados y la anticipación de la evolución de los procesos, antes de que una decisión sea tomada y varias acciones sean llevadas a cabo. Se ha establecido un modelo de cognición [8], que consiste de cuatro etapas, las cuales muestran en la figura 3:

• Percepción/Observación• Interpretación (identificación/diagnóstico). • Decisión (planeación y toma de decisión); y• Ejecución de un plan.

Todas estas funciones están ligadas a la memoria, su finalidad es representar el proceso básico de recolección de información y conocimientos por la experiencia. La arquitectura del Modelo Cognitivo Simple (MCS), se describe como un proceso secuencial de decisión que se hace a través de los tres niveles de la conducta conocidos como “Habilidad”, “Regla” y “Conocimiento”.

Figura 3. Modelo Cognitivo Simple

Memoria

Interpretación Planeación/Decisión

Percepción/observación Ejecución de la acción

Datos/Mediciones Acciones

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Las cuatro funciones del modelo representan los requisitos mínimos para el desarrollo de una simulación de procesos cognitivos y de comportamiento.

2. Una clasificación relacionada con las acciones humanas erróneas: Una clasificación del comportamiento humano erróneo, tiene que estar asociada con el paradigma de modelamiento en aras de determinar la combinación apropiada de las características del ambiente de trabajo, con las diferentes funciones del modelo cognitivo.

La clasif icación de interés para la arquitectura del modelo anterior, se ha caracterizado por dos problemas principales: la atención al comportamiento humano erróneo (lógica entre las causas y las consecuencias a todos los niveles del comportamiento humano) debido a “la carga excesiva de trabajo”, “la tensión”, “los miedos”, etc; y las manifestaciones de sus efectos (comportamiento), como “retrasos”, “omisiones”, “repeticiones”, etc. Los procesos cognitivos son los resultados de un cierto trabajo de la mente, y sus causas son los factores internos y externos que afectan la actividad mental.

Hay una correspondencia lógica entre los efectos del comportamiento erróneo en cualquier nivel del modelo, con las causas del comportamiento erróneo al nivel inmediatamente siguiente.

3. La Clasificación y el Ambiente de Trabajo: La correlación de la anterior clasificación con el ambiente de trabajo se aplica en dos direcciones: a través de factores externos que afectan el comportamiento humano y a través de las manifestaciones de tal comportamiento. Las causas relacionadas al sistema, o externas, son dinámicamente generadas por la continua evolución de los accidentes y varían sustancialmente según el área de aplicación.

El analista de FH tiene la función de examinar el ambiente de trabajo,

el diseño, y el sistema de control, para definir las posibles causas y formas de comportamiento. De esta manera, el planteamiento teórico del modelo y la clasificación, son complementados con datos exactos y reales correspondientes al sistema en el estudio. En otros términos, debe desarrollarse una base de datos de un análisis exacto del ambiente de trabajo, con el fin de definir las causas contextuales y las manifestaciones de la conducta errónea.

PROCEDIMIENTO PARA APLICAR LA METODOLOGÍA

El paso final corresponde al procedimiento para la aplicación de la metodología en el diseño de SDC. El referente tomado para este paso, se denomina: “Modelo de Proceso de la Ingeniería de la Usabilidad y la Accesibilidad (MPIUA)” [2], que nos proporcionará la manera de proceder organizadamente para poder obtener usabilidad en el diseño de una SDC, como un producto interactivo. Se trata de un procedimiento multidisciplinar que tiene sus raíces en otros saberes básicos: la psicología cognitiva, la psicología experimental, la etnografía y la ingeniería de software.

La usabilidad está definida como la medida en la que un producto se puede usar por determinados usuarios para conseguir objetivos específicos con efectividad, eficiencia y satisfacción, en un contexto de uso especificado [3]. El MPIUA dirigido al diseño de SDC involucra en una serie de actividades (ver figura 1) que se pueden clasificar como:

• Requisitos de Usabilidad de SDC.• Objetivos de Usabilidad de SDC.• Actividades Diseño de SDC.• Actividades de evaluación de los objetivos de usabilidad de SDC.

Veámoslos más detalladamente.

Requisitos de usabilidad

Diseño de SDC

Construcción de SDC Pruebas

Objetivos de usabilidad

Prototipado

Evaluación de objetivos

Figura 1. Actividades de diseño de SDC usando la MPIUA.

Requisitos de Usabilidad de SD CEn esta fase, se establecen los servicios que una SDC debe proporcionar y las restricciones bajo las cuales está expuesta. Esto se realiza a través de un Análisis Etnográfico, el cual nos permite observar y describir la población objetivo en una

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SDC (los operarios), para determinar sus aspectos culturales. Entre los aspectos más relevantes, se destacan:

1) El perfil del operario: las características más relevantes de los operarios de una SDC son muy diversas, p. e.: el grado de conocimiento o uso de los equipos, la experiencia profesional, el nivel de estudios, la experiencia en el puesto o tipo de trabajo, el entorno social, etc.

2) El análisis contextual de tareas: para llegar a especificar y entender los objetivos de los operarios en el ambiente de trabajo, de una SDC, debe realizarse un estudio de las tareas que actualmente realizan, cómo las realizan, y cuales patrones de trabajo utilizan.

3) Los actores: es muy importante para poder modelar las tareas de supervisión, identificar los diferentes tipos de actores relevantes que intervienen en una SDC, éstos pueden identificarse basándose en dos diferentes tipos de variables:

• Características psicológicas, como estilos cognitivos o habilidades espaciales; y• Características relacionadas con las tareas, por ejemplo, el nivel de conocimiento de la tecnología utilizada en una SDC.

4) Los roles: indican clases de actores, los cuales tienen asignados ciertos subconjuntos de tareas, ya sea por elección propia o como resultado de la organización.

5) La organización: hace referencia a la relación que existe entre actores y roles en el contexto de las tareas a realizar en una SDC, y describe la estructura jerárquica y de delegación de responsabilidades entre roles, así cómo el papel de los actores en los diferentes roles.

6) Los objetos: cada cosa que sea relevante en las actividades del Control Supervisor, en una cierta situación, es un objeto en el sentido del análisis de tareas. Por ejemplo, indicaciones, mensajes, contraseñas, firmas, etc.

7) La plataforma: se relaciona con el estudio y documentación de la plataforma tecnológica escogida para estructurar una SDC, las posibilidades que ofrece y las restricciones tecnológicas.

8) El perfil del entorno: el entorno suele influir directamente en la manera en que se realiza el trabajo de supervisión, por lo que deberá tenerse en cuenta dicho factor a la hora de realizar el diseño de una SDC, pues las tareas necesarias para su consecución pueden variar dependiendo del concepto mental que se pueda tener.

Objetivos de Usabilidad de SDCDe las actividades anteriores se obtienen objetivos específicos que reflejan cualitativamente los requisitos de usabilidad de una SDC, además de un mínimo de objet ivos cuantitativos para que el operario pueda disponer de un buen funcionamiento del sistema. Estos objetivos serán fundamentales en la fase de diseño y sobretodo en la evaluación, para garantizar un alto grado de usabilidad de una SDC. Los objetivos básicos de la usabilidad en SDC se pueden enumerar de la siguiente manera:

1) Facilidad de aprendizaje:• Minimizar el tiempo necesario que se requiere desde el desconocimiento de las actividades de Control Supervisor, hasta su total comprensión.• Proporcionar ayuda a usuarios novatos en la utilización de los dispositivos presentes en la SDC, de modo que les permita llegar a un nivel de conocimiento y uso máximo del sistema.

2) Consistencia: una SDC es un sistema consistente si todos los mecanismos que se utilizan son siempre usados de la misma manera en cualquier momento. Algunas recomendaciones para diseñar sistemas consistentes, son:• Seguir guías de estilo siempre que sea posible.• Diseñar con un aspecto común.• No hacer modificaciones si no son necesarias.• Añadir nuevas técnicas al conjunto preexistente, en lugar de cambiar las ya conocidas y/o probadas.

3) Flexibilidad: se refiere a las múltiples maneras en que el operario y el proceso intercambian información con los artefactos de la SDC. Los parámetros que miden la flexibilidad son:• Control del operario: –Permitir a los operarios dirigir las actividades de supervisión. –Permitir a los operarios no estar forzados a trabajar para el proceso. –Volver a los operarios inteligentes para que resulte obvio el cómo proceder.• Como dar control al operario: –Dar a los operarios la posibilidad de poder corregir. –Dar a los operarios control para empezar y acabar las operaciones siempre que sea posible. • Migración de tareas: está relacionada con la transferencia del control entre el operario y el sistema. Tanto el operario como el sistema han de poder pasar de una tarea a otra o fomentarla, de manera que pueda ser completamente interna o compartida entre los dos. • Capacidad de substitución: permitir que valores equivalentes puedan ser substituidos, eliminando cálculos innecesarios al operario, minimizando errores y esfuerzo cognitivo.

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• Adaptabilidad: consiste en la adecuación automática al sistema. Las decisiones para poder hacerlo están basadas en la experiencia del operario y/o en la observación de la repetición de ciertas secuencias de tareas de supervisión.

4) Recuperabilidad: es el grado de facilidad con que el sistema instalado en una SDC, le permite, a un operario, corregir una acción una vez se halla reconocido un error.

5) Tiempo de respuesta: Se define, generalmente, como el tiempo que necesita el proceso para expresar los cambios de estado señalados por el operario.

6) Disminución de la carga cognitiva: Esto significa que los

operarios:• Deben confiar más en los conocimientos que en la memoria.• No tienen que recordar abreviaciones y códigos muy complicados.

Actividades Estructuradas del Diseño de SDCDiseño: La finalidad esencial del diseño de Salas de Control es proporcionar el soporte necesario a las personas en su trabajo diario: la Supervisión de procesos. Uno de los aspectos más importantes en las DSC radica en la interacción con el operario. Los dispositivos (hardware y software), facilitan al operario el acceso a los recursos del sistema. Estos determinarán en gran medida la percepción e impresión que el operario tendrá del diseño.

El operario no debe interesarse en la estructura interna de un determinado diseño de SDC, sino en cómo usarla. Debe empezarse con la idea clara de cómo se quiere la sala y cómo serán las interacciones con el operario, para después desarrollar las especificaciones funcionales que sirvan de guía al diseño posterior. Teniendo como base los requisitos de la fase anterior y los objetivos obtenidos de la misma, se rediseñarán las tareas del operario para racionalizar la organización del trabajo y explotar las capacidades que la automatización proporciona. En esta fase no interviene diseño alguno, ya que sólo se trata de estructurar la parte funcional de la información obtenida del análisis de requisitos de usabilidad.

Las actividades del diseño de SDC son:• Análisis de tareas: consiste en el proceso de analizar la

forma como los operarios realizan sus trabajos, las cosas que hacen, las cosas sobre las cuales o con las cuales actúan y las cosas que necesitan conocer. Existen varios métodos para realizar el análisis de tareas, los cuales se diferencian entre sí básicamente por el grado de formalismo de su notación y por su poder de expresión y finalidad. Todos ellos parten de un objetivo, unas tareas a realizar para el alcance de tal objetivo y una serie de acciones ó pasos a seguir para estructurar el orden y el cómo deben ejecutar dichas tareas.

• Modelo conceptual: es una descripción de la sala propuesta en términos de un conjunto integrado de ideas y conceptos sobre lo que ésta debe hacer, sobre cómo debe comportarse y como debe parecer, para que sea comprensible por los operarios de la forma en que se ha propuesto. El desarrollo de un modelo conceptual, implica previsualizar la sala propuesta, basándose en las necesidades del operario y otros requisitos identificados. Se pueden distinguir diferentes clases de modelos conceptuales, pero agrupados o clasificados en dos grandes grupos:– Modelos Conceptuales basados en las actividades: interactuando con SDC, los operarios suelen verse envueltos en tareas no excluyentes, como: Instruir, Conversar, Manipular y Explorar.– Modelos Conceptuales basados en los objetos: estos tienden a ser más específicos que los anteriores ya que se basa en equipos o artefactos utilizados en el contexto de la Supervisión.

• Estilo: La definición de un estilo garantiza la coherencia visual y funcional de una SDC. Es aconsejable, incluso, que una vez definido el estilo, se documente debidamente para que sirva de guía para todo diseño, teniendo en cuenta que casi todos evolucionan con el tiempo (nuevas funcionalidades, nuevas capacidades, etc.). Existen algunos estándares, como ANSI, ISO, DIN, MIL-STD, NASA-STD, creados para proteger la uniformidad y la línea de productos desarrollados, mejorando, con ello, la eficiencia del operario y aseguran la coherencia y la consistencia a lo largo del diseño. En algunos casos también existen estándares específicos, que recogen aspectos particulares del cliente final. Suelen tener mayor importancia cuando se trata de actividades específicas como SDC de plantas nucleares, de estaciones espaciales, cabinas de aeronaves, etc.

• Diseño detallado: esta fase es el resultado de la evolución lógica de las fases anteriores luego de haber sido prototipadas y evaluadas como mínimo una vez, aunque el número de iteraciones necesarias para definir esta fase dependerá enormemente de la magnitud del proyecto. Se procede a realizar un diseño de SDC que recoge todas las referencias agrupadas en tareas anteriores con el mayor detalle posible hasta disponer de una versión definitiva.

Prototipado: El concepto de prototipado engloba todas las herramientas que permiten realizar simulaciones por los diseñadores de SDC. El esquema del modelo de proceso no marca ninguna pauta para indicar a los diseñadores en qué situaciones deberán recurrir al uso de una determinada o determinadas técnicas para simular el funcionamiento de una SDC, como tampoco limita a estos a poder realizar un primer prototipo en la fase inicial del proyecto, incluso antes de realizar cualquier análisis de tareas, si es que creen conveniente hacerlo. Esto es así porque el modelo propuesto intenta garantizar que se cumplan los pasos necesarios para disponer de un producto altamente usable a la hora que dota al diseñador de un alto grado de libertad para que decida cuando y como deberá aplicar las diferentes técnicas.

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Los prototipos responden cuestiones y dan soporte a los diseñadores a la hora de escoger entre varias alternativas. Es más, sirven para una gran variedad de propósitos como por ejemplo para probar la fiabilidad técnica de una idea, clarificar requisitos que quedaron imprecisos, etc. Las actividades del Prototipado de SDC, son:

• Los escenarios: son una forma de reflejar las actividades cotidianas de los operarios en el contexto de la Supervisión. Destacan objetivos sugeridos por la apariencia y comportamiento del proceso; qué es lo que los operarios quieren hacer con él; qué procedimientos se usan, cuales no se usan, se realizan o no satisfactoriamente y que interpretaciones hacen de lo que observan.

Los escenarios tienen dos elementos característicos: la configuración, que sitúa la acción donde se desenvuelve, con que elementos, características iniciales, etc., y los actores, que son los que realizan la acción.

• Prototipos en papel: se basa en la utilización de lápiz, papel y tijeras; en definitiva instrumentos que se puedan utilizar para describir un diseño en un papel. Este sistema permite una gran velocidad y flexibilidad a la hora de hacer los prototipos, a la vez que se trata de una técnica “altamente económica” puesto que se trabaja con materiales muy básicos. La técnica del prototipaje en papel consiste en dibujar, sin entrar en grandes detalles estéticos, las SDC que se van a evaluar.

• Maquetas: son objetos construidos normalmente con materiales muy básicos, como por ejemplo madera o cartón, que sirven de herramienta con el fin de evaluar una parte física de una Sala de Control.

• Gráficos de históricos: consiste de una serie de ilustraciones que le muestran al operario, la evolución de la situación mientras está interactuando con el proceso. Esta técnica suele acompañar a los escenarios con lo que se consigue una mayor precisión y sobretodo aporta un mayor grado de información para su posterior evaluación. Algunas herramientas de diagramación que pueden utilizarse son: narrativa, flowchart, texto procedimental y vídeos.

Construcción: es el momento en que se ven concretadas en mayor o menor grado las expectativas puestas en el producto. Si el cliente se trata de una organización, el grado de satisfacción dependerá de que personas dentro de la estructura jerárquica de dicha organización examinaran los resultados. De todas formas cabe indicar que la percepción que el usuario final del producto tiene un peso específico enorme a la hora de indicar si el producto será aceptado o no.

El éxito total de la SDC desarrollada dependerá de dos factores muy importantes. Por un lado, que el operario se

sienta cómodo, es decir, que no le resulte complicado usarla, que recuerde fácilmente donde están las diferentes opciones y sus funcionalidades, etc., y por otro lado, que los responsables obtengan los resultados esperados.

Aspectos Ergonómicos en el Diseño de SDCErgonomía Física: el objetivo final de la ergonomía en el diseño de SDC, es configurar el puesto de trabajo para que sea más seguro, cómodo y productivo. Para ello la ergonomía tiene que auxiliarse de diferentes disciplinas que le proporcionan la información necesaria para obtener el puesto de trabajo con los atributos requeridos: ingeniería, medicina, psicología y sociología son probablemente las disciplinas que contribuyen de forma más directa, específicamente, se tienen:

• La antropometría: El diseño de SDC se realiza atendiendo a las acciones que deben ejecutarse para una determinada tarea y al tipo de acciones que el operario puede ejecutar con un margen suficiente de seguridad y comodidad. La antropometría es la ciencia que estudia las medidas del cuerpo humano tomando como referencias las estructuras anatómicas principales. El número de medidas antropométricas varía en función de la precisión deseada y de los fines buscados. Una lista, comprendiendo 24 parámetros se ofrece en la tabla 1.

Altura poplítea. (AP) Altura de caderas (muslos) sentado) (RRS)

Distancia sacro-poplítea.(SP) Altura subescapular, sentado (AS)

Distancia sacro-rótula (SR) Altura iliocrestal (AI)

Altura muslo asiento (MA) Distancia vertical

Altura muslo-suelo (MS) Ancho codo-codo (CC)

Altura rodilla suelo (RS) Profundidad de pecho (PP)

Altura codo asiento (CA) Profundidad de abdomen (PA)

Distancia codo-mano (CM) Anchura de hombros (HH)

Alcance máximo del brazo Altura hombros-suelo de pie (HSp)adelante (Amab)

Alcance mínimo del brazo Altura codo-suelo, de pie (CSp)adelante (Amib)

Altura ojos-suelo sentado (OSs) Altura ojos-suelo, de pie (Osp)

Altura hombros asiento (HA) Ancho de tórax (AT) Estatura (E)

Tabla 1. medidas antropométricas

Los datos antropométricos además de estar afectados por la población de referencia pueden cambiar a lo largo del tiempo, de aquí la importancia de realizar estudios antropométricos con la suficiente frecuencia para tener bases de datos actualizadas. Entre las principales variables que afectan los parámetros del

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hombre medio están la edad y el sexo, aunque puedan influir otras variables como el grupo étnico o variables sociales diferentes como el grupo económico. Probablemente el factor de variación más analizado en antropometría es el sexo. Los datos absolutos obtenidos para hombres y mujeres indican que los valores son mayores para los hombres. En la tabla 2, se observan tales diferencias.

Hombres Mujeres Dif. Rel.

Peso 70,30 57,48 12,55 1,22

Estatura 1.685,97 4.581,23 104,74 1,07

Altura del nivel de los ojos 1.582,52 1.478,90 103,62 1,07

Altura del nivel de los hombros 1.401,00 1.311,67 89,33 1,07

Altura del nivel de los codos 1.073,88 1.011,24 62,64 1,06

Alcance máximo vertical mano 2.103,40 1.956,45 146,95 1,08

Alcance máximo frente mano 768,71 713,70 55,01 1,08

Longitud del brazo 341,46 322,45 19,01 1,06

Longitud del antebrazo 275,40 252,68 22,72 1,09

Longitud cadera-rodilla 506,55 504,66 189 1,00

Altura al nivel de las rodillas 482,96 452,98 29,98 1,07

• El espacio de trabajo: es el lugar donde se realizan las tareas de supervisión. En algunos casos es fijo, en otros casos es móvil debiendo ejecutarse en diferentes lugares. La determinación del espacio de trabajo debe atenderse a posturas, movimientos y visibilidad espacial.

• La posición en el trabajo: la posición del puesto de trabajo en una SDC es uno de los aspectos más importantes de su diseño ergonómico. Las posiciones posibles en un puesto de trabajo son múltiples, pero mientras algunas son cómodas y requieren poco esfuerzo, otras hacen más difícil e inseguro trabajo y con el tiempo son causa de molestias cuando no de accidentes o lesiones.

Las posiciones de trabajo más cómodas son de pie y sentado. No obstante cada posición tiene sus ventajas e inconvenientes. Cuando la posición es de pie y el trabajo es estático hay un gasto de energía considerable en el mantenimiento del equilibrio y una circulación sanguínea insuficiente. Sin embargo la posición de pie es más

Tecnología

Tabla 3. Interacción Hombre-Máquina

• El diseño en función de la población: El diseño de SDC raramente se hace atendiendo a una sola persona, es demasiado costoso y los puestos de trabajo no suelen ser unipersonales. En el caso de que así fuera se procedería tomando las medidas antropométricas de la persona en cuestión. El diseño unipersonal es raro y lo habitual es que el diseño de SDC se realice para un grupo o población. En éste caso hay varios sistemas de diseño.

–Diseño para los extremos: se efectúa cuando se tiene en cuenta las medidas antropométricas extremas del grupo en cuestión. Por ejemplo, si se trata de decidir la distancia a la que hay que situar un mando de control se tendría en cuenta la distancia más corta del brazo de los miembros del grupo, de forma que todos lo puedan alcanzar sin problemas.

–Diseño ajustable. es el tipo de diseño que se realiza cuando se quiere que cada operario de un puesto de trabajo adapte las medidas con las que tiene que trabajar, de forma que le permitan la máxima seguridad y comodidad de operaciones.

