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DIRECTORIOPresidente de la Junta de GobiernoMtro. Jaime Illescas López

RectoraDra. María Hortensia Irma Lozano e Islas

Director de la División de IngenieríasIng. Eduardo Torres García

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Consejo EditorialIng. Eduardo Torres GarcíaIng. Dulce Ma. Peralta RamírezMtra. Claudia Beatriz Guerra ArciniegaMtro. Alejandro Vázquez Moreno

Coordinadora Editorial y de PublicacionesMtra. Laura Serrano Zenteno

Diseño EditorialLDG. Cirilo Cuaya Velazco

Nextia, año 4, No. 6, septiembre-diciembre 2018, es una publicación cuatrimestral. Editada por la Universidad del Valle de Puebla S.C., a través de la Coordinación Editorial y de Publicaciones, domicilio: Calle 3 sur # 5759, Col. El Cerrito. CP. 72440, Puebla, Puebla, Tel. (222) 26-69-488. Editoras Responsables: Dra. María Hortensia Irma Lozano e Islas. Reserva de derechos al Uso Exclusivo No. 04-2018-012418122300-203, ISSN en trámite, ambos otorgados por el Instituto Nacional de Derechos de Autor. Responsable de la última actualización de este Número, Coordinación Editorial y de Publicaciones, Mtra. Laura Serrano Zenteno, calle 3 sur # 5759, Col. El Cerrito. CP. 72440, Puebla, Puebla. Fecha de la última modificación, 20 de septiembre de 2018.

El contenido de los artículos y las opiniones expresadas en los mismo son responsabilidad exclusiva de los autores y no necesariamente reflejan las posturas de la Universidad del Valle de Puebla, de las Editoras Responsables o de la coordinación editorial.

Se prohíbe la reproducción total o parcial del contenido, fotografías, ilustraciones, colorimetría y textos publicados en este número sin la previa autorización que por escrito emita el editor.

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Aplicaciones de los Drones en la Industria de la Construcción

Juan Barajas Hernández

Análisis del Rendimiento Académicocon Modalidad Semipresencial

Jorge Luis Rodríguez BravoAna Claudia López LaraAlonso Díaz Hernández

xml El lenguaje de comunicación universal

Karla V. Silva Ramos

Deshidratador de Dientes de León (Taraxacum officinale)

José Guillermo Cebada ReyesRosangel Chávez RamírezJosé Manuel Guzmán CruzAleksander Medina GonzálezYazmín Verónica García Cerqueda

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ÍNDICE

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EDITORIALLas instituciones de educación superior tienen el reto de formar egresados que puedan contribuir a la solución de los problemas de nuestra realidad: por tanto, es necesario revisar y mejorar continuamente las prácticas docentes, orientándolas a las nuevas necesidades sociales. Una forma de atender estas necesidades es a través de la innovación, concepto que, si bien posee acepciones con diversos alcances, implica siempre el uso de la creatividad para la resolución de problemas a través de nuevas y mejores maneras como, por ejemplo, el uso de las tecnologías de la información.

Un país con mayores esfuerzos encaminados a la innovación tendrá mayor capacidad para afron-tar los retos que el entorno mundial, actual y cambiante nos plantea en los aspectos sociales, ambientales, salubres, económicos y productivos. El Foro Económico Mundial, en el 2015 calculó un índice mundial de competitividad ubicando a México en el lugar 57 de 140 países, así como un índice de innovación donde ocupamos el puesto

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52. Afortunadamente, no estamos en los úl-timos lugares, esto proporciona un indicio de que tenemos mucho por hacer, si es que pretendemos solucionar (o al menos reducir) nuestros problemas actuales y los que se vis-lumbran para el futuro.

A este respecto, cabe señalar que, una de las cinco grandes metas del gobierno mexica-no que actualmente está cerrando su ciclo, ha sido lograr una prosperidad sostenida, la cual se ve reflejada en más empleos de cali-dad y basada parcialmente en la gestión de la innovación. La tarea de promover y lograr sistemáticamente la innovación en nuestro país es un problema con muchas facetas, des-de una baja inversión en I+D (Investigación más Desarrollo) hasta una vinculación débil entre los diferentes actores. De estos factores debemos tomar el que nos corresponde: pro-mover la innovación desde nuestras aulas.

Nuestro sistema de educación superior debe promover la aplicación del conocimiento de manera real y práctica, integrando la investi-gación realizada con las necesidades econó-micas y sociales. El sistema educativo debe ser capaz de fomentar en sus integrantes las características de una persona innovadora.

En el caso particular de la Universidad del Valle de Puebla (nuestra casa de estudios), el modelo educativo propone enfrentar nues-tros problemas mediante un trabajo colecti-vo desde las diferentes áreas institucionales con una perspectiva interdisciplinaria. Ade-más, exhorta a sus estudiantes a promover el desarrollo de competencias relacionadas con el auto-aprendizaje, la comunicación, la investigación, el uso de nuevas tecnolo-

gías, el trabajo en equipo, la adaptabilidad y el emprendimiento: complementadas con el desarrollo de competencias disciplinares. Estas últimas se construyen con la condición de ser socialmente relevantes, de enfocarse en la solución de problemas de la región o del país, de fomentar la participación activa en un mundo globalizado, de acercar al es-tudiante a la obtención de certificaciones a nivel nacional e internacional, de promover el trabajo interdisciplinario y de dotar de una visión prospectiva y estratégica al futu-ro profesional.

De esta manera, los artículos incluidos en el presente número de nuestra Revista Nextia, permiten observar la importante relación existente entre la innovación, el proceso de aprendizaje y las tecnologías de la informa-ción y de la comunicación, cuando debemos resolver aspectos prácticos y de interés para nuestra sociedad. Los ejemplos mostrados, nos dejan como tarea a cada uno de nosotros el preguntarnos: ¿cómo puedo aplicar las tecnologías que conozco para innovar?

Mtro. José Rodrigo Cuautle ParodiCoordinador de Investigación

Universidad del Valle de Puebla

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Introdución El propósito de este estudio fue analizar el uso de los Drones en la industria de la construc-ción, se analizaron los usos, ventajas y desventajas que ofrece esta nueva tecnología emer-gente dentro de las disciplinas de la arquitectura e ingeniería civil, identificando aquellas áreas donde el uso de Drones o vehículos aéreos no tripulados han tenido mayor impacto.

Se incluyen datos del uso de Drones, de acuerdo a varios autores, todos ellos enfocados a la industria de la construcción, como son: cartografía y fotogrametría, explotación de recur-sos minerales (minería), geología, inspección y control de obras civiles, topografía, medición de movimiento de tierras, inspección de edificios y prevención de riesgos en construcciones y edificaciones.

En la parte final, se incluye un breve estudio acerca de las implicaciones legales acerca del uso de estos aparatos (en territorio mexicano), donde la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (sct), a través de la Dirección General de Aeronáutica Civil (dgac), es el organis-mo encargado de establecer las legislaciones en la materia.

