uct_58

Revista de la Universidad Nacional Experimental Politécnica “Antonio José de Sucre”

Puerto Ordaz, Venezuela - Depósito Legal pp 1997 02B081-ISSN 1316-4821

Volumen 15, Nº 58, 2011

AMBIENTE

NOTA TÉCNICA: EFICIENCIA ENERGÉTICA

ELECTRÓNICA

Arroyo Jesús, Contreras Oscar, Rodríguez Ronny, Amaya Jorge,Paolini Adriana,

Vásquez Carmen, Osal William, Sudriá Antonio, Pérez David,Yépez Wilson, Parra Estrella, Sánchez Itha, Ramírez Rodrigo,Doyharzabal Julio, Llosas Yolanda,

Restrepo José, Bueno Alexander, Escalona Cruz, Aller José,

Biorremediación de suelos de vertedero entérminos de metales contaminantes mediante el uso de la lombrizrojas californiana POR FI-AAS suspensiones.

2DO Taller eficienciaenergética para la seguridad y la sostenibilidad de Iberoamérica

Modulación por ancho de pulso de vectores espaciales en unconvertidor multinivel tipo cascada.

GEOLOGÍA

INVESTIGACIÓN

TURISMO

Nuñez Lafitte Manuel, Guerra Oliva Mario, Molerio León Leslie,

Aguilera Ana, Aguilar Jaime, Subero Alberto,

D’Armas Mayra, Barreto Yuraima, Mejías Agustín,

Un enfoque a la prospección de aguas subterráneas en rocasígneas y metamórficas en algún sitio de cuba.

Aplicación de apoyo al diagnóstico en marcha patológicamediante análisis cinemático.

Dimensiones de la calidad de los servicios en eke sector turismode Ciudad Guayana, Venezuela.

DIRECTORIO DE LA REVISTA UNIVERSIDAD,CIENCIA Y TECNOLOGÍA

Directora

Editor

Comité Editorial

Dra. Minerva Arzola

Dr. Luis [email protected]

(en orden Alfabético)Dra. Minerva ArzolaDr. Ángel CustodioDra. Mayra D´ArmasDr. Herman FernándezDra. Linda GilDr. Ovidio León

Los artículos, opiniones y colaboraciones que se publican en esta revista no representan necesariamente la filosofía informativa ni institucional de la UNEXPO ypodrán ser reproducidos previa autorización del Editor. En caso de reproducción se agradece citar la fuente y enviar ejemplares del medio utilizado a la UNEXPO, ala siguiente dirección: Dirección de Investigación y Postgrado, UNEXPO, Vicerrectorado Puerto Ordaz, Alta Vista Sur, Urb. Villa Asia, Final de calle China, Apdo.Postal 78, Puerto Ordaz, Edo. Bolívar, Venezuela, Telf./fax (0286)962.52.45-961.13.82 [email protected]

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Lic. Rita Añez, RectoraDra. Fraisa Codecido, Vice-Rectora AcadémicaMsc. Mazra Morales, Vice-Rectora AdministrativaIng. Magly de Peraza, Secretaria

Dr. Ovidio León Lara, Vice-RectorIng. Carlos Pietri, Director AcadémicoMSc. Miguel Leyton, Director AdministrativoDra. Minerva Arzola, Dir. Investigación y Postgrado

• Traducciones

• Administración y transcripciones

Centro de idiomas UNEXPO

T.S.U Zorelys Romero

Vol. 15, Nº 58, 2011Revista trimestral editada por la Universidad Nacional ExperimentalPolitécnica “Antonio José de Sucre”, UNEXPO,Vicerrectorado Puerto Ordaz.

• Actualidad Iberoamericana• Aluminium Industry Abstracts• Corrosión Abstracts• CSA Engineering Research Database• CSA Materials Research Database with METADEX• CSA Recent References Related to Technology• CSA Technology Research Database• Environment Abstracts• LATINDEX• Mechanical & Transportation Engineering Abstracts• METADEX• REVENCYT• Colección SciELO Venezuela (www.scielo.org.ve)

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ISSN 1316-4821

Nuestra Portada:

Fuente:

muestra una lámparabasada en HBLEDs, la cual recibe elsuministro eléctrico de una fuentem i x t a d e e n e rg í a r e n o v a b l eproveniente de celdas solares y/o unapequeña turbina de viento, concapacidad de respaldo de la energíamediante un banco de baterías.

http://www.bbeled.com/solar-led-street-lights

Año 2010Suscripción

AnualEjemplar

Precio de venta (Bs.)

Personas naturales

Instituciones Externas

Exterior

Profesores UNEXPO Puerto Ordaz BsF. 5,00 20,00Región Guayana BsF. 5,50 22,00Resto del País BsF. 6,00 24,00

BsF. 7,50 30,00

US$ 15 US$ 60

Publicación Financiada por:

• UNEXPO, Vicerectorado Puerto Ordaz

Concepto y Diseño Gráfico:

Composición:

Impresión:

Lic. Jesús Pérez Quijada

Aureal Ars, C.A.

UNEXPO Puerto Ordaz

Árbitros

Editorial

AMBIENTEArroyo Jesús, Contreras Oscar, Rodríguez Ronny, Amaya Jorge, Paolini Adriana,Biorremediación de suelos de vertedero en términos de metales contaminantes mediante el uso de la lombriz roja californiana POR FI-AAS suspensiones.

NOTA TÉCNICA: EFICIENCIA ENERGÉTICAVásquez Carmen, Osal William, Sudriá Antonio, Pérez David, Yépez Wilson, Parra Estrella, Sánchez Itha, Ramírez Rodrigo, Doyharzabal Julio, Llosas Yolanda,2DO Taller eficiencia energética para la seguridad y la sostenibilidad de Iberoamérica(EFESOS)

ELECTRÓNICARestrepo José, Bueno Alexander, Escalona Cruz, Aller José, Modulación por ancho depulso de vectores espaciales en un convertidor multinivel tipo cascada.

GEOLOGÍANuñez Lafitte Manuel, Guerra Oliva Mario, Molerio León Leslie,Un enfoque a la prospección de aguas subterráneas en rocas ígneas y metamórficas en zonas de cuba.

INVESTIGACIÓNAguilera Ana, Aguilar Jaime, Subero Alberto,Aplicación de apoyo al diagnóstico en marcha patológica mediante análisis cinemático.

TURISMOD’Armas Mayra, Barreto Yuraima, Mejías Agustín, Dimensiones de la calidad de losservicios en el sector turismo de Ciudad Guayana, Venezuela.

Normas de Arbitraje

Normas de Publicación

CONTENIDO

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29

19

43

35

52

51

Vol. 15, Nº 58, 2011ISSN 1316-4821

1

Dr. Genni Aguilar - Hosp. de Clínicas Caroní, Pto. Ordaz

Dr. Jesús Andrade - LUZ Maracaibo

Dra. Minerva Arzola - UNEXPO Pto. Ordaz

Dr. Máximo Benavides - UNEXPO Pto. Ordaz

Dra. María C., Blanco - UNEXPO Barquisimeto

MSc. José Borjas - UNEXPO Pto. Ordaz

MSc. Antonio Bravo-UNET

Dr. Edwuin Carrasquero - UCV

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Dr. Roberto Corral - Universidad de La Habana

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MSc. Zulay Franco - UNEXPO Pto. Ordaz

Dr. Luis Galván- USB

Dr. Francisco García Sanchez - USB

Dr. Luis García - UNEXPO Pto. Ordaz

Dr. Oswaldo García - Universidad de Matanzas

“Camilo Cien Fuegos”, Cuba

MSc. Charlo González - UNEXPO Pto. Ordaz

Ing. Dosinda González- USB

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Dra. Esther Morales - UNEXPO Pto. Ordaz

Dr. Leonardo González - UNEXPO Pto. Ordaz

Dr. Rafael Guevara - UNEXPO Pto. Ordaz

Dr. Víctor Guzmán - USB

Dr. Diego Jugo - ULA

Dr. Jesús López - UNEXPO Pto. Ordaz

Dra. Gertrudis Márquez - VENALUM

Dr. Jairo Márquez - ULA

Dra. Olga Márquez - ULA

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Ing. José Odremán - UNEXPO Pto. Ordaz

Dr. Dimas Mavares - UNEXPO Barquisimeto

Dr. Franklin Mendoza - UNEXPO Pto. Ordaz

Dra. Gaudys Mendoza - UNEXPO Barquisimeto

Dr. Agustín Mejías - Universidad de Carabobo

Dra. Ingrid Motezuna - UNEXPO Barquisimeto

MSc. Scandra Mora - UNEXPO Pto. Ordaz

Dr. Luis Moreno - Royal Institute of Technology, Suecia

Dr. Jorge Mostany - USB

MSc. Ángel Olivier - UNEXPO Pto. Ordaz

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Ing. Mauricio Paletta - UNEG Puerto Ordaz

Dr. Gianfranco Passariello - USB

Dr. Dester Perdomo - CUJAE, La Habana

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Dr. Nando Troyani - UDO Pto. La Cruz

Dra. Cármen Luisa Vásquez - UNEXPO Barquisimeto

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MSc. Luis Velásquez - UNEXPO Pto. Ordaz

MSc. Ely Contreras - UNEXPO Pto. Ordaz

Árbitros

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EDITORIAL

Aunque en la actualidad se observan sucesos indeseables por el uso desacertadoy desmedido de la tecnología produciendo impactos negativos a los habitantes

y al medio ambiente, no se puede menospreciar el marcado interés del hombre en lacristalización de equipos y sistemas donde se consolida: el dimensionado compacto,un tiempo de vida extenso, alta eficiencia energética y un menor costo de producción,entre otros aspectos. Un ejemplo palpable, es la incorporación de la tecnología deDiodos Emisores de Luz de Gran Brillo (HBLEDs) en el alumbrado público y enotra variedad de aplicaciones, donde ha demostrado madurez tecnológica paraafianzarse paulatinamente.

Los HBLEDs son dispositivos de juntura tipo P-N que al polarizarse, puedenproducir luz blanca, roja, verde o azul. Estos elementos exhiben una característicasimilar a los LEDs convencionales, pero con un mayor voltaje de conducción, el cualvaría entre 2.5V para LEDs rojos y 4.5V para LEDs azules. En polarización directa,el consumo se incrementa rápidamente, razón por la cual, es conveniente el controlbasado en la regulación de la corriente para prevenir daños en los mismos.

Las lámparas de HBLEDs son hasta el momento, la opción más idónea parareemplazar las lámparas tradicionales basadas en halógenos, de vapor de sodio de altay baja presión, de mercurio, etc. El tiempo de vida puede alcanzar 50.000 ó 100.000horas, demandan un bajo costo por labores de mantenimiento, admiten miles ciclosde operación, su encendido es instantáneo, son capaces de emitir distintos colores sinemplear filtros especiales, garantizan una excelente eficiencia considerando larelación Lumen por Vatio producido, disipan menos calor, resisten impactos ysoportan vibraciones. Por otra parte, son compatibles para conectarse a celdas solaresy/o pequeñas turbinas de viento, junto a un medio de almacenamiento de respaldo,e inclusive, operando como un sistema híbrido, abasteciéndose de la red AC antecondiciones críticas de los recursos energéticos renovables y del acumulador.

Estas lámparas hacen uso de convertidores de potencia y circuitos de regulación,para garantizar una gran prestación y al mismo tiempo reducir las pérdidas deenergía. De acuerdo a los requerimientos de la aplicación, es necesario colocar losHBLEDs en configuración serie, en paralelo o en combinación serie-paralelo.

3

4

Cualquiera sea la disposición, se resuelve con convertidores AC/DC – DC/DC osolamente un arreglo DC/DC, para adaptar en forma óptima la fuente de alimentacióna la demanda requerida por la matriz de HBLEDs.

Comparativamente, se puede indicar que las lámparas de vapor de sodio de altapresión, HPS, de 250W tienen una eficacia de 60 lm/W, y decae a 45 lm/W a 120W.Sin embargo, las lámparas de HBLEDs mantienen una eficiencia mayor a 67 lm/Wa distintos valores de potencia.

Los HBLEDs están integrados en proyectores, lámparas arquitectónicas, lámparas deemergencia y de vialidad, en las pantallas de televisores, en avisos publicitarios, enlos medios de transporte, etc.

Una política inmediata para el ahorro de energía en Venezuela, plantea la sustituciónprogresiva de lámparas de vapor de sodio y de halógeno por tecnología HBLEDs. Sepodrían incorporar lámparas con alimentación híbrida, es decir, con capacidad paraoperar directamente desde un banco de baterías, cargado durante el día mediante unapequeña celda solar, y sólo ocasionalmente, abastecerse de la red AC ante lapresencia de nubosidad prolongada. Otra opción propuesta, cuando el caso loamerite, es instalar pequeños rectificadores con factor de potencia unitario en lasredes con lámparas convencionales, con el fin de mitigar el contenido armónicoderivado por los balastos de bajo rendimiento.

En cuanto a este ejemplar de la revista UCT, presentamos a la comunidad aportesdistinguidos en las siguientes disciplinas: turismo, geología, metodología de lainvestigación, electrónica de potencia, ambiente y eficiencia energética.

Dr. Herman FernándezCentro de Electrónica de Potencia y Accionamientos

Volumen 15, Nº 58, 2011. pp 5-11 5

BIORREMEDIACIÓN DE SUELOS DE VERTEDERO ENTÉRMINOS DE METALES CONTAMINANTES MEDIANTE

EL USO DE LA LOMBRIZ ROJA CALIFORNIANA POR FI-AAS SUSPENSIONES

Arroyo Jesús,(1) Contreras Oscar,(2) Rodríguez Ronny,(2)

Amaya Jorge,(2) y Paolini Adriana(1)

(1)Decanato de Ingeniería Civil, Universidad Centroccidental “Lisandro Alvarado”, BarquisimetoEstado Lara, Venezuela.(2)Universidad nacional experimental Politécnica “Antonio José de Sucre”, Departamento deIngeniería Química, Barquisimeto Estado Lara, Venezuela

[email protected]

Resumen: Un estudio sobre biorremediación de suelos en el vertedero de Pavía (Barquisimeto, estado LaraVenezuela), en términos de metales contaminantes Zn, Mg, haciendo uso de la capacidad extractora yremoción de la lombriz Roja Californiana (LRC) (Eisenia foétida) es presentado; la técnica empleada paratal fin es la FAAS, con acople de un sistema FIA para la estimación de dichos metales en suspensión. Ensayoscontrolados de laboratorio pesando 45 g de suelo de vertedero, se le colocan 5 lombrices pesadas y medidasy se cuantifican dichos metales inicialmente, a los 5, 10 y 15 días, los valores reportados en las muestrasinicialmente permiten elaborar mapas de isoconcentración de los analitos, utilizando el método Kriging deinterpolación; permitiendo estimar la concentración de los analitos por proyección de las líneas y áreasestablecida en el plano; adicionalmente se emplean otros ensayos de referencia con muestras de sueloscontaminando con patrones acuosos de los analitos, en ambos casos y para los dos elementos estudiados sereportan niveles de remoción cercanos al 60% al cabo de los 15 días de estudio, constituyendo la LRC juntoal sistema FI-AAS, en excelentes alternativas para la biorremediación de emplazamiento altamenteimpactados como los vertederos.