–Diseño promedio. en este caso el diseño se efectúa atendiendo a los parámetros antropométricos del hombre medio anteriormente expuestos.

• La Interacción Hombre-Máquina IHM: en la situación del actual desarrollo tecnológico, pueden establecerse tres tipos básicos de entornos o tipo de interacción con el propio trabajo: manual, mecánico y automático. Para el diseño de SDC se tiene en cuenta un entorno automático. Los sistemas automáticos son aquellos en los que la IHM es muy escasa, ya que la propia máquina realiza el proceso de autocontrol necesario para su operación. Sin embargo, un automatismo total es prácticamente inexistente ya que siempre es necesaria alguna forma de supervisión y control externo por parte del hombre. El diseño adecuado de la IHM supone el análisis previo de las funciones y tareas que ejecuta mejor la máquina y las que realiza mejor el hombre. Cada uno de los elementos de la IHM tiene sus partes fuertes. La tabla 3 reúne alguna de ellas.

Funciones que Funciones que Mejor hace Mejor hace el Hombre la Máquina

Recepción de amplia Operaciones de gama de estímulos rutina

Generación de Operaciones rápidasesquemas percibidos y precisas

Retención de alto Respuesta inmediata volumen de percepción a señales Trabajos de Capacidad de juicio considerable fuerza y precisión

Improvisación Capacidad de recobro de mucha información

Respuestas originales Cálculos rápidos y precisos

Cambio de Sensible a estímulos procedimientos fuera del registro humano Insensibilidad a factores humanos patógenos

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conveniente cuando se tienen que hacer movimientos que implican el uso de fuerza. La posición de sentado supone una modificación de la columna vertebral que deja de tener su forma normal (lordosis) para adoptar una forma más tensa y contraída (cifótica), aquí se debe tener en cuenta el diseño del asiento, lo más conveniente es que su altura sea regulable entre 32 y 50 cm. Con profundidad entre 40 y 50 cm. La anchura debe ser calculada atendiendo al máximo de cadera de las personas que vayan a sentarse. El respaldo debe suministrar apoyo a la zona lumbar, el plano medio del asiento no debe superar un ángulo de tres grados respecto a la horizontal y el respaldo los 100 grados respecto al asiento. Se sugiere que la planta del pie se apoye cómodamente en el suelo y que la rodilla forme un ángulo de 90º. Otros elementos a considerar son el apoyabrazos, el soporte y acolchamiento (distribuye de forma equilibrada la presión del cuerpo). En cuanto al soporte o apoyo sobre el suelo, su característica más importante es que sea estable (se recomienda cinco puntos de apoyo móviles).

• Los planos de trabajo: la altura del operario es el criterio más relevante cuando se trata de establecer la altura del plano de trabajo que se debe efectuar con las manos en una SDC. La altura media recomendada es para un hombre de 170 cm, por ello, en la medida que sea posible, los planos de trabajo deberían ser modificables y adaptables en una amplitud de mas de 20 cm y menos de 30 cm.

El uso de los planos de trabajo sentado sigue una lógica semejante a la anterior. De nuevo se pueden distinguir tres tipos de trabajo: de precisión, mecanográfico o similar y de lectoescritura.

• Las áreas de trabajo: el área o espacio de trabajo conveniente en una SDC es aquel en el que se realizan los movimientos pertinentes y necesarios sin que ello suponga gastos energéticos excesivos o esfuerzos notables. Los movimientos normales son aquellos que se realizan con los brazos paralelos al tronco y los antebrazos en un ángulo de 90º.

• Dispositivos informativos visuales: existen diferentes formas de transmitir visualmente la información necesaria para la interacción en una SDC. El criterio de selección a seguir es el de eficacia y sencillez. La transmisión de la información depende de algunos parámetros físicos como la visibilidad y legibilidad del mensaje transmitido. Existen siete tipos básicos de dispositivos visuales. –Alarmas: Suelen ser pilotos luminosos que se activan. Frecuentemente se utiliza el sistema de parpadeo más que el encendido para atraer más rápidamente la atención. Su encendido indica una llamada de atención que debe ser atendida inmediatamente. En función de su importancia pueden llevar añadida una alarma sonora complementaria.

–Indicadores: Se diferencian de las alarmas en que su encendido no implica una acción inmediata, sino la transmisión de una información que debe ser tenida en cuenta, por ejemplo, de que se está realizando una acción sobre el proceso. –Símbolos: Son señales convencionales que transmiten una información o norma que debe cumplirse. Los símbolos son muy eficaces ya que su interpretación requiere menos conocimientos y transmiten de forma intuitiva la información pretendida.–Escritura: Con frecuencia el lenguaje escrito acompaña a la información suministrada por los símbolos para aclararlo o para insistir en su mensaje. En el contexto de los dispositivos visuales, el escrito debe ser breve y claro, si es posible en sentido afirmativo, dotado de una buena legibilidad.–Contadores: Son dispositivos que informan de un número o valor con el que se debe operar. Como tales expresan directamente el número o valor en cuestión, la altura o profundidad puede ser un ejemplo. No se aconsejan para procesos de cambios muy rápidos.–Diales y cuadrantes: Son los dispositivos visuales más complejos y pueden tomar diferentes formas: circulares, semicirculares, rectangulares, cuadrados etc. Los hay de dos tipos indicadores móviles con una escala fija, como el cuentarrevoluciones o escalas móviles con un indicador fijo.–Pantallas: Tienen una gran extensión de uso. Las más conocidas son las pantallas de los monitores de computador, que se exponen en otra parte. Además, otras pequeñas pantallas o displays juegan un papel informativo de retroalimentación del comportamiento del proceso para el operario.

• Dispositivos auditivos: tienen la ventaja de que no requieren una ubicación fija del operario en una SDC y son más resistentes a la fatiga. Para que puedan escucharse debidamente deben de tener un volumen de 10 dB por encima del ruido ambiental. Suelen utilizarse preferentemente cuando tienen una función colectiva, como una sirena. Su uso suele complementar a los dispositivos visuales, los acompañan cuando hay una sobrecarga visual y cuando se quiere llamar inmediatamente la atención.

• Dispositivos táctiles: se usan en lugares con una iluminación deficiente, cuando el número de controles es muy elevado y se corre el riesgo de confusión o para ser utilizados por personas que tienen problemas de visión. Ayudan a aumentar la flexibilidad del sistema.

• El control de la interacción: La IHM en la SDC tiene como función controlar los procesos que se desarrollan a fin de poder alcanzar el objetivo previsto y obtener los resultados esperados, al menos dentro de unos límites. Las funciones básicas que desarrollan los controles son las de iniciar o

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detener un proceso, fijar los valores discretos con los que se quiere trabajar, especificar un valor continuo con el que se quiere operar, cambiar el tipo de proceso o introducir nuevos datos en un sistema.Los tipos de controles que pueden ser utilizados para ello son múltiples: palancas, volantes, pedales, manivelas, perillas, selectores rotativos, interruptores y botones de diverso tipo y forma de activación. Es importante la selección del tipo de control a utilizar pues de ello depende su eficacia. Así la selección de los controles debe seguir el principio de no sobrecargar ninguna extremidad. Según la precisión de la operación el control se debe asignar a las manos o a los pies, dejando para los pies los controles menos precisos y que más fuerza deben aplicar. Así como las manos pueden accionar varios controles sin riesgo de error, el uso de controles por medio de los pies debe usarse de forma limitada. La figura 2 expone los criterios a seguir en la selección de los controles.

indicadores correspondientes, de forma que indicador y control vayan en el mismo sentido. En nuestra cultura los valores de la escala deben aumentar de izquierda a derecha o de abajo a arriba y los mandos de los controles deben accionarse en el mismo sentido. Así, una perilla girará a la derecha para aumentar un valor, y una palanca se accionará hacia arriba cuando se desea aumentar los índices de referencia.

La compatibilidad temporal se refiere a la velocidad de reacción que se establece entre el indicador y el control. La relación entre la información del indicador y la necesidad de respuesta del usuario no debe sobrepasar la capacidad de reacción motriz media.

La compatibilidad temporal depende del tiempo de reacción, que se define como el tiempo entre la recepción de una señal y la rapidez de ejecución posible de la respuesta adecuada. Con frecuencia el tiempo de reacción no es una variable crítica porque la información no es urgente y simultáneamente relevante y depende de muchos factores como la edad, el entrenamiento, el tipo de señal recibida, la fatiga etc. Existen dos tipos de tiempo de reacción, el simple, que depende de una señal del tipo ausencia-presencia, y el tipo complejo que depende de una información con diferentes alternativas. Existen algunas referencias que tratan de establecer el tiempo de reacción en función del tipo de señal recibida, que se resumen en la tabla 4.

SENTIDO TRS-TRC (ms)

Tacto 11º-155 Audición 120-160 Visión 150-200 Temperatura 150-200 Olfato 200-500 Dolor 200-1000

Tabla 4. Tiempos de reacción simple y complejo en función de la naturaleza estimular

Activación (Velocidad y precisión)

Fijación de un valor discreto

Fijación de un valor continuo

Control interrumpido

Entrada de datos

Ratón

Escáner

Teclado

Voz

Rapidez presición

<2 a3 alternativas

Manos ocupadas

SI NO SI NO SI

NO

SI

SISI

NO

NO

NO

Botón pieBotón mano

interruptor de palanca

Interruptor de palanca

volante mano Perilla discreta

Selector rotativo

Fuerza grande

Valores dicretos

Manos ocupadas

Selector rotativo

Volante mano Perilla volante

PedalesManivelaVolantepalanca

Figura 2. Criterios en la selección de los controles en SC.

El primer requisito de los controles es que su uso sea sencillo y minimicen las posibilidades de error. El ideal de cualquier control es que una vez conocida su función, su utilización sea intuitiva o al menos permita un aprendizaje seguro y rápido. La compatibilidad estudia estos aspectos desde diferentes puntos de vista. Existen cuatro aspectos de la compatibilidad que es necesario tener en cuenta: espacial, de movimientos, temporal y cultural.

La compatibilidad espacial o geométrica se refiere a la correspondencia espacial entre los dispositivos informativos y sus controles correspondientes. La relación entre ellos debe ser fácilmente percibida de forma que al manejar un control se sepa a que indicador corresponde.

La compatibilidad de movimientos se refiere a la correspondencia entre el movimiento que se debe efectuar en los controles y el sentido marcado por los

Tecnología

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Actividades de evaluación de los objetivos de usabilidadUna vez la SDC ha sido instalada y puesta en funcionamiento durante un cierto periodo denominado habitualmente como fase de pruebas, se recogen las impresiones, mejoras, defectos, etc., de los operarios. A partir de dichas impresiones se hacen las mejoras y retoques que se crean oportunas, dejando la Sala nuevamente en fase de prueba por parte del operario hasta tener una satisfacción total. Se podría pensar que como el sistema se ha desarrollado siguiendo el modelo de proceso orientado al operario, esta etapa debería ser innecesaria a este nivel del modelo, pero existen cuatro razones que deben tener en cuenta este factor:

• Proporcionar una entrada para el mantenimiento y posibles mejoras de la SDC.

• Proporcionar una entrada para la implementación de futuras revisiones de la SDC.

• Proporcionar una entrada para el diseño y desarrollo de elementos relacionados que serán utilizados por los mismos operarios o de características similares.

• Incrementar el autoaprendizaje en cuanto a la usabilidad (toda nueva experiencia supone un incremento de conocimientos nuevos o mejora de los ya adquiridos).

Para ello se realiza lo siguiente: 1) Evaluación: el objetivo de los prototipos de SDC no tendría

sentido si no fuese porque estos van a ser evaluados para poder comprobar de antemano el funcionamiento del sistema El prototipo es una herramienta muy útil para hacer participar al operario en el desarrollo y poder evaluar el producto ya en las primeras fases del diseño (modelo del ciclo de vida basado en prototipos). La actividad de evaluación de SDC es la Inspección. La Inspección: Aglutina un conjunto de métodos para evaluar la Sala, en las que hay unos expertos conocidos como evaluadores, que explican su grado de usabilidad basándose en la inspección o examen del mismo. Existen varios métodos que se enmarcan en la clasificación de evaluación por inspección. Los más importantes son el Heurístico (validación de reglas de usabilidad), el Recorrido de la Usabilidad Plural (debate entre participantes sobre prototipos), el Recorrido Cognitivo (evaluación de la facilidad de aprendizaje) y por estándares.

2) Pruebas: En los métodos de usabilidad por prueba, operarios representativos trabajan en tareas utilizando la SDC (o el prototipo) y los evaluadores utilizan los resultados para ver cómo ésta soporta a los operarios con sus tareas. Los principales métodos de evaluación por prueba son:

• Medida de las Prestaciones: este método tiene como primer objetivo el mejorar la usabilidad de la SDC gracias a la realización de pruebas con operarios, personas o grupos reales realizando labores habituales también reales.

• Thinking Aloud (pensando en voz alta): en este método, se les pide a los operarios que expresen en voz alta sus

pensamientos, sentimientos y opiniones mientras que interactúan con el sistema (o un prototipo del mismo). es muy útil en la captura de un amplio rango de actividades cognitivas. Se realiza con operarios únicos que expresan libremente todo lo que piensan sobre el diseño y la funcionalidad de la SDC.

• Interacción Constructiva: este sistema puede ser visto como una variante del anterior puesto que se trata de hacer lo mismo pero en vez de operarios únicos aquí se trabaja con grupos de dos operarios hablando entre sí. La principal ventaja radica en que como los operarios tienen que hablar entre ellos, salen a la luz más ideas que en el anterior, ya que al ser uno solo podían quedar cosas en su mente. Suele aportar más y mejor información que el anterior.

• Test Retrospectivo: esta técnica realmente es un complemento de las demás, ya que se trata de realizar alguno de los métodos anteriores, grabarlo en vídeo y analizar dicha grabación posteriormente. El hecho de hacerlo así permite pasar varias veces la cinta y examinar todos y cada uno de los detalles sin que pase ninguno por alto.

• Método del Conductor: en los métodos anteriores el operario suele ir a su ritmo y el evaluador analiza los resultados a posteriori. En este método el evaluador conduce al usuario en la dirección correcta durante el uso del sistema.

CONCLUSIONES Y COMENTARIOS FINALES

Dado que en nuestro medio no estamos familiarizados con el desarrollo de este tipo de trabajos, máxime cuando los responsables de la dirección de una empresa que desempeña actividades de Supervisión, no tienen el interés de evaluar el impacto producido por un mal diseño y por ende un mal desempeño del operario en una SDC, la aplicación de ésta guía puede crear desconcierto en los directores que la podrían verla como una pérdida de tiempo y dinero para la empresa y un obstáculo en las labores cotidianas de los operarios de la Supervisión.

Es necesario generar toda una infraestructura organizacional hacia el desarrollo de un portafolio para la realización de las actividades concernientes a la aplicación de guías como ésta, como un aporte hacia la productividad. Dicha infraestructura deberá contar con los recursos humanos especialmente en las tareas de:

• Diseño de documentos (como guías, formatos, etc.) para la toma de la información de campo.

• Recopilación de información de campo.• Tratamiento y análisis de la información de campo

recopilada.• Presentación de propuestas concretas hacia el diseño o

rediseño de SDC, como producto de la evaluación.

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La inversión en una empresa que ofrezca estos servicios puede ser alta, ya que se requiere de la necesidad de contar con varios profesionales especializados en diferentes disciplinas, que estén en capacidad de integrar los métodos de diseño convencional con las actividades planteadas en ésta guía.

Por otro lado durante el desarrollo de la guía, el personal encargado de las labores de supervisión por su desconocimiento del tema, puede no estar a gusto, y no estarían dispuestos a colaborar, con el peligro de tomar información errada que no conlleve a obtener buenos resultados.

Una posibilidad, sería el desarrollo de paquetes de software donde se apliquen los conceptos planteados, como por ejemplo un CAD con una herramienta relacionada con la ergonomía tanto física como cognitiva, ello ayudaría a mejorar los nuevos diseños.

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Tecnología

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Tecnología

INTRODUCCIÓN

Un monitor cardíaco [Rios et al, 1999] es un dispositivo que permite la visualización de las señales eléctricas del corazón, siendo de mucha importancia en el cuidado de pacientes [Aston, 1990], y en situaciones donde la observación continua de la actividad del corazón es crítica. Su principal objetivo es brindar una herramienta para el médico o especialista que le sirva de ayuda en el seguimiento de la condición de sus pacientes y de este modo brindar un mejor servicio de diagnóstico, terapia y consulta con otros especialistas. [Arias et al, Jaime]

A lo largo de este artículo se describen los sistemas de Monitoreo del Ritmo Cardíaco, sus principales características y requerimientos. Posteriormente se presenta un reporte de evaluación del proyecto, en el cual se plantean el diseño del Sistema, reseñando el procedimiento de realización de cada una de sus partes. Para terminar, se exponen los alcances y restricciones del proyecto.

SISTEMAS MONITORES DEL RITMO CARDIACO

Un sistema monitor del ritmo cardíaco consta esencialmente de un conjunto de electrodos dependiendo de las derivaciones que vayan a ser tomadas- cuya función es “recoger” los datos del paciente para su posterior entrada al amplificador de biopotenciales [Pantoja, 1998]. A continuación se encuentra una etapa de aislamiento, necesaria para proteger al paciente de

DISEÑO Y REALIZACIÓN DE UN SISTEMA DE MONITOREO REMOTO MULTICANAL DEL RITMO CARDIACO

JULIO CÉSAR GARCÍA ÁLVAREZ 1

MARTHA ELISA CUASQUER MORA2

DIANA MARITZA MARULANDA CARDONA3

AbstractThe present document expose the design and execution of a system monitor of the rhythm heart with various channels and

wireless. The ECG sign is undergo an a process of conversion in order to be transmitted by means of ASK modulation. The possibility of two channels for those exists that they are utilized several strips of frequency and this are carried out a module of reception for each one.

Key words: Design, Monitoring, Cardiac, Modulation ASK, portatil.

ResumenEn el presente documento se expone el diseño y ejecución de un sistema monitor del ritmo cardíaco multicanal e inalámbrico.

La señal ECG se somete a un proceso de conversión para ser transmtida mediante modulación ASK. Existe la posibilidad de dos canales para los que se utilizan diferentes bandas de frecuencia y se realiza un módulo de recepción para cada uno. Las señales se adquirieren por medio de tarjeta Siglab de DSP technology la cual necesita del diseño de una plataforma que permita la visualización y el cálculo de las frecuencias cardíacas de las dos señales.

Palabras Clave Diseño, Monitoreo, Cardíaco, Portátil, Modulación, ASK, Siglab.

1 M.Sc. Ingeniero Electrónico, Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales. [email protected]

2 M a g í s t e r i n g e n i e r í a , U n i v e r s i d a d Nacional de Colombia Sede Manizales. [email protected]

3 Ingeniera Electrónica, Universidad Nacional de Colombia Sede Maniza l e s . d [email protected]

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las corrientes peligrosas que puedan ser manejadas por los dispositivos del sistema, seguido por un amplifi cador adicional para ampliar la señal a niveles apropiados para su visualización, grabación o análisis [Savant, 1992]. En los monitores modernos, la señal ECG amplifi cada es digitalizada por un conversor análogo a digital, y el proceso restante es realizado por el computador. En los sistemas de telemetría biomédica[ORLOV,1989], los parámetros del paciente son medidos a distancia a través de sistemas cableados o inalámbricos, en este caso por la radiación de señales electromagnéticas, y la señal recibida es almacenada en un computador para su visualización.. La Figura 1 muestra un esquema de un monitor del ritmo cardíaco con sus bloques constitutivos esenciales.

E n e l m o n i t o r e o d e l r i t m o ca rd íaco[Mora le s , 2002], puede necesitarse la visualización de una o varias de las señales disponibles, así como el monitoreo a varios pacientes. En el primer caso, es posible utilizar técnicas de amplificación multicanal que incluye, entre otros, la utilización de multiplexores y conversores A/D . [Sanjit, 2001] En el segundo caso, es posible tener un equipo para cada paciente que va a ser monitoreado, y las señales son transmitidas a distintas frecuencias, dentro de un rango de frecuencia defi nido. Dentro de este tipo pueden incluirse los sistemas de radiotelemetría multicanal que utilizan la transmisión de uno o más canales haciendo uso de la multiplexación por división de frecuencia (FDM) o la multiplexación por división de tiempo (TDM) [Ferrer, 1989] . Los dispositivos usados para visualización y medición de la actividad eléctrica del corazón pueden ser diseñados según su uso, como ECG clínico, monitoreo o estudio de potenciales tardíos. Entre los requerimientos del sistema se encuentran en [Richard, 1988]: Ancho de banda, Número de derivaciones, Frecuencia de muestreo: Entre 200Hz y 1000Hz, Resolución, Circuito de aislamiento, Circuito compensador de la pierna derecha, Adquisición y Visualización.

EVALUACIÓN

En forma general, el sistema consta de los bloques constitutivos esenciales de un monitor del ritmo cardíaco, como son la etapa de amplifi cación de la señal ECG, fi ltrado, aislamiento, equipo de transmisión y recepción, y medio de visualización a través del computador[Muñoz et al, 1998]. Para realizar el monitoreo a varios pacientes, en este caso dos, por cada uno de ellos se tiene un equipo que trabaja a una frecuencia dentro del rango utilizado por el dispositivo transmisor y receptor. Otras características del sistema son: El ancho de banda de la señal (0.05 Hz – 40 Hz). La banda de transmisión UHF de 300 MHz a 470 MHz, programada para cada uno de los transmisores. La modulación utilizada es ASK. Utilización de la tarjeta SigLab, para la adquisición de la señal al computador.