En esta investigación se examina la situación actual del uso de drones en la industria de la construcción. De acuerdo a Jordan (2017) los vehículos aéreos no tripulados, los Sistemas de Aeronaves Pilotadas a Distancia (rpas por su siglas en inglés), o drones, como se les conoce comúnmente, en los últimos tiempos se han convertido en dispositivos que casi cualquier persona puede adquirir a un gran número de proveedores.

Un Vehículo Aéreo No Tripulado (Unmanned Aerial Vehicle: uav), Sistema Aéreo No Tripu-lado (Unmanned Aerial System: uas) o Vehículo Aéreo No Tripulado (vant), es una aeronave que vuela sin tripulación humana a bordo. Son usados en mayor escala en aplicaciones mi-litares, aunque actualmente su uso se ha extendido a diversas áreas como son: filmación de eventos artísticos, deportivos, noticias, agricultura, vigilancia, e incluso, mensajería.

Aplicaciones de los Drones en la Industria de la Construcción

Juan Barajas Hernández

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Un dron es, únicamente, una plataforma portadora de algún tipo de sensor que tiene por finalidad la obtención de datos geoespaciales (Addati y Pérez, 2014), mismos que pueden ser utilizados tanto para la administración como para el control de obras civiles.

Situación actual del desarrollo de los uav sLa tecnología de los drones, de acuerdo a Brooks (2012), inicia desde el año 1917, cuando la Marina de los Estados Unidos usa un estabilizador giroscópico para convertir un biplano en el primer uav controlado por radio. Actualmente, estos aparatos pueden ser controlados utilizando un teléfono inteligente.

En los últimos años, el desarrollo de los Drones ha sido impresionante, desde pequeños apa-ratos que pueden ser llevados como un brazalete, aparatos de aproximadamente 50 cm, has-ta aeronaves del tamaño de helicópteros o aviones, destinados a la milicia (Lezama, 2015). Como una característica común se puede mencionar que todos son controlados por una persona. Ahora bien, de acuerdo a Addati y Pérez (2014), los aspectos que caracterizan a un uav son:

Como la tecnología emergente más utilizada, las empresas de la industria de la construcción están empleando una variedad de drones para capturar datos para imágenes aéreas, mapeo topográfico, grabación de video, control de avance de obra, entre otros. El desarrollo de la tecnología también permite que se conecten con los trabajadores y la maquinaria para ali-mentar y supervisar el sitio de trabajo a través del monitoreo de las existencias, la dirección de los movimientos de tierra, el seguimiento de la productividad, cálculos de volúmenes, curvas de nivel y muchos más (Contractor, 2016).

En la actualidad, las empresas del ramo de la construcción están experimentando con dife-rentes tecnologías. A continuación se muestra una figura (véase Figura 1) en la cual podemos observar los porcentajes de nuevas tecnologías que las empresas del ramo de la construc-ción están adoptando, dentro de las cuales destaca el uso de Vehículos Aéreos No Tripulados (Drones) con un 20.7% de uso.

• Espacio aéreo: Altura de vuelo, distancia, área, exterior o interior, urbano suburbano o rural.• Dron: Peso, ala fija o rotante.• Tipo de sensor: Fotografía, video, térmico, Light Detection and Ranging (LiDAR), es una técnica de teledetección óptica que utiliza la luz de láser para obtener una muestra densa de la superficie de la tierra produciendo mediciones exactas de x, y, z).• Operador remoto: Vuelo visual o navegación autónoma, capacitación requerida, permisos, certificado de aeronavegación.

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Marco teóricoActualmente, los drones han dejado de ser de uso exclusivo de las fuerzas militares (como lo fueron inicialmente) y han comenzado a incursionar en diversas actividades, ofreciendo diversas aplicaciones, sobre todo en la industria de la construcción, como se muestra en el presente trabajo.

Segovia (2018) clasifica los usos de drones dentro del ramo de la construcción, de acuerdo a las siguientes fases, que engloban desde el estudio preliminar, ejecución, mantenimiento, rehabilitación y promoción inmobiliaria:

1. Fase de estudio preliminar: a. Cálculos de volúmenes. b. Curvas de nivel. c. Modelos digitales del terreno.

2. Fase de ejecución de obra: a. Inspección continua de obra. b. Evolución de los materiales en la obra.

c. Revisión continua de aplicación de planes de seguridad.3. Fase de mantenimiento:

a. Utilización de drones para detección de grietas y fisuras en estructuras. b. Detección de humedades. c. Reparación de fachadas. d. Impermeabilización de cubiertas. e. Envolvente térmica para rehabilitación de edificios.

4. Rehabilitación de patrimonio/herencia cultural: a. Detección y evaluación de áreas susceptibles de rehabilitación en entornos arquitectónicos.

5. Promoción inmobiliaria: a. Grabación de evolución de obra. b. Videos corporativos para promoción. c. Grabación de interiores/exteriores.

WHICH TECHNOLOGIES ARE COMPANIES EXPERIMENTING WITH?

None that know of

Drones

3D scanners

3D printers

Virtual reality

Augmented reality

Wearable devices

Other

70.3%

20.7%

10.2%

5.1%

4.9%

4.2%

3.6%

2.9%

Fig. 1. Tecnologías con las que están experimentando las industrias del

ramo de la construcción.Fuente: Contractor (2016).

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Cartografía y fotogrametríaAlgunas de las aplicaciones cartográficas que se pueden obtener mediante la utiliza-ción de drones son: Topografía y cartogra-fía, seguimiento y control de obras civiles, cálculo de movimiento de tierras, obtención de curvas de nivel (planimetría y altime-tría), modelos digitales del terreno, planea-miento urbanístico, geometría de cubiertas, inventarios patrimoniales, cartografía de fondos marinos, entre otros.

Sheng y otros (2018) realizan un estudio con pruebas de campo con uav’s de deslizamien-tos de lodos en la Meseta de Loess (China) y establecen modelos digitales en 3D para 11 deslizamientos, produciendo Mapas de Or-tofotos Digitales (dom, por sus siglas en in-glés) de alta resolución y Modelos Digitales de Elevación (dem, por sus siglas en inglés).Otro estudio realizado con la utilización de drones, es el de Casella et al. (2016), quie-nes evaluaron los cambios topográficos a lo largo de un tramo de costa en el Muni-

cipio de Borghetto Santo Spirito (Región de Liguria, Italia, Mediterráneo Noroccidental) mediante un sistema de aeronave pilotea-do remotamente junto con la estructura de movimiento y técnicas estéreo multi-visión, cuyos resultados muestran que los drones se pueden utilizar para actividades regulares de monitoreo de playas y pueden proporcionar nuevos conocimientos sobre los procesos relacionados con cambios de playa, tanto topográficos como naturales, o bien, humanos.