Palabras claves: Biorremediación/ LRC/ Suelos de vertederos/ FI-AAS/ Suspensiones/ Zn/ Mg

BIOREMEDIATION OF SOILS AT THE LANDRILL INTERMAS OF CONTAMINANT METALS USING

CALIFORNNIA RED WORD

Abstracts: A study on bioremediation of soils at the landfill of Pavia (Barquisimeto, Lara state, Venezuela),in terms of contaminant metals Zn, Mg, using the extractor and removal capacity of the California Red Worm(CRW) (Eisenia foètida) is presented, the technique used for this purpose is the FAAS, with coupling of aFIA system for the estimation of these metals in slurries. Controlled laboratory essays weighing 45 g of soilfrom the landfill, place 5 worms was weighed and measured and quantified these metals initially at 5, 10 and15 days, the values reported in the samples initially isoconcentración allow mapping of the analytes, usingthe Kriging method of interpolation, allowing estimation of the concentration of analytes by projection linesand shaded areas established in the plane; additional reference essays are used with soil samples contaminatedwith aqueous standards of the analytes, in both cases and for the two studied elements clearance levels arereported close to 60% after 15 days of study, being next to the CRW FI-AAS system, in excellent alternativesfor the bioremediation of highly impacted site as landfill.

Key-words: Bioremediation/ CRW/ Soils of Landfill/ FI-AAS/ Slurries/ Zn/ Mg

Volumen 15, Nº 58. pp 5-11

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I. INTRODUCCIÓN

El estudio del impacto medio ambiental en emplazamientocomo los llamados vertederos, botaderos de basura,basurales, etc., concurre cada vez con mayor urgenciadebido al ingente cantidad de materiales que día a día sondispuestos en ellos, generalmente con un control inadecuado[1,2], afectando en gran medida el entorno ambiental, lasaguas subterráneas y la salud de las personas que habitan ensus adyacencias. A la par de estas circunstancias se havenido considerando con mayor insistencia propuestas derecuperación de espacios como los mencionados y otroscomo los de cultivos o de uso industriales [3,4], cada vezmás efectivas e inocuas; en este entorno se muestra a lalombriz roja californiana (LRC), con una alternativa muyoportuna, dado su capacidad detritívora y en tanto deremoción de agentes contaminantes como metalesdispuestos en suelos [5]. El estudio aquí presentadocomprende una propuesta para la biorremediación de suelosde vertederos y otros igualmente impactados; en nuestrocaso el vertedero de la ciudad de Barquisimeto, Estado LaraVenezuela, mediante el cual en estudios controlados delaboratorio, se estima la remoción de Zn y Mg en dichossuelos, para lo cual se tomaron muestras representativas detodo el lugar para su eventual análisis mediantesuspensiones [6,7] a través de sistema FIA acoplado a unespectrómetro de absorción atómica en llama (FI-AAS), lasexperiencias controladas con biomasa de lombrices pesadasy medidas fueron dispuestas en cantidades fijas de suelos ycuantificadas en términos de los analitos considerados,reportándose porcentajes de remoción cercanos al 60 % alcabo de 15 días de estudio.

Alternativamente mediante ensayos referenciales, con losvalores iníciales encontrados en los suelos para amboselementos, se elaboraron mapas de isoconcentración de loscontaminantes, los cuales se obtuvieron utilizando el métodoKriging de interpolación, haciendo uso de un software SIG,Surfer 8 [8], que permiten estimar o proyectar la

concentración de las especies estudiadas en zonas distintas alas muestreadas.

Otros ensayos, tales como la cuantificación de los analitos enambientes contaminados deliberadamente con excesos depatrones acuosos, en presencia y ausencia de lombrices,fueron llevados a cabo, a efectos de reafirmar el carácterunivoco de la remoción de los elementos contaminantes porparte de LRC, convirtiéndose de esta manera en unaimportante propuesta para la recuperación de suelos como losde vertedero y otros impactados en similar magnitud.

II. DESARROLLO

1. Aparatos

La cuantificación de ambos analitos fueron realizadas ensuspensión, mediante un espectrómetro de absorción atómicaen llama marca Thermo, modelo Electron Corporation, conlámparas de cátodo hueco de la misma marca comercial.

El sistema acoplado FIA [9], para la estimación de amboselementos, mostrado en la figura 1, y empleado para el uso desuspensiones, comprende el uso de una bomba peristáltica de10 rodillos marca Gilson y cuatro canales y velocidadregulable, mangueras de 1,4 mm de diámetro interno sonusados para el transporte de las muestras de suelo y portador.La muestra se introduce en forma bolo discreto con ayuda deuna válvula de cuatro vías marca Rheodyne.

Un dispositivo de ultrasonido es usado para disgregar lasmuestras durante dos minutos antes de ser introducidas,estando en constante agitación. Un molino de bolas de teflóncon un centímetro de diámetro es empleado para reducir eltamaño de partícula de los suelos, que con anticipación sonpasadas por tamices para eliminar el cuerpo gruesoencontrados en las muestras. Finalmente la porción de muestraanalizada fueron pesadas en una balanza analítica digitalmarca Ohaus-Explorer.

Figura 1.- Montaje usado para el acoplamiento FI-AAS. El portador es impulsado mediante una bomba peristálticaP, que a su vez carga el lazo de la muestra, L. El volumen de muestra es introducido en forma discreta al sistemamediante la válvula de cuatro vías, V. Muestra y portador viajan hacia el detector atravesando el serpentín C1,

la pieza en T y e l serpentín C2.

Arroyo, J. et al. Biorremediación de suelos de vertedero en términos de metales contaminantes

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2. Reactivos

Las muestras fueron dispuestas en agua bidestilada ydesionizada, los patrones acuosos utilizados en lascalibraciones son preparados por dilución a partir de patronesde 1000 ppm de alta pureza. HCl y HNO3 grado analítico al2% es usado para coadyuvar a la disminución del tamaño departícula [10].

3. Procedimiento

Veinte muestras de suelos de las distintas zonas del vertederofueron dispuestas para la valoración de Zn y Mg, y suremoción frente a la presencia de la LRC [11], a tal efecto seprocedió a establecer diseños de experiencias que contemplanpara cada muestra tres replicas, para cada estudio y para cadaanalito, así, se emprendió y se dispuso del siguiente cuadro deexperiencia:– Muestras sin lombrices – Muestras con lombrices – Muestras contaminadas deliberadamente con cada analito

en presencia y ausencia de lombrices

Todas y cada una de las muestras a vez fueron medidas portriplicado según los parámetros operacionales del equipomostrados en la tabla 1 y para los tiempos de 5, 10 y 15 días,pesando 45 g de cada suelo en vasos plásticos y colocando 5lombrices pesadas y medidas de acuerdo con cada caso. Losvasos son tapados con tela que permitan la aireación ysubsistencia de las lombrices.

Tabla I.- Parámetros operacionales del equipo de FAAS

A estos efectos, de cada muestra se tomas 150 mg del suelo altérmino de los días estipulados, se coloca HCl y HNO3 al 2%y se lleva a un volumen final 30 ml con agua, se somete a 2min de ultrasonido y en agitación magnética se cuantifica conel sistema FIA propuesto.

III. Resultados y Discusión

Como se comentó, fueron cuantificadas las muestras de suelosal inicio de las experiencias en presencia de las lombrices y seutilizo un Sistema de Información Geográfica (SIG) paraanalizar la información geográficamente referenciada de lospuntos de muestreo. El propósito de estas actividades eselaborar mapas de concentración, de manera de estimar porinterpolación y mediante líneas de contorno reflejando áreasde mayor o menor intensidad en los tonos de grises asociadasa valores de concentración. Los mapas de distribución espacialde los contaminantes, se presentan en las figuras 2(a) y 2(b),donde se observa la distribución geoespacial de los analitosen función de los rangos establecidos por la escala establecida.

Figura 2.- (a) Mapas de isoconcentración para el Zn

Figura 2.- (b) Mapas de isoconcentración para el Mg

8

Los mapas para ambos analitos resultan completamentedistintos en su distribución geoespacial, observándose unamayor presencia del Zn en las zonas de entrada al nor-oeste desu mapa, en tanto para el caso del Mg, se nota una mayorpresencia en el área norte y a lo largo del eje central de sucorrespondiente mapa, y una escasa presencia en las áreaslaterales del mismo. Las razones para estas distribucionesprobablemente la encontremos en el tipo y tiempo deresidencia los de los materiales depositados en las zonas del

vertedero a la naturaleza del suelo y a la propia del analito.

En la figura 3, se reflejan los resultados de los ensayosllevados a cabo en presencia de lombrices. Como puedeobservarse tanto para el Zn y el Mg, los resultados reportanuna remoción de alrededor de 20 % cada 5 días, y un 60 % alfinal del estudio al cabo de 15 días, ello demuestra lacapacidad constante de la LRC, en remover indiscriminada yeficientemente ambos elementos.

(a)

(b)

Figura 3.- Porcentajes promedio de remoción de Zn (a), y Mg (b),en muestras de suelo del vertedero de Pavía, en presencia de la LRC, en función del tiempo.


9

(a)

(b)

Para el caso de suelos contaminados deliberadamente conpatrones acuosos del mismo analito la presencia de la LRC,

actúa de manera similar, removiendo en promedio valorescercanos al 60 % para ambos especies (Figura 4).

Figura 4.- Porcentajes promedio de remoción de Zn (a) y Mg (b), en muestras de suelos del vertedero de Pavía,contaminados deliberadamente con patrones acuosos de cada analito producto de la presencia de la LRC.

Arroyo, J. et al. Biorremediación de suelos de vertedero en términos de metales contaminantes

10

En relación a estos estudios de carácter referencial, la LRCactúa de manera similar, removiendo hasta un 60 % en cadacaso, aun en presencia de un aumento significativo del losanalitos estudiados producto de la adición deliberada desoluciones acuosas de estos, lo que indica que su remoción nodepende de si los mismos estén en condición acuosa o seanaportados por la propia matriz, más allá de la factibilidad decontinuar su remoción aun en ambientes de altaconcentraciones de elementos contaminantes, lo cual resultaparticularmente importante, toda vez, que su cuantificación severifica frente a patrones acuosos y además de que talcapacidad de remoción depende exclusivamente de laactividad detritívora de la LRC. Por otro lado, muestrastomadas al azar fueron digeridas mediante el uso de ácidosminerales a efectos de establecer la exactitud de los ensayosrealizados, encontrándose que no se evidencia erroressignificativos en los valores para las concentraciones de losanalitos estudiados al comparar ambas metodologías(suspensiones-digestiones).

IV. CONCLUSIONES

1. La acción biorremediadora de la LRC para especiescontaminantes como el Zn y Mg en suelos del vertedero dePavía objeto de estudio en este trabajo, queda claramenteevidenciada a la luz de los resultados obtenidos.

2. Alrededor del 60 % para ambos analitos en un tiemporelativamente corto de 15 días, lo que la promueve junto ala técnica FI-AAS suspensiones, como excelentealternativa.

3. La depuración de emplazamientos altamente impactadoscomo los vertederos y otros de similar naturaleza, ya seaen la acción directa sobre la matriz o en los ensayos conexceso de estándares acuosos, que sirven en alguna medidade referencia para afirmar su acción removedora.

4. La elaboración de mapas de isoconcentración deinsoslayable importancia en la estimación y ubicacióngeoespacial de las especies objeto de estudios.

V. REFERENCIAS

1. El-Fadel, M; Findikakis A and Leckie J. “EnvironmentalImpacts of Solid Waste Landfilling”. Journal ofEnvironmental Management, 50 (1997) 1-25.

2. Mato R. “Environmental implications involving theestablishment of sanitary landfills in five municipalities inTanzania: the case of Tanga municipality”. Resources,

Conservation and Recycling, 25 (1999) 1–16.

3. Rawlinson H., Dickinson N., Nolan P., Putwain P.“Woodland establishment on closed old-style landfill sitesin N.W. England”. Forest Ecology and Management 202(2004) 265–280.

4. Zaïri, M., Ferchichi M., Ismaïl, A., Jenayeh, H.,Hammami H. “Rehabilitation of El Yahoudia dumpingsite, Tunisia”. Waste Management, 24 (2004) 1023 –1034.

5. Neuhauser, E.F., Loehr, R.C., Milligan, D.L. and.Malecki, M.R. “Toxicity of metals to the earthwormEisenia fetida”. .Biology and Fertility of Soils, 1 (1985)149:152.

6. Arroyo C. J., Marco L.M., Malavé R., Anzola E., GómezL., Domínguez J., Alvarado J. “Determinación deManganeso y Potasio en muestras yeso por FI AAS-suspensiones y fusión alcalina como alternativasanalíticas al procedimiento convencional de lixiviación”.Rev. Tec. Ing. Univ. Zulia. (2002) Vol. 25. Nro. 1. 42-18.

7. Yépez M.A, Marcos R., Segura F., Amaya J., Arroyo J.,Arrieche B., Matute S., Marco L. “A Determination OfArsenic In Sugar Soil And Foliar Tissue From Municipio,Lara State, Venezuela by Generation Atomic AbsorptionSpectroscopy”. Current Research Paper.

8. Critto A., Carlon C., Marcomin A. “Characterization ofContaminated Soil and Groundwater Surrounding anIllegal land. (S. Giuliano, Venice, Italy) by PrincipalComponent Analysis and Kriging”. EnvironmentalPollution, 122 (2003) 235–244.

9. Carrero P., Gutierrez L., Rondón C., Burguera J.,Burguera M., Petit Y. “Flow injection determination ofBismuth in urine by successive retention andtetrahydroborate (III) on an anion- exchange resing andhydride generation atomic absorption spectrometry”.12TH Flow Injection Analysis, Venezuela, Book ofAbstracts, pag. 67, 2003.

10. López G. I., Arroyo C. J., Hernández C. M., “Generationof vapors from slurries samples for the fast determinationof As and Hg in coal fly ash and diatomaceous earth”Atomic Spectroscopy 14, 144, (1993).

11. Arroyo C. J., Marco L. M., Matute S., Macchi L.“Evaluation of As and Hg from landfill soil usingEusenia Foetida”. LabCiencias. www. labciencias.com.,4. 2006


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2DO TALLER EFICIENCIA ENERGÉTICA PARA LA SEGURIDAD Y LA SOSTENIBILIDAD DE

IBEROAMÉRICA (EFESOS)

Vásquez Carmen,(1) Osal William,(1) Sudriá Antonio,(2) Pérez David,(3) Yépez Wilson,(4)

Parra Estrella,(5) Sánchez Itha,(6) Ramírez Rodrigo,(7) Doyharzabal Julio,(8) y Llosas Yolanda(8)

(1)Departamento de Ingeniería Eléctrica de la UNEXPO, Venezuela (1)Dirección de Investigación yPostgrado del Vicerrectorado Barquisimeto de la UNEXPO, Venezuela (2)Fundador del CITCEA.España. Director de la Acción EFESOS. (3)Escuela Politécnica del Ejército, Ecuador. (4)AcadémicaSede Bogotá Universidad Nacional de Colombia. (5)Instituto de Investigaciones Eléctricas, México.(6)Departamento de Ingeniería Eléctrica del CITCEA-UPC. (7)Facultad Regional Santa Fe. UniversidadTecnológica Nacional, Argentina. (8)Facultad de Ingeniería Eléctrica. Universidad de Oriente, Cuba

[email protected]

Resumen: Los estudios de las emisiones de los gases de efecto invernadero causados por la producción dela energía eléctrica con fuentes no renovables incrementan el interés por la Eficiencia Energética. Ésta buscaestablecer oportunidades de ahorro manteniendo los niveles de bienestar de los clientes del servicio. Debidoa su importancia, desde el año 2007 se desarrolla la Acción de Coordinación EFESOS del CYTED con elobjeto de potenciar las oportunidades y el intercambio de los resultados de la investigación de sus miembros.En el 2DO Taller EFESOS, realizado en la Ciudad de Cuernavaca, México, se presentaron temas referidos a:los objetivos del CYTED y de EFESOS, la potencia en espera, posibilidades de ahorros en sistemas deelevadores, la importancia de la generación distribuida, propuestas académicas, las auditorias energéticas,los planes de eficiencia energéticas y los marcos regulatorios. Este trabajo busca dar a conocer la informaciónrelevante presentada durante en dicho Taller. Se concluye que es imprescindible el intercambio deexperiencias para generar iniciativas que a su vez permitan generar conocimiento en el área y el desarrollode la Eficiencia Energética como herramienta para incrementar la seguridad y la sostenibilidad enIberoamérica.