Figura 1. Esquema de un Monitor del Ritmo Cardíaco

En el monitoreo electrocardiográfi co, se utilizan cinco electrodos (normalmente de AgCl) conectados al paciente, que se muestran en [Borrero, 1986]. El sistema de amplifi cación de la señal es realizado como, utilizando un amplifi cador AD705J para el circuito manejador de la pierna derecha (BPD). Para el monitoreo de señales cardíacas, el ancho de banda se encuentra entre 0.05Hz – 45 Hz.. Para este propósito, se utilizó un fi ltro pasa bajos, utilizando el integrado MF10, que es un fi ltro universal que puede realizar funciones de fi ltro pasa-bajos, pasa-altos, pasa-banda, entre otros.

El dispositivo de transmisión utilizado requiere que la señal ECG amplifi cada y fi ltrada sea digitalizada [Proakis et al, 1988] en el nivel de 10 a 12 bits, aunque se tuvo difi cultades en obtener el integrado para este propósito se utilizó un conversor tradicional A/D de ocho bits[Wakerly, 1992]. Debido a las corrientes peligrosas para el paciente que pueden ser manejadas por el equipo de transmisión se implementa una etapa de aislamiento. Además, el aislamiento actúa para atenuar el ruido que trata de mezclarse con la señal ECG de bajo nivel [Borrero, 1986]. La entrada del 4N25 es referenciada con la tierra de la etapa de adquisición (amplifi cación, fi ltrado y conversión), y la salida se polariza con la alimentación de la etapa de transmisión. Debido a que la entrada del optoacoplador es un diodo, debe sumarse un nivel DC para que la señal a la salida sea positiva

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El dispositivo utilizado para la transmisión de la señal ECG es el MICRF102, que tiene las siguientes características: Utiliza modulación ASK,trabaja en el rango de frecuencias 300 MHz – 470 MHz, razón de datos hasta 20 ksps, sintonización automática de la antena. La antena lazo necesaria para la transmisión es una traza PCB, acoplada con un resonador y una red de resistencias. La frecuencia del resonador y los condensadores en serie y en paralelo a la antena lazo deben ser calculados de acuerdo a la frecuencia de transmisión deseada.

Para la recepción de la señal se utilizó un dispositivo compatible con el transmisor utilizado. El MICRF007 es un receptor superheterodino ASK/OOK, con un ancho de banda angosto, por lo que es menos susceptible a la interferencia de señales RF; un oscilador local interno es fijado a una frecuencia basado en el cristal de referencia externo. Las características principales de este dispositivo son: Receptor UHF en el rango de frecuencia 300 - 470 MHz, rata de datos hasta 2.1 ksps, sintonización automática de la antena,bajo consumo de potencia, muy baja re-radiación RF a la antena. El receptor también incluye un demodulador, y la señal de salida se encuentra en el nivel CMOS.

La plataforma se diseñó en Matlab, debido a la compatibilidad de la tarjeta Siglab DSP Technology, además por velocidad de procesamiento y almacenamiento de las señales. Por medio de ella fue posible adquirir los datos de las señales ECG de dos pacientes luego de pasar por la etapa de recepción. Una vez se adquiere la señal, por medio de alguna de las herramientas virtuales que brinda el Software Siglab, se procede al tratamiento de la señal para obtener la frecuencia cardíaca de los pacientes. Para calcular esta frecuencia es necesario, que la señal sea sometida a un proceso de detección del complejo QRS, para ello existen diversos algoritmos entre los cuales se pueden nombrar: Algoritmos basados en la amplitud y la primera derivada, Algoritmos basados en la primera derivada solamente,. Algoritmos basados en la primera y segunda derivada, Algoritmos basados en Filtros Digitales. [Thomas, 1990]

CONCLUSIONES

Según los requerimientos del sistema planteados [Brown et al, 1997], el dispositivo implementado cumple con la mayoría de ellos, ya que logra un tamaño reducido gracias a la utilización de la pareja transmisor – receptor MICRF102 y MICRF007. Las señales para ambos canales se obtuvieron de los simuladores LionHeart – 1 y LionHeart – 2 de Bio-Tek, disponibles en el laboratorio de la Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales; entre las principales características de estos se encuentra la simulación de las doce derivaciones ECG, de las cuales se tomaron RL, RA, RL, LL, V1, realizando el proceso a

una de las derivaciones precordiales. En la Figura 2 se muestran los dispositivos[LionHeart, 1999].

Las señales tomadas de los simuladores fueron posteriormente aplicadas a la etapa de amplificación de cada uno de los canales, tomando 120 pulsaciones por minuto en el LionHeart 1, y 80 pulsaciones por minuto en el LionHeart 2 para realizar las pruebas.

La salida del ADC0804 puede verse en el dispositivo realizado. En la etapa de recepción no fue posible obtener la señal, debido a la no disponibilidad de los cristales de cuarzo disponibles para que la frecuencia de las parejas transmisor-receptor sean iguales, ya que una diferencia pequeña en los valores de los cristales provoca una desigualdad mayor a 1 MHz en la frecuencia de recepción.

(a)

(b)

Figura 2. (a) LionHeart-1 (b) LionHeart-2

Con la etapa de recepción correspondiente a la conversión serie-paralelo para la posterior conversión de la señal en análoga se realizaron pruebas introduciendo la señal anteriormente convertida a forma serial, y la etapa final de filtrado se implementó igual que en el dispositivo transmisor.

El algoritmo desarrollado presenta porcentajes de error bajos de la frecuencia cardíaca real de la señal frente a la frecuencia cardíaca obtenida por el algoritmo. Durante la etapa de prueba del algoritmo se utilizó señales cardíacas reales existentes en la base de datos del MIT – BIH y otras fuentes de señales cardíacas, algunos resultados se muestran en la tabla No 1.

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Para conocer la frecuencia cardíaca verdadera de las señales se realizó la prueba con los simuladores cardíacos. Mediante la instrucción Cplot disponible en Matlab se logra visualizar la señal y encontrar su valor de frecuencia cardíaca la cual coincide con la frecuencia proporcionada por el simulador. A continuación se brinda un ejemplo de este proceso: Se tiene el archivo 120bpm.vos cuando es cargado en la ventana de comandos de Matlab se obtiene los datos de la señal cardíaca contenidos en SLm. Scmeas(1).tdmeas y sus datos de tiempo se encuentran en SLm.tdxvec se redimensiona en un vector para que su visualización sea más clara, se filtra y se visualiza la señal. Se señalan dos picos consecutivos y se obtiene el dato de diferencia de tiempo entre los dos complejos QRS , el dato de diferencia de tiempo se encuentra encerrado dentro del círculo azul, luego, se divide 60 segundos sobre este valor y se obtiene 120bpm. El Sistema Monitor implementado permite visualizar dos señales en

tiempo real y totalmente sincronizadas, además, de permitir su almacenamiento en archivos .xls de excel y txt o tipo texto, lo que implica que aparte de realizar el procesamiento de las señales en Matlab también se puede realizar en otros lenguajes de programación[Siglab, 1998].

En posteriores trabajos puede realizarse la conversión de la señal a una resolución de 12 bits, por medio del chip MAX187 de MAXIM, que incluye además una interfase serial, lo que eliminaría el proceso de conversión serie-paralelo, y reduciría aún más el tamaño del dispositivo. En la etapa de recepción también podría utilizarse la conversión de la señal a análoga por medio del chip MAX5174 del mismo fabricante, que también presenta interfase serial. En cuanto a los transmisores utilizados, puede realizarse una búsqueda de los cristales de valores especiales que permitan la sintonización de la pareja transmisor-receptor.

Nombre de Origen Frecuencia F. Cardíaca Porcentaje la señal cardíaca de calculada por de Error % la señal bpm el programa MONITORECG bpm

Sigcor1.mat MIT-BIH 74 75 1.35

F1071954 Seminario de DSP con 68.8 68 1.16 Aplicaciones Biomédicas




F1060253 Seminario de DSP con 63 59 0.63 Aplicaciones Biomédicas



30bpm.vos Simulador LionHeart-1 30 33 1

80bpm.vos Simulador LionHeart-1 80 82 2.5

Tabla No 1. Comparación de la frecuencia cardiaca real de la señal con la frecuencia cardiaca calculada por el programa desarrollado.

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Tecnología

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Tecnología

INTRODUCCIÓN

El uso de Biocombustibles en el mundo ha tomado un gran auge en los últimos años, La biomasa como base de los procesos de combustión ha venido siendo utilizada milenariamente. La necesidad de obtener fuerza motriz en mayor cantidad para avanzar al la velocidad de los países industrializados, sumado a la globalización de la economía, ha demandado mayor cantidad de combustibles fósiles que a su vez ha repercutido en el medio ambiente por la emisión de gases de invernadero. Como consecuencia se requiere emitir menor cantidad de estos gases al ambiente, lo que ha creado la necesidad de buscar alternativas más “amigables” con el ambiente, como es el uso de Biocombustibles. Pero al igual que los combustibles fósiles, los Biocombustibles a través de cultivos energéticos requieren de condiciones ambientales propicias para su producción, lo que se revierte en la demanda de recursos naturales en altos volúmenes, pudiendo ser también causantes de profundos impactos ambientales.

Biocombustible se define, como combustible sólido, líquido o gaseoso obtenido a partir de biomasa, sea de origen vegetal o

LA REMOLACHA FORRAJERA (BETA VULGARIS L.) COMO CULTIVO ENERGÉTICO Y VIABLE PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOETANOL CARBURANTE EN LA SABANA DE BOGOTÁ - COLOMBIA1

QUELBIS ROMÁN QUINTERO BERTEL2

HENRY HANSSEN VILLAMIZAR 3

ResumenEl presente proyecto va encaminado a la búsqueda de un cultivo energético como alternativa para la producción de

combustibles en Colombia, a partir de la Remolacha. Está conformado por dos componentes: agronómico y biotecnológico. El primero, contempla el estudio de adaptabilidad y producción de una variedad de remolacha (Beta vulgaris L.); y el segundo la obtención de bioetanol carburante a través de procesos Biotecnológicos, de la variedad adaptada en planta piloto existente en la sede del programa de Ingeniería Ambiental de la Universidad Autónoma de Colombia.

Palabras claves: bioetanol, carburante, biomasa

Abstract Ethanol is the alternative Biofuel receiving today most of the atention to challenge gasoline and to serve as an alternative

energetic product. It can be obtained from different biological sources, being sugar cane one of the most the used sources of biomass in tropical countries. Nevertheless in countries such Colombia, this source is not enough to provide all the demand. We studied sugar beet, as another posibility to be implemented in specific areas with great potential. In this research both the agronomical conditions as well as the biotechnology obtention of ethanol in a pilot plant is disscussed.

1 Re su l t ados p re l iminare s de l p royec to de investigación financiado por el Sistema Universitario de Investigaciones de la Universidad Autónoma de Colombia, titulado “OBTENCIÓN DE BIOETANO, CARBURANTE A PARTIR DE LA REMOLACHA (Beta vulgaris L.)

2 Docente – Investigador Universidad Autónoma de Colombia, Calle 18 No. 4 – 45, Sede de Ingeniería Ambiental, Bogotá D.C. [email protected], [email protected], [email protected].

3 Docente – Investigador Universidad Autónoma de Colombia, Calle 18 No. 4 – 45, Sede de Ingeniería Ambiental, Bogotá D.C. Director del Proyecto [email protected], [email protected]

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animal. El término biomasa en la actualidad, se ha aceptado para denominar al grupo de productos energéticos y materias primas de tipo renovable que se originan a partir de la materia orgánica formada por vía biológica.

La biomasa presenta dos tipos de clasificación, por orden y por origen. Según su orden, se denomina Biomasa primaria, a la materia orgánica formada directamente por los seres fotosintéticos (algas, plantas verdes y demás seres autótrofos). Este grupo comprende toda la biomasa vegetal, incluidos los residuos agrícolas (paja o restos de podas) y forestales (leñas). Biomasa secundaria, es la producida por los seres heterótrofos que utilizan en su nutrición la biomasa primaria. Este tipo de biomasa implica una transformación biológica de la biomasa primaria para formar un nuevo tipo de biomasa de naturaleza distinta a la inicial (QUINTERO, 2004, 2005).

Según su origen la Biomasa recibe otro tipo de clasificación y es la que se muestra más interesante para el objetivo de esta investigación por su importancia para el concepto de Biocombustibles: la Biomasa natural es la que producen los ecosistemas silvestres sin intervención alguna por la mano del hombre. La Biomasa residual es la que se puede extraer de los residuos agrarios y forestales y de las actividades humanas; las actividades agrícolas, ganaderas y forestales, así como las industrias agroalimentarias y de transformación de la madera, generan una serie de residuos y subproductos que son utilizables como biomasa para obtener energía, este tipo de biomasa se produce en considerables cantidades y puede ser de vital importancia para dar solución a la solicitud de altos volúmenes de Biocombustibles en Colombia y el mundo. Por último, Los cultivos energéticos, que reciben esta denominación cualquier cultivo agrario cuya única f inalidad sea proporcionar material para destinarlo a su aprovechamiento energético. Los cultivos que suelen labrar con esta finalidad se caracterizan por dos aspectos concretos. Por una parte, por su alta producción por unidad de superficie al año y, por otra, por los pocos requerimientos que exige su cultivo.

En los últimos años, varios programas nacionales e internacionales están alentando y apoyando la mejora y desarrollo de formas de producción y usos de la biomasa como recurso para la generación de biocombustibles.

Como alternativas los países están trabajando de manera conjunta, es así cómo el 17 de febrero del 2005, se firmó en el mundo (menos Estados Unidos y Australia) el protocolo de Kyoto, que tiene como uno de sus objetivos, producir alcohol a partir de vegetales como uno de los principales medios para combatir el cambio climático (reemplazar los combustibles fósiles por Bioetanol). En esa medida en el

año 2002, el Ministerio de Minas y Energía, reglamentó la Ley 693 del 2001 referente al uso de alcoholes carburantes en Colombia. Esta ley tiene como objetivo disminuir las emisiones de dióxido de carbono, además de reactivar la producción agrícola. De acuerdo con lo previsto por esta norma, a partir de septiembre del año 2005 las ciudades con más de 500 mil habitantes deben tener mezcladas sus gasolinas con un 10% de alcohol (Etanol).

El consumo anual de gasolina para las ciudades en Colombia, con más de 500 mil habitantes y sus áreas metropolitanas (Bogotá, Medellín, Cali, Barranquilla, Cartagena, Pereira, Bucaramanga) es del orden de 76,7 KBD (12 millones de litros por día), por tanto, teniendo en cuenta lo establecido por la ley, se requerirían 7,67 KBD de bioetanol carburante por día para oxigenar las gasolinas con el 10% de alcohol anhidro, es decir 1.2 Millones de alcohol anhidro por día (ASOCAÑA, 2003).

En la actualidad, se han centrado todos los esfuerzos hacia la producción de bioetanol a partir de la Caña de Azúcar, dadas las condiciones de infraestructura del país, pero teniendo en cuenta los altos volúmenes necesarios y la diversidad de pisos térmicos existentes en el territorio Colombiano, se hizo necesario emprender investigaciones sobre obtención de bioetanol carburante a partir de otros cultivos energéticos.

Colombia es un país con condiciones agro climáticas diversas, por lo que se pueden producir diferentes cultivos energéticos para la obtención de bioetanol carburante, de acuerdo a los requerimientos agro climáticos de cada cultivo y la oferta agro climática de determinada zona, para así cumplir con la Ley 693 de 2001, sin aumento en el costo del galón de bioetanol, así como tampoco los costos ambientales por el uso de los recursos naturales implicados, el cual repercutiría en el costo final del galón de la mezcla bioetanol-gasolina con resultados adversos a los objetivos de la Ley.

La investigación radicó en estudiar la viabilidad de producción de Remolacha Forrajera (Beta vulgaris L.) en la Sabana de Bogotá, como cultivo energético para la obtención bioetanol carburante, contamplándose la producción de la Remolacha en condiciones de secano y bajo riego, con la consecuente identificación de los insectos plagas y las enfermedades que pueden atacar al cultivo, mediante el seguimiento agronómico desde la siembra en los semilleros hasta la cosecha. Igualmente, estandarizar el proceso biotecnológico para la obtención de Bioetanol Carburante a nivel de laboratorio, para escalar a planta piloto. Es importante hacer la salvedad, que los resultados mostrados en el documento corresponden a experimentos a nivel de laboratorio.

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MATERIALES Y MÉTODOS

La Sabana de Bogotá está sobre la Cordillera Oriental, en la parte sur del Altiplano Cundí boyacense en los Andes colombianos, haciendo parte de una de las altiplanicies más grandes en esta zona del país, con una altura en promedio de 2.600 MSNM. La temperatura promedio es de 15°C, que puede oscilar entre los 0°C y los 24ºC.

Las parcelas experimentales fueron ubicadas en dos sectores de la Sabana de Bogotá, Sesquilé y Chía. Las condiciones en cada sector difi eren en características de suelos, brillo solar, precipitación, temperatura y velocidad del viento.

El cultivo fue plantado al campo, luego de hacer la debida germinación en semillero durante 30 días. Los sistemas de siembra fueron diferentes, en el sector de Sesquilé fue a ras del suelo, previa preparación con dos pases de arado rotativo y un pase de rastrillo. En el sector de Chía, se sembró sobre heras de 1.2 m de ancho por 0.5 m de altura y 40 m de largo, la preparación del terreno se hizo mediante dos pases de arado rotativo y un pase de rastrillo. Se hizo observación diaria con el fi n de identifi car los insectos plagas que pudieran afectar la productividad del cultivo.

En el laboratorio, luego de la cosecha de la Remolacha, se procedió a la extracción del jugo de remolacha, fermentación y destilación, previa caracterización del jugo de remolacha, para luego caracterizar el a lcohol obtenido. Figura 1.

RESULTADOS Y ANÁLISIS

La remolacha azucarera es una planta dicotiledónea, perteneciente al género Beta de la familia de las Quenopodiáceas. Se encuentra dentro del grupo de la Spermatophy tae, c la se de la s Angiospermae, subclase de la Dycotylae, orden Centrospermae.

La remolacha se considera exigente en cuanto a condiciones ambientales para su germinación, como son: la humedad, temperatura y aireación. En suelos muy secos (punto de marchitez permanente o inferior) y excesivamente húmedos (superior a capacidad de campo), no es un medio apropiado para la germinación. La temperatura óptima de germinación es de 25 ºC, aunque el fenómeno se dé entre 5 y 30 ºC.

Los porcentajes de germinación encontrados en las parcelas experimentales fueron de 78.9% para Sesquilé y 82.7% en Chía. Los resultados difi eren en un 3.8%, siendo obteniéndose en chía el mayor porcentaje de germinación, atribuyéndose a la calidad de los suelos y la humedad, teniendo en cuenta que en Sesquilé el suelo es de textura Arcillosa y en Chía es Franca.

Como todas las plantas verdes, la remolacha posee la facultad de sintetizar compuestos orgánicos a partir de elementos simples absorbidos del suelo y la atmósfera, utilizando la energía solar. Las sales minerales son absorbidas principalmente por la raíz, mientras que la síntesis de la materia orgánica se realiza en las hojas a través de la función clorofílica. Los elementos minerales que se necesita aportar a la remolacha son principalmente: nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio, azufre, sodio; y en cantidades pequeñas, los llamados oligoelementos: manganeso, boro, hierro, zinc, cobre, molibdeno.

Figura 1. Procesos de obtención de alcohol a partir de remolacha (fase experimental)

Una cosecha media de remolacha de 60 a 90 ton/ha, con el 16% de riqueza, puede extraer del suelo los nutrientes en Kg/ha, reseñados en el cuadro 1.

Tecnología

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Con base en estos requerimientos y el análisis de suelo, se realizó un balance de nutrientes y se aplicó una fertilización nitrogenada, en dosis según el estudio de suelo, cuyo resultado fue de 3 bultos/ha de Úrea y 0.35 bultos/ha de P2O5, para el lote sembrado 1 bulto de Úrea mezclado con 0.5 bulto de Triple 15, en Sesquilé. En la parcela experimental localizada en Chía, la dosis de fertilizante fue de 2 bultos de Úrea mezclado con 1 de Triple 15, según los requerimientos del análisis de suelos.

En las parcelas cultivadas no se presentaron ataques importantes en cuanto a malas hierbas invasora, lo que indica que el manejo es relativamente fácil. En la parcela ubicada en Sesquilé, el manejo de las malas hierbas consistió en un

control manual a los 30 días después del trasplante, con el fin de no utilizar productos químicos, debido a la época de lluvia prolongada, no se pudo realizar un segundo control.

Para el lote localizado en Chía, se hizo un control con productos químicos, “Roundup” en dosificación de 7 cm3/litro de agua, mezclado con 5 gr. de urea/ litro de agua, teniendo en cuenta la historia de utilización del lote, el cual venía siendo utilizado en el cultivo de pasto y se requería controlar en la primera etapa del cultivo las secuelas del pasto que pudieran incidir en la producción de la remolacha. A los 60 días se hizo un control manual con el fin de permitir el buen desarrollo del cultivo. Las especies encontradas se relacionan en el cuadro 2 y 3.