En el caso de México, otra de las investigaciones emergentes es la búsqueda de material pétreo mediante el sobrevuelo de drones en los ríos, que capturan fotografías individuales que posteriormente se unen en un mosaico para calcular los volúmenes de material pétreo. La importancia de este estudio reside en el impacto que tiene el material pétreo en el sistema pluvial, pues el material viaja hasta los arrecifes provocando un proceso de sedimentación que culmina en la muerte de los corales (Valis, 2017).

Fig. 2. Equipamiento de Drones para trabajos de fotogrametría.Obtenido de: https://aerocamaras.es/servicios-Drones-profesionales/Drones-topografia-cartografia-geomatica/

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GeologíaEl rápido desarrollo de la ingeniería geoes-pacial ha facilitado la entrada de tecnolo-gías emergentes en el mercado con un nu-meroso campo de aplicaciones en distintas ramas de las ciencias experimentales como la geodesia, la física o la geología (Watts, Ambrosia & Hinkley, 2012), especialmente si unimos estas tecnologías al uso de sensores y cámaras de alta resolución, termografía e infrarrojos. Su uso tiene como consecuen-cia, además de una importante disminu-ción en costos con respecto a los métodos tradicionales, una mayor producción de volúmenes de datos (incluido sus análisis y representación de los mismos).

En este campo, los drones permiten obte-ner ortofotografías y modelos digitales de la topografía con una alta resolución espe-cialmente útiles para el conocimiento de los procesos geológicos y el desarrollo de trabajos científicos (Fernández-Lozano & Gutiérrez-Alonso, 2016; Lozano, 2017). Algu-nas aplicaciones geológicas de los drones son: 1) elaboración de cartografías topográ-ficas para el posterior mapeado geológico y de estructuras. 2) Análisis automático de parámetros de fracturación (tamaño, espa-ciado de la red de fracturas, densidad de patrones), y por último, 3) generación de modelos estadísticos de fallas a partir del tratamiento automatizado de los modelos digitales obtenidos en afloramientos de di-fícil acceso, como paredes verticales o con fuerte topografía (Fernández, 2017).

Inspección y control de obras civiles

Algunos usos de inspección y control de obra que se pueden realizar mediante el uso de drones incluyen entre otros: Seguimiento de control de obra mediante la obtención de video y fotografía para verificar el progreso del avance de obra. Comprobación de puntos correctos (para puntos de difícil acceso o altura), utilizando fotogrametría y posicionamiento gps. Comprobación del estado de la estructura, mediante técnicas de termografía para verificar filtraciones, puntos de elevada temperatura y vicios ocultos, detectando grietas y defectos estructurales.

Una de las grandes ventajas del uso de drones en la industria de la construcción, es la inspección de obras civiles, con lo cual podemos obtener diversas vistas de una construcción, que de otra forma, resultarían inaccesibles. De acuerdo al Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias (ineel, 2017), la evaluación de daños con drones marca una gran diferencia: da a los inspectores y evaluadores estructuristas las habilidades para planificar y ejecutar rápidamente los diagnósticos: la información obtenida ayuda a la toma de decisiones para la posible demolición, evacuación o reforzamiento. Se cubren las áreas afectadas en menor tiempo y con mayor seguridad, proporcionando imágenes, datos y videos para orientar las prioridades de respuesta.

Jordan (2017) menciona algunas de las ven-tajas del uso de drones en la inspección de obras civiles:

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•Reducción de riesgos de seguridad y salud, asociados con trabajo en las alturas.

•Mínima interrupción, ya que los trabajos se pueden realizar a distancia sin entorpecer

los trabajos actuales.

• Obtención de imágenes de mejor calidad, utilizando cámaras de alta resolución, sensores especializados y se pueden cubrir

ángulos inaccesibles.

•Tiempo de encuesta reducido, en relación con el montaje de andamios o maquinaria

especializada.

•Bajo costo en comparación con técnicas de inspección tradicionales.

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TopografíaMediante el uso de drones, se pueden obtener representaciones digitales de superficies te-rrestres tales como: Modelo Digital de Elevaciones (mde) y Modelo Digital del Terreno (mdt), los cuales representan distintas características del terreno. Curvas de nivel, tanto para uso en planimetría como altimetría. Ortofotografía, que, de acuerdo al Instituto de Estadística y Cartografía de Andalucía, es un producto cartográfico resultante del tratamiento digital de fotografías aéreas al cual se le han corregido defectos como deformaciones de relieve del terreno, falta de verticalidad de la toma fotográfica y distorsiones propias del objetivo de la cámara empleada.

Los Vehículos Aéreos no Tripulados (uav) se utilizan cada vez más para controlar los cambios topográficos en las zonas costeras. En comparación con los datos de detección y determina-ción de la luz (LiDAR) o los datos de exploración con láser terrestre, esta solución es de bajo costo y fácil de usar, al tiempo que permite la producción de un Modelo de Superficie Digital (dsm) con una precisión similar (Nathalie, Bastien, Benoit & Xavier, 2016).

Fig. 3. Ortofotografía e informe de avance de obra. Revista RPASDrones pág. 26 (2018).

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Mediciones de movimiento de tierrasGeneralmente los trabajos de topografía convencional, se realizan utilizando cinta métrica y teodolito; el procesamiento de datos era realizado mediante cálculos manuales para deter-minar volúmenes de banqueo o de relleno, según sea el caso. Con el uso de drones, el proce-so de automatización de estas tareas ha generado un consecuente ahorro tanto en tiempo como en inversión en equipos y personal. Las capacidades incluyen asignación de grados y análisis, comparación de sitios y superficies, incluida la visualización de cortes/rellenos, y el desarrollo y cumplimiento del plan de diseño.

Una de las formas en que los drones pueden ayudar a los trabajadores de la

construcción es sobrevolar sus sitios de construcción mientras toman foto-

grafías. Estas imágenes pueden ayudar a los trabajadores de la construcción a

vigilar su productividad, rastrear sus materiales y monitorear cómo se unen

sus proyectos (Vanian, 2017).

Fig. 4. John Deere se asocia con la startup de Drones Kespry.Fuente: http://fortune.com/2017/03/07/john-deere-drones-kespry-construction/

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Inspección de edificiosLos avances recientes en las tecnologías de Vehículos Aéreos no Tripulados han produ-cido uav’s de bajo costo y alta movilidad, am-pliando rápidamente su aplicación de inge-niería civil en el mundo real. Por ejemplo, las imágenes aéreas tomadas por vehículos aéreos no tripulados se han utilizado para construir modelos estructurales tridimen-sionales, evaluar las condiciones del cami-no y llevar a cabo la vigilancia y gestión del tráfico (Kim, et al., 2017).