Palabras clave: CYTED/ EFESOS/ Eficiencia Energética.

Abstract: The studies of greenhouse gas emissions caused by the production of electric power based onnon renewable sources increase the interest for Energy Efficiency. This seeks to establish saving opportunitiesmaintaining the electrical service user´s quality of life. Due to their importance, in the year 2007 the EFESOSCoordination Action of the CYTED is developed in order to boost the opportunities and the exchange ofresearch results within its members. In the 2ND EFESOS Workshop the topics presented referred to: theobjectives CYTED and EFESOS, the standby power, the power saving in the elevator systems, the distributedgeneration importance, the energy audit, energy efficient plans and regulators framework. This paper showsthe outstanding information presented during the Workshop. Among its conclusions it is established the needto exchange experiences to generate initiatives to allow new knowledge generation in this subject and thedevelopment of Energy Efficiency as a tool to increase the security and the sustainability in Iberoamérica.

Keywords: CYTED/ EFESOS/ Energy Efficiency.

Volumen 15, Nº 58, 2011. pp 11-18

I. INTRODUCCIÓN

El Programa de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo deIberoamérica (CYTED) [1] tiene como objetivo principalcontribuir al desarrollo armónico y sostenible de la regiónmediante la promoción de la colaboración y cooperación entrelos Organismos Nacionales de Ciencia y Tecnología y deFomento de la Innovación, Grupos de Investigación deUniversidades, Centros de I+D y las empresas. A raíz de la

Convocatoria del 2007 se integra la Acción de Coordinación:Eficiencia Energética para la Seguridad y la Sostenibilidaden Iberoamérica (EFESOS) [2], en el área dedicada a laEnergía. En el marco de esta Acción se ha planificado la 3RA

Reunión Ordinaria de sus miembros en la ciudad deCuernavaca, México, donde se realiza el 2DO Taller EFESOS.El motivo de este trabajo es presentar las conclusiones másdestacadas de este Taller. El mismo se encuentra estructuradoen secciones dedicadas a presentar la importancia de la

NOTA TÉCNICA

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Eficiencia Energética (EE), de los aspectos tratados en elTaller, sus resultados y, al final, las conclusiones másimportantes del mismo.

II. DESARROLLO

1. Eficiencia energética (ee)

La eficiencia es una relación que busca obtener los mismosbeneficios o productos de salida con menos insumos. En elsector eléctrico tiene su origen en la década de los 70, durantela crisis petrolera, donde los países importadores se vieron enla necesidad de disminuir el consumo de los combustibles.Adicionalmente, en 1997 con el Protocolo de Kioto sobre elCambio Climático, se hace un mayor énfasis en lograr lareducción de las emisiones de los gases de efecto invernadero,a nivel mundial. En el año 2009, en la cumbre de Copenhague,en Dinamarca, unos 20.000 delegados representantes de 190países, buscan establecer nuevos acuerdos que permitansustituir el texto de este protocolo e implementar alternativasmás efectivas que frenen las emisiones de estos gases y susefectos. En vista que este objetivo no se logra, en este año2010, se espera la se realice una próxima reunión en México.

2. Acción efesos del cyted

La Tabla I muestra los países, instituciones y participantes deEFESOS [2], con el Dr. Antoni Sudriá, como Director de la

Acción, y Rodrigo Ramírez, como Coordinador Técnico.Dentro de los logros se destacan la coordinación de trabajosque implican el intercambio de información necesaria paraincrementar el nivel de conocimiento, la posibilidad depublicación de trabajos en conjunto y la motivación apresentar los resultados en el área. Esta motivación haoriginado un interés por desarrollar los Talleres EFESOS quepermitan transmitir este conocimiento al mayor número depersonas y sensibilizar a los actores involucrados en este tema,como son las entidades gubernamentales y las empresas delsector eléctrico y académico.

3. El Segundo Taller Efesos

Se realiza el 26 de Marzo del 2009 en la ciudad deCuernavaca, México, y tiene como objetivos presentar losresultados obtenidos de las investigaciones más recientessobre los temas que involucra, así como propiciar unencuentro entre los participantes e instituciones interesadosen la búsqueda de crear los enlaces en áreas afines. Al mismoasistieron más de 60 personas, entre académicos,investigadores y estudiantes de las siguientes instituciones:Centro de Investigación en Energía del Universidad NacionalAutónoma de México (CIE-UNAM), Centro Nacional deInvestigación y Desarrollo Tecnológico (CENIDET), de laUniversidad Tecnológica de Emiliano Zapata (UTEZ) y delpropio Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE). La Tabla2 muestra los temas tratados y a continuación se describen losmismos.

Tabla I. Países, Instituciones y Responsables de EFESOS

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Vásquez, C. et al. 2do taller eficiencia energética para la seguridad y la sostenibilidad de iberoamérica (EFESOS)

Tabla II. Temas tratados en el 2DO Taller EFESOS

4. El CYTED y su apoyo a la investigación en energía enIberoamérica

El CYTED [1,3] es un programa internacional multilateralde cooperación científica y tecnológica de ámbitoiberoamericano y de carácter horizontal. Éste fue creadoen 1984 mediante un Acuerdo Marco Interinstitucionalsuscrito por los países que forman la ComunidadIberoamericana de Naciones y busca la transferencia deconocimientos mediante la movilidad de los expertos, parael desarrollo armónico y sostenible de la Región. Desde

1995 está formalmente incluido entre los Programas deCooperación dependientes de las Cumbres de Jefes deEstado y de Gobierno de la Comunidad Iberoamericana deNaciones.

El CYTED [1,3] promueve, a través de convocatorias anuales,las Acciones de Coordinación, Redes Temáticas y Proyectosde Investigación Consorciados. Adicionalmente posee en unaconvocatoria permanente de los Proyectos de Innovación deIBEROEKA, en la Tabla 3 se muestran las características deestos programas.

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5. Proyecto EFESOS: Eficiencia, Seguridad del Suministroy Sostenibilidad para Iberoamérica

Según Sudriá [4] el objetivo principal de EFESOS [2] es“Intercambiar entre los grupos de los diferentes paísesparticipantes experiencias que permitan generar iniciativasque se puedan traducir en políticas que busquen asegurar eldesarrollo de la eficiencia energética como herramienta paraaumentar la seguridad y la sostenibilidad en Iberoamérica”.El mismo se encuentra detallado en [5].

6. Avances en Eficiencia Energética en Ecuador: Casoparticular fortalecimiento del área académica para lateoría y práctica.

En virtud de los impactos que tiene sobre los cambiosclimáticos uso de la matriz energética actual y siendo laUniversidad un eje de cambio cultura, Yépez [6] proponen elfortalecimiento del área académica en torno a los objetivos: 1. La eficiencia energética debe considerarse un eje

transversal y común en todas las academias, no exclusivasde las carreras tecnológicas.

2. Alinear las asignaturas a que mantengan el componente deapoyo a los temas de uso racional de la energía y

producción de energía limpia, en sus ámbitos decompetencia.

3. Construir la vida diaria como la aplicación de la prácticade la eficiencia energética.

4. Apoyar la cultura, innovación y proyectos de desarrollotecnológico que contribuyan al uso racional de energía.

7. Avances en Eficiencia Energética en México. Casoestudio: potenciales de ahorro por potencia en espera paraequipos electrodomésticos y de oficina.

Los equipos electrodomésticos, especialmente los destinadospara el entretenimiento, aunque estén apagados, consumenuna energía conocida como la potencia en espera o el standby.Este sistema permite que, en lugar de ser apagados, esténdispuestos a responder al mando o control a distancia. SegúnSánchez [7] estos sistemas consumen una potencia, estandoapagados, entre 0,2 a 11,7 W y pueden representar un altopotencial de ahorro a nivel global. A manera de ejemplo, laFigura 1 muestra el consumo de potencia de un televisorpantalla normal de 29¨. En esta Figura se puede observar susciclos de encendido y en funcionamiento, observándose que lamínima potencia de consumo es de 20 W, en su condición deespera.

Tabla III. Características de los Programas Financiados por CYTED.

Fuente: Elaborado con los datos presentes en [1]


15

Figura 1. Consumo de potencia de un televisor de 29¨. [7]

Según Sánchez [7], son tres (3) los factores que contribuyenen el consumo nacional por concepto de potencia en espera: lapotencia del equipo, el número de unidades y las horas de uso.Una reducción de uno de estos factores se verá reflejada enun menor consumo de energía.

8. Avances en programas de eficiencia Energética enColombia. Caso particular: Impacto en la calidad de lapotencia debido a la generación distribuida.

Según Parra [8], debido a las limitaciones de transportargrandes bloques de energía, por las restricciones ambientales

impuestas para construir tanto líneas de transmisión comograndes plantas generadoras, en la última década, se harecurrido a la instalación de Generación Distribuida (GD).Ésta se considera como una generación de energía eléctricaen pequeña escala que se conecta a la red de distribución cercade los sitios de consumo y que generalmente no se incluye enel despacho central del sistema. Con estos esquemas se logra,entre otras ventajas, una reducción de las pérdidas debidas ala transmisión a grandes distancias, en función del tamaño yla ubicación de los generadores. La Figura 2 muestra, amanera de ejemplo, utilizando el sistema de 33 Barras de laIEEE la reducción de las pérdidas por este concepto.

Figura 2. Reducción de Pérdidas en el sistema de 33 nodos de la IEEE en función del tamaño y su ubicación. [8]


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9. Avances en eficiencia energética en España: Casoparticular en Automatización y el Control.

Según Rodrigo [9] se han logrado ahorros de energíasignificativos con mejoras en los sistemas de elevadores en laciudad de Cataluña, España. Según este autor señala que enCataluña, hay 160.000 unidades, con un consumo anual de355 GWh/año. Para reducir este consumo se proponenalternativas a los fabricantes como: 1. Utilizar sistemas gearless con motor brushless,

incorporando sistemas de frenada regenerative, sistemasroomless en lugar de sistemas hidráulicos en edificios queno son de nueva construcción, sistemas hidráulicosregenerativos en lugar de los convencionales.

2. Sistemas elevadores hidráulicos con motores de velocidadvariable, controlados por convertidores VVVF, frente alos Sistemas tradicionales gobernados por contactores

3. Aprovechar el calor generado en la sala de máquinas delos Sistemas elevadores.

4. Utilizar luminarias más eficientes.5. Diseño e implementación de algoritmos para la

commutación al modo stand-by.6. Dimensionar el motor en función de la carga real. 7. Diseño de algoritmos para la desconexión de los sistemas

en períodos de baja demanda.8. Utilizar sistemas elevadores hidráulicos con control de

válvulas electrónica digital frente los sistemastradicionales con válvulas mecánicas.

9. Situar los sistemas elevadores en lugares apropiados10. Corregir el factor de potencia de los sistemas elevadores.11. Utilizar sistemas elevadores hidráulicos contrapesados.12. Reducir la masa del contrapeso con la finalidad de reducir

la potencia eléctrica demandada.

10. Avances en Eficiencia Energética en Argentina: Casoparticular Auditorias Energéticas.

Según Doyharzabal [10] la auditoría energética constituye unaherramienta para conocer el uso final de la energía dentro delas edificaciones y el grado de eficiencia en su utilización,identificar los principales potenciales de ahorro energético yeconómico y definir los posibles proyectos de mejora de laEE. Según este autor, en instituciones públicas se recomiendautilizar un calificador energético para evaluar su eficiencia yasí promover las acciones que permitan disminuir el impactoambiental asociado al uso de la energía. Calificar y certificaredificios requiere el desarrollo de herramientas y métodos deevaluación que consideren sus características energéticas yambientales, sin perder de vista el entorno socioeconómicodonde se desempeña. En este contexto, se desarrolla unaherramienta a modo de prueba y desarrollo experimental, quepermita hacer estos procesos de forma automatizada. La Tabla3 muestra el calificador con sus límites, el cual se obtiene deuna hoja de cálculo diseñada para obtener una ponderación, laque se compara con una escala predeterminada y así evaluarla eficiencia energética y ambiental del mismo.

Tabla III. Calificación y ponderación desarrolladas parala certificación de edificios [10]

11. Avances en eficiencia energética en Cuba: Casoparticular Mantenimiento Basado en la Eficiencia.

Según Llosas [11] el mantenimiento debe en todo momentolograr la reducción de los fallos imprevistos y de los tiemposde parada del sistema, cuya ocurrencia puede provocar unadisminución en la disponibilidad de generación, y con ello, nolograr cubrir la demanda en un período determinado. Estedefine como el conjunto de acciones orientadas a conservar orestablecer el sistema a su estado de normalidad que permitacumplir el servicio para el cual está diseñado.

En el trabajo presentado Llosas [11] está orientado a detectary aislar los fallos que se producen en el funcionamiento de ungrupo electrógeno, y que puede con este análisis servir de basepara estructurar, diseñar y concebir un plan de mantenimientobasado en confiabilidad, a partir de la obtención de unaclasificación de los escenarios de fallos de mayor incidencia,frecuencia de ocurrencia y su tamaño, lo cual se realiza através de un análisis estadístico y por correlación de variables.Esto permitiría evaluar, el desempeño del sistema ante fallostolerables o catastróficos, es decir, aquellos que se sacarían deservicio la instalación (fallos graves), y por ende, disminuiríala disponibilidad de generación en el sistema eléctrico. En estetipo de sistema Fault Detection Isolate (FDI) se empleanredes neuronales para la detección y el aislamiento de losfallos, con una visión de permitir posteriormente elmantenimiento adecuado y oportuno (adaptivo) según lapredicción de ocurrencia de averías, que garantice de esaforma su funcionamiento eficiente y que garantice lasostenibilidad de la disponibilidad en la generación ysuministro eléctrico.

12. Avances en eficiencia energética en Venezuela. Casoparticular: Plataforma Remota De Comunicación Basadaen Tecnología Eficiente.

Según Vásquez [12] la necesidad de incrementar el númerode estudiantes atendidos en los laboratorios de las carreras deIngeniería ha motivado el desarrollo de un nuevo campo deinvestigación como es el diseño e implementación deplataformas de comunicación remota con aplicaciones a laEnseñanza a Distancia (EaD). Estas plataformas estan


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diseñadas con un conjunto de accionamientos eléctricosdestinados para ser utilizados en la EaD. Su finalidad es dedisponer de un modelo compacto, simple y visual que permitaal estudiante programar los PLC y trabajar con diferentesestaciones. Los requerimientos para el estudiante son laposibilidad de poder utilizar un computador que permita lainstalación de un software, generalmente de libre acceso ybajo una misma programación, y una conexión a Internet parapoder descargar el programa del autómata y controlar,supervisar y monitorear su funcionamiento, generalmente através de una cámara IP.

Las plataformas son en entorno Moodle (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Envioronment) que es un sofwarelibre y abierto orientado a gestionar el material de cursos quese imparten por Internet y crear comunidades de aprendizajeonline. Este software permite a los docentes incluir materialdidáctico para el estudiante.