N P2O5 K2O Na Mg Ca

120 – 170 70 – 110 235 – 180 90 – 125 20 – 45 85 – 90

Fuente: VILLARÍAS, 1999.Cuadro 1. Requerimientos nutricionales de la Remolacha Azucarera

FAMILIA NOMBRE CIENTÍFICO NOMBRE VULGAR CARACTERÍSTICAS

Es una gramínea muy competitiva. No es Pennisetum Kikuyo problema si se presenta después de clandestinum germinada la remolacha. Le gustan los suelos bien drenados, y el sol directo. Gramineae Gramínea anual que pref iere para Lolium multiflorum Ballilo, vallico, desarrollarse los suelos limosos o arenosos, Lamarck rabudo raigrás con elevado contenido de elementos nutritivos. Amaranto, bledo, Es una planta anual, de la familia Amarantheceae Amaranthus retroflexus L moco de pavo, amarantácea, es termófila. Cada planta taramago, zumarraga puede producir 56.000 semillas en promedio. Las disemina el hombre y los animales. Arranca moños, cacharrera menor, Es una especie anual, prefiere suelos cálidos cadillo, carrapitos, y ricos en nutrientes, siendo muy resistente Ambrosiaceae Xanthiuespinosum L cardo de tres puntas, a la sequía. Cada planta puede producir abrojos, cardo de 250 frutos en promedio, que producen la virgen, cardo dos semillas. garbancero Fuente: HANSSEN, H y QUINTERO, Q., 2006Cuadro 2. Malas hierbas encontradas en la parcela Sesquilé.

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Fuente: HANSSEN, H y QUINTERO, Q., 2006.Cuadro 3. Malas hierbas encontradas en la parcela Chía.

FAMILIA NOMBRE CIENTÍFICO NOMBRE VULGAR CARACTERÍSTICAS

Es una gramínea muy competitiva. No es Gramineae Pennisetum Kikuyo problema si se presenta después de clandestinum germinada la remolacha. Le gustan los suelos bien drenados, y el sol directo. Amaranto, bledo, Es una planta anual, de la familia Amarantheceae Amaranthus retroflexus L moco de pavo, amarantácea, es termófila. Cada planta taramago, zumarraga puede producir 56.000 semillas en promedio. Las disemina el hombre y los animales.

Naviza, sajo, amarillotes, Planta anual, que se puede encontrar jajos, amarillas, en muy diversos cultivos. Cada planta Cruciferae Sinapsis arvensis L. mostaza, géniba, puede producir un promedio de 1200 gébana, jemina, semillas, su longevidad puede alcanzar rabanitos, rabanillos, los 40 años. mostacilla.

Otras malezas encontradas en Chía, alcanzaron a identificarse como su nombre común, las cuales se nombran a continuación: Lengua de vaca, Borraja.

Las enfermedades más comunes en los países productores de remolacha son causadas en su mayoría por hongos, aunque un importante número son por bacterias, que atacan al cultivo de la remolacha en las plántulas, hojas y raíces. Muchos de los hongos patógenos son endémicos de cada zona productora, pero algunos son comunes en todos cultivos de remolacha.

En los lotes de experimentación, no se tuvo reporte alguno de enfermedades. Contrario a la primera germinación que se realizó en bandeja, teniendo como sustrato turba, se presentó la enfermedad fúngica provocada por un complejo de hongos, llamada “pié negro”.

Los insectos plagas, son un factor determinante en el rendimiento del cultivo de la remolacha, en otros países puede ser afectada de manera significativa, que para el caso de las

parcelas experimentales en Sesquilé y Chía, tan solo se presentó el ataque de Chisa (Clavipalpus sp.), cuyo control se hizo con Furadán con 1% de concentración en volumen.

La producción promedio por metro cuadrado en la parcela experimental ubicada en Sesquilé fue igual 6.72 Kg, lo que equivale a 67.2 Toneladas por hectárea. La relación peso de la hoja con el peso de la remolacha es de 52.62 % en promedio. Para el caso de Chía, la producción promedio por hectárea es de 192.3 Ton por hectárea y la relación peso hoja con respecto al peso de la remolacha es de 26.9% en promedio.

En el proceso biotecnológico, después de seguir los protocolos para la hidrólisis, fermentación y destilación, se obtuvo los siguientes datos: el ensayo fue realizado con jugo de remolacha adicionándole 1% de urea como fuente de nitrógeno para la levadura.

La determinación de Azúcares reductores por el método de Fheling para las Etapas del proceso de obtención de alcohol a partir de remolacha forrajera a nivel laboratorio, se describen en el cuadro 4.

Tecnología

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El proceso de fermentación, tuvo un comportamiento típico para este tipo de proceso, como se muestra en la fi gura 2, lo que indica no tener diferencias signifi cativas con los otros jugos azucarados utilizados en el proceso de obtención de Etanol.

• Segunda destilación: 30 ml C2H6O, con un porcentaje de 59.79%

Durante en procesos se realizó monitoreo con el f in de controlar y eva luar periódicamente el comportamiento de las variables infl uyentes. Se realizó monitoreo al inóculo, fermentación y destilación. Los análisis de monitoreo son los siguientes: Grados Brix, pH, Azucares reductores, Temperatura, Porcentaje de alcohol y el parámetro de control el tiempo. Del proceso de destilación, se obtuvo además 850 ml de vinazas con un pH de 3,8 y de 5º Brix.

DIFICULTADES ENCONTRADAS EN LA INVESTIGACIÓN

Las dificultades encontradas en esta investigación, se puede plantear en tres componentes importantes, dentro de los cuales se mencionan, las Agronómicas, que radica principalmente en culturales, pues la gente no esta adaptada o acostumbrada a cultivar remolacha, por ser un cultivo nuevo en condiciones

MUESTRA Azúcar (gr/L) ºBRIX

Jugo original decolorado, sin diluir 16,42857143

27,38095238 11

27,38095238

hidrólisis decolorado 26,13636364

25 12

21,2962963

pasteurizado decolorado 19,16666667

17,96875

15,33333

Muestras de fermentación

18 abril a las 8:30 pm MUESTRA DE 50 ml 5,582524272

6,117021277 8

5,693069307

19 abril a las 11:30 AM muestra de 30 ml decolorado 1,91666667 7,5

21 abril de 2006 a las 10 AM decolorado 2,662037037 3,6

Fuente: HANSSEN, H y QUINTERO, Q., 2006.Cuadro 4. Azúcares reductores en las diferentes etapas del proceso de obtención del Bioetanol.

En la fermentación se obtuvo un volumen de 700 ml, seguidamente se fi ltro este, obteniendo un volumen fi nal de 650 ml. Finalmente se procedió a destilar en dos etapas:

• Primera destilación: 100 ml C2H6O, con un porcentaje de 20%

En vista de la baja concentración del alcohol, se precedió a hacer una redestilación obteniéndose el siguiente resultado:

Fuente: Fuente: HANSSEN, H y QUINTERO, Q., 2006.Figura 2. Ensayo de fermentación con jugo de Remolacha (Beta vulgaris L.)

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de trópico, sumado al desconocimiento de los enemigos en términos de insectos plagas y enfermedades.

Dentro de las dificultades de orden técnico y/o tecnológico, podemos mencionar la estandarización de procesos de fermentación más adecuados, la deshidratación del alcohol, un plan para utilización óptima de residuos.

Otro aspecto bien importante, es el uso de la tierra y el agua, pues la demanda por los Biocombustibles es bastante alta, lo que implica alta demanda de éstos recursos, por lo que existe la necesidad de generar una tecnología adecuada para la optimización de los mismo en la búsqueda de la máxima productividad compatibilizado con la sostenibilidad de los suelos y el agua.

CONCLUSIÓN

Como conclusión en cuanto a productividad del cultivo de Remolacha en las zonas estudiadas, se puede afirmar que la remolacha para la zona de Chía es 2.8 veces mayor que en Sesquilé. Con respecto a la relación peso hoja con respecto al peso de remolacha es de 1.95 mayor en Sesquilé que para chía.

La alta productividad del cultivo de Remolacha en los sitios escogidos, comparados con los rendimientos en Chile y España. En el caso Sesquilé, el rendimiento por hectárea (67.2 ton.) se aproximó a la que se presentada en Chile (70 ton./ha.), pero por debajo a la presentada en España (90 ton./ha.) (VILLARÍAS, 1999). En el Caso de Chía, donde se alcanzó producción de 193.2 ton./ha., estuvo por encima de ambas referencias, incluso para el caso de Chile, muy cerca de triplicar la producción y España la duplicó. (HANSSEN, H y QUINTERO, Q., 2006)

En cuanto a producción remolacha anual en el altiplano Cúndi – Boyacense, según la producción obtenida en esta investigación, se puede hablar de 2 cosechas al año por ser un cultivo de 4 meses en campo abierto y un mes en semillero, la producción por hectárea asciende a 400 ton/ha/año, que comparada con 120 ton/ha/año de Caña de Azúcar en el Valle del Cauca, entonces la Remolacha se convierte en un cultivo atractivo, para la solución de suministro de Bioetanol Carburante para Bogotá y el Altiplano Cúndi – Boyacense. (HANSSEN, H y QUINTERO, Q., 2006)Con relación al rendimiento en litros de Alcohol producido, también es atractivo, en el evento de alcanzar 3 producciones al año, podríamos hablar de una relación 3:1, Remolacha Vs. Caña de Azúcar. (HANSSEN, H y QUINTERO, Q.)

La poca incidencia de plagas y enfermedades registradas en los cultivos experimentales, con respecto a los presentados en Europa, USA, Chile y Argentina. Esto es un indicador de

potencialidades importantes del ambiente en cuanto al manejo de plagas y enfermedades, y por ende el uso de agroquímicos. (HANSSEN, H y QUINTERO, Q., 2006)

BIBLIOGRAFÍA

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ARGUELLES M, Germán. LA REMOLACHA. Forrraje alternativo para ganado. Publicado por el ICA. _Bogotá, 1991.

HANSSEN, H y QUINTERO, Q. Obtención de Bioetanol Carburante a Partir de Remolacha Azucarera (Beta vulgaris L.). {Informe Técnico}. Universidad Autónoma de Colombia. Bogotá, 2006.

PRODUCCION DE ALCOHOL CARBURANTE EN COLOMBIA – Aspectos Técnicos. Comité Nacional de Sucroindustria. Editora Guadalupe. Bogotá, Colombia. 1986.

QUINTERO B, Quelbis R. Obtención de Bioalcohol a Partir de Biomasas. {Conferencia}. Universidad Autónoma de Colombia. Semana Universitaria, 2004. Bogotá D.C.

______________________. Obtención de Bioetanol Carburante a Partir de Biomasa Primaria – Remolacha Azucarera. {Conferencia}. Seminario Utilización de Biomasa Residual. Universidad Autónoma de Colombia. Convenio FUAC - SENA. Bogotá D.C, 2005.

VILLARIAS MORADILLO, José Luis. Compendio Práctico para el Cultivo de la Remolacha Azucarera. Ediciones Agrotécnicas. 1999. 330 Pág.

Tecnología

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LA CALIDAD COMO DISCIPLINA INTEGRADORA DE LA FORMACIÓN DEL INGENIERO INDUSTRIAL DE LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE COLOMBIA.

GONZALO CARLOS PÉREZ GÓMEZ 1

ResumenCon una aproximación desde el paradigma de la complejidad, se busca introducir la discusión sobre la oportunidad que tiene

la calidad de convertirse en el eje articulador en la formación del Ingeniero Industrial de la Universidad de Colombia.

AbstractWith an approach from the paradigm of the complexity, it is looked for to introduce the discussion on the opportunity that

has the quality of becoming the axis articulador in the formation of the Industrial Engineer of the University of Colombia.

LA CALIDAD

Desde la década de los años setenta se empezó a gestar una nueva forma de abordar la ciencia.

Ludwing Von Bertalanffy presenta en su Teoría General de Sistemas2 una nueva forma de observar los sistemas. Plantea a la comunidad científica el concepto de sistema complejo abierto. Las diferentes interpretaciones de la teoría de Bertalanffy hacen que surja una serie de estudios que tratan de interpretar la naturaleza, no solo desde el punto de vista netamente físico, sino que buscan ahondar en la interrelación existente entre la biología y la ciencia física. Es así como se cuestionan principios considerados axiomas en las ciencias físicas; tal es el caso de la segunda ley de la termodinámica. En las ciencias administrativas se adaptan términos tales como entropía, negantropía, homeóstasis, entre otros, dado que surge un nuevo paradigma de observación de la naturaleza. Durante cientos de años la naturaleza fue dividida en sus partes constitutivas de tal manera que el investigador pudiera hacer una apreciación objetivista de objeto de estudio y al dominar el saber en las diferentes partes que constituían un sistema podría hacer una descripción del sistema. Con el nuevo paradigma se demuestra que para observar un objeto se requiere observarlo en su totalidad. Es decir, un sistema no es solo la sumatoria lineal de sus partes, sino que un sistema es sus partes interactuando que permiten que emerjan elementos propios de su nivel de complejidad. El ejemplo

generalmente utilizado como referencia es: los átomos de oxígeno e hidrógeno han sido estudiados ampliamente como elementos químicos de la naturaleza. Al unir estos átomos se obtiene agua (H2O) teniendo características muy disímiles de sus elementos constitutivos. Se requiere observar el agua como una totalidad.

El pensamiento sistémico desde entonces ha evolucionado enormemente desarrollándose teorías como la cibernética, la teoría del caos, la geometría fractal, la inteligencia artificial, la complejidad observada desde los autómatas celulares, desde los algoritmos genéticos, por nombrar algunos. Pero igualmente la interdisciplinariedad ha tomado rumbos inesperados. Por ejemplo, en las ciencias administrativas se aborda desde el desarrollo organizacional, la organización inteligente, el aprendizaje organizacional, entre otros.

El concepto de calidad no ha sido ajeno a este fenómeno. Con solo recordar cronológicamente su evolución histórica se evidencia la influencia que sobre ella ha tenido el pensamiento

Educación

1 Docente – Sección de Producción, Departamento de Gestión Industrial, Universidad Autónoma de Colombia.

2 Bertalanffy, Ludwin Von. “Teoría general de sistemas. Fondo de Cultura Económica. México. 1976.

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sistémico. El primer resultado está presente en la espiral de calidad de Demming y Juran, evolucionando hacia el control estadístico de la calidad de Feigenbaum, a la teoría de cero defectos de Crosby, a la calidad total de Ishikawa y a la concepción reciente de sistema de gestión de la calidad.

Por lo anterior se requiere observar la calidad como una totalidad, no como un componente independiente de un sistema mayor reconocido como la Organización.

Aplicando el pensamiento sistémico es posible observar la calidad a partir de la Trilogía de Calidad propuesta por Juran, la cual ha sido considerada en la Norma NTC – ISO 9000: 20003 cuando define la gestión de la calidad compuesta por la planificación de la calidad, el control de la calidad, el aseguramiento de la calidad y la mejora de la calidad.

La planificación se puede interpretar como un proceso transversal por cuanto se requiere de involucrar a la alta dirección y en su ejecución, el ingeniero industrial responsable requiere de sus competencias administrativas, así como del uso específico de herramientas integradoras de diferentes puntos de vista, para formular integralmente las políticas y los objetivos de la calidad. Por ello se utilizan herramientas como el QFD, AMEF, Hoshin Kanri, diseño de experimentos, entre otros, buscando integrar el punto de vista del cliente con el punto de vista de los dueños, de los técnicos y de los administrativos. La planificación incluye el transformar el lenguaje de requisitos en lenguaje de especificaciones, inicialmente de producto, para luego determinar las especificaciones de proceso requeridas. De nuevo el ingeniero industrial requiere de sus competencias en administración de operaciones para calcular las variables de decisión a utilizar en el diseño de las operaciones.

El control de la calidad inicia con el establecimiento de la política y los objetivos de calidad y de las especificaciones de producto y proceso. Éstos determinan los indicadores de gestión requeridos para que el sistema opere óptimamente. Indicadores de gestión tanto administrativos, como operativos. En este punto el ingeniero industrial debe determinar los valores de entrada para ejercer el control haciendo uso de la formulación matemática de las variables de decisión utilizando la modelación y la simulación de operaciones. Con estos elementos de entrada se definen los parámetros de medición requeridos para verificar que se cumple con lo planeado. El control se compone del control de operaciones, el control de especificaciones de producto, el control de especificaciones de proceso y requiere para ello determinar los métodos de medición y análisis apropiados. Por ello, no se limita únicamente a la identificación de las características clave y su proceso de inspección, sino que abarca el control de la variabilidad del proceso y la variabilidad resultante en el producto.

A la función de aseguramiento de la calidad entonces le corresponde garantizar que lo anteriormente expuesto sea conocido por la Organización en su totalidad. Una interpretación apropiada es entender que el aseguramiento se evidencia a través de una estructura documental integrada que refleje lo planificado y el control que se ejercerá. Esta evidencia corresponde al método que se identifica como óptimo.

Hoy día existen dos tendencias para interpretar la mejora de la calidad. La primera tendencia muestra la mejora como los procesos a través de los cuales una Organización que tiene un sistema dado encuentra la mejor manera de hacer las cosas. Es decir centra su estrategia en desarrollar ciclos de aprendizaje individual.4

Por otra parte, una Organización inteligente es aquella Organización que está en capacidad de aprender. Entonces surge una pregunta:

¿La mejora de la calidad puede constituirse en el proceso encargado de facilitar el aprendizaje organizacional?

La segunda tendencia de interpretación de la mejora de la calidad apunta a dar respuesta a este interrogante dado que es posible abordar la mejora de la calidad como el proceso a través del cual una organización adquiere los criterios necesarios para estar en capacidad de implementar ciclos dobles de aprendizaje organizacional.3

Finalmente, la pregunta a formularse desde las diferentes disciplinas propias de la ingeniería industrial es:

¿La gestión de la calidad podría convertirse en el eje temático de la formación del Ingeniero Industrial de la Universidad Autónoma de Colombia interpretándola desde el pensamiento sistémico y abordándola a la luz del aprendizaje organizacional?

3 Instituto colombiano de normas técnicas. NTC-ISO 9000:2000. “Sistemas de gestión de la calidad. Fundamentos y vocabulario. ISO. 2000.

4 Argyris, Chris. “On organizacional Learning”. Blackwell business. Massachusetts. Second Edition. 1999.

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EL COMPONENTE ENERGÉTICO EN LOS PROGRAMAS DE ESTUDIOS DE INGENIERÍA AMBIENTAL

CARLOS ARTURO RAMÍREZ ESCOBAR*

ResumenEl componente energético de los programas de estudios de Ingeniería Ambiental es establecido con base en los métodos de

determinación de los Índices de Calidad Ambiental (ICAs). Así, los métodos exérgico y emergético se centran en el estudio de las transformaciones energéticas. Además, las escuelas de aplicación denominadas “Economía Ecológica”, “Ecología Industrial” e “Ingeniería Ecológica”, están relacionadas con los programas de investigación en estos métodos. El protocolo de Kyoto define las cantidades de emisiones utilizando estos métodos. Sin embargo, en la vía del cumplimiento de este Protocolo en la Unión Europea, las valoraciones obtenidas por estos métodos son complementadas mediante la implementación de subastas electrónicas ambien-tales. Estas subastas se implementan como un mecanismo pragmático de asignación y valoración de derechos de emisión de CO2 e internalización de los costos ambientales. En consecuencia, se concluye que los programas de estudios de ingeniería ambiental deben incluir el logro de las habilidades cognitivas en estos métodos y aspectos de la valoración de la calidad ambiental.

Palabras claves: educación ambiental, exergia, emergía, subastas ambientales

AbstractThe energy component of the Environmental Engineering studies programs is established based on the methods of deter-

mination of the Environmental Quality Indices (EQIs).Thus, the exergy and emergy methods are centered in the study of the energy transformations. In addition, the schools of application denominated “Ecological Economy”, “Industrial Ecology” and “Ecological Engineering” are related to the research programs of these methods. The Kyoto protocol defines the emissions quantities utilizing these methods. Nevertheless, in the way of the fulfillment of Kyoto Protocol in the European Union, the valuations obtained by these methods are complemented by means the implementation of environmental electronic auctions. These auctions are implemented like a pragmatic mechanism of allocation and valuation of CO2 emission rights and internalization of the environmental costs. Consequently, it is concluded that the environmental engineering studies programs should include the achievement of the cognitive abilities in these methods and aspects of the appraisal of the environmental quality.

Key words: environmental education, exergy, emergy, environmental auctions

INTRODUCCIÓN

Los programas de estudio, concebidos como proyecto, tienen la particularidad de su dinamismo; pues, en las condiciones actuales de revolución científico-tecnológica, es alta la certeza sobre la ocurrencia de cambios vertiginosos en la producción y acomodación social de los conocimientos. Posiblemente esta afirmación sonaría a frase de cajón, si los programas de estudios en referencia, no fuesen, precisamente, los de Ingeniería Ambiental. Estos programas pretenden ser el receptáculo académico de la disciplina que versa sobre la aplicación de las ciencias ambientales al mundo de la práctica. Los conocimientos que estos programas han de acomodar son

conocimientos complejos, muchas veces de tipo holístico, y sobre todo en construcción y pleno proceso de desarrollo por parte de la comunidad científica internacional.

Conceptos energéticos, como el de la exergia (desarrollado a mediados del siglo pasado) ó como la emergía (de solo hace dos décadas), han trasegado un camino dentro de las ciencias ambientales, formando un cuerpo estatutario en ellas y generando sendos programas de investigación con

Educación

* Ingeniero Mecánico, MSc en Turbinas, MSc en Ingeniería Eléctrica, PhD en Ingeniería Industrial. [email protected].

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correspondientes escuelas de aplicación. Estas escuelas producen profusa documentación científica de sus avances y logros. Tal desarrollo es motivado por una valoración social cada vez más grande y de mayor arraigo por los temas ambientales, que impele muchas veces a la toma de decisiones de tipo pragmático y aparentemente ecléctico de los acercamientos medioambientales en disputa.