A escala de edificio, la inspección es un pro-ceso clave en el diseño de proyectos de re-habilitación. La disponibilidad de modelos 3D termográficos y ortoimágenes es esen-cial para el diseño óptimo de proyectos de rehabilitación eficientes. Con el uso de dro-nes, se puede acceder a zonas inaccesibles, obtener diferentes vistas y ángulos desde las alturas, e incorporar sensores térmicos para obtener mayores detalles de las cons-trucciones. Con estos modelos se pueden realizar diagnósticos objetivos incluso en los diseños más complejos de barrios y edi-ficios, así como en el análisis del balance energético de los edificios y detección de sus patologías (González-Rodrigo, et al., 2016).Otro de los usos actuales de los uav’s en las inspecciones de edificios, es el monitoreo de grietas de concreto armado, ya que la obten-ción de imágenes cercanas y de alta calidad permite una mejor identificación y evalua-ción de las características de las grietas en elementos estructurales. A su vez, permiten tomar imágenes cercanas a las grietas su-perficiales en estructuras de gran escala, lo que facilita los resultados de identificación.

En Jojutla, México, los ingenieros estruc-turales trabajaron para evaluar edificios dañados. Mediante imagen de video y foto-grafía en tiempo real obtenida de los dro-nes, se facilitó y aceleró la evaluación de las estructuras de alto riesgo desde ángulos visibles únicamente desde el aire. Esta ex-periencia mostró a los ingenieros el enor-me valor que los uav’s pueden aportar en situaciones de desastre, acciones que, de otra forma, habrían representado grandes riesgos (y pérdida de valioso tiempo) por el peligro que representaba entrar en inmue-bles dañados, de los cuales no se tiene una idea real de su estado (ineel, 2017).

Silueta Aviones Tripulados uav Sistema QuadcopterAbejón Aire Sobre Edificios — Imagen de stock

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Análisis de resultadosDe acuerdo a la bibliografía revisada, se puede concluir que la utilización de Drones en la industria de la construcción aún es incipiente, pero avanza rápidamente debido a su faci-lidad de uso y bajo costo en comparación de los métodos tradicionales, además de brindar exactitud en los resultados obtenidos y otros factores.Diversas empresas constructoras están invirtiendo en el uso de drones: Alrededor del mun-do se están creando empresas dedicadas a ofrecer servicios de utilización de drones en el área de la construcción. Sin embargo, la variedad de aplicaciones de los uav’s en el área de la construcción, está directamente relacionada con el tipo de sensores utilizados como son: cámaras de video de ultra alta definición, cámaras térmicas, cámaras hiperespectrales, sen-sores de distancia, posición y desplazamiento.Como se ha visto, los drones pueden tener aplicación el sector de la construcción durante todas sus fases, desde el estudio preliminar, ejecución de la obra, mantenimiento, incluso hasta llegar a la finalización y promoción de obra.

Legislación en el uso de dronesEs de suma importancia el conocer los lineamientos básicos en el uso de drones, para co-nocer y acatar las leyes y reglamentos que aplican y, de esta forma, no caer en usos indebi-dos al desconocer la legislación que actualmente aplica, sobre todo, dentro del territorio mexicano. Para el caso de México, la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (sct), a través de la Dirección General de Aeronáutica Civil (dgac), es el organismo encargado de establecer las legislaciones en la materia. Entre las más importantes se mencionan las siguientes (SCT, 2015):

• Se privilegia la seguridad del público y de los usuarios. • Solo pueden ser usados lejos de aeropuertos y helipuertos. • Las nuevas normas son obligatorias para todos.

Este documento (CO AV 23/10 R2) establece las limitaciones al uso de Drones no tripulados:

a) Según su peso (micro, ligeros y pesados). b) Según su clasificación (recreativo y comercial). c) Áreas de operaciones (prohibidas, restringidas y peligrosas). d) Operación solo de día. e) Límites de velocidad. f) Deberán contar con póliza de seguro y responsabilidad civil por daños.

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ConclusiónDentro del campo de la Industria de la construcción, existen diversas disciplinas en las que sería de gran aplicación la capacidad de tomar imágenes en altura (Bañón-Blázquez, Ivorra-Chorro, et al., 2014):

•Ingeniería de carreteras: Diseño geométrico, análisis de nudos, realización de aforos en tiempo real.•Ingeniería estructural: Inspección de zonas de difícil acceso en una estructura (apoyos, cu-biertas, zonas elevadas).•Geología: Caracterización de macizos rocosos en zonas inaccesibles o peligrosas (zonas es-carpadas de montaña, simas o acantilados).•Ingeniería marítima: Análisis de morfología de costas, inspección de obrasmarítimas y pla-taformas. •Construcción: Seguimiento en la ejecución de obras civiles, documentación de procesos constructivos y unidades de obra.

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Bañón-Blázquez, L.; Ivorra-Chorro, S.; Aragonés-Pomaraes, L.; Varona-Moya, F. B.; Cano-González,

M. y Tomás-Jover, R. (2014). Empleo de drones (RPAS) para la elaboración de material au

diovisual docente en asignaturas de Ingeniería Civil. Universidad de Alicante, Depto. de

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Brooks, M. (2012). The Drone Age. New Scientist, pp. 42-45.

Contractor, P. (2016). Report Highlights How Contractors Approach Emerging Technology.

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Fernández Lozano, J. (2017). La tierra a vista de pájaro, uso de drones (UAV’s) para el estudio y

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González-Rodrigo, B.; Tendero, R.; García-De-Viedma, M.; Pestana-Puerta, J.; Carrio-Fernández, A.,

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Kim, H.; Lee, J.; Ahn, E.; Cho, S.; Shin, M. & Sim, S.-H. (2017). Concrete Crack Identification Using a

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Lezama, S. (2015). La era de los Drones. Contenido, pp. 20-29.

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IntroduciónEl aprendizaje semipresencial es definido como una alternativa de educación flexi-ble que integra sesiones presenciales y en línea apoyadas por una serie de recursos para su realización. La plataforma Moodle tiene presencia en 234 países con más de 91’000,000 usuarios registrados y México es el quinto país con mayor número de sitios adscritos a dicha plataforma. Las investiga-ciones previas abordan el uso de la moda-lidad semipresencial en áreas de la salud y económicas administrativas, sin embargo, poco se menciona qué pasa con las materias de las ciencias exactas (como Química y Es-tadística Inferencial) por lo que el objetivo de este trabajo es analizar si la enseñanza semipresencial produce los mismos resul-tados respecto del índice de reprobación en materias de las áreas exactas en una Institu-ción de Educación Pública.

Ente trabajo se llevó a cabo una entrevista semiestructurada realizada al 100% de los alumnos de la carrera de Ingeniería en Tec-nologías de Manufactura. Posteriormente se tomó una muestra (n=68) del 59% de la población de dicha carrera y se les impartió clases en modalidad presencial y semipre-sencial por medio de la plataforma Moodle.

Tomando como indicadores los promedios de las evaluaciones finales semipresen-ciales y presenciales de las asignaturas de Probabilidad y Estadística Inferencial y de Fundamentos de Química, se realizó una prueba de hipótesis para concluir acerca de la igualdad del aprovechamiento de los gru-pos en ambas modalidades educativas.