El uso de la plataforma de comunicación remota basada entecnología eficiente ha sido incorporado en la asignatura deAutomatización de Sistemas Industriales de la Maestría deIngeniería Eléctrica, a impartir en el último trimestre del año

2009, y en la actualización del Laboratorio de ControlesEléctricos de la carrera de Ingeniería Eléctrica. Las prácticashan sido desarrolladas con el software CoDeSys comolenguaje de programación común para el intercambio deactividades de laboratorio entre los estudiantes de las distintasuniversidades. La Figura 3 muestra el esquema de un sistemaindustrial elaborado en este lenguaje. Este software deprogramación de los autómatas incluye bloque deprogramación basada en la norma IEC 61131-3, dedicada a laprogramación del PLC y control industrial con el objeto deestandarizar los lenguajes. Para la supervisión es necesarioincluir las cámaras IP o las webcam que permiten lavisualización de los movimientos de los equipos.

La plataforma de comunicación consta de cuatro (4)estaciones que pueden ser controladas mediante un autómataprogramable vía online. La misma permite unacomunicación flexible y una visualización por una cámaraIP. La primera tiene como objeto que el estudiante visualicela relación entre la corriente de arranque y la velocidad delmotor. La segunda estación y tiene como objeto el controlde carga del motor de inducción mediante un dínamoconectado al eje del mismo.

Figura 3. Esquema de la Plataforma para el área de Automatización Basada en Tecnología Eficiente.


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La tercera estación tiene como objeto la visualización de ladistorsión armónica producto del variador de velocidad. La mismaes un complemento de las estaciones anteriores a fin de que sepueda observar el comportamiento de la distorsión armónica almomento de realizar variaciones en la carga del eje del motor.Adicionalmente permite visualizar la energía consumida por elmotor mediante la asignación de una entrada digital.

La cuarta, y última estación, tiene como propósito trazar elcomportamiento de evolución lenta de la temperatura cuandose realizan cambios en la salida de consigna del autómata.Adicionalmente, se incorpora el regulador proporcionalintegral derivativo (PID) para la evaluación de un control lazocerrado. Se incorpora un relé que permite la conmutación dela señal de salida análoga.

13. Avances en Eficiencia Energética en Chile. Casoparticular: Los desafíos regulatorios.

Según Álvarez [13] uno de los agentes importantes en losplanes de eficiencia energética son las distribuidoras, las queven como ventaja: que su implementación incrementa la vidaútil de los equipos, reduce el consumo de energía a horaspunta, permite realizar mejores planes de inversión y otras.Adicionalmente se observan como desventajas que se tiene unmenor consumo de energía y por lo tanto de los ingresos. Eneste sentido existe una herramienta que permita evaluar elimpacto y el comportamiento de la distribuidora en funciónde la experiencia internacionales existentes en torno a lasregulaciones, para lo cual se utiliza como herramienta deanálisis en método de las Fronteras Eficientes.

Se analizaron los certificados blandos y los incentivos pordesempeño. Los certificados blandos logran mantener losniveles cercanos de eficiencia de las empresas obtenidos antesde aplicar las políticas de eficiencia energética, el impacto delas distribuidoras es bajo y requiere de cambios de laregulación e implica costos en la medición y verificación quedebe sostener el regulador. A diferencia de los incentivos pordesempeños que tienen un bajo impacto en sus resultados, ensus costos y se deben introducir fuertemente en laslegislaciones en la fiscalización.

III. CONCLUSIONES

1. Es imprescindible el intercambio de experiencias paragenerar iniciativas que permitan incrementar elconocimiento en el área y el desarrollo de la EficienciaEnergética como herramienta para incrementar laseguridad y la sostenibilidad en Iberoamérica.

2. Se requiere de un gran esfuerzo conjunto en todos los nivelessociales, políticos y culturales de los países que deseenfomentar y aplicar medidas para la reducción del consumo deenergía, hacer más eficiente su utilización y reducir losefectos negativos que se tienen sobre el medio ambiente, porla generación, el uso y consumo de la energía.

IV. REFERENCIAS.

1. CYTED: Programa Iberoamericano de Ciencia yTecnología para el Desarrollo, (2008, Diciembre),[Online] disponible en http://www.cyted.org/

2. EFESOS: Eficiencia Energética y Seguridad paraIberoamérica, (2008, Diciembre), [Online] disponible en:http://efesos.espe.edu.ec/BIENVENIDO.html

3. Pérez D., “El CYTED y su Apoyo a la Investigación enIberoamérica”, 2DO Taller EFESOS, IEE, Cuernavaca,México, Marzo, 26, 2009, p. 45.

4. Sudriá A., “Proyecto EFESOS: Eficiencia, Seguridad ySostenibilidad para Iberoamérica”, 2DO Taller EFESOS,IEE, Cuernavaca, México, Marzo, 26, 2009, p. 8.

5. Vásquez C. et. al, “1ER Taller Eficiencia Energética parala Seguridad y la Sostenibilidad de Iberoamérica(EFESO)”, Revista Universidad, Ciencia y Tecnología,Vol. 13, No. 53, Venezuela, 2009, pp 345-354.

6. Yépez W., “Avances en eficiencia energética en Ecuador.Caso particular Fortalecimiento del área académica parala teoría y práctica de la eficiencia energética”, IEE,Cuernavaca, México, Marzo, 26, 2009, p. 23.

7. Sánchez I., “Avances en eficiencia energética en México.Caso estudio: Potenciales de ahorro por Potencia enespera para equipos electrodomésticos y de oficina”, 2DOTaller EFESOS, IEE, Cuernavaca, México, Marzo, 26,2009, p. 23.

8. Parra E., “Avances en programas de eficiencia Energética enColombia. Caso particular: Impacto en la calidad de lapotencia debido a la generación distribuida”, 2DO TallerEFESOS, IEE, Cuernavaca, México, Marzo, 26, 2009, p. 14.

9. Rodrigo R., “Avances en eficiencia energética en España.Caso particular en Automatización y el Control”, 2DOTaller EFESOS, IEE, Cuernavaca, México, Marzo, 26,2009, p. 31.

10. Doyharzabal J., “Avances en eficiencia energética enArgentina. Caso particular Auditorias Energéticas”, 2DOTaller EFESOS, IEE, Cuernavaca, México, Marzo, 26,2009, p. 39.

11. Llosas Y., “Avances en eficiencia energética en Cuba.Caso particular Mantenimiento Basado en la Eficiencia”,2DO Taller EFESOS, IEE, Cuernavaca, México, Marzo,26, 2009, p. 30.

12. Vásquez C., “Avances en eficiencia energética enVenezuela. Caso particular Plataforma Remota deComunicación Basada en Tecnología Eficiente”, 2DOTaller EFESOS, IEE, Cuernavaca, México, Marzo, 26,2009, p. 31.

13. Álvarez F., “Avances en eficiencia energética en Chile. Casoparticular: Los desafíos regulatorios”. 2DO Taller EFESOS,IEE, Cuernavaca, México, Marzo, 26, 2009, p. 20.

AGRADECIMIENTO

Los autores quieren agradecer a las instituciones CYTED yEFESOS por el apoyo brindado para la elaboración de este Taller.


19Volumen 15, Nº 58, 2011. pp 19-28

MODULACIÓN POR ANCHO DE PULSO DE VECTORES ESPACIALES EN UN CONVERTIDOR

MULTINIVEL TIPO CASCADA

Restrepo José, Bueno Alexander,Escalona Cruz y Aller José

Universidad Simón Bolívar (USB), Grupo de Sistemas Industriales de Electrónica de Potencia(GSIEP), Caracas, telf. 212-906-4012, e-mail: [email protected]

Resumen: En este trabajo se analiza la topología del convertidor multinivel tipo cascada aplicado a cargascon extremos abiertos. Se propone un método general de modulación de ancho de pulso mediante vectoresespaciales en coordenadas naturales utilizando la circuitería convencional basada en portadora triangular.Esta técnica se verifica experimentalmente sobre una carga pasiva RL y en un motor trifásico de inducción.Esta validación incluye las principales estrategias de modulación continua y discontinuas presentadas en laliteratura. También se comprueba la técnica en el convertidor con 37 y 49 estados, obtenidos al variar lasfuentes de corriente continua de cada inversor. Los resultados obtenidos demuestran la utilidad de la estrategiageneralizada de modulación aplicada a los puentes multinivel tipo cascada.

Palabras Clave: Convertidores Multinivel/ Convertidor tipo Cascada/ Modulación Vectorial/ PWM.

PULSE WIDTH MODULATION OF SPACE VECTORS FOR CASCADE MULTILEVEL CONVERTERS

Abstract: In this work, a cascade type multilevel converter is analyzed and applied to open end loads. Ageneral method for pulse width modulation using space vectors in natural coordinates for standard PWMcircuitry and triangular carrier is proposed. This technique is experimentally verified on a passive RL loadand for an induction machine. The experimental validation includes the main continuous and discontinuousmodulation strategies available in literature. Also, the technique is tested for 37 and 49 converter states,obtained using different DC voltage sources in each inverter bridge. The results obtained show the advantagesof the generalized modulation technique in the cascade multilevel converter.

Key Words: Multilevel Converter/ Cascade Converter/ Vector Modulation/ PWM.

I. INTRODUCCIÓN

Recientemente se han introducido a nivel industrialaplicaciones que requieren convertidores multinivel. Estosconvertidores incrementan el número de interruptoreselectrónicos de potencia para obtener niveles de tensiónadicionales que permiten reducir la necesidad deconmutaciones adicionales, aumentan la eficiencia yposibilitan trabajar a niveles de tensión superiores a lasespecificaciones de los dispositivos semiconductoresutilizados [1]. Existen tres topologías básicas según el tipo deconexión entre los diferentes niveles: mediante diodos, concapacitores flotantes o en conexión cascada [2]-[4]. En laFigura 1 se muestran las diferentes topologías para una ramadel puente convertidor. En la Figura 1(a) se ilustra una ramadel convertidor multinivel con selección mediante diodos, en

la Figura 1(b) se utilizan condensadores flotantes y en laFigura 1(c) se ejemplifica una rama del esquema en cascada.Por otra parte, para cargas con terminales abiertos se puedeobtener un convertidor multinivel utilizando el puente dualmostrado en la figura 2, cuya topología corresponde con unconvertidor de dos niveles en cascada. Este tipo de carga escomún en convertidores electromecánicos, especialmenteaquellos diseñados para ser utilizados con arrancadoresestrella-delta.

(a) Rama multinivel acoplada mediante diodos

(b) Rama multinivel acoplada mediante capacitores

(c) Rama multinivel tipo cascada

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Figura.1 Diferentes configuraciones de ramas de convertidores multinivel


21

Figura.2 Puente convertidor dual en cascada paraalimentación de máquinas de inducción con

extremos abiertos

Los convertidores multinivel presentan varias ventajas para laalimentación de las diversas cargas encontradas enaplicaciones industriales de potencia, entre ellas se tienen quepermiten obtener señales con un menor contenido armónico,La tensión al que se someten los dispositivos conmutadoresde potencia es menor que en el caso de los convertidores de

dos niveles, proporcionan mayores estados de conmutación,etc. Los esquemas de modulación reportados en la literatura[5]-[7] son complejos y difíciles de realizar en la práctica. Enla configuración multinivel tipo cascada mostrada en la Figura2, cada devanado del estator se alimenta mediante un puenteH, con lo cual se obtienen los valores Vcc1 , (Vcc1-Vcc2) y -Vcc2

entre los terminales de cada fase de la máquina de inducción.La presencia de los dos inversores incrementa el número delos estados de conmutación posibles. En un inversor simpleexisten 7 estados diferentes (23-1), en un multinivel en cascadase obtendría un máximo de 7n, donde n es el número de etapasen cascada. Para el caso de la Figura 2, se obtienen un máximode 49 posibles estados. En la Figura 3 se muestran losvectores espaciales que es posible obtener para diferentesvalores de las fuentes Vcc1 y Vcc2. En la Figura 3(a) se muestrael caso Vcc1 = Vcc2 , en el cual se obtienen solamente 19 estadosdiferentes. En la Figura 3(b) se muestra el caso , en el cual seobtienen 37 estados diferentes con una distribución uniforme.En la Figura 3(c) se muestra el caso Vcc1 > 2Vcc2 , en el cual seobtienen 49 estados diferentes con una distribución nouniforme.

Restrepo, J. et al. Modulación por ancho de pulso de vectores espaciales en un convertidor multinivel tipo cascada

En el presente trabajo se propone un método compacto demodulación generalizada aplicable a los convertidoresmultinivel de tipo cascada, fundamentado en la síntesis delvector espacial, mediante la combinación lineal de dosvectores espaciales base. Esta técnica se validaexperimentalmente tanto en una carga pasiva RL como en unmotor de inducción con terminales independientes. Lavalidación experimental del método propuesto se verificautilizando las modulaciones discontinuas DPWM_0,DPWM_1, DPWM_2, DPWM_3 y la modulación continuaSVM [8]-[10].

II.- DESARROLLO

1.1 Metodología

En este trabajo se desarrolló un algoritmo general para lasíntesis de vectores espaciales utilizando esquemas clásicosde modulación de ancho de pulso (PWM) por comparaciónde portadora triangular [11]. El algoritmo propuesto sefundamenta en la división del espacio hexagonal de salidaen tres paralelogramos definidos por los vectores espaciales(1,0,0) , (0,1,0) y (0,0,1). En un puente inversor de tensión

Figura. 3 Estados posibles de los vectores espaciales con variación relativa de las fuentes de tensión continua de cada uno de los puentes en cascada.

22

se puede sintetizar el vector nulo de tensión mediante dosestados de conectividad. Cuando el vector nulo essintetizado con el estado el espacio hexagonal de soluciónse divide en los tres paralelogramos que se ilustran en la

Figura 4a. Por otra parte, cuando se realiza la síntesis delvector nulo con el estado (0, 0, 0) el espacio hexagonal desolución se divide en los tres paralelogramos mostrados enla Figura 4b.

Figura 4. Definición de los paralelogramos

Para un vector espacial dado, en una de las dos alternativas(rama no conmutada del puente en estado alto o bajo), sedetermina el paralelogramo de pertenencia y se calculan losciclos de trabajo de los vectores base que lo sintetizan. Losdiferentes esquemas de modulación se obtienen mediante unacombinación lineal de estas dos alternativas de síntesis.

1.2 Análisis del convertidor en configuración cascada

Un puente convertidor trifásico de dos niveles (0 y Vcc ) puedegenerar siete estados diferentes (23-1), en función de laconectividad de los interruptores. En la Figura 5 se presentanestos vectores.

Figura 5. Vectores espaciales correspondientes a unpuente trifásico de dos niveles

El vector espacial se obtiene de la conectividad (SA,SB,SC)y de la tensión de la barra de corriente continua VCC como:

(1)

En la conexión en cascada mostrada en la Figura 2 y utilizadaen este trabajo, se puede obtener la tensión aplicada sobre lacarga utilizando el principio de superposición y la expresión(1), como:

(2)

Los posibles vectores espaciales que se pueden generar a partirde la expresión (2), en función de las relaciones existentesentre Vcc1 y Vcc2 se presentan en la Figura 3. Dependiendo deesta relación se obtienen varias soluciones posibles. Cuandolas tensiones de la barra de continua son iguales, se reducen elnúmero de estados diferentes del puente debido a que unmismo estado se obtiene con diferentes conectividades talcomo se observa en la Figura 3(a). Si las tensiones de la barrade continua se encuentran en una relación 2:1, se obtiene unadistribución uniforme con 37 estados diferentes, como semuestra en la Figura 3(b). Cualquier otra relación de tensionesde las barras de corriente continua, produce distribuciones nouniformes con 49 estados diferentes.