Este escrito solo pretende la divulgación, a modo de familiarización para una base de diálogo y puesta en común, de lo que podría considerarse como el contenido, no exhaustivo, del componente energético de los programas de Ingeniería Ambiental, necesario para desarrollar competencias de valoración ambiental a través de los Índices de Calidad Ambiental, de manera que se atisbe a vislumbrar la fuerza de aplicación práctica de dicho componente, a través de una reseña bibliográfica, de carácter más ejemplarizante que riguroso. Así mismo, mostrar que al momento de llevar a la práctica social estas valoraciones, pueden ser objeto de transformaciones de valoración individual, a través de las llamadas subastas ambientales, que no necesariamente desvirtúan el objetivo del diseño ecológico de las políticas de gestión ambiental.

LOS ÍNDICES DE CALIDAD AMBIENTAL

En los últimos 20 años, las discusiones sobre las implicaciones ambientales del consumo de energía y otros recursos naturales, han ido pasando de preceptos eminentemente teóricos a poseer connotaciones de tipo práctico, que afectan la vida cotidiana de individuos, pueblos y naciones enteras; hasta llegar a la configuración de acuerdos multinacionales y globales como los de Montreal en 1992 y Kyoto en 1998 (Naciones-Unidas 1998). Las exigencias hacia las ciencias y tecnologías, ingenieriles y económicas, han ido creciendo, en términos de desarrollo de concepciones, diseños, técnicas y tecnologías, que conviertan al orden de lo práctico y aplicable la complejidad de las ciencias ambientales.

Este es el tipo de problemas que atiende a resolver cualquier programa de estudios de Ingeniería Ambiental; entendiendo el término Ingeniería como “la disciplina que trata con el arte o la ciencia de aplicar el conocimiento científico a los problemas prácticos” (Cognitive Science Laboratory 2006). Dentro del orbe de los conocimientos científicos y a la vez prácticos que son menester de la atención de los programas de Ingeniería ambiental se encuentran los de la ciencia económica entendida como: “La rama de las ciencias sociales que trata con la producción, distribución y consumo de bienes y servicios, y su gestión” (Cognitive Science Laboratory 2006). Esto debido a que es la acción antropogénica de desarrol lo económico una de la s principales fuentes de modificación, a escala global, del medio ambiente terrestre.

A diferencia de las disciplinas teóricas, las “disciplinas prácticas como la ingeniería y la economía no se basan en abstracciones cósmicas, ni reclaman como propias la atemporalidad de las teorías más puras; sin embargo, las generalizaciones empíricas empleadas,…. pertenecen.... al mundo de las ideas, como los hechos generales que guían a los ingenieros cuando se embarcan en las tareas que requieren los encargos concretos, que se les hacen en cada ocasión individual” (pp. 166 (Toulmin 2003)). Así, en la literatura especializada se reportan diferentes índices de calidad ambiental (ICAs), en dependencia del acercamiento metodológico que los ingenieros ó economistas ambientales escojan en cada caso particular. Los ICAs comúnmente utilizados no están organizados dentro de un único marco integral. En el artículo de (Pykh et al. 2000) se describen y comparan cuatro aproximaciones diferentes de desarrollo de los ICAs, a saber:

1. El Método de las funciones de respuesta: desarrolla Modelos de regresión no lineal que representan la respuesta de un ecosistema a diferentes impactos, bajo un marco de stress-respuesta, donde se utilizan herramientas estadísticas para análisis de información ambiental.

2. El Método Exérgico (Exergético): desarrolla modelos de desequilibrio termodinámico basados en el concepto de exergia, el cual representa la energía libre que posee un sistema en relación a su ambiente. Este método provee una base común para representar muchos aspectos del desarrollo de los ecosistemas y la respuesta a los impactos ambientales, con una base única de medida.

3. El Método Emergético: desarrolla modelos diagramáticos basados en el concepto de Emergía, el cual representa conjuntamente valoraciones ambientales y económicas con una base única de medida. Este método provee una base común para integrar el desarrollo económico y los valores de protección ambiental en un único indicador.

4. El Método de la Teoría General de Sistemas: basado en modelos de simulación de sistemas complejos, en los cuales se utilizan metodologías de análisis de sistemas y simulación para identificar, cuantificar e interrelacionar los ICAs bajo un contexto de sistemas dinámicos, el cual provee explícitos vínculos entre causas y efectos (integración vertical) e identifica vínculos transversales a través de diferentes temas ambientales (integración horizontal).

Para ninguna de estas cuatro aproximaciones resultan extrañas las variables energéticas, que relacionan en forma de indicadores los conceptos de trabajo o energía. Tal hecho, nos lleva a escudriñar, desde el objeto y método de estudio de la Energética, ¿cuál de estos métodos poseen una aproximación, donde halle preponderancia el tipo de acercamiento propiamente energético? Para ello partiremos de la definición

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de Energética acuñada por (Alexandrovski et al. 1988): “La energética, en sentido amplio, estudia al conjunto de los sistemas naturales, artificiales y sociales, destinados a la obtención, transformación, distribución y utilización de los recursos energéticos. Los Recursos energéticos son todas las fuentes naturales de energía, las cuales pueden ser convertidas en energía útil de diferentes tipos”. El estudio de tipo energético es desarrollado mediante el escrutinio de todos los tipos de transformación de energía desde las fuentes de los recursos naturales energéticos hasta los usuarios de la energía. Tal acercamiento conlleva a la determinación de una cadena energética, desde las transformaciones de sus fuentes a las transformaciones ocurridas durante el uso energético, contando con los elementos de gestión y económicos de tales transformaciones.

Este tipo de procedimiento energético es explicito en los métodos Exérgico y Emergético de determinación de los ICAs; lo que no se constituye en óbice para que desde la aplicación de la teoría general de sistemas no pueda ser modelado y simulado un proceso energético para el mismo propósito. Por oposición, las indagaciones por transformaciones energéticas, no resultan ser siempre evidentes a partir del método de stress-respuesta, que se construya con ayuda de modelos de regresión, aunque ello no quiere decir que la respuesta al stress originado por una variable energética no pueda ser indagada.

En razón a que los conceptos de exergia y de emergía son derivados del trabajo y la energía respectivamente, y son utilizados como medida única integral para establecer los ICAs; además, ellos son la base de los métodos que describen las transformaciones energéticas, que nos pueden conducir a dilucidar el componente energético de los programas de ingeniería Ambiental, los detallaremos con mayor amplitud a continuación.

EXERGIA

La exergia, término introducido por Rant en 1956, es la porción de energía que puede ser transformada en trabajo mecánico (la parte restante, sin utilidad práctica, recibe el nombre de anergia).

La Exergia es la máxima cantidad de trabajo que se puede obtener del desequilibrio entre un sistema y su entorno. Si en el proceso de alcance del equilibrio se utiliza un dispositivo que funcione con fricción y disipación, entonces no se realiza en trabajo, toda la exergia disponible; sino, solamente una parte; el resto se desperdicia, y se consigna como desperdicio de recursos. Pero si los dispositivos operan sin fricción y sin disipación; es decir, reversiblemente, entonces, a partir del desequilibrio del sistema con el medio ambiente, se puede obtener el trabajo máximo o toda la exergia presente en el sistema y su entorno. Así entonces, la exergia está definida por una función de estado (aunque no es un parámetro de estado).

A partir de esta definición, la energía puede considerarse constituida por dos partes, una de ellas “útil”, llamada exergia, y otra “inútil” -o pérdida-, denominada anergia.

ENERGÍA = EXERGIA + ANERGIA

Para la Ingeniería ambiental este concepto cobra una enorme importancia, de un lado, porque la exergia, siendo la medida cuantitativa de la máxima cantidad de trabajo que puede obtenerse de un desequilibrio entre un sistema físico y el ambiente (o entorno) que lo rodea, determina cuantitativamente el valor termodinámico de cualquier recurso; y, por otro lado, la exergia permite analizar rigurosamente el desperdicio de los recursos en las actividades de una sociedad, estableciendo pautas cuantitativas para su ahorro y uso eficiente.

A diferencia de la energía, la exergia es susceptible de crearse y destruirse. La creación de exergia se realiza destruyendo la exergia existente en otras partes; por ejemplo, como cuando se lleva a efecto la elevación de agua (creación de exergia) mediante una bomba accionada por un motor eléctrico, que al mismo tiempo adquiere la energía eléctrica de la quema (destrucción) de la exergia química de los combustibles, en una termoeléctrica). Por lo tanto, de la forma mecánica o termodinámica que se realice la creación de exergia, dependerá un mayor o un menor gasto de exergia de la fuente.

Una manera de medir la utilización adecuada de los recursos exérgicos es mediante la eficiencia exérgica, que no es más que el cociente de la exergia mínima requerida y la exergia consumida en la tarea (su valor máximo es uno). Esta razón es cualitativamente distinta de la eficiencia energética tradicional, la cual es el cociente de la relación entre la energía de salida (útil) y la energía de entrada a un determinado dispositivo.

LA ECONOMÍA ECOLÓGICA Y LA ECOLOGÍA INDUSTRIAL

Aunque la exergia apareció como un concepto termodinámico, su aplicación conceptual ha trascendido a otras esferas ingenieriles y económicas de reciente aparición y de actual y profusa investigación y discusión, convirtiéndose en un método en si mismo. Este método ha originado un programa de investigación autoreferente con diferentes énfasis y ramas. Así, en Europa los fundadores de la Economía Ecológica ya fallecidos, Kenneth Boulding, Nicholas Georgescu-Roegen, insistieron en que la economía debía verse como un sistema abierto a la entrada de materiales y energía y a la salida de residuos. También, en el INSEAD, cerca de París, ha trabajado desde hace años el fundador de la Ecología Industrial y pionero de la Economía Ecológica, Robert Ayres, quien en 1989 empezó a usar la expresión «metabolismo industrial» y que en 1969 fué coautor de un famoso artículo sobre externalidades

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(Ayres and Knesee 1969). Robert Ayres ha dirigido la redacción del Handbook of Industrial Ecology, publicado por la editorial Edward Elgar, la cual se constituye en la obra de referencia en este campo.

Los autores que escriben sobre el metabolismo industrial ven la economía en términos de flujos de energía y materiales. Junto con los economistas ecológicos, consideran a la economía un subsistema de un sistema físico mayor. Ellos adelantan una profusa discusión con los seguidores del paradigma económico neoclásico como es apreciable en los trabajos (Ayres and Warr 2003;Ayres 1998). Sin embargo, más allá de la controversia científico-económica el método exérgico goza de innegable aceptación práctica a la hora de consolidar un indicador de Calidad Ambiental en diferentes sectores industriales (Hotz et al. 2006;Ji and Chen 2006;Maruoka and Akiyama 2006;Mountouris et al. 2006;Sala et al. 2006;Seager and Theis 2004;Wang et al. 2005). El método exérgico también tiene presencia en trabajos investigativos de sectores completos o de la economía en su conjunto como los reportados en (Castillo and Mora 2000;Chen and Chen ;Dewulf and Van Langenhove 2005;Dincer 2002;Ji and Chen 2006;Utlu et al. 2006;Utlu and Hepbasli 2006).

EMERGÍA

La emergía puede ser definida como “la energía disponible, de una cierta forma, que fue usada, tanto directa como, indirectamente en el proceso de elaboración de un producto o servicio” (Odum 1996). La exergia y la emergía tienen una relación; que ha motivado el que algunos autores llamen a la emergía como la “exergia incorporada”. Para comprender la emergía definiremos a la potencia exérgica como la tasa de cambio de Exergia en el tiempo, así:

Este es un equivalente del concepto físico de potencia para la Exergia. La Emergía se define entonces como la integral de la potencia exérgica en el tiempo, de la siguiente manera:

En virtud, a que la emergía es una función dinámica (que depende del tiempo), le es asignado el papel de “memoria energética”, y se afirma que el análisis emergético provee una “huella ecológica”, la cual implica que las propiedades de los materiales físico-biológico-químicos pueden ser incluidas en el dominio del esquema de la emergía (Para un ejemplo de aplicación del concepto de la “huella ecológica” a la sociedad

china ver (Chen and Chen )). Uno de los coautores del concepto de emergía se refiere a esta propiedad de la siguiente manera:“Ahora describo ‘emergía’ como significando ‘memoria energética’, es decir, una medida de la cantidad de una forma de energía original [fJ] que ha sido totalmente usada o transformada en una nueva forma de energía. La forma original ha desaparecido, y se ha convertido sólo en una memoria, una memoria almacenada en las propiedades emergentes y la transformidad.” ((Scienceman 1997), p. 210).

Aquí aparece un nuevo concepto, acuñado en 1987, el cual intenta cuantificar la calidad, al que han denominado “transformidad”, el cual representa a la emergía de un tipo requerida para producir una unidad de energía de otro tipo. La transformidad es utilizada para cuantificar la “posición jerárquica” de los recursos energéticos. Los diferentes tipos de energía que existen en la Tierra están jerárquicamente organizados a partir de la cantidad en julios de energía de un tipo que se requieren para generar energía de otro tipo2. Para evaluar todos los flujos y almacenamientos sobre una referencia común, se usa a la emergía solar, que se define de la siguiente forma:

La emergía solar es la energía solar consumida, directa o indirectamente, para hacer un producto o realizar un servicio. Su unidad es el emjulio solar. (“solar emjoule” o sej, en inglés). Por ejemplo, hacen falta 3 emjulios (sej) de carbón y 1 sej de servicios (trabajo, por ejemplo) para producir 1 J de electricidad, la transformidad de la electricidad será 4 sej/J

Para comprender el impacto de estos planteamientos conceptuales escrutemos su aplicación en el cálculo de emergía de algunos almacenamientos globales, publicados en (Jansson et al. 1994), cuyo valor macroeconómico puede ser cuantificado por el método emergético. Las consideraciones para dicho cálculo son las siguientes:

• Para construir y mantener almacenados los recursos disponibles, es necesario realizar un trabajo que requiere energía y exige una transformación. El trabajo se mide por la energía que se debe consumir en él, pero la energía de un tipo no puede considerarse equivalente a la energía de otro tipo. Por ejemplo, un julio de energía solar tiene menor capacidad de realizar un trabajo que un julio de energía contenida en el carbón, puesto que la energía del carbón se encuentra más concentrada que la energía solar. La relación

2 La jerarquización de los tipos de energía no se circunscribe solamente a la tierra, (Brown et al. 2004) propone extenderla a todo el Universo.

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entre la energía solar y la energía del carbón se puede calcular determinando el número de julios de energía solar que se requieren para producir un julio de energía de carbón.

• Aunque la energía se conserva según la primera ley de la termodinámica; según la segunda ley, la capacidad de la energía para realizar un trabajo se agota y no puede ser reutilizada. Por definición, la emergía solar solo se conserva

en una cadena de transformaciones hasta que la capacidad de realizar trabajo de la energía final restante es agotada (generalmente en realimentaciones interactivas).

• La transformidad solar se define de la siguiente manera: “La transformidad solar es la emergía solar que se requiere para realizar un julio de un producto o un servicio. Su unidad es el emjulio solar por julio”

EMERGÍA DE ALGUNOS ALMACENAMIENTOS GLOBALES(CAPITAL NATURAL)* POSIBLES ÓRDENES DE MAGNITUD

ELEMENTOS TIEMPO DE EMERGÍA VALOR REPOSICIÓN ALMACENADA MACROECONÓMICO EN AÑOS EN SEJ (En Em$ de 1992)

Infraestructura mundial** 100 9,44*1026 6,3*1014

Aguas dulces 200 1,89*1027 1,26*1015

Ecosistemas terrestres 500 4,7*1027 3,1*1015

Información cultural y tecnológica 104 9,44*1028 6,3*1016

Atmósfera 106 9,44*1030 6,3*1018

Océanos 2*107 1,89*1032 1,25*1020

Continentes 109 9,44*1033 6,3*1021

Información genética de las especies 3*109 2,8*1034 1,86*1022

* Producto del flujo anual solar 9,44*1024 sej/año y el orden de magnitud de los tiempos de reposición en la columna 2.**Autopistas, puentes, oleoductos, etc.

La información adaptable (por ejemplo, la información genética) representa existencias de alto orden biológico, dadas con cada degradación de la energía a lo largo de grandes períodos de tiempo. De hecho, en la teoría del valor de la emergía de H.T. Odum, la información genética viene a ser, por mucho, la que posee mayor cantidad de emergía, en órdenes de magnitud por encima de la infraestructura económica humana [La emergía es la cantidad de energía de fotosíntesis que se dedica a producir una estructura cultural biológica].

El método emergético ha hallado gran aceptación para tratar los problemas ecológicos referidos a organismos biológicos y a la producción agrícola como se observa en (Chen et al. 2006;Cuadra and Rydberg 2006;Martin et al. 2006;Rydberg and Haden ) y (Jorgensen et al. 2004;Jorgensen and Fath 2006;Jorgensen et al. 2000). En particular la producción de biocombustibles en (Bastianoni and Marchettini 1996;Ulgiati 2001) es evaluada a través del método emergético. La producción industrial también ha sido objeto del método emergético como se aprecia en (Bastianoni and Marchettini 2000;Brown and Ulgiati 2002;Ulgiati and Brown 2002;Wang

et al. 2006;Yang et al. 2003). Los ecosistemas urbanos son evaluados en (Huang 1998;Huang and Hsu 2003;Marchettini et al. ;Meillaud et al. 2005;Siracusa and La Rosa ).

LA INGENIERÍA ECOLÓGICA

Los bioeconomistas entienden los procesos económicos desde el punto de vista de los principios de la termodinámica, e insisten en que estos principios son aplicables tanto a los sistemas naturales como a los sistemas adaptados o transformados por el hombre. La segunda ley de la termodinámica resalta un aspecto clave en todos los procesos productivos: la actividad económica, entendida para satisfacer las necesidades humanas, se mueve contra la tendencia general del universo de dirigirse a un estado de mayor desorden o de mayor entropía. El trabajo humano se mueve contra esta tendencia, al incrementar el desorden del mundo físico. Pone en marcha la energía que duerme en la Naturaleza, convierte la energía “salvaje” en energía útil, “domesticada”. Pero para hacer que esta energía esté disponible, debe gastar una cierta cantidad de energía humana, tanto en forma de energía almacenada en máquinas como en forma de esfuerzo humano.

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Por definición, el incremento promedio de la entropía asociado a cualquier proceso de producción es siempre mayor que la disminución local de la entropía que corresponde a este proceso. La actividad económica, por tanto, no escapa a las leyes de la física: el estado de organización de la economía sólo se incrementa en tanto en cuanto, el estado del universo en su conjunto decrezca. Georgescu-Roegen observa que “con la perspectiva de la entropía, con cada acción de un ser humano u organismo, e incluso con cada proceso de la Naturaleza, solamente se puede conducir a un déficit del sistema en su conjunto…….la entropía del ambiente se incrementa, no solo, con cada litro de gasolina en el depósito de su coche, sino que una parte sustancial de la energía libre que contiene la gasolina, en vez de mover su coche, se reflejará en un mayor aumento de la entropía…Cuando producimos una lámina de cobre partiendo del mineral, reducimos la entropía del mineral, pero solo al precio de un mayor incremento de la entropía en el resto del universo”. Los seres vivos están también sujetos a esta ley. Cada organismo vivo, incluyendo los seres humanos, lucha por mantener su propia entropía a un nivel constante, a base de sacar energía de baja entropía de su ambiente, especialmente en forma de alimento. Según Georgescu-Roegen “en términos de entropía, el coste de cualquier empresa económica o biológica es siempre mayor que el producto que obtiene, de forma que las actividades necesarias para llevarla a cabo reflejan necesariamente este déficit termodinámico”.

Así pues, desde la economía ecológica, es muy difícil de entender los modelos de producción neoclásicos actuales en razón a que a) a menudo no incluyen en absoluto los recursos, representando la producción como una función exclusiva del trabajo y del capital; b) si incluyen los recursos, suponen que “el capital es un sustituto casi perfecto de la tierra y otros recursos naturales” y c) son incapaces de reconocer a algún aspecto físico que pueda limitar esto; es decir, no desechan casos en los que a partir de la producción se constituya una masa mayor que la suma de las masas de todos los insumos, lo que sería una violación de la primera ley de la termodinámica. Aunque en este aspecto ya se han hecho esfuerzos para limitar la sustitución mediante una restricción del equilibrio de la masa en las funciones productivas. Sin embargo, a las violaciones de la segunda ley de la termodinámica, aún no se le interponen correcciones.

Georgescu-Roegen argumenta que “todos los recursos, y por supuesto, todos los objetos de valor, se caracterizan por una baja entropía; pero no todos los objetos que poseen baja entropía tienen valor económico. El valor no se puede explicar sólo en términos físicos, pero tampoco se puede explicar sólo en términos físicos de utilidad sin referencia alguna a la entropía, como los economistas neoclásicos pretenden”.

A partir del método emergético se ha creado una escuela de aplicación llamada la Ingeniería Ecológica. En (Odum

and Odum 2003) se plantea que “la ingeniería ecológica fue definida como la práctica de ajustar la economía de la sociedad al ambiente, ensamblando simbióticamente el diseño tecnológico con el auto-diseño ecológico. El campo de los sistemas de la ingeniería ecológica incluye a los ecosistemas auto-organizados ensamblados con la tecnología, mientras que los diseños de la ingeniería ambienta l se paran normalmente en el extremo del conducto…… El concepto de la jerarquía de la energía proporciona los principios para la organización espacial y temporal que pueden ser sostenidos por el planeamiento.” Este planteamiento integral de economía e ingeniería con fines ecológicos no siempre es aceptado, sobre todo cuando se concibe que en la asignación de valor existe cierto aspecto de conocimiento distribuido por parte de los individuos de una sociedad, que difiere de tasaciones determinadas centralizadamente, aunque ellas sean efectuadas con los más elegantes argumentos científicos.