Análisis del Rendimiento Académico con Modalidad Semipresencial

Jorge Luis Rodríguez Bravo • Ana Claudia López Lara • Alonso Díaz Hernández

Imagen de stock

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La Sociedad del Conocimiento se caracte-riza porque los activos intelectuales de las organizaciones tienen un impacto significa-tivo en la productividad. Es en ella donde el conocimiento se erige como el factor básico de producción y creación de riqueza (Iuaga y Knifer, 2014; Tzortzaki y Mihiotis, 2014). Por esta razón, las Instituciones de Educación Superior (ies) cumplen un rol importante en la formación de capital humano avanzado y deben propiciar los medios necesarios para que los alumnos puedan acceder a ella. El aprendizaje semipresencial es definido como una forma de educación flexible que integra sesiones presenciales y no presen-ciales apoyadas por una serie de recursos para su realización, entre los cuales desta-can las Tecnologías de Información y Comu-nicación (tic’s), entornos virtuales, recursos digitales y multimedia. Este aprendizaje se basa en el diseño instruccional, en el cual el alumno construye su aprendizaje asumien-do un rol más activo (Bartolomé, 2004; Be-lloch, 2013; Graham, 2006 y Rama, 2012).

El aprendizaje semipresencial emerge como una alternativa para las ies que desean im-plementar los recursos digitales (ya men-cionados) y el internet en sus programas educativos. De ahí que, esta modalidad de aprendizaje haya cobrado importancia y más recientemente con el desarrollo de los cursos abiertos en línea de forma masiva (mooc, Massive Open Online Course), los cuales tienen la premisa de que el conoci-miento esté al alcance de todos.

El entorno modular de aprendizaje dinámico orientado a objetos (Moodle, por sus siglas en inglés) es una plataforma para crear ambientes de aprendizaje personalizados

que sirven en la gestión de cursos de una manera integrada y robusta. Actualmente tiene presencia en 231 países con 131’554,767 usuarios registrados. Donde México es el tercer país con mayor número de sitios ads-critos a dicha plataforma, con un total de 5,727 (Moodle, 2018).

Liu, Peng, Zhang, Hu, Li & Yan (2016) iden-tificaron los estudios que evalúan la efi-cacia de aprendizaje semipresencial para estudiantes del área de la salud y sugieren que la modalidad semipresencial en China produce igual o mejores resultados que el aprendizaje donde no existe ningún tipo de intervención del docente. Por su parte, Turpo (2010) determina que en Iberoamé-rica (independientemente del grado aca-démico donde se emplee el aprendizaje semipresencial) es ampliamente adaptable al carácter de las materias, lo que le da un amplio grado de versatilidad y factibilidad como alternativa de formación y educa-ción universitaria.

En México, Cardenas y Jiménez (2009) con-cluyeron que el aprendizaje semipresencial en la licenciatura en contaduría, resulta favorable para que los alumnos cursaran nuevamente las materias reprobadas y con esto disminuir el índice de reprobación. Las investigaciones previas abordan las área de la salud y económico administrativas, sin embargo, no se menciona qué pasa con las materias de las áreas exactas, como son Ma-temáticas, Física, Química y Estadística, por lo que el objetivo de este trabajo es determi-nar si la enseñanza semipresencial ayuda a disminuir el índice de reprobación en ma-terias de las área exactas en una ies pública.

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MetodologíaEs un investigación descriptiva, cuasi experimental de corte transversal (Hernández, Fernández y Batista, 2014), se empleó una entrevista semiestructurada para obtener información de los sujetos de estudio. El objetivo de la investigación es analizar si la enseñanza semipresencial produce los mismos resultados respecto del índice de reprobación en materias de las áreas exactas en una Institución de Educación Pública. La investigación se realizó en la carrera de Ingeniería en Tecnologías de Manufactura (itm) ofertada por la Universidad Politécnica de Amozoc, en el estado de Puebla, México. Esta ingeniería ha tenido el índice de reprobación y deserción más alto de la universidad (véase Tabla 1).

Tabla 1. Deserción y reprobación de la carrera de Ingeniería en Tecnologías de Manufactura, Universidad Politécnica de

Amozoc, Puebla.

La obtención de datos se llevó a cabo en 2 etapas: a) Una entrevista semiestructurada rea-lizada a principios del cuatrimestre (enero-abril de 2014) a los 68 alumnos totales de la ca-rrera; b) Se tomó una muestra que equivale al 59% de la población de la carrera de itm, lo que corresponde a dos grupos. Se analizó la viabilidad desde la perspectiva del rendimiento académico para las asignaturas de Probabilidad y Estadística Inferencial y Fundamentos de Química y, ambas materias del segundo cuatrimestre: la perspectiva de rendimiento de los alumnos fue desarrollada en la modalidad de enseñanza semipresencial (véase Tabla 2). El docente que impartió la materia, lo hacía en modalidad semipresencial y presencial: se empleó la plataforma Moodle y los promedios semipresenciales se compararon con los resultados de cursos presenciales.

Período Alumnos al inicio del cuatrimestre

Alumnos al final del cuatrimestre

Deserción Reprobación

Mayo-Agosto 2010 38 36 5% 3%

Sept.-Dic. 2010 110 98 11% 7%

Enero-Abril 2011 98 90 8% 8%

Mayo-Agosto 2011 90 84 6% 11%

Sept.-Dic. 2011 129 116 10% 10%

Enero-Abril 2012 109 98 10% 10%

Mayo-Agosto 2012 98 91 8% 11%

Sept.-Dic. 2012 91 83 9% 10%

Modalidad Grupo 1 Grupo 2

Presencial n=21 n=20

Semipresencial n=21 n=20

Tabla 2.Arreglo de las modalidades paracada uno de los grupos y materias seleccionadas.

20

Finalmente se realizaron hipótesis estadísticas para concluir acerca de la igualdad del apro-vechamiento de los grupos en ambas modalidades usando el procedimiento general para pruebas de hipótesis descrito por Montgomery (2007) donde el nivel de significancia para cada una de las hipótesis es α = 0.01; la información recabada se analizó en Minitab® (v.12).

MetodologíaLa edad de los alumnos se encuentra en el intervalo de 18 a 22 años; de los cuales un 75% realiza trayectos de más de 40 minutos para llegar a la Universidad. El 48% viaja más de una hora para asistir a sus clases, siendo el transporte público el medio empleado por el 96% de los estudiantes. Los alumnos pagan diario en promedio $30.5 pesos por conceptos de transporte y $32 pesos en alimentación. El 51% tiene acceso a internet en su casa y el 92% en establecimientos cercanos. El 68% cuenta con equipo de cómputo en su casa. Finalmente, el 77% de los estudiantes nunca ha estudiado en una modalidad semipresencial, mientras que 71% está dispuesto a estudiar bajo dicha modalidad.