23

Una consecuencia obtenida a partir de la topología en cascadaes la ausencia de corriente de secuencia cero, que se puededemostrar debido a la imposibilidad de generar tensiones desecuencia cero en ambos convertidores. Esta condición esconveniente para la operación de los convertidoreselectromecánicos de energía y permite sintetizar vectoresespaciales de mayor amplitud que la obtenida mediante lamodulación sinusoidal.

1.3 Algoritmo generalizado de modulación

Una implementación simple de la modulación de ancho depulso de vectores especiales en coordenadas naturales (a,b,c)utilizando tensiones de fase normalizadas, considerando quela rama que no conmuta se encuentra en nivel bajo (0,0,0)viene dado por las siguientes expresiones [10][12]:

(3)

y para el caso donde se sintetiza el vector cero utilizandosolamente el estado:

(4)

Donde las tensiones de las fases se normalizan con respectoal nivel de la barra de corriente continua :

(5)

El ciclo de trabajo para activar los interruptores se obtieneutilizando la siguiente expresión:

(6)

Donde es la relación de aplicación entre los esquemas demodulación con la rama no conmutada en alto obajo .

Debido a que en coordenadas naturales los diferentes tipos demodulación se obtienen mediante la inyección de unacomponente de secuencia cero [9],[13-14], la tensión desecuencia cero v0 requerida por la estrategia de modulaciónseleccionada es:

(7)

y los ciclos de trabajo son:

(8)

La modulación de ancho de pulso de vectores espacialesclásica SVPWM se puede obtener seleccionando .

El número de métodos de modulación es infinito en teoría,dependen de la selección del parámetro que estácomprendido en el rango cero a uno. Sin embargo, en laliteratura solamente se reportan algunos casos con utilidadpráctica [9]. Los métodos de modulación se pueden dividir encontinuos y discontinuos. El algoritmo propuesto en estetrabajo permite sintetizar el vector espacial de acuerdo con losmétodos SVPWM, DPWM0, DPWM1, DPWM2 y DPWM3

[10]. Esto se realiza asignando el valor mediante la TablaI. En la Tabla II se presentan las expresiones utilizadas para ladeterminación de los ciclos de trabajo en función delparámetro . Esto se corresponde directamente con elalgoritmo de modulación espacial generalizada de vectores.

En la Figura 6 se han representado las demandas de ciclo detrabajo para los casos DPWMmin, DPWMmax, SVPWM,DPWM0, DPWM1 y DPWM2 como ejemplo de la aplicacióndel algoritmo generalizado.

Tabla I: Valor del parámetro para varias estrategias de modulación

Tabla II: Algoritmo para determinación de los ciclos de trabajo


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III. Resultados experimentales

En la Figura 7, se presenta el esquema del convertidor dualcon el motor de inducción. El Procesador Digital de Señales(DSP) utiliza la estrategia de control definida para la máquinacon la finalidad de determinar el vector espacial de tensión aaplicar en bornes del convertidor en función del estado actualy de las señales de consigna. Definido el método demodulación a emplear para la síntesis del vector espacial dela tabla I y utilizando las expresiones (5) y (6) se determinan

los ciclos de trabajo DA, DB y DC del puente. Para el puenteconvertidor dual la normalización de las tensiones vkN serealiza dividiendo la tensiones en coordenadas naturales entrela suma de las tensiones de las barras de corriente continua deambos puentes (VCC1 + VCC2). Los vectores de interrupción delas componentes de los puentes convertidores de la Figura 7son determinados por un arreglo lógico programable a partirde los ciclos de trabajo suministrados por el DSP utilizandomodulación por ancho de pulso mediante portadoratriangular.

Figura. 6 Demandas de ciclo de trabajo para varios casos de modulación vectorial

Figura. 7 Esquema del Convertidor Dual


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Las pruebas experimentales se realizaron en la plataformamostrada en la figura 8, la cual utiliza como elemento decómputo un procesador digital de señales ADSP-21369 deAnalog Devices operando a una frecuencia de 330 MHz. Losvectores de interrupción (SA1,SB1,SC1) y (SA2,SB2,SC2) se generana partir de los ciclos de trabajo proporcionados por el DSPutilizando un arreglo lógico programable Xilinx Virtex II. En laetapa de potencia, cada inversor de tensión está constituido portres módulos duales de interruptores IGBT con una capacidadde manejo de corriente de 75 A y bloqueo de tensión de 1200 Vy la barra de corriente continua de cada puente inversor utilizaun condensador de 2200 μF/450 V. Los pulsos de disparoprovenientes del arreglo lógico programable pasan por unaetapa de protecciones que bloquea el paso de los mismos en elevento de una falla a nivel de la carga. Después de la etapa deprotecciones, los pulsos se hacen llegar a la compuerta de cadaIGBT mediante circuitos manejadores ópticamente aislados,Mitsubishi M57959L. Para propósito de control, la frecuenciade conmutación de cada puente inversor fue de 10 kHz.

Figura. 8 Plataforma experimental con el puentemultinivel tipo cascada

2.1 Estudio de la carga RL.

Descripción del montaje: Para esta prueba cada rama de lacarga está constituida por la combinación en serie de unaresistencia de potencia de 50 Ω en serie con una inductanciade 7.5 mH. Para los ensayos se utilizo una tensión en lasbarras de corriente continua de cada convertidor electrónicode 100V.

Análisis de resultados: La Figura 9 muestra las señales detensión y de corriente, con sus respectivos contenidosarmónicos las escalas utilizadas en las mediciones son25V/div para la tensión y 0.5 A/div para la corriente. Sepuede observar que la estructura multinivel cascada conbarras CC aisladas da lugar a un mayor número de nivelesque los obtenidos cuando las barras no están aisladas.Adicionalmente, a pesar de que las estrategias de modulaciónutilizadas son del tipo vector espacial, la tensión línea-líneaen cada uno de los casos mostrados, Figuras 9 y 10, no exhibela presencia de estas componentes de secuencia cero. De lamisma forma se puede observar que las diferentes estrategiasde modulación no producen diferencias perceptibles en laforma de onda de la señal de corriente, lo cual puedeutilizarse para reducir las perdidas de conmutación mediantela selección apropiada de la estrategia de modulación másfavorable [15].

En la Figura 11 se observan los niveles adicionales que seobtienen cuando las tensiones de cada puente mantienen larelación dos es a uno. En este caso existen 37 posibles estados,lo que amplía las posibilidades de sintetizar señales con menosmodulación, reduciendo de esta forma las pérdidas deconmutación.

Figura. 9 Modulación de carga RL con el método DPWMmin con (VCC1 = VCC2)


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Figura. 11 Modulación DPWMmin con 37 vectoresespaciales (VCC1 = VCC2)

2.2 Estudio en la máquina de inducción

Descripción del montaje: Para esta prueba la carga estáconstituida por una máquina de inducción de 1 Hp,

220V/380V, -Y, 3.3/1.92 A, 50Hz, 1400 rpm, factor depotencia nominal 0.79. Este tipo de máquinas tienen losdevanados independientes y todos sus extremos sonaccesibles.

Análisis de resultados: La Figura 11 muestra las señales detensión y de corriente. Se puede observar que la estructuramultinivel cascada con barras CC aisladas produceresultados similares a los encontrados para el caso de lacarga RL, pero ahora se observan ondulaciones adicionalesproducidas tanto por asimetrías de la máquina como por elefecto del ranurado. Adicionalmente, a pesar de que lasestrategias de modulación utilizadas son del tipo vectorespacial, la tensión línea-línea en cada uno de los casosmostrados, no exhibe la presencia de estas componentes desecuencia cero. Esto es muy importante en la operación delconvertidor debido a que su presencia produciría saturacióndel circuito magnético. Cuando se unen las barras decorriente continua de los inversores se produce circulaciónde corrientes de secuencia cero. De la misma forma se puedeobservar que las diferentes estrategias de modulación noproducen diferencias perceptibles en la forma de onda de laseñal de corriente, lo cual puede utilizarse para reducir lasperdidas de conmutación mediante la selección apropiada dela estrategia de modulación más favorable [15].

Figura. 10 Tensiones y corrientes en la carga RL para los diferentes tipos de modulación multinivel del convertidor en cascada para 19 estados


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Por otra parte, la estructura multinivel permite un incrementoimportante de los niveles de tensión que pueden ser aplicadosa estos convertidores, lo cual hace a estas topologíasconvenientes en las aplicaciones industriales de alta tensión

ya que reducen los esfuerzos dieléctricos del material aislantede los conductores al disminuir los durante el proceso deconmutación al compararlos con soluciones de 2 niveles confiltros LC.

IV. CONCLUSIONES

1. El método generalizado de modulación vectorial aplicadoa los convertidores multinivel tipo cascada permitereproducir las principales técnicas de modulaciónpresentes en la literatura mediante el ajuste de un soloparámetro .

2. Los resultados experimentales obtenidos, demuestran quetanto en cargas pasivas como en la máquina de inducción,esta técnica permite sintetizar tensiones con menorcontenido armónico a menor frecuencia de conmutación.

3. Esto reduce el envejecimiento del aislamiento y laspérdidas de conmutación. Esto también posibilitaincrementar los niveles de tensión utilizados en losconvertidores.

4. La topología en cascada, aplicada a cargas con terminalesabiertos, elimina la circulación de corrientes de secuenciacero, lo cual facilita la aplicación de la estrategia demodulación generalizada de vectores espaciales.

5. Computacionalmente la estrategia propuesta es muysimple y la posibilidad de incrementar los diferentes

estados del convertidor, variando las fuentes de corrientecontinua de ambos puentes, resulta muy ventajosa paragenerar tensiones con menores contenidos armónicos ydisminuir las pérdidas por conmutación.

V. REFERENCIAS

1. Jih-Sheng Lai and Fang Zheng Peng, “Multilevelconverters-a new breed of power converters,” IEEETrans. On Ind. Applic., Vol. 32, No. 3, May/June 1996,pp. 509-517.

2. P. Panagis, F. Stergiopoulos, P. Marabeas and S. Manias,“Comparison of state of the art multilevel inverters,”IEEE-PESC 2008, Rhode-Greece, pp. 4296-4301, June1998.

3. H. Miranda, V. Cardenas, J. Perez and C. Nuñez, “AHybrid Multilevel Inverter for Shunt Active Filter UsingSpace-Vector Control,” -PESC 2004, Aachen-Germany,pp. 3541-3546, June 2004.

4. Fang Zheng Peng, “A Generalized Multilevel Inverter

Figura. 12 Tensiones y corrientes en un motor de inducción para los diferentes tipos de modulación multinivel del convertidor en cascada con V1=V2


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Topology with Self Voltage Balancing,”IEEE Trans. OnInd. Applic., Vol. 37, No. 2, march/april 2001, pp. 611-619.

5. Z. Shu, J. Tang, Y. Guo and J. Lian, “An EfficientSVPWM Algorithm With Low Computational Overheadfor Three-Phase Inverters,” IEEE Trans. On PowerElectronics, Vol. 22, No. 5, september/october 2007, pp.1797-1805.

6. O. Lopez, J. Alvarez, J. Doval-Gandoy, F. D. Freijedo, A.Nogueiras, A.; Lago and C. M. Peñalver, “Comparison ofthe FPGA Implementation of Two Multilevel SpaceVector PWM Algorithms, ” IEEE Trans. On Ind.Electronics, Vol. 55, No. 4, April 2008 pp 1537 – 1547.

7. N. V. Nho and M. J. Youn, “Comprehensive study onspace-vector-PWM and carrier-based-PWM correlationin multilevel invertors,” IEE Proceedings -Electric PowerApplications, Vol. 153, No. 1, Jan. 2006, pp149 – 158.

8. O. Ojo, “The Generalized Discontinuous PWM Schemefor Three-Phase Voltage Source Inverters,” IEEE Trans.On Ind. Electronics, Vol. 51, No. 6, december 2004, pp.1280-1289.

9. A. M. Hava, R. J. Kerkman and T. A. Lipo, “Carrier-Based PWM-VSI Overmodulation Strategies: Analysis,Comparison, and Design,” IEEE Trans. On Power

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Analytical and Graphical Methods for Carrier-BasedPWM-VSI Drives,” IEEE Trans. On Power Electronics,Vol. 14, No. 1, january/february 1999. pp. 49-61.

11. A. M. Hava, S. Sul, R. J. Kerkman and T. A. Lipo,“Dynamic Overmodulation Characteristics of TriangleIntersection PWM Methods,” IEEE Trans. On Ind.Applic., Vol. 35, No. 4, july/august 1999. pp. 896-907.

12. J. H. Youm and B. H. Kwon, “An Effective SoftwareImplementation of the Space-Vector Modulation,” IEEETrans. On Ind. Electronics, Vol. 46, No. 4, august 1999,pp. 866-868.

13. J. Holtz, “Pulsewidth Modulation for Electronic PowerConversion,” Proceedings of the IEEE, Vol. 82, No. 8,august 1994, pp. 1194-1214.

14. V. Blasko, “Analysis of a Hybrid PWM Based onModified Space-Vector and Triangle-ComparisonMethods,” IEEE Trans. On Ind. Appl., Vol. 33, No. 3,may/june 1997, pp. 756-764.

15. L. Asiminoaei, P. Rodríguez and F. Blaabjerg,“Application of Discontinuous PWM Modulation inActive Power Filters,” IEEE Trans. On PowerElectronics, Vol. 23, No. 4, july 2008, pp. 1692-1706.


29Volumen 15, Nº 58, 2011. pp 29-34

UN ENFOQUE A LA PROSPECCIÓN DE AGUASSUBTERRÁNEAS EN ROCAS ÍGNEAS Y METAMÓRFICAS

EN ZONAS DE CUBA

Núñez Lafitte Manuel,(1) Guerra Oliva, Mario(1) Molerio León, Leslie(2).

(1)Instituto de Geofísica y Astronomía, CITMA, La Lisa, Ciudad de La Habana, Cuba, Agencia deMedio Ambiente, Ministerio de Ciencia Tecnología y Medio Ambiente.(2)GAMMA. S.A.

[email protected]

Resumen: La prospección de aguas subterránea en rocas ígneas y metamórficas merece una especialatención, ya que constituyen importantes fuentes de abasto de aguas subterráneas en varios países y en Cuba.La importancia en el abasto del preciado líquido se ha incrementado durante los recientes años debido a losprogresivos agotamientos de los recursos de agua en otros tipos de acuífero, principalmente en países quepresentan intensas sequías y años medios secos. El tratamiento de este problema constituye una preocupaciónactual de muchos investigadores en todo el mundo. En este sentido puede afirmarse que se cuenta consuficientes trabajos teóricos y prácticos. En la literatura mundial el problema es abordado a partir del empleode la teledetección, el tratamiento de imágenes, permeabilidades direccionales y su conjugación con técnicasgeomorfológicas y geofísicas. En el caso de Cuba se aplicaron técnicas geográficas, análisis estadísticos yaplicación del fractal simultaneado con las permeabilidades direccionales entre otras. Las zonas en cuestiónson: la Cuenca Central de Camagüey y Cuenca Central de las Tunas y Macizo Central Isla de la Juventud.Estas zonas constituyen importantes fuentes de abastos para la población, la agricultura y la industria.

Palabras clave: Prospección de aguas subterráneas/ Permeabilidades Direccionales/ Sequías.