LAS SUBASTAS AMBIENTALES

Los países que ratificaron el convenio de Kyoto aceptaron internalizar en sus economías las emisiones que producen el cambio climático. Este hecho lo cual se constituye, en si mismo, en un reconocimiento de los planteamientos de la economía ecológica; sin embargo, el mecanismo de asignación de los derechos de emisión fue organizado por medio de subastas. Estas subastas, para el caso del CO2 representan el 10% de los derechos de emisión hasta el 2007 dentro de la Unión Europea. Se espera que se desarrolle una base empírica y experimental para seguir profundizando su utilización. Esto quiere decir que el mecanismo para asignación de valor de los derechos de emisión es descentralizado; es decir, atiende a la tasación individual que hagan, de tales derechos, compradores y vendedores dentro de una subasta electrónica. La organización Internacional GREENPEACE en relación con el mecanismo de asignación y “Basándose en los argumentos derivados de la teoría económica y en evidencias empíricas,.. recomienda para el futuro diseño de los Planes Nacionales de Asignación bajo el Programa de Comercio de Emisiones de la Unión Europea”, lo siguiente:

• A largo plazo todos los derechos deben ser subastados.• Para el periodo de comercio de 2008-2012 los Estados

Miembros deben establecer la máxima cuota de asignaciones a subastar contemplada en la Directiva Europea de Comercio de Emisiones, es decir, al 10% de la cuota total.

• La subasta de las asignaciones reduciría los beneficios extraordinarios (windfall profits) y tendría los mismos efectos en los precios de producción que la asignación gratuita.” (Greenpeace 2006)

Este tipo de subasta electrónica es objeto de estudio de la economía experimental, la cual une la simulación de las

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circunstancias tecnológicas y económicas en un ambiente de decisiones humanas objeto de de experimentación. Así, en (Hizen and Saijo 2001) se desarrollan experimentos conducentes a desarrollar los mecanismos de transacción propios del protocolo de Kyoto. Ejemplos similares en otros ámbitos se encuentran en (Burtraw et al. 2002;Cason et al. 2003;Klaassen et al. 2005;Ledyard and Szakaly-Moore 1994;Svendsen and Christensen 1999).

En el caso de la Unión Europea se percibe un acercamiento pragmático con algún grado de eclecticismo al aceptar, simultáneamente, la internalización de los costos del cambio climático en su economía y a la vez disponer de mecanismos descentralizados para valorar los derechos de emisión a través de subastas electrónicas ambientales. Estas subastas pueden ser extendidas a todas las partes signatarias del protocolo de Kyoto. Ala vez, esto representa una oportunidad importante para Colombia como potencia de recursos renovables de energía y país signatario de dicho protocolo.

CONCLUSIONES

• Los métodos exérgico y emergético poseen un acercamiento de tipo energético al desarrollar indicadores de Calidad ambiental a través del estudio de las transformaciones energéticas, sustentadas en las leyes de la termodinámica.

• El desarrollo y la aplicación de estos métodos han generado sendos programas de investigación a nivel internacional, los cuales proponen un marco de aplicación práctica en la resolución de problemas ambientales, desarrollando escuelas como son: la Ecología Industrial, la Ingeniería Ecológica y la Economía Ecológica.

• El desarrollo pragmático de las aplicaciones de las ciencias ambientales, requiere de una combinación un tanto ecléctica de las escuelas de aplicación, incluyendo a la economía neoclásica y a la teoría de subastas.

• Aunque, es claro que el componente energético de cualquier programa de estudios de Ingeniería Ambiental debe estar difundido a lo largo de todo el currículo, se puede afirmar que dentro de los estudios profesionales, de profundización y a nivel posgradual, no pueden faltar componentes microcurriculares que desarrollen las competencias particulares de las escuelas de la Ecología Industrial, de la Ingeniería Ecológica y de la Economía Ecológica. y complementadas con las Subastas Ambientales.

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Educación

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EL DISEÑO INDUSTRIAL ES UN ESPACIO BÁSICO HUMANO: LA INDUSTRIA ALIMENTARIA1

ALEJANDRO OTALORA CASTILLO*HOLBY JOSÉ MUÑOZ JURADO**

JUAN DANIEL CUBIDEZ MENDOZA***

En la cotidianidad nos vemos en la necesidad de brindar el alimento como muestra de cortesía, testimonio de gratitud, de hospitalidad, señal de regocijo por la llegada de otro para compartir la mesa del que la sirve y también es, acción de gracias, es gozo, y plenitud.

“El hombre como todo los demás seres vivos, esta obligado a alimentarse para subsistir, varias veces al día él toma la comida, ya sea en la intimidad familiar o en banquetes oficiales, para alimentar su cuerpo y su alma, haciendo de su mesa una comunidad de existencia” y es así, como el hombre desde tiempos remotos tomó su alimento de la naturaleza, en un principio lo consumió natural para supervivencia, luego, cuando descubrió el fuego, emprendió él camino de la transformación para dar respuesta a sus necesidades y evoluciones, combinó y cocino unos y otros para que su alimentación estuviese balanceada como respuesta a las exigencias de su funcionamiento biológico, al tiempo buscar satisfacer sus sentidos, a través de la estética en cuanto a la forma, el color, el sabor, el olor y el gusto, para mas tarde empezar a desarrollar la actividad culinaria y convertirla en un oficio capaz de proporcionarle al hombre beneficios tanto fisiológicos como psicológicos y entonces disciplinas como la nutrición, la biología, la medicina, la ingeniería y otras tantas cosas en el desarrollo de la actividad misma.

Hoy en día el mundo es cada vez más complejo y que se vive el día a día apresuradamente y que se minimizan los espacios tuvieron cavidad de comunión entorno a la mesa, pues, el tiempo de laborar así lo exige, pero que igualmente, sigue siendo necesario alimentarse, sin sacrificar la calidad. Proporcional al hombre felicidad y a la comunidad oportunidad de identificarse como grupo, por eso y para ello, hay que dar reconocimiento e implementar las competencias de disciplina como el diseño industrial, responsable, del bienestar común a través de respuestas objetuales con función y estético, tanto para la satisfacción del individuo, como de la comunidad a la que pertenece.

Porque para hablar de diseño industrial hoy es hablar de la vida; hablar del futuro; hablar del confort; hablar del mundo de los objetos (cultura material) en función nuestra y para nuestro beneficio. Sí, el diseño, específicamente el industrial, es la respuesta del mundo contemporáneo a las nuevas relaciones existentes de los diversos grupos o colectivos dentro del marco de la cultura material de los pueblos. Por lo tanto los diseñadores industriales son quienes determinan, con sus proyectos, nuestra vida diaria, hacen de los objetos extensiones de nuestro cuerpo; suplen, modifican e implementan nuestras habilidades de acuerdo a nuestras necesidades y recrean constantemente la cultura material de acuerdo al contexto geográfico, climático y socio - cultural en el que nos desenvolvemos.

El diseño industrial, desde su capacidad expresiva y funcional, se ocupa de proyectar objetos susceptibles de fabricación, a través de proyectos industriales. Esto ha hecho que en las últimas décadas los diseñadores industriales, han trabajado a la par con otros especialistas para desarrollar innovadores y diversos productos, teniendo como principal responsabilidad la configuración de productos de consumo susceptible de producción industrial.Sin embargo aún existen campos, impermeables a su quehacer, campos que por su falta de conocimiento no lo han contemplado como socio de desarrollo. Es el caso del alimento, cómo seguir ciegos ante la necesidad inminente de insertar las metodologías del diseño industrial en la configuración e industrialización de los alimentos, en el desarrollo de ellos y en el manejo en sí, de todos los factores que intervienen en esta industria, desde su concepción hasta su consumo; desde la maquinaría para su

Reseñas

1 http://www.palermo.edu.ar/facultades_escuelas/dyc/publicaciones/actas/pdf/actas.completo.pdf

* Profesor programa de Diseño Industrial, Universidad Autónoma de Colombia, correo: [email protected].

** Profesor programa de Diseño Industrial, Universidad Autónoma de Colombia, correo:

*** Profesor programa de Diseño Industrial, Universidad Autónoma de Colombia, correo.

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fabricación hasta los accesorios y los utensilios que para ello se requieren y todos aquellos objetos que hacen parte de esta industria directa e indirectamente.

Es claro por lo tanto que el diseño industrial puede desempeñar un gran papel en asocio con el ingeniero de alimentos, el químico, el médico, el nutricionista y el publicista, en dicha industria, susceptible de desarrollo.

La industria del alimento y el diseño industrial deben por lo tanto caminar en una misma dirección con el fin de satisfacer las necesidades del mercado del alimento industrializado, aunque ya participa de una manera indirecta, aún no es evítente para los industriales.

El trabajo interdisciplinario en ésta fácilmente nos llevaría a alimentar a la gente del mundo de manera nutritiva, al costo mínimo, con presentaciones que a los sentidos los seduzcan y como producto listo para consumir, donde los procesos de interacción usuaria- producto sean mínimos, que el objeto - alimento sea un producto autosuficiente en su uso, un producto alimenticio con valores nutricionales direcionados, pero que a la vez su color y el golpe de olor no pierdan esa sensación “de la olla a su plato, de la comida hecha en casa y por mamá”, para que al llegar a las manos del consumidor tenga verdadero carácter de autosuficiencia.

Es decir un dispositivo de autocalentamiento, que además incluya cubiertos, que su empaques sea biodegradable y que además permita socializar en un mundo donde la premura del tiempo no deja espacio para los ritos, tradicionales de compartir la mesa, por eso ya se presume la importancia que lleva insertar el quehacer del diseño industrial en el desarrollo de la industria de los alimentos.

Entendido que el diseño es un proceso de determinación de la forma de los objetos de uso para ser producidos, industrialmente es el medio de configuración de nuevos productos, esta es la razón que existan elementos asociados a la dimensión cultural que nos permitan dicha configuración. En esencia, el diseño busca convertirse en el medidor entre la cultura y el colectivo, para generar su identidad y su manera de expresión y la representación de los imaginarios que lo constituyen.

Así que, con base en esto se hace urgente e importante tomar acciones que permitan que la situación de un giro para que nuestra cultura material, de la cual el objeto - alimento hace parte, nos beneficie e identifique con el mundo.

El concepto objeto - a limento, posee características correspondiente a principios de funciones activas, e incluso a las sensible o sea el para que es hecho. Dentro de las funciones activas hay que destacar la del mordisco, ya que el gesto del mordisco es muy importante, puesto que: “La

comida se usa para comer “por que el ser humano cotidiano come como un acto netamente de satisfacción, degusta lo que come encontrando su verdadera razón de comer en el gesto mordisco, cuando el ser humano come, lo hace por el placer puro del bolo alimenticio en su boca, masticar es uno de los indicativos del placer de comer, en donde entra a hacer parte de ello características tan importantes como la dosificación; el control de este factor, para que el estimulo adquiera nuevas y mas variadas perspectivas de placer, es posible visto desde el diseño del objeto - alimento con la intervención del diseño industrial, el cual por su metodología, establece como necesario contemplar dicha situación, lo que hasta el momento se ha obviado, como es el caso de la comida diseñada para los astronautas, pues su configuración de presentación no les gusta, por que son tubos, astillas, jugos pulverizados tipos “herbalife” con altísima concentración proteica de fácil ingesta, debido a los inconvenientes de espacio, lo que demuestra que el alimento puro puede verse deformado en su concepto natural. Pero para llegar a este punto el hombre ha tenido que atravesar, no sólo el tiempo sino también las conceptualizaciones culturales, para que dentro del nuevo imaginario colectivo, que cada vez se renueva y con cada generación se amplia, se involucra las competencias de la disciplina del diseño industrial y se comprenda por parte de la industria este hecho, sin embargo, se considera importante revisar el trasegar del hombre en relación a su conducta alimentaria, igual que lo hicimos con relación al objeto para poder comprender desde la perspectiva precisa de la intervención inmediata de dicha disciplina en la industria del alimento.

Elementos a tener en cuenta para el diseño de productos alimenticios de carácter industrial

1. Necesidad: Contenido nutricionalOcasión de uso2. Construcción del sabor3. Uso: Ingesta4. Aspectos preceptúales: Sápidos, Olfativos, Visuales,Sonoros, Táctiles: Temperatura, Textura5. Aspectos corporativos6. Presentación de mercado: Empaque, Distribución,Exhibición, Logística7. Aspectos Fisiológicos8. Ciclo de vidaNotas1. Vocabulario de la teología bíblica.Grupo de investigación Ingesta.

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LECTURA SEMIO-ESTÉTICA DE PRODUCTOGERMAN CHATUM SÁNCHEZ*

JAIRO LEAL PALACIO**

El grupo de investigación Theratos de la Universidad Autónoma de Colombia en la carrera de Diseño Industrial está realizando una investigación en la línea de profundización en desarrollo de Producto titulada “Lectura Semio-estética de producto” la cual se establece desde el área de teórica y de concepto.

Nuestro marco teórico se construye desde la disgregación de las nociones fundadoras de los dos grandes ejes que soportan la investigación, la estética y la semiótica, acudiendo a sus figuras instauradas como punto neurálgico de entendimiento. De esta manera el proceso se concentra en la de construcción conceptual retornando los elementos primigenios que ejercen influencia y caracterizan contundentemente dichas disciplinas, para así establecer procesos nodales que verifiquen su validez, esto nos centrara en la ruta de ubicación del producto como una resultante vectorial de las fuerzas de la estética y la semiológica, disgregando en su conjunto los genes participativos de su creación.

Desde la semiótica se toma como referencia a “Luri Mikhailovich Lotman” y su teoría de la semioesferas para entender el fenómeno semio-estético, ya que desde esta teoría se establecen caracteres delimitados de estudio, que presentan homogeneidad e individualidad semiótica (análogo a la teoría de campos) pero que a su vez se puedan realizar contactos con espacios no semióticos y así determinar una semiotización que atrae dichos fenómenos al campo de las semioesferas, esto permite generar una cohesión a la noción de producto que en todos sus matices presenta irregularidad semiótica, y permite desarrollar equivalencias estructurales que construyan relaciones de núcleo y periferia vinculados por elementos ajenos que a su vez son catalizadores, derivando en isomorfismos semánticos en la lectura del producto. Finalmente nos sumimos en los postulados de “Gerad Genette” acerca de la transtextualidad y su aplicación en la legibilidad del producto como un texto y su interrelación con otros textos artefactuales e ideológicos.

Desde la estética se promulgan sus constantes fundadoras hacia la intervención fundamental, evidenciándola como una ciencia que estudia e investiga el origen sistemático del sentimiento puro y sus manifestaciones desde el acto creativo retornando así a “Kant” en su critica del juicio. Es fundamental generar

un recorrido por las nociones de era, tiempo, periodo o etapas; donde el repensar la estética es una constante que involucra todo concepto social, y así derivar en su objeto principal, como lo es la reflexión sobre los problemas del ser, sentir el estar y el hacer como preludios del pertenecer, siendo estos los canales de instauración del hombre en su escenario. Dentro de este proceso de construir hacia sus raíces, los conceptos de valor, juicio y categoría y sus nociones en el tiempo, nos permitirá establecer sus afectaciones a la construcción de cultura y su influencia en la percepción de la misma en el espacio tiempo. A su vez desde “Carrit” entablaremos un diálogo a las posibilidades de la estética, como la negación al aumento del goce perceptivo o la imposibilidad de fecundar procesos creativos en una primera instancia de percepción desde el sujeto en la lectura del producto. De esta manera discutiremos sus no alcances desde preceptos que nos evidenciaran los limites de estos escenarios y nos funda e introduce de manera contundente en la visión de experiencia estética como el mas alto grado de afectación posible del ser, para establecerlas como axis y resultado de percepciones sensibles (actos, objetos o comportamientos) todos ellos poseedores de significados que se entretejen en pensamientos lisos que inoculan en el ser simulacros de sensaciones evocadoras, y así derivar en posibles imágenes signo y símbolo, hechos comunicacionales que posiblemente parten de semioesferas y que poco a poco nos llevan a la construcción de un modelo hermenéutico de interpretación del mundo artefactuado desde el Diseño Industrial.

Reseñas

* Profesor programa de Diseño Industrial, Universidad Autónoma de Colombia.

** Profesor programa de Diseño Industrial, Universidad Autónoma de Colombia.

UN CAMBIO OBLIGATORIO EN LA MENTALIDAD DE LAS PYMES, MICRO, PEQUEÑAS Y MEDIANAS EMPRESAS EN COLOMBIA*

MAURICIO CUERVO ARCHILA1

ResumenEste documento presenta la definición de las pequeñas y medianas empresas, su situación actual en Colombia y su gran

participación de impacto en el PIB, captación de mercado internacional, integrador de personal desempleada entre otras; y muestra la paradoja de crecimiento económico sin fortalezas productivas, sin métodos científicos, sin una arquitectura organizacional definida.

Para dar solución a estos problemas constantes y generalizados se utilizan diferentes modelos de varios autores para integrar-los junto con tecnologías de información y planeación estratégica, y formular alternativas de mejoramiento que tendrán que venir acompañadas de decisiones gubernamentales que pongan en marcha estos procesos de forma rápida y efectiva teniendo en cuenta los cambios que se avecinan frente a los diferentes tratados de libre comercio que el país firmo y va a firmar, con el fin de fortalecer uno de nuestros mas grandes mercados y garantizar su continuidad.

AbstractThis document presents the definition of the small and medium companies, This current situation in Colombia and his

great impact participation in the PIB, reception of international market, integrative of personal unemployed and others; and it shows the paradox of economic growth without productive strengths, without scientific methods, without a defined organizational architecture.

To give solution to these constant and widespread problems different models of several authors they are used to integrate them together with technologies of information and strategic positions; and formulate alternative of optimization that they will have to come accompanied by government decisions that start these processes quickly and in a effective way, keeping in mind the changes that approach in front of the different treaties of free trade that the country signs and it will sign, with the purpose of strengthening one of our bigger markets and to guarantee this continuity.

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INTRODUCCIÓN

En el panorama actual de la industria Colombiana podemos observar sucesivos cambios en su estructura y funcionamiento, una de las múltiples causas se encuentra en los sucesivos cambios del mercado consecuencia de la globalización, aumento de demanda en diversos sectores de la economía, tratados de libre comercio que obliga a las organizaciones buscar una competitividad del mercado, aumento de organizaciones y empresas innovadoras que crean productos competentes o sustitutos, entre otras.

Uno de los grandes resultados es el aumento de medianas y pequeñas empresas que buscan una participación del mercado y que en países como México emplean al 78% de la población

y aportan el 68% del PIB del país2; para el caso Colombiano después de la crisis del 1999, las Pymes han proliferado llegando

Espacio Estudiantil

* Este articulo fue realizado con base en el ensayo del mismo nombre preparado en la asignatura “Gerencia de logística” al Ingeniero Andrés Velásquez, al cual agradezco su apoyo y revisión de este texto.

1 Estudiante de Ingeniería Industrial. Universidad Autónoma de Colombia. Presidente IIE (Institute of Industrial Engineer) 2005-2006. Capitulo Universidad Autónoma de Colombia.

2 www.sergioarboleda.edu.co/pymealavanguardiatecnologicaeninformacion.doc. Pymes y la vanguardia tecnológica en sistemas de información.

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a participar del 30.7% de las ventas en empresas solo en Bogotá en donde 34% de las Pymes se encuentra localizadas en Soacha, teniendo en cuenta que Cundinamarca y Bogota tiene el mayor número de empresas matriculadas en la cámara de comercio en el país con un 26.4% de participación en el mercado. De esta forma Bogotá, Cali, Medellín y Bucaramanga encierran el 75% de las Pymes en Colombia; el sector de de alimentos genera el 14% del empleo y el 30% de la producción bruta de las Pymes y el sector de confección el 5% de la producción bruta y el 13% del empleo.3

7626 microempresas realizan actividades de comercio exterior, siendo la de mayor relevancia, seguidas por las pequeñas empresas con 3018 empresas participantes4.

Sin embargo aunque notamos una gran importancia de estos sectores en el mercado el modelo de Gestión de operaciones para Pymes es distinto al de la gran empresa, ya que en muchos casos carece de recursos tecnológicos que le permitan una operación eficaz y eficiente, el lenguaje utilizado es distinto, la estructura de funcionamiento no esta definida, tienen una cultura cerrada al cambio, muchas Pymes en Colombia manejan una gerencia feudal, paternalista, centralizada, autárquica y producto de la experiencia, la mayoría empresas de carácter familiar manejan una estructura vertical similar a la de las fuerzas militares en donde la creatividad y el cambio entran muy lentamente.5

El crecimiento de las empresas con lleva a administrar científicamente, profesionalizar muchos de los cargos y formar estructuras que permitan especializar el trabajo y aumentar la eficiencia. Para lograr estos cambios es necesario cambiar la forma de pensar de la alta dirección de una empresa, hacerlos participes y actores primordiales del cambio.

Este artículo agrupa conocimientos de diferentes fuentes con el fin de crear un modelo de aprendizaje y aplicación que cambie la mentalidad de las Pymes; para posteriormente sugerir una estructura y organización que garantice su alta productividad, eficiencia, eficacia, competitividad y orden.

Con este objetivo haré una descripción de elementos a utilizar y definiciones básicas usadas en Pymes, con el objetivo de contrastarlas con el modelo de aprendizaje formulado por el profesor Roberto Zarama y Alfonso Reyes, para posteriormente analizar la situación de las empresas en Colombia, adaptándolas a modelos de gestión propuestos con sus correspondientes herramientas, y de esta forma llegar a conclusiones definidas.

MARCO CONCEPTUAL

Pyme: Según la ley 590 de 2000 expedida para promover su desarrollo “se entiende por micro, pequeña y mediana empresa, toda unidad de explotación económica, realizada por

personas naturales o jurídicas, en actividades empresariales, agropecuaria, industriales, comerciales o de servicios, rural o urbana.6 Igualmente la ley define 3 grandes categorías según el número de trabajadores y el tamaño de los activos que posea: la mediana va de 51 a 200 trabajadores y activos totales entre 5001 y 15000 salarios mensuales legales vigentes y la pequeña va de 11 a 50 trabajadores y tiene activos totales entre 501 y 5001 salarios mensuales vigentes.