Respecto de los grupos de enseñanza semipresencial, la Tabla 3 muestra los datos obtenidos al final del cuatrimestre enero-abril de 2014 para cada una de las asignaturas. Para concluir con significancia estadística acerca de la igualdad del rendimiento académico reportado en ambas modalidades, se plantearon las siguientes hipótesis para los rendimientos promedio de los grupos en ambas asignaturas:

Ho: µPresencial – µSemipresencial = 0Ha: µPresencial – µSemipresencial ≠ 0

Asignatura Fundamentos de Química Probabilidad y Estadística Inferencial

Grupo

Modalidad

Número de Alumnos

Media

Moda

Desviación Estándar

Aprobados

Reprobados

Porcentaje de Aprobación

Porcentaje de Reprobación

Tabla 3. Resumen grupal de calificaciones finales en modalidad semipresencial y presencial.

2

Semipresencial

20

7.60

8

1.79

16

4

80%

20%

1

Semipresencial

21

7.52

8

1.12

15

6

71%

29%

1

Presencial

21

7.76

8

1.14

17

4

81%

19%

2

Presencial

20

7.75

6

1.55

13

7

65%

35%

21

Debido a que se desconocen los parámetros de variabilidad del rendimiento académico de ambas modalidades, es necesario probar las hipótesis para ambas asignaturas.

Ho: σ Presencial /σ Semipresencial = 1 Ha: σ Presencial /σ Semipresencial ≠ 1

Con un estadístico de prueba de 0.41 en zona de aceptación de la hipótesis nula para el cociente de las desviaciones de ambas modalidades en la materia de Fundamentos de Quí-mica y con una seguridad del 99%, podemos concluir que las desviaciones estándar para las calificaciones grupales obtenidas son iguales. En la Figura 1 se muestran las regiones de rechazo (en rojo) y aceptación para la hipótesis de igualdad de las desviaciones estándar entre ambas modalidades para la asignatura de Fundamentos de Química, con α = .01, 20 y 19 grados de libertad.

Al obtener una dispersión similar en ambas modalidades, los resultados para el rendimiento académico de la asignatura de Fundamentos de Química arrojan un estadístico de prueba To = 0.34, que al ser comparados con los valores críticos para α = 0.01 (véase Figura 2), concluye a favor de la aceptación de la hipótesis nula. Por tanto, concluimos, con una seguridad de 99%, que no existe una diferencia entre los promedios de las calificaciones grupales obtenidos para ambas modalidades en la asignatura de Fundamentos de Química.

Fig. 1. Valores críticos para hipótesis de igualdad de las desviaciones estándar de Fundamentos de Química.

fo = 0.413.402

0.005

0.29870

0.005

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

Den

sida

d

22

Los resultados para la asignatura de Probabilidad y Estadística Inferencial son similares a los obtenidos para Fundamentos de Química. El estadístico de prueba arrojado para el co-ciente de las desviaciones del rendimiento académico fue de fo = 1.92, existiendo evidencia suficiente para aceptar la igualdad entre las varianzas de ambas modalidades. En la Figura 3 se muestran las regiones de rechazo y aceptación para Ho, hipótesis de igualdad de las desviaciones estándar para el rendimiento académico entre ambas modalidades para la asignatura de Probabilidad y Estadística Inferencial, con α = .01, 19 y 20 grados de libertad.

Fig. 2. Regiones de rechazo y aceptación para hipótesis de igualdad rendimiento.

Fig. 3. Regiones de rechazo y aceptación para Ho.

fo = 1.92 3.347

0.005

0.29390

0.005

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

Den

sida

d

To = 0.34

0.005

-2.708 2.7080

0.005

0.4

0.3

0.2

0.1

0.0

Den

sida

d

23

El análisis para la diferencia entre el rendimiento promedio de las modalidades para la sig-natura de Probabilidad y Estadística Inferencial arrojó un estadístico To = 0.55 (véase Figura 4), el cual se encuentra en zona de aceptación de la hipótesis nula. Se concluye con una con-fianza del 99% que no existe diferencia en el rendimiento académico entre ambas modalida-des para la asignatura de Estadística Inferencial. Los resultados de las hipótesis planteadas para la asignatura Probabilidad y Estadística Inferencial y para la materia de Fundamentos de Química se resumen en la Tabla 4.

Fig. 4. Regiones de rechazo y aceptación para hipótesis de igualdad del rendimiento.

ConclusiónAun cuando la transferencia del conocimiento se puede dar de múltiples formas y la educa-ción tradicional puede ser mejorada de diferentes maneras, la enseñanza semipresencial es, actualmente, una herramienta que aporta valor y conocimiento tanto a alumnos como a los docentes. Es por ello que podemos concluir que para los alumnos de la ies que participaron en este estudio:

• La enseñanza semipresencial no disminuye el índice de reprobación en materias de las ciencias exactas.• No existe diferencia significativa al momento de tomar clases semipresenciales o presenciales.• La plataforma semipresencial sirve más como una herramienta de apoyo para el curso presen-cial, aportando control al docente y al alumno.• La implementación de una enseñanza semipresencial en un ies es viable y se tiene como cuna alternativa para todos aquellos alumnos que no pueden asistir a clases.• El acompañamiento constante del tutor de manera virtual permite que el desempeño semipre-sencial sea parecido a un curso presencial.• La socialización virtual entre alumnos agiliza la adaptación entre usuarios conel resto de sus compañeros.

To = 0.55

0.005

-2.708 2.7080

0.005

0.4

0.3

0.2

0.1

0.0

Den

sida

d

24

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26

Introdución

Actualmente se buscan maneras de ho-mogenizar la comunicación entre diver-sos sistemas y plataformas. Dentro de este contexto xml ha demostrado ser un instru-mento sumamente versátil y gracias a las tecnologías que la acompañan da soporte a sistemas complejos que envían y reciben in-formación, logrando así una comunicación de gran calidad, creada de acuerdo a los es-tándares que se requieran.

La comunicación es una necesidad biológi-ca del ser humano, compartir información para expresar o transmitir ideas y/o cono-cimientos a otras personas es esencial. En la actualidad las tecnologías de la informa-ción y comunicación pretenden llevar esta idea a otro nivel.

Siguiendo la línea de las tecnologías podría pensarse en una comunicación mundial, sin embargo, la misma naturaleza de los sistemas de almacenamiento y transmisión de información es heterogénea, por lo tanto, la comunicación entre ellos no puede realizarse de manera directa, surgiendo así la necesidad de un sistema o tecnología de comunicación que permita compartir información de todo tipo adaptándose a cualquier plataforma de información o desarrollo.

XML. El lenguaje de comunicación universal

Karla V. Silva Ramos

Dentro de este contexto surge el eXtenseble Marckup Language por sus siglas en ingles xml, como el lenguaje estándar de comunicación entre sistemas.