THE UNDERGROUND PROSPECTING OF WATERS INIGNEOUS AND METAMORPHIC ROCKS IN CUBA ISLAND

Abstracts: The underground prospecting of waters in igneous and metamorphic rocks deserves a specialattention, since they constitute important sources of supply of underground waters in several countries andin Cuba. The importance in the supply of the valuable liquid has been increased during the recent years dueto the progressive exhaustions of the resources of water in other types of aquifer, mainly in countries thatpresent intense droughts and years dry means. The treatment of this problem constitutes a current concernof many investigators in the entire world. In this sense it can be affirmed that is counted with enoughtheoretical and practical works. In the world literature the problem is approached starting from theemployment of the teledetección, the treatment of images, directional permeabilities and its conjugationwith technical geomorfológicas and geophysical. In the case of Cuba they were applied technicalgeographical, statistical analysis and application of the fractal with the directional permeabilities amongothers. The areas in question are Central basin of Camaguey Central and Central basin of the Tunas, Centralbasins Younger Island . These areas constitute important sources of supplies for the population, for theagriculture and the industry.

Keyword: Prospecting Undergroundwater/ Direccional Permeability/ Drought.

I. INTRODUCCIÓN

Tradicionalmente la hidrogeología se ha dedicado a satisfacerlas necesidades de abastecimientos de agua potable y regadíos,desarrollando técnicas y herramientas para caracterizar losmedios permeables. Los medios de baja permeabilidad;constituidos por las rocas ígneas y metamórficas seconsideraban hasta hace poco tiempo, como impermeables porel contraste respecto a los anteriores y la prospección de agua

en ellos no ha sido objeto de tanto desarrollo como los mediospermeables. [4,5].

1. Producciones de pozos

La necesidad de obtener aunque sea solo un suministro deagua limitada (0.2m3/h) ha inducido perforaciones al azar,aumentadas ocasionalmente por evoluciones geológicaspreliminares. Se han llevado a cabo perforaciones en muchas

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áreas con rocas duras subyacentes y los numerosos datos deestas perforaciones indican un alto nivel de productividad, enestos tipos de rocas. En Brasil, por ejemplo aproximadamenteel 63% del país tiene como base rocas ígneas y metamórficas.Rebouca A, 1978 citado por [5] informo que unos 15000pozos habían sido perforados en rocas cristalinas fracturadas,de los cuales el 92% habían tenido éxitos (13800 pozos). Lacapacidad especifica media de estos pozos es de 0.1 m3/h(0.03 l/s).

• En general las producciones de pozos son bajas en las rocasduras, como promedio o media la producción para grupos depozos; son en la mayoría entre 0.62-1.5 litros. Las rocasprofundamente intemperizadas con una recarga sustancialpueden tener producciones medias tan altas como3.12 litros.[6]. En Cuba como promedio para el periodo 1984-1991 laefectividad se encuentra alrededor del 72% (Núñez,1997,1998) en el caso de la cuenca central de Camagüey losrendimientos están en el orden de 0.01-1.00 l/s para la cuencaCentral de Las Tunas se cifran menores de < 0.01 l/s. y parael Macizo Central Isla de La Juventud entre 0.00- 0.01 l/s.

2. Breve descripción de las áreas

Cuenca Central de Camagüey. Se presentan rocas del cretácicode lavas de composición basáltica, intercalaciones de calizas,tobas , vulcanitas y el complejo de olisrostomas, el modelofluvial ramificado, las alineaciones tectónicas deducidas de la

red fluvial coinciden con las alineaciones estructuralesnoreste-suroeste y noroeste-sureste observándose dos ampliosrangos de azimut 304-360 y 0-56 grados. El árearepresentativa es de 375 km2 entre las coordenadas 250300cuba sur 170000 cuba norte y 340-440 este .a escala 1:250000. La densidad de pozos es de 0.16/ km2 .

Cuenca Central de Las Tunas. Se presentan rocasgranodioríticas de edad cretácica, la dirección de losprincipales alineamientos se encuentran en el azimut de 10-15 grados noreste y 110-180 grados sureste. La mayorfrecuencia de los alineamientos están en los 25,35,40,110 y150 grados los de menor frecuencia en los5,15,20,50,115,125,140,145 y 180 grados. El árearepresentativa es de 360km2 a escala 1: 100000 entre lascoordenadas 242850-265350 norte y 494-750 este. Ladensidad de pozos es de 0.08 por km2. En la figura 1 seobserva el esquema donde se muestran los casos de estudiosen Cuba.

Macizo Central Isla de La Juventud. Se presentan rocasesquistos metaterrígenas de edad jurasica, la dirección de losprincipales alineamientos se encuentran en los azimut de 10-90 grados noreste y 95-175 grados al sureste, la mayorfrecuencia de los alineamientos están un los 70,145 y 155grados. Se selecciono un área de 816 km2 a escala 1: 100000entre las coordenadas 207900-203950 norte y 297900-329100este. La densidad de pozos es de 0.11 por km2 (Figura 1).

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Núñez, M., Guerra, M., Molerio, L. Un enfoque a la prospección de aguas subterráneas en rocas ígneas y metamórficas

Los autores de este trabajo sintetiza la relación de los modelosfluviales deducidos por fotointerpretación con lahidrodinámica en general, la cual es aplicada a la prospecciónde las aguas subterráneas en las rocas ígneas y metamórficasen Cuba, donde se resume dicha relación [7].

II. DESARROLLO

3. Materiales y métodos

3.1 Permeabilidades direccionales (k) mediante eldesarrollo de matrices.

El cálculo de las permeabilidades direccionales odeterminación de la conductividad hidráulica direccional [5], [2], [3], es un método de pronostico utilizado en el mundo enla prospección de aguas subterráneas en acuíferos cársicos yno cársicos [8], obteniéndose buenos resultados.[9], [10], [11].

Su base fundamental son los atributos de los alineamientos(fracturas) como el ancho de la fractura, longitud de la fracturay rumbo de la fractura., denotándolo por por la expresiónK= g/ γ Σ fi d3 { I . ni θ ni } [5], [2], [4], aplico el siguientedesarrollo por determinante o matrices para la determinaciónde la ubicación de pozos., .el cual se expresa a continuación.

Tratamiento del modelo.1. Se determina el plano de referencia con respecto al rumbo

de las capas en estos casos 30° y 45°2. Se determina la frecuencia de cada rumbo 3. Se calcula la declinación magnética del territorio y los

rumbos agrupándose en intervalos en intervalos de 5° entre10° y 180°

4. θ rumbo con respecto al plano de referencia.

III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Cuenca Central de Camagüey. Se seleccionaron 88alineaciones genéticamente formados por paleovalles,densidad 0.23 alineaciones / km2 El cálculo de laspermeabilidades direccionales en función del agrietamientose resume en la Tabla:I. (Figura 2)

Tabla I. Permeabilidades direccionales máximas y mínimas. Cuenca Central de Camagüey

Para el plano de referencia de 30°.

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Figura 2. Permeabilidades direccionales en función del rumbo de los alineamientos, cuenca Central de Camagüey

Cuenca Central de Las Tunas se seleccionaron 29 alineaciones para un 0.08 alineaciones/ km2

Tabla: II. Cálculo de las permeabilidades direccionales en función del agrietamiento se resume en la Figura 3.

Figura 3. Permeabilidades direccionales en función del rumbo de los alineamientos, cuenca Central de Las Tunas.

Macizo Central Isla de La Juventud. Se seleccionaron 38 alineaciones para 0.04 alineaciones / km2


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IV. CONCLUSIONES

1. Es de señalar a nivel mundial, que el costo del metroperforado en estas rocas es de 200 USD; lo cual resultademasiado costosa la perforación para prospección,principalmente en los países del tercer mundo.

2. En las áreas estudiadas la aplicación de laspermeabilidades direccionales simultaneadas con técnicasgeomorfológicas y estadísticas permitió:

3. Obtener un 60% de efectividad en los pozos perforadosubicando los pozos de abastos en la dirección de laspermeabilidades máximas. ( ver Figuras 2,3,4).

4. Reducir los costos de los trabajos de prospecciónhidrogeológica mediante la identificación de las áreas conmayores perspectivas para una determinada demanda decantidad de agua.

5. Aplicar el cálculo de las permeabilidades direccionales apartir del tratamiento de matrices en zonas de rocas durasdando resultados positivos en la ubicación de pozos.

V. REFERENCIAS

1. Thirriet,C, Margat, J.Rapports generaux presentes au , LesApplications . Hydrogeologie –Geologie de l Ingeniar,1983, (1), 25-33

2. Carlier,E. Colbeaux, J, P, Crampon, N. Determinaciónde la conductividad hidráulica direccional en acuíferos nocársicos con la ayuda de trazos morfológicos.Hydrogeologie –Geologie de l Ingeniar, 1983, (4), (279-286).

3. Talbo, H. Eau souterraine dans le socle deBretagne,repartition des productivities . Hydrogeologie,1987, 235-240

4. Núñez ,M, Guerra, M . Análisis de los riesgos en laperforación de pozos en rocas de baja permeabilidad. VCongreso Internacional de Geógrafos. La Habana, 1995.

5. Núñez , M. Aplicación de técnicas geográficas en lahidrogeología de rocas duras. Casos de Estudios, 1997,Revista Voluntad hidráulica, 87-88.1997.

El cálculo de las permeabilidades direccionales se resume en la Figura 4.

Tabla III. Permeabilidades direccionales máximas y mínimas. Macizo Central Isla de La Juventud.

Figura 4. Permeabilidades máximas y mínimas en función del rumbo de los alineamientos, macizo Central Isla de La Juventud

Núñez, M., Guerra, M., Molerio, L. Un enfoque a la prospección de aguas subterráneas en rocas ígneas y metamórficas

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6. Núñez , M. Los acuíferos en rocas duras, su ocurrencia eimportancia. III Congreso de Geología y Minería. LaHabana. 1998.

7. Molerio , L .Determinación e la conductividad hidráulicadireccional en acuíferos cársicos mediantefotointerpretación y cálculo tensorial. Encuentro técnicoramal de Hidroeconomía. La Habana , Cuba . 1986.

8. Fernandes, ,J,D,L Rudolph.. La influencia de la tectónicacenozoica en la productividad de agua subterránea enzonas fracturadas: aplicación a Sao Paulo, Brasil., 2001,Boletín Geológico y Minero,Vol 112, Numero Especial,(77-92).

9. Núñez, M . Los modelos fluviales en rocas duras. Susignificación en la perforación de pozos, Casos deestudios en Cuba. Propuesta de Tesis para la obtencióndel grado científico de Dr en Ciencias Geográficas, 1998,

pp104.

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11. Stober, I, Bucher, K. Hydraulic properties of thecrystalline basements, Hydrogeology Journal volume 15,nomber 2, 2007, 213-224.

12. Neves, M, A, Morales, N. Well productivity controllingfactors in crystalline terrains, Brasii, HydrogeologyJournal volume 15, number 3, 2007, 471-483.

13. Akudago, K,A, Kanham, K, Yebhoah, L, Chegbeleh, P,Nishigehi , M. Assessment of well design andsustannability in hard rock in Northern Ghana,Hydrogeology Journal volume 15, number 4, 2007, 789-799.


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APLICACIÓN DE APOYO AL DIAGNÓSTICO EN MARCHAPATOLÓGICA MEDIANTE ANÁLISIS CINEMÁTICO

Aguilera Ana, Aguilar Jaime y Subero Alberto

Departamento de Computación Universidad de Carabobo. Facultad Experimental de Ciencia yTecnología Venezuela Carabobo 2005 Bárbula

aaguilef @uc.edu.ve

Resumen: Con los registros de cinemática, uno de los estudios realizados en el análisis de marcha, es posibleregistrar las variaciones angulares de las articulaciones del cuerpo, así como, la inclinación, torsión yoscilación de los segmentos corporales que ocurren durante un ciclo de marcha. Esto se logra a través depequeños marcadores reflectivos que se utilizan actualmente en los laboratorios de análisis de marcha, y quea su vez, son ubicados en posiciones específicas de los pacientes. Con técnicas de minería de datos se elaboróun modelo de clasificación a partir de 198 registros de cinemática perteneciente a pacientes con HemiplejíaEspástica (HE) atendidos en el Hospital Ortopédico Infantil (HOI) de Venezuela. Dicho modelo se encuentraintegrado en una aplicación elaborada en Java que de manera automática permite dar una aproximación enporcentaje a uno de los 4 tipos de HE que pudiese presentar un paciente con dicha patología. Se realizaronvalidaciones cuantitativas y cualitativas. Para esta última, 3 expertos diferentes fueron confrontados con 6casos de pacientes con las que se obtuvo un 100% de efectividad al comparar los resultados obtenidosmediante el modelo y los diagnósticos realizados estos médicos especialistas.

Palabras Clave: Cinemática/ Análisis de marcha/ Minería de datos/ Hemiplejía espática.

DIAGNOSTIC AID SYSTEM IN PATHOLOGICAL GAIT BY KINEMATIC ANALYSIS

Abstract: Kinematic records, one of the studies in gait analysis, it is possible to register the angular variationsof body joints, as well as, inclination, torsion and oscillation of the body segments which occur during a gaitcycle. This is carried out with reflective markers that are currently used in gait analysis laboratories, andwhich are placed at specific positions of patients. With data mining techniques, it has been developed aclassification model from 198 kinematics records belonging to patients with spastic hemiplegia (SH) treatedat the Children's Orthopedic Hospital (COH) in Venezuela. This model has been integrated into an applicationdeveloped in Java that automatically provides an approximation of diagnosis respect to one of the 4 types ofHE that could present a patient with this pathology. It has been done quantitative and qualitative validations.For the last, 3 different experts have been answered about 6 medical cases of patients. It has obtained a 100%of effectiveness when comparing the obtained results with the model and the diagnoses made by medicalspecialists.

Keywords: Kinematics/ Gait Analysis/ Data Mining/ Spastic Hemiplegia

Volumen 15, Nº 58, 2011. pp 35-42

I. INTRODUCCIÓN

El análisis de la marcha humana, resulta de gran utilidad paradiversas aplicaciones, como el diagnóstico y elección detratamientos en pacientes con enfermedades neuro-músculo-esqueléticas. Los métodos y tecnologías existentes para esteanálisis son numerosos, y permiten la obtención de losparámetros cuantitativos característicos de un patrón demarcha de manera objetiva [1].

El análisis de la marcha requiere un detallado conocimiento dela locomoción normal, biomecánica, entre otras. Con estas

bases, se puede obtener una importante información acercadel paciente y su órtesis mediante el estudio cuidadoso de supatrón de marcha [2].

Existen diferentes métodos para el análisis de marcha. Entreestos se encuentra la cinemática, que describe losmovimientos del cuerpo en conjunto y los movimientosrelativos de las partes del cuerpo durante las fases de lamarcha. Un ejemplo lo representa el estudio de las relacionesangulares de los segmentos de la extremidad inferior duranteel ciclo de la marcha subdividido en dos fases: Apoyo yBalanceo [3], [4], [5].

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En los Laboratorios de Marcha los registros correspondientesa la cinemática se analizan en conjunto con registros decinética, electromiografía, examen físico-articular y videosbidimensionales, los datos pertenecientes a cada uno de estosregistros y que a su vez corresponden a la extremidad inferiorde cada paciente, puede ser contrastada con valores de unpatrón normal pre-establecido para obtener de los mismos unabase para un futuro diagnóstico y tratamiento con mayorprecisión y fiabilidad [4], [5].

El proceso de análisis de la marcha consta de tres etapas: etapade adquisición, que involucra la colocación de los equipos decaptura de registros al paciente; etapa de integración en la cualel técnico responsable de los equipos guarda la informaciónenviada al sistema de adquisición relacionándola entre sí.Etapa de interpretación en donde los especialistas analizan elestado clínico del paciente y determinan un tratamiento deacuerdo al diagnóstico de la patología presente en el paciente[6].