Gestión: Acción de administrar, es decir, hacer diligencias conducentes al logro de un negocio; coloca al empresario frente a un estilo gerencial más dinámico, orientado a resultados.7

Aprendizaje : Es el proceso de determinar el saber e incorporarlo a la acción.8

Modelos: Son representaciones de una porción de la realidad, constituyen un instrumento de comunicación y análisis; ellos representan interrelaciones, la estructura y las funciones de un objeto de estudio.9

Planeación estratégica: Es una percepción de una organización o sistema a largo plazo o futuro, utilizando diferentes métodos científicos que garanticen en gran porcentaje el acierto de nuestra inferencia, con el objetivo de tomar decisiones acordes y encaminadas a nuestras metas

Pensamiento sistémico: Es una disciplina para ver totalidades o estructuras que subyacen a las situaciones complejas, para discernir cambios de alto y bajo apalancamiento10.

3 RUTH, Martha. VELASQUEZ, Andrés. Esquema de integración e instrumentación de estrategias de gestión logística para el contexto colombiano, cuaderno de investigación del sui no12.

4 http://camara.ccb.org.co/documentos/2006_2_24_12_42_13_tablero%20de20%indicadores.mht. Estadísticas Cámara de Comercio.

5 VELASQUEZ,Andrés. Fuerza aérea colombiana, El cuadro de mando integral, orientación para su aplicación en la institución,; revista EAN No.56.

6 PUYANA SILVA, Guillermo. Avance de la investigación: la Pyme y su situación en Colombia, jefe del departamento de investigación de la escuela de negocios y ciencias empresariales, universidad Sergio Arboleda.

7 VELASQUEZ, Andrés. Modelo de gestión de operaciones para Pymes innovadoras.

8 REYES, Alfonso. ZARAMA, Roberto. The process of embodying.

9 PUYANA SILVA, Guillermo. Avance de la investigación: la Pyme y su situación en Colombia, jefe del departamento de investigación de la escuela de negocios y ciencias empresariales, universidad Sergio Arboleda.

10 SENGE, La quinta disciplina.

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MODELO DE APRENDIZAJE

Uno de los grandes problemas que afronta la Pyme Colombiana es su estructura cerrada y sin una visión al cambio producto de una administración familiar desorganizada y con funcionamiento tradicional, en la cultura organizacional impera el individualismo, lo fácil, vivir el día a día, la resistencia al cambio y a la generación de nuevas ideas, falta de fi losofía organizacional, trabajo rutinario e insatisfacción laboral; si vemos este problema desde un punto de vista sistémico podríamos decir que no hay una conexión entre el objetivo y la forma y por lo tanto todas sus unidades si existen trabajan disgregadas, sin comunicación entre ellas, sin organización y sin objetivos; la primera pregunta que nos hacemos es ¿como romper esa visión cerrada de las Pymes?.

Una respuesta a este problema se propone en el articulo Th e process of Embodying, el cual es un modelo de aplicación para llegar al aprendizaje pero que podemos aplicar al problema de las Pymes.

Este modelo tiene como palabras claves, el conocer (Capacidad de resolver un problema), Saber (invención de distinciones o conceptos), Entendimiento (Capacidad de crear una relación entre las distinciones y la historia) y fi nalmente el aprendizaje (saber e incorporarlo a la acción)

Si aplicamos este modelo a la Pyme Colombiana, podríamos hablar en primera instancia de aprender a conocer mediante investigaciones básicas pero que se lleven a la aplicación mediante desarrollos experimentales que generen nuevos conocimientos de una disciplina, entendido disciplina como una rama de las ciencias, con el objetivo de generar modelos aplicables y que nos brinden un mejor desarrollo en el objetivo al que nos dedicamos.

Las preguntas importantes en una organización es como llegar a saber trabajar, como funciona nuestro sistema o que hay que hacer para mejorarlo, con el objetivo de aprender a laborar, para esto el artículo de Zarama y Reyes propone unos pasos que nos llevan al saber que son:

Declarar la ignorancia: Es necesario concientizar a la organización de que los modelos que llevan actualmente no son los mejores y hay que hacer un breakdown11, para poder utilizar la información actual y generar modelos apropiados.

Aceptar la ceguera cognitiva: Uno de los mayores obstáculos para una organización es no saber que es lo que no sabemos, a esto se le llama ceguera cognitiva, y es importante que una Pyme lo reconozca para poder identifi car el problema raíz.

Hacer distinciones: Otro problema común es que la terminología utilizada es confusa y en muchos casos se utilizan términos o matrices disciplinares que se comparten

en diferentes disciplinas y hacemos usos indebidos de estos que generan verdades erróneas.

Asimilar las distinciones: y fi nalmente crear distinciones, relacionarlas con la historia para generar modelos los cuales se deben integrar a la organización y adoptarlos como un dominio de acción.

Una organización aprende cuando las personas actuantes comparten su aprendizaje individual, crean mapas y modelos compartidos, este tipo de aprendizaje es un proceso cíclico. Koffman plantea un modelo que divide el aprendizaje organizacional en dos: uno conceptual y el otro operacional como se indica en la fi gura 1, el aprendizaje conceptual es el que permite a un individuo evaluar y diseñar; mientras el aprendizaje operacional permite a un individuo a implementar y observar.

Figura 112 Ciclo de aprendizaje individual OEDI

Este modelo nos permite visualizar uno de los grandes problemas de las Pymes Colombiana, el cual consiste en que conceptualmente se aprende pero el individuo no puede llevarlo a la acción

La generación de un pensamiento sistémico es necesario, la organización no es una entidad que funciona como partes divididas que realizan su función y entregan informes; la organización es la interrelación de todos sus actores en busca de un bien común como un sistema abierto que goza de:

11 Al to , Stop, que se hace cuando hay desconocimiento de algo.

12 VELASQUEZ, Andrés. Ingeniería de la organización y administración científi ca. Revista clepsidra, UAC.

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Totalidad, Dinamismo, Complejidad, Recursividad, Entropía, Entalpía y Homeostasis

SITUACIÓN COLOMBIANA

Colombia luego de la crisis de 1999 se vio obligada a generar y diseñar estrategias innovadoras que permitieran un aumento

sustancial de la producción industrial y es así como en la actualidad el 91% de las microempresas manufactureras del país participan en 30% del total de la producción, generan un poco más de 43% de empleo industrial, y realizan un poco mas del 20% de las exportaciones.

En la fi gura 2 podemos ver como la situación económica de la industria a aumentado desde el 2003 al 2005 representada por la línea de mayor ascendencia

Por otra parte los impedimentos para desarrollar actividades productivas han disminuido como observamos en la Figura 3 , cayendo del 60% para el año 2001 al 22.6% para el año 2005.

En el caso Colombiano la mayor parte de las empresas se encuentran ubicadas en Cundinamarca y Bogotá y es en estos lugares donde se ubican la mayor parte de las microempresas y Pymes (Tabla 1).

Bogota y Cundinamarca son los lugares que mas agremian empresas en el país, convirtiéndose en el 30,7% de las empresas inscritas dentro de la cámara de comercio. Las Pymes participan del mercado en un 23% con 4,7519,061 millones de pesos ( fi gura 4 )

Fuente: Encuesta de Opinión Empresarial de FedesarrolloCálculos: Dirección de Estudios e Investigaciones.Cámara de Comercio de BogotáFigura 213 Estadísticas Cámara de comercio

Número de empresas matriculadas en las cámaras de comercio de Colombia 2004

RegiónCundinamarca + BogotáBogotáCundinamarcaAntioquiaValle del CaucaSantanderAtlánticoTolimaOtros deptosTotal empresas país

Micro206.864175.057

31.80796.76173.83835.70332.65723.279

237.893707.295

Pequeña21.75220.860

8926.6545.5801.6214.770

5045.594

46.475

Mediana5.4255.229

1961.6611.221

2881.321

119699

10.734

Grande1.8861.820

6648440669

4372680

3.388

Total235.927202.966

32.961105.56081.04537.68139.48523.928

244.266767.892

Part. (%)30,7%26,4%

4,3%13,7%10,6%4,9%5,1%3,1%

31,8%100%

Fuente: Datos de Bogotá, Cámara de Comercio de Bogotá-2004, datos del país, Comfecámaras,2004Cálculos: Dirección de Estudios e Investigaciones CCB

Fuente: Encuesta de Opinión Empresarial de FedesarrolloCálculos: Dirección de Estudios e Investigaciones.Cámara de Comercio de BogotáFigura 3 Estadísticas Cámara de comercio14

133

15 http://camara.ccb.org.co/documentos/2006_2_24_12_42_13_tablero%20de20%indicadores.mht. Estadísticas Cámara de Comercio.

16 Departamento Nacional de planeación-Colciencias-Gobierno del Japon-Banco mundial-El futuro del sistema Colombiano de Innovación. Volumen II. Informes finales. Departamento Nacional de planeación 1998.

17RUTH, Martha. VELASQUEZ, Andrés. Esquema de integración e instrumentación de estrategias de gestión logística para el contexto colombiano, cuaderno de investigación del sui no12.

Figura4 Estadísticas Cámara de comercio15

Las microempresas son las que realizan los mayores movimientos con el exterior, donde 7626 empresas exportan o importan productos, mientras solo 496 grandes empresas Tabla 1 Estadísticas Cámara de comercioexportan o importan.

En gran medida la desmotivación por la depresión del mercado doméstico, la alta devaluación del peso Colombiano en el 2002, los acuerdos comerciales regionales fi rmados y por fi rmar, la desgravación arancelaria que contempla el ATPEA y los programas gubernamentales de promoción a las exportaciones ha hecho que numerosas Pymes se aventuren a llevar sus productos y servicios a los mercados internacionales de países vecinos, por esta razón se ha venido insistiendo en que la opción mas certera para que una Pyme se sostenga en el largo plazo es internacionalizarse.

Con base en los estudios del departamento nacional de planeación los problemas que afronta la Pyme Colombiana son: - Falta de cultura de desarrollo, conocimiento de las necesidades

tecnológicas en un mercado abierto y mejoramiento continúo de productos y procesos

- Ca rencia de conocimiento de l a s nece s idade s administrativas.

- Escasez crónica de fi nanciación a largo plazo y fl ujo de caja a corto plazo.

- Ausencia de capacidad para hacer frente al impacto de la globalización de la economía.

- Escaso conocimiento de las oportunidades que ofrece la globalización

- Ausencia de cualquier cultura de búsqueda de accesoria. - Falta de confi anza en los programas del gobierno.

- Carencia de la cultura de trabajo en equipo.16

- Además tienen una estructura patriarcal que limita la capacidad gerencial y delega funciones de planeación a los hijos o familiares que no tienen el conocimiento sufi ciente para tomar decisiones, son empresas que tienen una mentalidad cerrada y limitada a proyectos de corto plazo o día a día, acompañados por defi cientes canales de comunicación o de información y defi cientes gestiones de calidad si es que se aplica en las empresas

En las mayorías de las Pymes se presentan problemas de logística por la falta de información entre las partes del sistema, la Pyme no tiene un control de su producción y sus ventas por lo que el vendedor no actúa consecuentemente con la producción sino que en su afán de vender no tiene en cuenta lo que hay producido generando un caos en la organización, que termina en el incumplimiento o penalizaciones y défi cit que equivale a sumas de dinero restadas a la utilidad.

Esto nos obliga a empezar a ver las empresas como un sistema el cual cuenta de una entrada, un proceso y una salida que se relaciona entre si y dispone de una serie de herramientas logísticas que las optimiza y mide mediante diferentes indicadores para hacer de esta una mejora continua, sin olvidar la logística de retorno como fuente de retroalimentación esencial de comunicación con el cliente. El siguiente modelo clarifi ca la percepción de una empresa como sistema.

Figura 5 Organización como sistema17

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De esta forma el crecimiento de las Pymes contrastado con su deficiente gestión administrativa nos obliga a crear modelos aplicables para su optimización

GERENCIA Y ADMINISTRACIÓN EN LAS PYMES

El crecimiento de las empresas amerita que el empresario se dedique a garantizar la permanencia de la empresa en el mercado, planteando estrategias novedosas, estableciendo nuevas relaciones con distintos proveedores o distribuidores consiguiendo aliados, en otras palabras dedicarse mas a pensar y menos a trabajar.

Para esto es necesario la generación de modelos que nos permitan administrar y optimizar una empresa de una forma científica y encaminada al mejoramiento continuo.

El propósito de un modelo es:

• Administrar los procesos relacionados con el proceso de manufactura y la logística.

• Replanific ar con mayor rapidez la certeza• Facilitar el desarrollo integral del sistema de información• Plantear escenarios de simulación para mejoramiento• Prestar mejor servicio al cliente

Basándome en el modelo de gestión de operaciones para Pymes propuesto por el Ingeniero Andrés Velásquez, plantearé una solución táctica a la crisis de las Pymes.

En la generación de un modelo de operaciones es necesario iniciar formulando la estrategia corporativa la cual debe estar compuesta por la misión, visión, objetivos, principios, valores, etc; Los cuales deben ser medidos para comprobar su veracidad y correcta aplicación.

Posteriormente debemos generar un despliegue estratégico el cual podemos subdividir en los siguientes planes.

Una Pyme es un macro proceso en el cual interactúan sistemáticamente un sin número de procesos los cuales podemos agrupar en tres:

Producción, Distribución y ventas, este último de gran importancia ya que el funcionamiento de dichos sistemas se basan en la demanda aparente que presenten a un corto plazo.

Figura 6 División del despliegue estratégico

El objetivo es disminuir los riesgos y al mismo tiempo la incertidumbre, aprovechando los recursos y disminuyendo la improvisación.

Figura 7 Macro procesos18

Estos tres componentes hacen parte de las decisiones de planeación que puede tomar la gerencia frente a una acción a tomar. Es por esta razón que la planeación estratégica la podemos dividir en planeación de la producción, planeación de la distribución y planeación de las compras.

Dentro de una planeación estratégica (entendida como una visualización del futuro fundamentado en pronósticos y métodos científicas que pueden afirman su veracidad)19

podemos dividirla en planeación estratégica de producción, plan de mercadeo y ventas y plan estratégico de logística.

En primer lugar el modelo de gestión de mercadeo estará compuesto de el Plan estratégico de mercadeo y ventas estará compuesto de los planes comerciales o planes de ventas, los cuales son pronósticos de demanda que debemos atender con bastante exactitud puesto que su variabilidad es demasiado alta por ser el mercado día a día cambiante y parcialmente predecible.

En segundo lugar el modelo de gestión de producción buscara generar un plan estratégico de la producción compuesto por:

Plan maestro de producción: Basado en proyecciones de la demanda que representan la variedad, cantidad y plazos de productos que la empresa planea fabricar.



Planeación Estratégica

Planes de Acción

Planes de Control

Distribución

Dirección

Compras Producción

135

Calculo de capacidad: la cual es establecer la capacidad de operación y de gestión de un sistema productivo

Programación de la producción: Son las necesidades de materiales y recursos ref lejados en órdenes de compra y producción.

Ordenes de producción: Son instrucciones específicas para la fabricación de un producto determinado.20

En último lugar podemos encontrar el modelo de gestión logística la cual es un elemento importante para enfrenta la nueva economía; la logística es una disciplina que se ha convertido en una herramienta poderosa de ventas y aplicarla conlleva al aumento de la competitividad siendo un argumento de exactitud, velocidad y reducción de costos.

El enfoque estratégico de la logística estará compuesto de:

Un plan estratégico de logística: Es el conjunto de consideraciones y programas para alcanzar objetivos a largo plazo coherentes con la visión, misión de la empresa en cuanto a la localización de centros de distribución, tecnologías de comunicación, optimización de los recursos y demás acciones que garanticen en el largo plazo un sistema logístico competitivo.

Plan maestro de logística: Establece el itinerario, los recursos y las actividades que permiten alcanzar los objetivos de las distintas áreas de la compañía.

Una vez realizado la correcta y completa planeación que nos permita garantizar en un alto porcentaje la productividad, eficiencia, eficacia y durabilidad de la organización, pasamos a la acción o ejecución de los planes estratégicos y a la producción del producto o servicio el cual será regido mediante un sistema de control que utilizara índices como:

Indicadores de control., verificación, eficacia, eficiencia, gestión, calidad, financieros, de actividad entre otros.



Este modelo de gestión podría ser combinado o remplazado también por la utilización del Balanced Scord Card, el cual es un modelo de gestión que integra la perspectiva financiera, la perspectiva del cliente, la perspectiva de aprendizaje y crecimiento y la perspectiva del proceso interno; todo esto mediante la creación de mapas estratégicos con objetivos definidos, generando matrices de relación que nos son de gran ayuda a la hora de gerenciar nuestra organización.

Figura 8 Modelo de gestión y producción logística21

Con el objetivo de mirar el correcto funcionamiento de los planteamientos descritos en las estrategias o observar nuevas modificaciones en el ambiente que ameriten cambios en los planes en pro de la satisfacción del cliente.

El modelo descrito por el Ingeniero Andrés Velásquez se encuentra sintetizado en la Figura 8

Despliegue estratégico

Plan estratégico de mercadeo y ventas

Plan estratégico de logística

Plan estratégico de producción

Plan de ventas

Plan maestro de acción

Plan maestro de logística

Cálculo de la capacidad

Planeación de materiales

Inventarios de materia prima

ComprasPlan de compras

Programación de producción

Producción

Distribución

Inventarios de producto terminado

Sistema de control

Plan dedistribución

Estrategia Corporativa

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El BSC nos compromete a:

• Crear compromiso en la alta gerencia.• Generar diagnósticos internos y externos.• Generar estrategias.• Generar planes estratégicos.• Asignar recursos para su implementación.• Comprender la dimensión del aprendizaje.• Generar una cultura de medición• Identificar requerimientos y tecnologías necesarias.

HERRAMIENTAS

Existen un sin número de herramientas que nos ayudan en la formulación de estrategias, planes de acción y de control entre los que se encuentran:MRP, MRPII, ECR( Respuesta eficiente al consumidor), VMI (Administración de inventario por el vendedor), ERP (Planeación de requerimientos de un empresa), SCM (supply Chaín management), APS (Modelos de operaciones para cadenas de abastecimientos), CRM (Customer Relationship Manager), entre otras.

En las microempresas Colombianas encontramos una gran tendencia hacia la exportación así que el E-Commerce es una herramienta de gran importancia en este sector del mercado.De acuerdo con la CEPAL, en Latinoamérica el término comercio electrónico significa básicamente comercio al menudeo orientado a consumidores. A diferencia de Asia en la cual se ve como se incrementa un amplio numero de negocios que permiten la implementación de tecnologías de comunicaciones e información, incluyendo la intranet, exanet, EDI (Electronic Data Interchange), redes privadas, y aplicaciones de negocios en redes con multimedia.

De esta forma las Pymes deberán ser una parte integral de las redes locales de conocimiento intensivo para crear alianzas con las firmas nacionales grandes, las transnacionales así como los denominados clusters (agrupamientos empresariales), deberán promover negociaos basados en Web y conectarse con tecnologías de comunicación y sistemas.

En fin los métodos de gestión, planificación, control, ejecución de herramientas son innumerables, todas de gran importancia, sin embargo el uso de una o otra depende de las condiciones de la empresa, así que hay que utilizar las mas adecuadas dependiendo de la situación en la que nos encontremos.

CONCLUSIONES

1. Es de vital importancia concienciar a los empresarios de la necesidad de cambio, ya que el movimiento de la economía esta variando a una velocidad sorprendente, y la organización que no tenga un desarrollo científico de su objetivo esta predestinada a la desaparición

2. Hay que diseñar y ejecutar una estrategia de capacitación del sector empresarial de las Pymes, en el tema de gestión, estrategias corporativas e internacionalización con las debidas técnicas herramientas o sistemas de información que nos lleven a una mayor productividad, eficiencia, eficacia, en pro de la satisfacción del cliente y crecimiento de la organización.

3. Es necesario generar verdaderas políticas de apoyo, concientización, asesoramiento y diseño de instrumentos que favorezcan el crecimiento de estas unidades empresariales.

4. El gobierno tiene que fomentar y propiciar la asociatividad o cooperación empresarial.

5. Las Pymes deben comenzar a adoptar modelos productivos que garanticen su éxito al momento de decidir exportar.

6. En el área académico es necesario concientizar a los jóvenes emprendedores de utilizar recursos científicos en el desarrollo de sus proyectos científicos, futuras Pymes.

BIBLIOGRAFÍA

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VELASQUEZ,Andrés. Fuerza aérea colombiana, El cuadro de mando integral, orientación para su aplicación en la institución,; revista EAN No. 56.

Perspectiva Objetivo estratégico Indicador meta Inductores programa de acción

Figura 9 Matriz tablero de comando22

22 VELASQUEZ, Andres. Fuerza aérea colombiana, El cuadro de mando integral, orientación para su aplicación en la institución, revista EAN No. 56.

137

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http//:empresario.ccb.org.co/paginas.asp?pub_id=4360&cat_tit=noticias%20%y%20eventos.

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En cualquier segmento o sector industrial y de cualquier país o territorio, existen diversidad de organizaciones las cuales se basan desde la producción

y/o transformación de un recurso o insumo en producto terminado; hasta la promoción y prestación de servicios a determinados clientes tanto internos como externos.