Desarrolloxml Lenguaje Extensible de Marcas, es una especificación de la W3C, que sirve para al-macenar y estructurar datos, que posterior-mente serán transmitidos a través de la web a otros sistemas. xml es un metalenguaje, es decir, permite definir un lenguaje de có-digos de un documento y su estructura es derivada del estándar sgml (por sus siglas en inglés de Standard Generalized Markup Language).

Este metalenguaje permite definir etiquetas o códigos de un documento y su estructura, si la información que se requiere compartir es de una índole específica es necesario crear una estructura inherente a dicha información para poder reproducirla en otro sistema con exactitud.

Es propio aclarar que una aplicación de xml no es un sistema de información, es lenguaje de etiquetado y no un lenguaje de programación. Por ello no puede ser empleado en la programación. Por lo tan-to, una aplicación en el contexto de xml es un lenguaje de marcado propio basado en este metalenguaje o vocabulario.

27

Usos comunes de xml

Como xml es un estándar, es posible utilizarlo para infinidad de trabajos y aporta muchas ventajas en amplios escenarios, tanto es así que existen lenguajes de marcado basados en este estándar, los cuales almacenan o comparten información para diferentes usos, por ejemplo:

• Información geográfica• Comercio electrónico• Resultado de laboratorios químicos• Geolocalización• Intercambio de información entre sistemas de información matemáticos• Almacenamiento de información• Diseño de interfaces gráficas• Representación de gráficos vectoriales• Para definir Layouts y animaciones en Android• Intercambio de información en Bases de Datos• Áreas de la salud• Área de finanzas• Industria

Si un sistema o aplicación transfiere información usando este estándar, al momento de ser recibido es fácilmente interpretado por el receptor, ya que se trata de un texto plano con los datos esperados y correctamente estructurados, manejados en formato xml. Así el receptor recoge la información y trabaja con ella.

Para las empresas, la información se está convirtiendo en su materia pri-ma o recurso más valioso y para competir en un mundo globalizado es cla-ve poder publicar, enviar, recibir y estructurar documentos sin importar el medio final donde estos serán expuestos.

28

Comunicación universalRealizar toda esta comunicación entre sistemas heterogéneos sería complicado sin un es-tándar, pero gracias a xml es relativamente sencillo, no obstante xml es un estándar que no funciona solo, ya que entonces todo documento escrito en este metalenguaje sería válido y no existiría un control adecuado. Para evitar este inconveniente xml tiene otras tecnologías relacionadas que son las encargadas de manejar importantes procesos dentro del ámbito de una aplicación xml. Estas tecnologías son las encargadas de la sintaxis, la manera de aplicar estilos, programar o acceder a bases de datos, entre otras funciones. Además, al acordar qué etiquetas usar, entre emisor y receptor, se puede intercambiar información entre usuarios heterogéneos.Algunas de estas tecnologías que permiten acordar un modelo para manipular documentos xml son:

dtd: Define el tipo de documento.xsd: (xml Schema Definition) Se utiliza para describir y validar la estructura y en contenido de los datos xml. El esquema xml define los elementos, atributos y tipos de datos.xslt: Transformación de un documento xml. Si se requiere publicar un documento xml en otro formato, por ejemplo, mostrarlo en la web o en formato cvs. xslt (eXtensible Stylesheet Language), permite dicha automatización, pues este fichero es la hoja de estilo de xml.XQuery y xPath: Permiten extraer la información que se considere pertinente de un docu-mento xml (Un poco al estilo sql).

La combinación con otras tecnologías convierte a xml, en una poderosa herramienta para dar soporte a muchos sistemas de comunicación, pues se adapta muy bien a la representa-ción de diferentes tipos de información. Gracias a estas tecnologías, xml es uno de los pocos formatos que son comprensibles tanto a humanos, como a computadoras que procesan su contenido, separan y clasifican la información y gracias al uso de la codificación de utf-8, soporta muy bien todos los alfabetos del mundo.

¿Quiénes utilizan xml? • Los documentos OpenOffice son archivos xml.• Jabber utiliza un sistema basado en xml para su mensajería conocida como xmpp.• El formato grafico svg (gráficos vectoriales escalables) permite definir formas geométricas para la web y utiliza xml.• MathML permite declarar y exportar fórmulas matemáticas.• smil es un formato para presentaciones multimedia, basado en xml.• rss la lógica de rss recupera la información de sitios de interés para el usuario utilizando un esquema xml particular.• Java utiliza un esquema de ficheros xml para los applets y las interfaces de Android.

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• Microsoft.net lo usa para declarar parámetros de seguridad en sus programas.• FreeMind usa este formato para almacenar información de sus gráficos.• El programa de facturación gratuita del sat, también está basado en xml.

Se podría seguir hablando extensamente de las bondades y ventajas de este estándar, así como de su uso, pero lo importantes es que este estándar permite representar información estructurada de cualquier tipo, de manera que esta información pueda ser almacenada, trans-mitida, procesada, visualizada, e impresa, por diversos tipos de aplicaciones y dispositivos.

ConclusiónEl ser humano siempre ha soñado con una forma de comunicación sin fronteras étnicas. Físicamente los idiomas que más se aproximan a esta definición son, el inglés, por globali-zación y comercio. El español por ser el más difundido y el chino por el mayor número de hablantes. Así que esa necesidad física se quedará por el momento siendo un sueño. Sin em-bargo, en el mundo digital esa barreta debe ser superada, pues la globalización de la infor-mación crece a pasos agigantados, por lo tanto, es indispensable contar con herramientas que permitan la comunicación que las entidades corporativas requieren. xml es un estándar que cubre gran parte de esa necesidad, por lo tanto, es esencial conocerlo y manejarlo, pues hoy por hoy es el nuevo lenguaje universal en el mundo de las comunicaciones digitales.

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30

IntroduciónDesde tiempos antiguos y hasta nuestros días, la deshidratación solar de plantas me-dicinales, granos y carnes ha sido una prác-tica habitual de conservación en el campo, es empleada para asegurar la disponibili-dad de los productos alimenticios y medi-cinales durante todo el año. Hoy en día el secado de vegetales y carne no tiene sola-mente una función de auto-abastecimiento como antes, sino que ofrecen alternativas productivas y comerciales para el mercado nacional e internacional (Almada, Cáceres, Machaín-Singer y Pulfer, 2005). Así pues, la deshidratación o secado es un método de procesamiento de alimentos mediante la aplicación de calor, específicamente de aire caliente. Es un procedimiento simultáneo de transferencia de calor y de masa, acom-pañado de un cambio de fase.

Deshidratador de dientes de León(Taraxcum officinale)

José Guillermo Cebada Reyes • Rosangel Chávez Ramírez • José Manuel Guzmán CruzAlexsander Medina González • Yazmín Verónica Gracía Cerqueda

31

Espinoza (2016) define la deshidratación como:

“… la aplicación de calor bajo condiciones controla-das para remover la mayoría del agua normalmente presente en los alimentos mediante evaporación.” Su principal propósito es extender la duración de ciertos alimentos a través de la reducción del agua contenida en ellos; de esta forma se inhibe el crecimiento micro-biano y la actividad enzimática, pero la temperatura del proceso es generalmente insuficiente para causar su inactivación (Espinoza, 2016).