El presente trabajo tiene como objetivo el análisis de losregistro correspondiente a la cinemática de pacientes conHemiplejía Espástica (HE) atendidos en el HospitalOrtopédico Infantil (HOI) Caracas-Venezuela,correspondiente a los años desde 1.998 al 2.002, y a partir deéstos mediante técnicas de minería de datos, obtener unmodelo clasificador para dar una aproximación de suclasificación a dicha patología, basándose en las propuestassugerida por el Dr. Gage y su equipo de los cuatro tipos enque pudieses clasificarse la HE a partir de dichos registros, deacuerdo al patrón de marcha presentado por el paciente [4].

A pesar que existen cantidades de programas disponibles enservidores en Internet para la búsqueda en bases de datos [7],estos sitios se congestionan debido a la cantidad deutilizadores. Es por tal motivo que en esta investigación sepropuso el desarrollo de una herramienta computacional capazde efectuar búsqueda en una base de datos local. Es de hacernotar también que en Venezuela existe muy poco desarrollo anivel comercial sobre análisis de marcha, a pesar de larelevancia y el impacto que puede tener a nivel diagnóstico,terapéutico y educativo. La integración de modelos productode un profundo análisis de datos provenientes de casos previosrepercute en aplicaciones inteligentes que pueden brindar unverdadero soporte al diagnóstico médico. Otras tareas devisualización, normalmente ofrecidas por software privativo,también han sido consideras en el presente desarrollo.

II. DESARROLLO

1. Trabajos relacionados

A finales de los años 1800, el conjunto de ángulos individualesy los desplazamientos de segmentos de la masa corporalfueron reconocidos como requisitos esenciales para lamedición en el análisis cinemático en la marcha [8]. A su vez,la marcha patológica secuela de la hemiplejia espástica ha sido

descrita y clasificada a base de mediciones en el lado delmiembro inferior afectado (conocido como miembroipsilateral), utilizando métodos manuales de análisis [9].

Con el objetivo de inquirir un modelo de clasificación para lahemiplejía espástica (HE) se han aprovechado las ventajas queofrecen los métodos computacionales de aprendizajeestadísticos de alto perfil, como los modelos basados enMáquinas de Soporte Vectorial. En el trabajo de Salazar [9]basándose en el modelo antes mencionado y enfocándose enel estudio de análisis cinemático del miembro inferior noafectado (conocido como miembro contralateral)pertenecientes a pacientes del Hospital Ortopédico Infantil, seobtuvo para cada tipo de HE (I, II, III, y IV) un porcentaje losuficiente mente elevado con respecto a la evaluacióncuantitativa referente a la sensibilidad y especificidad (todosellos mas del 75%).

Por su parte, en el trabajo de Viloria [6], donde a partir deregistros correspondientes a la Electromiografía Dinámica(EMGD) se logró establecer criterios para diferenciar el tipode HE I, II, III, ó IV aplicando análisis de varianzas de unfactor con ρ < 0.05; discriminador lineal de Chernoff y Beckerpara identificar el umbral entre cada par de clases, lograndodiscriminar entre los tipos de HE I, II y IV. Sin embargo, nofue posible discriminar entre los tipo I y III.

Por otra parte, el trabajo de Vasamon [10], cuya investigaciónfue la primera realizada aplicando técnicas de minería de datosa la base de datos del Laboratorio de Marcha del HospitalOrtopédico Infantil, utilizando dos tipos de aprendizaje:supervisado y no supervisado sin discriminar por patologíamediante el software WEKA y R.

Al igual que los trabajos anteriores para sus respectivasinvestigaciones, en este trabajo se recurrió al repositorio dearchivos del Laboratorio de Marcha del HOI. De acuerdo conla clasificación propuesta por Gage [4], para la clasificación dela HE otros análisis involucrados en el estudio de marchapatológica como lo es la cinética, podrían aportar informaciónrelevante para dicha clasificación [11].

2. Metodología

Para la elaboración de la aplicación de apoyo al diagnóstico sefusionaron las metodología de desarrollo de software RAD[12] (desarrollo rápido de aplicaciones) y la metodologíaKDD [13] (Knowledge Discovery in Databases) que permitióla búsqueda de los modelos de clasificación en hemiplejíaespástica. La Figura. 1 muestra el marco metodológicoutilizado para el desarrollo de esta aplicación.

La aplicación fue escrita en Java utilizando un entorno dedesarrollo integrado IDE (por sus siglas en inglés) NetBeansen su versión 6.1. Este lenguaje de alto nivel le concedió alprograma portabilidad entre los sistemas operativos Linux yWindows.

37

Aguilera, A. Aguilar, J., Subero, A. Aplicación de apoyo al diagnóstico en marcha patológica mediante análisis cinemático

Figura 1. Marco metodológico propuesto. RAD acoplado con KDD

Para la indagación de un modelo de clasificación eficiente fueutilizada la herramienta de aprendizaje automático y mineríade datos WEKA en su versión 3.6.0. Se utilizaron para labúsqueda del modelo clasificador un total de 198 de los 225archivos GCD (Gait Cycle Data) pertenecientes a pacientesatendidos en el HOI de Venezuela divididos de la siguientemanera: 97 pertenecientes a pacientes con HE de Tipo I, 55 deTipo II, 21 de Tipo III y 25 de Tipo IV (Figura 2). Estosarchivos son el producto del resultado al aplicarse el estudiode análisis clínico de la marcha a cada paciente utilizando elSistema de Adquisición de Datos VICON370. El resto de losarchivos (Figura 3) fueron empleados para la evaluación deresultados. La clasificación previa de estos se realizó en eltrabajo de Salazar [9] empleando los modelos de Maquina deSoporte Vectorial.

Figura 2. Distribución de archivos seleccionados paraeste trabajo clasificados en Salazar [9]

Figura 3. Distribución de archivos para realizar laspruebas de evaluación clasificados en Salazar [9]

En la búsqueda exhaustiva del modelo clasificador seutilizaron los siguientes algoritmos clasificadores que proveeWEKA: LMT, J48, FT, Random Forest, SMO, RBNetwork ySimple Cart. En la Selección de Atributos se emplearon losalgoritmos CfsSubsetEval y FilteredAttributeEval comoEvaluadores de Atributos, y los algoritmosLinerForwarSelection, BestFirst, GreedyStepwise yRanker como Método de Búsquedas de Atributos. Por suparte, el modo de Evaluación de los Clasificadores empleadosfue el Cross Validation con 10 Folds. Adicionalmente, debidoa las funcionalidades que posee WEKA, dichos algoritmosfueron acoplados con el algoritmo MetaclasificadorAdaBoostM1 con sus parámetros por defectos, con el fin deobtener un mejor desempeño de los mismos.

El algoritmo J48 en conjunto con el metaclasificadorAdaBoostM1 que provee WEKA, fueron los escogidos pararealizar la clasificación de los tipos de HE al presentar estosmejores resultados al realizar las validaciones cuantitativascon respecto al modelo obtenido. Dicha validacióncorresponde a los valores arrojados por el Índice de Kappa(IK), las Instancias Clasificadas Correctamente (ICC), Tasade Verdaderos Positivos (TVP), Tasa de Falsos Positivos(TFP), Sensibilidad (S) y Especificidad (E). El J48 en resumenutiliza la técnica de ponderación que sustituye de una mejormanera aquellas ramas del árbol con poca capacidadpredictiva para reducir el ruido de los datos de entrenamiento.Por su parte, el AdaBoostM1 al derivar del algoritmo Boostingle asigna un peso (número positivo) específico a cada árbol omodelo que determina el grado de significancia que tiene elmodelo. A mayor peso por instancias, dicho algoritmo tomamás interés por clasificarlas correctamente.

Del trabajo en conjunto de estos algoritmos surgen 10 árbolesde decisión, debido a la parametrización por defecto que traeWEKA para el metaclasificador (numItetrations = 10), siendo

38

ésta la más recomendable y usada para la tarea por razones deesfuerzo en la elaboración de los modelos base por dichaherramienta de aprendizaje. Cada uno de estos árboles,productos del proceso realizado tiene asociados un peso único.Para el pronóstico de un nuevo ejemplo se empleó la mismametodología que implementa el Boosting. Ya que cada árbolposee un peso único, la sumatoria de los pesos de cada árbolque concuerden con la misma clase, permite la elección deuna clasificación, tomando en cuenta aquellas clases queobtengan el mayor peso. La Figura 4 muestra una ideaesquematizada para el pronóstico de un nuevo trial.

Figura 4. Criterio de evaluación del clasificador para cada trial

Los siguientes parámetros de la marcha incluidas en los GCDperteneciente a cada paciente fueron tomados enconsideración para la elaboración del modelo: Apoyo simple,Longitud de paso, Velocidad de marcha, Longitud de ciclo ozancada, Cadencia, Doble Soporte, Oblicuidad de la pelvis,Aducción-abducción de la cadera, Valgus/varus de rodilla,

Ante/Retro pulsión pélvica, Flexión/Extensión de cadera,Flexión/Extensión de rodilla, Dorsiflexión/Plantiflexión detobillo, Rotación pélvica, Rotación de cadera y Progresióndel pié.

Cada nuevo archivo GCD se consulta en la base de datos(Figura 5), y por medio de la aplicación los parámetrospreviamente mencionados son visualizados de manerasimultánea en tres áreas: Reporte General, gráficas y valoresnuméricos del comportamiento izquierdo y derecho de unpaciente durante un ciclo de marcha en comparación con losvalores normales (Figura 6); Consistencia Izquierda, gráficasdel comportamiento izquierdo de todos los recorrido oarchivos del paciente (Figura 7); Consistencia Derecha, aligual que el anterior en la parte derecha (Figura 8).

Figura 5. Búsqueda de triales para un pacienteorganizado por fecha


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Figura 6. Reporte de Ángulo y Rotaciones de Articulaciones - Derecha vs Izquierda

Con el inicio en emisión automática de una aproximación altipo de Hemiplejia Espática que puede presentar un paciente,la realización de este trabajo ofrece un aporte social a la

comunidad del Hospital Ortopédico Infantil con el fin decontribuir en el mejoramiento de la calidad de vida de lospacientes con marcha patológicas.

Figura 7. Reporte de Ángulos y Rotaciones. Consistencia Izquierda


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Figura 8. Reporte de Ángulos y Rotaciones. Consistencia Derecha

Una vez obtenido el modelo, éste en conjunto con el modelodesarrollado por Cala [11] y el modelo elaborado por Arrollo[14], se integra a la herramienta computacional presentando demanera individual una posible aproximación al tipo de HE quepudiese presentar un paciente específico, brindando así, unapoyo al diagnóstico para dicha patología en el HOI.

Cabe señalar que la aplicación se conecta a una base de datoslocal elaborada en PostgreSQL en donde se encuentranalmacenados los archivos que contienen la informaciónreferente al estudio cinemático para cada paciente a evaluar.

Para mejorar la legibilidad y la eficiencia en el mantenimientodel código fuente, se escogió un lenguaje de programacióncon dichas prestaciones.

3. Resultados

La Tabla I complementa el resto de los parámetros en dondese aprecian valores de Sensibilidad y Especificidad por encimade 80% y 90% por cada tipo respectivamente obtenidos con elClasificador J48 asociado al Metaclasificador AdaBoostM1.

Tabla. I. Valores obtenidos de Sensibilidad, Especificidad, Verosimilitud Negativa y Positiva y Curva ROC por cada tipo de Hemiplejía Espática

Un total de 18 archivos o triales pertenecientes a 5 pacientesfueron empleados para la validación descriptiva por parte demédicos especialista del HOI, que a través de la visualizacióndel video bidimensional del paciente en los dos planos (Sagitaly Frontal), en conjunto con la gráficas correspondiente a lacinemática los resultados emitidos por el clasificador fueronverificados por el Dr. Calos Prato, médico Cirujanoespecializado en la Cirugía Ortopédica y Traumatológica,

Ortopedia Infantil con entrenamiento en la Neuro-Ortopedia,actual director del Laboratorio de Marcha del HospitalOrtopédico Infantil, Cofundador y Codirector del Fellow Shipde Neuro-Ortopedia del HOI, con ayuda de los DoctoresPedro M. Pérez Fellow Ship de Neuro-Ortopedia provenientede República Dominicana y, Jefferson C. Quiñones FellowShip Neuromucular procedente del Hospital “TeodoroMaldonado Carbo” de Guayaquil – Ecuador.


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La Tabla II muestra los triales de los pacientes que fueronseleccionados junto a los resultados emitidos por cadaclasificador y el diagnóstico del médico. Las columnascorrespondientes a los clasificadores y que a su vez se dividen

en dos sub-columnas, se exponen los porcentajes obtenidospor cada tipo de hemiplejia espástica y la clasificación final decada clasificador para cada trial.

Tabla. II. Comparación de los resultados emitidos por el clasificador obtenido, con el diagnóstico del grupo de médicos expertos en el área.

III. CONCLUSIONES

1. En la búsqueda exhaustiva por un modelo capaz de brindarun resultado de aproximación a un tipo especifico deHemiplejía Espática a partir de los datos cinemáticos, conel fin de dar inicio al avance progresivo en el proceso dediagnosticar a un paciente para dicha patología de formaautomatizada, en este trabajo se empleo la herramientaWeka de aprendizaje automático y minería de datos quepermite la manipulación de la data.

2. A través de dicha herramienta, se emplearon una serie dealgoritmos simples y combinados donde fueron tomadasen cuenta para la elaboración y evaluación del modeloclasificador las variables antes mencionadascorrespondientes al estudio de cinemática realizado en elLaboratorio de Marcha, tanto para la parte afectada comola no afectada del paciente. De igual manera, fueron

tomadas en consideración las variables espacio-temporalespara ambas piernas expuestas en los reportes finales decada paciente

3. De los mejores resultados obtenidos con los algoritmosutilizados (LMT, RBFNetwork, RandomForest, J48,SimpleCart y el metaclasificador AdaBoost.M1), seconcluyó que el algoritmo J48 ensamblado con elAdaBoost.M1 arrojó mejores resultados que son tomadosen cuenta para la fiabilidad del modelo. Aparte de esto,otra de las razones por la cual se eligió este modelo es porla fácil interpretación que presenta cumpliendo unas de laspropiedades más importante del KDD.

4. Los resultados del modelo desarrollado en éste trabajofueron evaluados por un grupo de médicos en donde severifica la factibilidad de los mismos, obteniéndose un100% de efectividad en la clasificación final del pacientepor parte del modelo cinemático.


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IV. REFERENCIAS

1. Villa, A., E. Gutiérrez & J. C. Pérez. (2008).Consideraciones para el análisis de la marcha humana.Técnicas de videometría, electromiografía ydinamometría. Revista de Ingeniería Biomecánica.Universidad CES, Colombia. 2(3):16-26

2. Corner, J.M. Análisis de la marcha patológica [en línea].Cap. XI [New York, USA]: Facultad, Protésica y Ortésica.Escuela Graduada de Medicina de la Universidad deNueva York, enero 2008 [citado marzo 15, 2009].Disponible de World Wide Web:http://www.oandp.com/news/jmcorner/library/ortesica.

3. Suterland D. H (2002). The evolution of clinical gaitanalysis Part II Kinematics. Gait and Posture. 16:159-179.

4. Gage, J. R. (1991). Gait Analysis in Cerebral Palsy.London: Mac Keith Press

5. Perry J. (1992). Gait Analysis, Normal and PathologicalFunction. McGraw-Hill, 2nd Edition. New York, USA.

6. Viloria M, Ninoska C. (2003). EvaluaciónElectromiográfica de la clasificación cinemática deHemipléjicos Espásticos con marcha patológica. Tesis deGrado de Maestría en Ingeniería Biomédica, UniversidadSimón Bolívar, Caracas, Venezuela.