Tomando como base la colectividad humana, vemos que a lo largo del tiempo, el individuo y las organizaciones se han venido enfrentando a cambios incipientes y dominantes en diferentes aspectos de su actividad relacional como son: en lo social, económico, político, organizacional, tecnológico, de aprendizaje entre otras, lo que ha suscitado una respuesta inmediata a los efectos de esta arrolladora tendencia llamada “globalización”.

Este comportamiento mundial y debido a la inherente evolución del hombre, hacen que dichas respuestas se vean reflejadas en la organizaciones y en la motivación de cada individuo por ser mejor cada día; con el ánimo de adelantarse a esos cambios y fluctuaciones del entorno que, finalmente, lo transforman en un ser humano cada vez más exigente y comprometido con su oficio.

Este oficio, actividad o profesión es la característica fundamental y esencial de toda persona que se inclina por determinada rama del conocimiento - en el presente ensayo se habla del Ingeniero Industrial – y que lo convierte en ese “especialista” en dar

ResumenEl presente artículo se desarrolla bajo aspectos referentes a las organizaciones vistas como sistemas integrados y completos y

sus interconexiones con sus partes llamadas subsistemas. Pretende hacer especial énfasis en el subsistema de operaciones como estructura de apoyo, interrelación, coordinación y ayuda en la toma de desiciones para cualquier empresa; enmarcado dentro de un sistema productivo caracterizado por su dinamismo y complejidad.

AbstractThe present article is developed low relating aspects to the organizations seen as integrated systems and complete and its

interconnections with its parts called subsystems. He/she seeks to make special emphasis in the subsystem of operations like support structure, interrelation, coordination and he/she helps in the taking of decisions for any company; framed inside a productive system characterized by their dynamism and complexity.

VISIÓN SISTÉMICA DE LA ORGANIZACIÓN:UNA APROXIMACIÓN A LA GESTIÓN DE OPERACIONES1

JUAN CAMILO BARÓN CAMACHO2

E

1 El presente artículo se preparó con base en una iniciativa creada en la cátedra de Gerencia logística dirigida por el Ingeniero Andrés Velásquez, con el ánimo de profundizar nuestros conocimientos y entender mejor la realidad empresarial. Por tal razón, agradezco inmensamente su valiosa colaboración y apoyo al respecto.

2 Soy estudiante de Ing. Industrial, me encuentro cursando décimo semestre y actualmente trabajo como Coordinador Logístico en una empresa filial de Hewlett Packard llamada IXO Ltda., empresa que proporciona soluciones tecnológicas al sector empresarial colombiano.

INTRODUCCIÓN solución a problemas propios de su ejercicio como también; a dar soporte a otras ramas del saber según sea su aprendizaje y avidez para captar conocimientos y ponerlos en práctica en las organizaciones.

Todo Ingeniero Industrial se encuentra o se encontrará enmarcado en un sistema productivo que es la columna vertebral del sistema complejo pero heterogéneo llamado empresa; figurando como agente facilitador de estrategias que permitan dar una óptima conexión de insumos, operaciones, procesos y producto final, influenciado en un ambiente externo para dar cumplimiento eficiente y eficaz a planes de acción a corto, mediano y largo plazo.

1. VIENDO LA ORGANIZACIÓN CON ENFOQUE SISTÉMICO

Para todo Ingeniero Industrial es de imperante importancia vislumbrar la organización como un todo, donde ningún

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componente o parte de ese andamiaje llamado organización, no debe, ni debería estar aislado en ningún momento en el tiempo. El pensamiento sistémico, “se basa en un creciente cuerpo de teoría relativa al comportamiento de la retroalimentación y la complejidad, es decir, las tendencias innatas de un sistema que llevan a crecimiento o estabilidad”3. Dicho de otra forma, “el enfoque sistémico reconoce que es necesario concebir las empresas como grandes sistemas dinámicos que engloban distintos tipos de interacciones entre sus elementos y, que esta necesidad se hace más crítica a medida que se asciende por los niveles jerárquicos de la empresa”4.

De manera más concreta, el término “enfoque sistémico” relaciona la realidad vista como un todo donde sus pequeñas o grandes partes interrelacionan para generar un valor agregado a un producto, servicio o una empresa en forma general. Es claro que para que una persona –en este caso el Ingeniero Industrial- desarrolle la capacidad de ver la organización con enfoque sistémico, se requiere no solo de conocimientos tericos y bases conceptuales muy bien estructuradas sino; de la experiencia y habilidades creadas en el trabajo a lo largo de su vida. En resumidas cuentas, es un proceso que puede llevar años de investigación y astucia por parte del analista.

Este pensamiento o enfoque sistémico también obedece a aspectos relacionados con la “cibernética organizacional” que según Weiner5, trata sobre la comunicación y el control del individuo y las máquinas. Esto permite vislumbrar en primera instancia las interrelaciones existentes de los hombres con los materiales y equipos, con el objetivo de identifi car las variables que afectan el proceso o los procesos principales o las limitaciones – restricciones que impiden su normal desarrollo o el cumplimiento a las estrategias de la organización.

Cabe resaltar que el desarrollo de la cibernética es inherente a la evolución humana y sus aplicaciones están siendo percibidas desde el punto de vista de la praxis es decir, el tema no solo se relaciona con saber que existe comunicación y control del ser humano y las máquinas sino, que esa base conceptual trasciende los albores de una simple interconexión entre los mismos.

2. COMPONENTES PRINCIPALES DE LA ESTRUCTURA LLAMADA EMPRESA

Si bien cierto, para que una organización supla satisfactoriamente las necesidades de sus clientes y genere rentabilidad a corto y largo plazo al negocio; debe planifi carse, programarse y crear políticas que pongan en marcha los objetivos propuestos. Para que se lleve a feliz término estas directrices,

las empresas deben realizar un trabajo mancomunado tanto de personas en un área funcional específi ca, como de las áreas interdependientes que hacen parte de ella. Esto es fundamentado sobre estrategias determinadas por la alta dirección, pues son ellos quienes llevan el volante del sistema empresa. A

continuación se esquematiza la empresa como un sistema del cual hacen parte subsistemas funcionales que trabajan unidos para cumplir un objetivo organizacional.

Como se puede apreciar en el anterior esquema, la empresa es un sistema donde la retroalimentación es su factor principal entre las áreas o dependencias funcionales, permitiendo el fl ujo tanto de información, dinero, personal, recursos, ingresos, etc.

Prácticamente el centro de las operaciones radica esencialmente en el subsistema de dirección y gestión, pues es aquel que formula de manera clara los fi nes y objetivos de largo plazo en la empresa y es aquí, donde se establecen tres niveles importantes para el direccionamiento de la misma:

Gestión estratégica: Puesta en acción de las estrategias corporativas.

Gestión táctica: Puesta en acción de las estrategias de unidades de negocio.

Gestión operativa: Ejecución de los programas, las funciones y los controles.6

3 SENGE, Peter. La Danza del Cambio. Cómo crear organizaciones abiertas al aprendizaje. Barcelona. 2000. p. 34

4 MACHUCA, José. Dirección de operaciones. Aspectos estratégicos en la producción y los servicios. España. 1995. Capítulo 1. p. 12

5 WIENER, Norbert. Cybernetics: control and communication in the animal and the machine. New York. 1.948.

6 VELASQUEZ, Andrés; MENDOZA, Martha. Esquema de integración e instrumentación de estrategias de gestión logística para el contexto colombiano. 2004. p. 32.

Fuente: Adaptado de DOMINGUEZ MACHUCA, José. p. 14

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hacen de ella una estrategia para llevar a cabo efi cazmente las operaciones de una organización.

Según Krajewski8: el término Administración de Operaciones se refi ere a “la dirección y control de los procesos mediante los cuales los insumos se transforman en bienes y servicios terminados”. Al entender esta defi nición que a pesar de clara, está dada de forma general; es importante hacerla ver como función genérica tanto a empresas productoras de bienes, como a empresas prestadoras de servicios, ambas, con o sin ánimo de lucro.

Otra defi nición sugerida pero algo más enraizada a la función de manufactura en las empresas es: “la administración de operaciones puede defi nirse como un procedimiento sistemático empleado para estudiar todos los factores que afectan el método con que se realiza una operación, para lograr la máxima economía general”9.

Este concepto está enfocado más a la industria o a las empresas manufactureras pero que, tratando de entender la realidad global, el término administración de operaciones ha venido traspasando las esferas de la transformación de insumos en productos terminados; hasta las empresas “productoras” de servicios.

SUBSISTEMA DE GESTIÓN DE PRODUCCIÓN

A manera de ilustrar y entender mejor el subsistema de administración de operaciones en cualquier organización con enfoque sistémico, hay que imaginárselo como parte integradora de un sistema productivo. (Esquema anterior).

Por medio de la gestión se puede evaluar a la organización en términos de resultados. De no haber resultados, no se podría vislumbrar el avance de las medidas propuestas para el óptimo manejo de los recursos, y por tanto no sería gestión.

En la medida en que el Ingeniero Industrial aporte resultados que optimicen los sistemas productivos por medio de una base matemática e ingenieril, se le va a valorar por lo que verdaderamente es y no como un administrador con título de Ingeniero como muchas veces en la sociedad se cataloga.

Como bien es conocido para todos, las ventas de los productos o servicios de una empresa son las que generan la rentabilidad y utilidades al negocio. El subsistema comercial enfatiza en este aspecto y en las necesidades de los consumidores y la manera como se deben satisfacer dichas necesidades. Esto no quiere decir que la satisfacción del cliente es atribuida principalmente a este subsistema, lo que se quiere dar a entender por medio del gráfi co; es que el cumplimiento de los requisitos exigidos por el cliente es un trabajo concienzudo y concatena las demás áreas funcionales. De no ser así, entonces no se estaría hablando de un enfoque sistémico sino, de las funciones aisladas de una dependencia en la empresa.

La parte del control del flujo del dinero es atribuido al subsistema fi nanciero donde se encarga de las inversiones y el manejo adecuado de las mismas, con el fi n de lograr los objetivos estratégicos de la empresa dentro de un horizonte de planteamiento7; y velar porque las inversiones efectuadas vayan en benefi cio del negocio y en la generación de rentabilidad para el mismo.

Siendo el recurso humano la razón de ser de las compañías, éste, se encuentra inmerso en todas las operaciones de las mismas ya que por medio de él; se puede alcanzar el progreso o no a largo plazo. Es preciso mencionar que para tener empresas a la vanguardia de la competencia y de la globalización, se debe tener (como dice Senge) organizaciones abiertas al aprendizaje; esto con el fi n de que el aprender cada día se convierta en algo inherente a cada individuo, y que la organización se preocupe por avalar y apoyar dichas iniciativas que permitan adelantarse a los cambios de la sociedad.

Una vez esquematizado y relacionado los subsistemas del sistema empresa y su función principal dentro de las organizaciones, tenemos el subsistema de operaciones como epicentro del presente ensayo. 3. SUBSISTEMA DE OPERACIONES

Antes de adentrarnos en el tema central de este artículo, partiendo de lo general a lo específico, se hace necesario defi nir la administración de operaciones desde una perspectiva netamente sistémica, relacionándola con diversos factores que

Fuente: Krajewski, 2000. Página 3

7 ERRANO, Javier. Matemáticas financieras y evaluación de proyectos. 2004. Capítulo 1. p. 2

8 KRAJEWSKI, Lee; RITZMAN, Larry. Administración de Operaciones. Estrategia y Análisis. Quinta Edición. Capítulo 1. p. 3

9 MAYNARD; HODSON, William. Manual del Ingeniero Industrial. Tomo 1. Sección 3. Capítulo Dos Editorial Mc Graw Hill.1998.

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Es aquí donde la recursividad entendida como la relación directa de un sistema con otro, y que cada sistema obedece a un contexto “superior”, hace posible la concatenación de las funciones de la empresa con el fin de coordinar esfuerzos en pro del cumplimiento de objetivos.

Después de esquematizar la administración de la producción como un sistema con entradas y salidas, vemos que es también aplicable a cualquier industria prestadora de servicios. Al iniciar, se tienen unos insumos que entran al sistema que pueden ser desde las materias primas listas a transformar en una planta de producción, hasta los clientes que entran a un banco en espera de ser atendidos. Estos insumos que ingresan, requieren de un proceso de “producción” y pueden estar íntimamente ligados con el sistema; este sería el caso de nosotros como estudiantes de la universidad que al ingresar a formarnos en una disciplina del conocimiento, interactuamos internamente con los componentes de dicho sistema, con el fin de salir “especialistas” en una de las áreas del conocimiento. Las flechas entre ellos indican las relaciones sinérgicas de los procesos u operaciones, dentro de un dominio de acción específico.

Los productos al final del sistema, serían la satisfacción del cliente en términos de producto tangible o intangible. En el caso del banco, puede ser la operación de atender al cliente eficazmente, cumpliendo con sus necesidades y con el mínimo tiempo de servicio10.

Este sistema obedece también a patrones como son el ambiente externo y la información sobre el rendimiento del mismo. El primero tiene que ver con la demanda, los competidores y las economías tanto internas como externas, dependiendo el sector donde se ubique la organización. El segundo se relaciona con el progreso del sistema, así como también de la retroalimentación que existe en cuanto a información de los clientes o el mercado en general y que afectan directamente a la organización. Las líneas punteadas especifican estas relaciones externas con el sistema de administración de operaciones de la empresa visto como un todo.

En la medida en que el Ingeniero Industrial se apropie per se del sistema organizacional del que hace parte, que entienda, conozca y aplique sus procesos; podrá sugerir mecanismos de optimización en aras de generar un clima organizacional eficaz y una productividad deseada. En resumidas cuentas, somos y debemos ser capaces de integrar nuestra mente con la organización y que los retos cada día presentados, se conviertan en una oportunidad más de demostrar nuestras inmensas capacidades y cualidades de las cuales hemos adquirido a lo largo de nuestra formación profesional, diferenciándonos de las demás disciplinas del conocimiento.

Haciendo énfasis en la propiedad de los sistemas que es la recursividad es decir, partiendo del hecho de que dentro de

un sistema o marco de referencia existen más sistemas; para el presente caso existen dos componentes que hacen parte del subsistema de operaciones. Ellos son: El subsistema de producción y el subsistema logístico.

3.1 Subsistema de producción

Dentro del subsistema de operaciones se tiene el subsistema de producción. Este subsistema puede considerarse como un “conjunto de componentes cuya función es convertir un conjunto de insumos en un producto deseado, por medio de lo que llamamos proceso de transformación”11. Esta definición es atribuida principalmente a empresas de transformación de materias primas pero que, a medida que las funciones han traspasado el enfoque “Taylorista” de estudio del trabajo, se asocian hoy en día con empresas prestadoras de servicio también.

Un ejemplo claro es e l l lamado “GERENTE DE OPERACIONES” que estando en una empresa de servicios, las operaciones de las cuales dirige y controla no se relacionan necesariamente con la transformación de insumos tangibles sino, con las actividades relacionadas con la prestación de un excelente servicio al cliente y atención rápida y personalizada como sería en una clínica; a manera de ejemplo.

Teniendo en cuenta la definición que se dió anteriormente de subsistema de operaciones, vemos que posee una cierta concordancia con la definición anterior; la diferencia radica en que el subsistema de operaciones abarca más aspectos como son el entorno o ambiente externo y las premisas de la logística que se verán más adelante.

El subsistema de producción se relaciona íntimamente con el proceso de transformar una materia prima para obtener un producto acorde con los requisitos del cliente, de acuerdo a empresas de servicios o industrias.

En cualquier subsistema de producción o mejor aún, en cualquier sistema, surgen problemas que pueden variar según la naturaleza o función que ellos manejen. Partiendo de la premisa de la “Teoría general de sistemas” de Bertalanffy, se tiene que en la medida en que los problemas que surgen a lo largo del proceso de transformación se miren como una totalidad y se les dé la importancia requerida a cada una de sus partes; esto permitirá

10 Existen técnicas cuantitativas como la teoría de colas o modelos de líneas de espera, que permiten calcular numéricamente las tasas de llegadas y los tiempos de servicio en un sistema sea planta, industria o en un banco como en el presente caso, con el fin de optimizar los sistemas productivos.

11 CHASE, Richard; AQUILANO, Nicolás. Dirección y administración de la producción y de las operaciones. Sexta Edición. Mc.Graw Hill. Sección 1. p. 12.

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visualizar la raíz del problema y sus extensiones para así, de esta forma, formular y poner en práctica la(s) alternativa(s) de solución.

A manera de entender mejor el concepto, se detallan una serie de ejemplos simples en empresas del sector servicios con el fin de relacionar el tema no solo con “producción” como función de empresas manufactureras sino, enlazar este con funciones que trascienden la transformación de materias primas o productos tangibles.

Un ejemplo de sistemas de producción con sus componentes principales se muestra en la siguiente tabla12 a continuación:

expectativas de ambas partes y en el lugar adecuado. Esto buscando garantizar su satisfacción y el cumplimiento eficiente de sus necesidades.

A manera de ilustrar la logística, encontramos cuatro aspectos importantes que hacen parte de ella. Estos son:

Logística de Aprovisionamiento Logística de Producción Logística de Distribución Logística de Retorno

De lo anterior vemos que la logística no solamente abarca la función distribución en la esfera organizacional como se pensaba o se relacionaba anteriormente. En la actualidad, esta disciplina va mucho más allá de la relación que existe entre el transporte y el almacenamiento; para convertirse en un trabajo que integra desde la planificación de las necesidades de la empresa, la producción, los inventarios y la distribución, hasta la protección del medio ambiente donde la organización se desenvuelve.

Visto de esta forma, la logística como disciplina es un mecanismo de planificación y acción que permite llevar a cabo la organización óptima en una empresa, desde el proveedor, pasando por el fabricante, hasta la distribución del bien o servicio al consumidor final.

En las empresas colombianas no se le ha dado la importancia requerida a esta disciplina porque la ven como un área funcional más. La importancia de esta disciplina radica en que nos brinda a nosotros los Ingenieros Industriales herramientas de solución a través de métodos que permitan simular una situación real, permitiéndonos acercarnos a la solución a través de un modelo. Así mismo y de la mano con el subsistema de producción, la logística proporciona mecanismos de planificación y programación de los sistemas productivos, todo con el ánimo

Fuente: Adaptado de CHASE, Richard; AQUILANO, Nicolás.

Aquí en esta tabla podemos entender que un sistema de producción es claramente aplicable y visible en empresas de servicios es decir, el concepto y su aplicación es común a ambos sectores productivos.

En relación con las definiciones anteriores, los sistemas productivos son inherentes a las empresas sin distingo de clase, política o misión de las mismas. El Ingeniero Industrial, a veces llamado Ingeniero de Producción también, es quien debe conocer y llevar la “batuta” de este subsistema en las organizaciones. Es el, el más adecuado para asumir dichas funciones de supervisión y optimización basado en la fundamentación teórica y de apropiación de herramientas de las cuales ha adquirido lo largo de su formación profesional.

3.2 Subsistema Logístico

Dentro del amplio abanico de funciones que posee la organización, sus interrelaciones y dentro de la premisa de satisfacción del cliente, se tiene el subsistema logístico como sinapsis a este proceso. Básicamente el subsistema logístico es la conformación de “las unidades administrativas y operacionales de apoyo a un número restringido o único de organizaciones, los cuales a su vez se interconectan con multiplicidad de ellos, para garantizar el flujo óptimo de información, materiales y servicios en toda la cadena de abastecimiento y dentro de la organización”13.

Esta definición está muy arraigada a la cadena de abastecimiento que, finalmente, su principal objetivo radica en llevarle al cliente el producto que necesita, en el momento adecuado, con las especificaciones requeridas, con el mejor costo que supla las

12 Ibíd. Pg. 1313 Op. Cit. VELASQUEZ. p. 45.

Sistema Insumos Principales Componentes Principales Producto funciones de típico transformación deseado Hospital Pacientes Doctores, Cuidado de Individuos enfermeras, la salud Sanos suministros.

Restaurante Comensales Alimentos, Alimentos Clientes Chef, bien satisfechos Camareros preparados y servidos

Universidad Bachilleres Maestros, Impartir Individuos libros, aulas conocimientos educados

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de anticiparnos a las fluctuaciones de la demanda y a los cambios en la sociedad de consumo actual.

COMENTARIOS FINALES

La fundamentación teórica del presente ensayo estuvo enmarcada en preceptos de la empresa vista como una estructura completa y heterogénea para que el Ingeniero Industrial pueda vislumbrar sus elementos internos, sus interrelaciones y el nexo que tiene con el entorno del cual hace parte.

La universidad le enseña a uno como aprendiz y futuro profesional una serie de herramientas, argumentos y elementos de juicio para dar solución óptima a una serie de fenómenos inherentes a las organizaciones. Esto es bien útil en la medida en que el profesional aplique dichos conocimientos y capacidades a problemas de situaciones reales aumentando la productividad.

Como manifiesta Goldratt: “la productividad es el acto de acercar a la empresa a su meta. Las acciones que acercan a la compañía a su meta son productivas. Las que no, no son productivas14.

Para efectuar un idóneo análisis o diagnóstico empresarial, se necesita de habilidades y destrezas por parte del Ingeniero (en este caso Industrial), que le permitan apropiarse de la organización en su mente (como un todo), conocer sus procesos, aplicar herramientas que optimicen su sistema productivo y hacer un uso adecuado de sus recursos; todo con la finalidad de cumplir con los planteamientos estratégicos de la institución en un horizonte de tiempo específico.

La premisa fundamental es desarrollar la capacidad de poseer y aplicar un pensamiento sistémico en todas las situaciones de las que hacemos parte, esto con el fin, de proporcionar alternativas de solución en todos y cada uno de los procesos de los cuales se compone el sistema empresa del cual se estudió en este escrito.

14 GOLDRATT, Eliyahu. La Meta. Un proceso de mejora continua. Segunda Edición. 1993. Ediciones Castillo. p. 39.

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