El proceso de secado solar depende de diferentes parámetros, tales como el tiempo, la temperatura del aire, el ambiente, la humedad relativa, la radiación solar, la velocidad del viento, la cantidad de humedad inicial, el tipo de secador, entre otros, haciendo que la determinación de la eficiencia de secado de dicho proceso se vuelva compleja (Rajeshwari & Ramalingam, 2012). Por otra parte, existe una gran variedad de deshidratadores solares que se pueden clasificar básicamente en dos tipos: deshidratadores de tipo convección natural y deshidratadores tipo circulación forzada (Garg, 1987). Los deshidratadores de convección natural no requieren un ventilador para bombear el aire a través del deshidratador, sin embargo, el bajo caudal de aire y el largo tiempo de secado dan lugar a una baja capacidad de deshidratación. En cambio, cuando se destinan grandes cantidades de productos frescos al mercado comercial, deben utilizarse deshidratadores por convección forzada (Ambrose & Weingartmann, s.f.).

El diseño y elaboración de secadores de convección forzada, dan lugar a la implementación de sistemas de control de lazo cerrado, los cuales permitan un mejor control del proceso. El objetivo de la práctica es elaborar un prototipo de deshidratador por convección forzada usando sensores de temperatura. Los sensores serán empleados en el monitoreo del proceso por medio de una interfaz gráfica. Para esta investigación, se llegará a cabo la deshidratación de la planta Taraxacum officinale (conocida como diente de león) la cual posee activos medicinales).

32

DesarrolloConstrucción del deshidratador

Para el prototipo de deshidratador, se construyó una caja de madera con dimensión de 30x30x50cm. A los laterales se instalaron dos ventiladores de 12V, cada uno con un diámetro de 8cm, que permitieron la entrada de aire y la extracción de la humedad. En la parte supe-rior se colocó un vidrio de 30x50cm., que permitió la entrada de la luz solar. En un extremo se añadió una puerta de 20x20cm. la cual permite la entrada de la muestra. Por último, se colocaron tres sensores de temperatura LM35, distribuidos como se muestra en amarillo en la Figura 2.

Fig. 1. Dimensiones del deshidratador.

8 CM

8 CM

50 CM

30 CM

30 C

M

20 C

M20 CM

33

Fig. 2. Distribución de sensores

ventilador

ventilador

Sensor deTemperatura UM55

Sensor deTemperatura UM55

Sensor deTemperatura UM55

puerta

Cada sensor se posiciona cinco centímetros arriba de la superficie, la distribución fue hecha con la intención de mantener igual las distancias entre cada sensor.

34

Descripción del sistema de controlEl proceso de deshidratación forzada fue controlado usando una tarjeta Arduino, cuya función es regular la velocidad de los ventiladores conforme los sensores regis-tran la temperatura de menor a mayor: traduciendo esto a un aumento y disminu-ción de voltaje hacia los actuadores que están conectados a un puente H para regular la velocidad dependiendo de la señal transmitida por los sensores de temperatura. En otras palabras, se intentó mantener un punto de referencia estable, con el aumento de velocidad de los ventiladores en caso de que la temperatura oscilara considerable-mente. En la Figura 3 se muestra la interfaz gráfica utilizada para obtener y controlar la electrónica del secador, como se puede apreciar, posee tres bonotes para conectar y asignar una rutina en el Arduino y, en el centro se encuentra un graficador para observar el comportamiento del sistema.

Preparación de la muestraEn la presente investigación se consideró el uso del diente de león (Taraxacum offi-cinale), cuya preparación (previa a la inserción en el deshidratador) consistió en separar las hojas (verdes aún) del tallo y de la flor. Una vez preparada la muestra se introdujo en el deshidratador por 60 minutos, de los cuales se decidió que constan-temente debía monitorearse la temperatura, así como el voltaje cada 15 minutos, esto con el fin de observar los avances y el cambio que presentaba la muestra en el trascurso del tiempo.

CONECTAR

DESCONECTAR

INICIAR

10.90.80.70.60.50.40.30.20.1

00 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

TIEMPO SENSADO SENSADO 2 SENSADO 3P ROM. SENS.

Fig. 3. Interfaz gráfica de usuario.

35Imagen de stock

36

ResultadosDe las observaciones que se realizaron en la presente práctica se obtuvieron las siguientes mediciones:

Tabla 1. Monitoreo de la muestra.

Notamos un ligero cambio en el voltaje debido a que el clima no favoreció para la correcta realización de nuestra práctica. En la Figura 4a se muestran las hojas frescas de diente de león en el deshidratador, en la figura 4b se muestra las hojas deshidratadas después de 60 minutos sometidos a 55ºC las hojas de diente de león.

Fig. 4 a. Producto seco. - Fig. 4 b. Producto fresco.

Temperatura Voltaje Tiempo

28°C 0 0 min

46°C 0.53 15 min

51°C 0.57 30 min

51°C 0.56 45 min

54°C 0.55 60 min

37

2000 4000 6000 80000

605550454035

4039383736353433

2000 4000 6000 80000

Gráfica 1 y 2. Gráficas relevantes.

En las Gráficas 1 y 2 podemos observar el comportamiento del sistema sin ventilación y con ventilación: en la primera gráfica se puede apreciar cómo la temperatura alcanza hasta los 55ºC sin ventilación en el sistema, mientras que en la segunda gráfica se consigue regular la temperatura a 40ºC con la regulación del sistema de ventilación.

Finalmente, con este sistema se alcanzó una deshidratación del 77.1% (aproximadamente); esto debido a que la muestra inicialmente tenía un peso en gramos de 10.7 g., y una vez transcurridos los 60 minutos, nuevamente se pesó y se observó que la muestra disminuyó su peso a 2.4 g.

38

ConclusionesDurante el experimento se observó que el control de la deshidratación (por medio del siste-ma de lazo cerrado) fue rápida. Cuando se introdujo el producto por primera vez, ya estaba seco a los 15 minutos que dura el primer ensayo realizado. Cabe mencionar que el primer intento fue un fracaso ya que no se había calibrado una referencia de control precisa. En el segundo intento se observó que la cantidad de humedad perdida del producto fue muy buena. Aunque se tuvo un margen de error con respecto al tiempo en que se monitoreaba, el cual fue reportado.

Se realizó una tercera prueba, pero ya no con Taraxacum officinale, sino con Mentha suaveo-lens, la cual contiene mayor cantidad de agua. El resultado fue satisfactorio, a pesar de que se monitorizó durante 30 minutos y hubo poca luz natural. En conclusión, el deshidratador podría ser más eficiente con una larga exposición al sol.

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