7. Altschul, S., W. Gish., W. Miller., E. Myers & D. Lipman.(1990). Basic Local Search Tool. J.Mol. Biol. 215:403-410

8. Sutherland D., R. Olshen., E. Biden & M. Wyatt. (1998).The Development of Mature Walking. London: MacKeith Press.

9. Salazar A. J., O. C. De Castro & R. Bravo. (2004). NovelApproach for Spastic Hemiplegia Classification Throughthe Use of Support Vector Machines. Proceedings of the26th Annual International Conference of the IEEE EMBS,1-5.

10. Vasamon, D. & Y. León. (2007). Aplicación de Mineríade Datos en Base de Datos Médicas. Trabajo especial degrado. Facultad de Ciencias y Tecnología. Universidad deCarabobo. Valencia, Venezuela.

11. Cala, L. D. (2009). Aplicación de Apoyo al Diagnósticode Pacientes con Hemiplejia Espástica mediante Registrosde Cinética. Trabajo especial de grado. Facultad deCiencias y Tecnología. Universidad de Carabobo.Valencia, Venezuela.

12. Gerber, A.; Van der M., Alta; A., Ronell; (2007),Implications of Rapid Development Methodologies,CSITEd 2007, Mauritius, November 2007.

13. Hernández, J.; Ferri, C.; Ramírez, Ma., Introducción a laMinería de Datos, Editorial Pearson, 2004.

14. Arrollo, E.. (2009). Aplicación de Apoyo al Diagnósticoen Marcha Patológica a Partir del Registro delElectromiografía Dinámica. Trabajo especial de pregrado.Facultad de Ciencias y Tecnología. Universidad deCarabobo. Valencia, Venezuela.

V. Agradecimientos

Los autores agradecemos la atención y disponibilidadbrindada por parte del personal que labora en el Laboratoriode Marcha del Hospital Ortopédico Infantil de Venezuela. Esteproyecto ha sido financiado por el FONACIT, Venezuela, bajoel proyecto No G-2005000278


43Volumen 15, Nº 58, 2011. pp 43-50

DIMENSIONES DE LA CALIDAD DE LOS SERVICOS ENEL SECTOR TURISMO DE CIUDAD GUAYANA,

VENEZUELA

D’Armas Mayra,(1) Barreto Yuraima(2) y Mejías Agustín(3)

(1)Centro gerencia, Ingeniería Industrial UNEXPO Puerto Ordaz(2)Oficina Central de Cooperación y Relaciones Interinstitucionales(3)Grupo de Investigación en Gestión de la Calidad, Facultad de Ingeniería, Univ. de Carabobo

Resumen: En el presente estudio se identificaron mediante métodos estadísticos multivariantes lasdimensiones que determinan la Calidad de los Servicios del Sector Turismo, en Ciudad Guayana, Venezuela.Para la recolección de información se diseñó una encuesta de 24 ítems según el Modelo SERVQUALing.La encuesta se aplicó a 120 usuarios del Sector Turismo de Ciudad Guayana, mediante un Muestreo Casualdonde únicamente se determina el tamaño de la muestra, pero los integrantes se seleccionan sin ningúncriterio establecido. Previa demostración de la adecuación de los datos, índice KMO= 0.819, se identificaronlas dimensiones de la calidad del servicio turístico en la Región Guayana: (1) atención al turista y capacidadde hacerlo bien desde la primera vez; (2) infraestructura y celeridad en los procesos del operador turístico;(3) capacidad de respuesta del operador turístico; (4) sentirse como en casa; (5) seguridad durante el tiempode hospedaje. Estas cinco dimensiones explican más del 71% de la varianza total. Además, el análisis defiabilidad realizado (alfa de Cronbach > 0,775 para todas las dimensiones) demuestra la consistencia internade la escala usada y las pruebas estadísticas realizadas (significativas al 5%) permitieron determinar la validezde contenido, de concepto y de criterio de la encuesta.

Palabras claves: Calidad de Servicio/ Sector Turismo/ Estudio de Caso/ Análisis de Factores

DIMENSIONS OF THE SERVICES QUALITY. IN THE:TOURISM SECTOR CIUDAD GUAYANA, VENEZUELA

Abstracts: In the present study, the dimensions that determine the Service Quality of the Tourism Sector inGuayana City, Venezuela, were identified by statistical methods multivariants. A survey of 24 items accordingto the SERVQUALing Model was designed to gather information. The survey was applied to 120 users ofTourism Sector in Guayana City, through a casual sampling where only determines the size of the sample,but the member are selected without any established criterion. After demonstration of the adequacy of thedata, KMO index = 0.819, the dimensions of the Service Quality of tourist in the Guayana Region wereidentified: (1) tourist service and ability to do it right the first time, (2) infrastructure and speed of proceedingsof a tour operator, (3) responsiveness of the tour operator (4) feel at home, (5) security during the time oflodging. These five dimensions explained 71% of the total variance. Moreover, the reliability analysisperformed (Cronbach's alpha> 0.775 for all dimensions) shows the internal consistency of the used scale andthe statistical tests performed (significant at 5%) allowed determining the content, concept and approachvalidity of the survey.

Keywords: Service Quality/ Tourism Sector/ Case Study/ Factor Analysis.

I. INTRODUCCIÓN

El principal soporte de la economía venezolana es la industriapetrolera seguida por las industrias básicas y minera. Sinembargo, Venezuela posee un gran potencial para desarrollarel sector turismo, debido a su favorable posición geográfica,la variedad de paisajes, la riqueza de la flora y fauna, eltemperamento alegre y cordial de su población, las

manifestaciones artísticas y su clima, los cuales son recursosque pueden ser fácilmente aprovechables para el desarrollo deeste sector. A pesar de esto, la actividad turística como fuentede ingreso siempre ha quedado relegada a un segundo plano. Las condiciones turísticas de Ciudad Guayana no escapan alas realidades del país, de hecho a pesar de ser una regióndonde convergen atractivos naturales importantes de interésmundial, el turismo no ha sido bien gestionado para sacarle el

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mayor provecho. En los últimos años en la región se ha venidoimpulsando el desarrollo del sector turismo trabajandoconjuntamente gobierno y empresas privadas, sin embargo,los esfuerzos realizados no han sido suficientes por lo que esde suma importancia promover y apoyar todas las iniciativasque ayuden a mejorar el turismo local aprovechando supotencial y así contribuir efectivamente en el crecimientoregional.

La Calidad de Servicio es una herramienta de mercadeo clavepara lograr la diferenciación competitiva y el crecimiento dela lealtad de los clientes, y puede ser definida como ladiferencia entre las expectativas que tiene el cliente de unservicio y sus percepciones del desempeño actual de dichoservicio [1]. Siendo el sector turismo uno de los sectoresideales para desarrollar trabajos relacionados con la Calidadde los Servicios, ya que lo que verdaderamente valora elturista es la percepción que este obtiene en su visita.

En la literatura de mercadeo de servicio existen dostendencias: la Nórdica y la Americana. La Nórdica, define lasdimensiones de la Calidad de Servicio en términos globalescomo Consistencia Funcional y Calidad Técnica [2]. LaAmericana, liderada por Parasuraman et al. [3] usa lostérminos: fiabilidad, responsabilidad, empatía, aseguramientoy tangibilidad. Estos autores proponen en 1988 un modelo demedición de la Calidad del Servicio, SERVQUAL,comparando las expectativas y las percepciones de losclientes, y posteriormente lo redefinen en 1991. Siendo estemodelo el de uso más generalizado en el sector empresarial.

En cuanto a estudios sobre la calidad de servicio destacanYepes [4], con un enfoque hacia la gestión de calidad;Bethencourt et al. [5], quienes miden la calidad de losservicios turísticos; Marrero y Santana [6], quienes comparanla competitividad de destinos turísticos; entre otros.

II. DESARROLLO

1. Metodología

El estudio se desarrolló como una investigación noexperimental y de campo, con el objetivo de identificarmediante métodos estadísticos multivariantes las dimensionesque determinan la Calidad de los Servicios del SectorTurismo, en Ciudad Guayana.

Para la recolección de información se diseñó una encuesta deveinticuatro (24) ítems que toman en cuenta las percepcionesde la Calidad del Servicio por parte de los usuarios, según elModelo SERVQUAL [7], sobre la base del trabajo realizadopor [8]. La encuesta presenta ítems en la escala graduada deLikert, permitiendo al encuestado posicionarse en opcionesque van desde el 1 al 5, donde 1 representa total desacuerdo y5 total acuerdo. Adicionalmente, fueron incluidas en la

encuesta otras preguntas, que ayudaron a determinar la validezde la escala usada.

La encuesta se aplicó a los usuarios del Sector Turismo deCiudad Guayana, mediante un Muestreo Casual dondeúnicamente se determina el tamaño de la muestra, pero losintegrantes se seleccionan sin ningún criterio establecido. Seestimó un tamaño de la muestra a estudiar de 120 usuarios,determinado para una población infinita, desviación estándardesconocida, nivel de confianza de 95 % y una precisión de un8%.

El análisis de los datos se realizó con ayuda de los paquetesestadísticos EXCEL® y SPSS®. Además, se realizaron lasrespectivas pruebas de adecuación muestral de los datosdisponibles y las pruebas para determinar la fiabilidad yvalidez de la encuesta para el caso en estudio.

2. Resultados

2.1 Análisis de Fiabilidad

Una de las propiedades que determinan la utilidad de losresultados de una escala de medición es el grado dehomogeneidad de las variables de la escala con respecto a lacaracterística que se pretende medir, en este caso, la Calidadde Servicio. La fiabilidad se refiere a la estabilidad de lasmediciones cuando no existen razones teóricas ni empíricaspara suponer que la variable a medir haya sido modificadadiferencialmente por los sujetos, por lo que se asume suestabilidad mientras no se demuestre lo contrario.

Para realizar el análisis de fiabilidad del instrumento usado, seutilizó el modelo de consistencia interna de Cronbach, el cualasume que la escala está compuesta por variables homogéneasque miden la misma característica (Calidad de Servicio) y quela consistencia interna de la escala puede evaluarse mediantela correlación existente entre todas sus variables.

El Alfa de Cronbach obtenido fue de 0,915 lo cual indica unaalta homogeneidad y equivalencia de respuesta entre todos losítems a la vez y para todos los encuestados.

2.2 Determinación de la validez del instrumento demedición

Para determinar la validez tanto concurrente como predictiva,se utilizaron como herramientas el SPSS® y EXCEL®;siguiendo la Metodología del SERVQUALing [8], donde sesugiere usar la prueba U de Mann-Whitney para determinarla validez concurrente; mientras que para determinar la validezpredictiva, se sugiere usar el análisis de regresión.Los resultados obtenidos de este análisis confirman, tanto lavalidez concurrente de la escala, como la validez predictiva,al resultar dichas pruebas, significativas al 5%.

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D’Armas M., Barreto Y., Mejías, A. Dimensiones de la calidad de los servicos. en el sector turismo de Ciudad Guayana.

2.3 Análisis Factorial

Para el caso en estudio, el valor obtenido del determinante dela matriz de correlaciones fue 4,69*10-7. Este valor espequeño, lo cual es un buen dato desde el punto de vista de laidoneidad del análisis.

En cuanto al test de esfericidad de Bartlett los resultadosobtenidos (ver Tabla I) indican que, al umbral de significaciónAlfa 0.05, se rechaza la hipótesis nula de ausencia decorrelación significativa entre las variables; lo que permite laaplicación del análisis factorial.

El Índice KMO de Kaiser-Meyer-Olkin es muy útil cuando eltamaño muestral es pequeño. Según las salidas de losprogramas estadísticos usados se obtuvo un KMO= 0,819 porlo tanto existe un nivel meritorio de calidad para el índice, loque es suficiente para continuar con la aplicación del análisisfactorial a los datos en estudio.

Tabla I. Resultados del Test de Esfericidad de Barlett

2.3.1 Análisis de los Componentes Principales

Una vez demostrada la adecuación del uso del modelo defactores, se procedió a buscar los factores mediante el métodode extracción de componentes principales. De acuerdo con laRegla de Kaiser se conservaron solamente aquellos factorescuyos valores propios son mayores a la unidad.

En la Tabla II se muestra que existen siete componentes convalores propios (eigenvalues) mayores a uno, entre los cualesse acumula un 71,47% de la varianza total explicada.

Tabla II. Presentación de las sumas de las saturaciones al cuadrado de la extracción

2.3.2 Matriz de Correlaciones entre las Variables y losComponentes

Debido a que muchas variables saturan en varios de ellos, seaplicó una rotación VARIMAX, que es un método derotación ortogonal que minimiza el número de variables quetienen saturaciones altas en cada factor y simplifica lainterpretación de los mismos optimizando la solución porcolumna.

En la Tabla III, se encuentra la solución de factorespropiamente dicha, se observan en negrilla las variables quepresentan mayor grado de saturación para cada componente. Comparando las correlaciones o saturaciones relativas de cadavariable en el primer componente se agrupan las variablesV01, V02, V03, V04 y que se ha identificado como ElementosTangibles. En el segundo componente, que se ha identificadocomo Empatía, se agrupan las variables V10, V21, V22, V23y V24.

El tercer componente está claramente constituido por lasvariables V11, V12 y V13 y posee semejanza con ladimensión teórica de Capacidad de Respuesta. En el cuartocomponente se encuentran las variables V14, V17, V18,V19; éste componente está estrechamente relacionado conla Seguridad y Confianza que perciben los Turistas a lahora de hospedarse en un hotel o posada de CiudadGuayana.

En el quinto factor saturan las variables V05, V06, V07;la agrupación de estas variables en un mismo componentedescribe la Fiabilidad percibida por el Turista. En el sextoestán las variables V15, V16, V20; la agrupación de estasvariables en un mismo componente describe la Seguridadpercibida por el Turista cuando visita un establecimientode prestación de servicios turísticos en la RegiónGuayana. En el último factor se encuentran las variablesV08 y V09; ambas inclusive relacionadas con ladimensión Fiabilidad.

Al observar los resultados anteriores se encuentra unadistribución de variables que no obedece a la mostrada por elmodelo teórico de [3]. Debido a esto se realizó un análisisconfirmatorio del modelo asociándolo al modelo teórico decinco dimensiones.

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Tabla III. Resultados de la Matriz de Componentes rotados


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En la Tabla IV se encuentra la matriz de pesoscorrespondientes a los cinco (5) componentes con rotaciónVARIMAX. Se puede observar que aún cuando las variablessaturan significativamente en diferentes factores, no lo hacende acuerdo con el planteamiento teórico del ModeloSERVQUAL, por el contrario poseen una agrupaciónparticular.

El primer componente agrupa las variables V14, V17, V18,V19, V21, V22, V23 y V24 el cual se identificó como:Atención al Turista y capacidad de hacerlo bien desde laprimera vez.

Las variables V01, V02, V03, V04, V05 y V09 estánagrupadas en el segundo componente, y sugieren unadimensión que representa Elementos Tangibles, sin embargola saturación de la variable V09 en este componente, sugiereel hecho de que al turista encontrarse en un hotel o posada quetenga equipos modernos, apariencia pulcra en el personal einstalaciones físicas óptimas, el relaciona estos factores conel hecho de que si el lugar es óptimo ciertamente insisten elmantener registros exentos de errores, la sensación de ordenfísico y estructural, sugiere también orden administrativo, por

lo antes expuesto la segunda dimensión se denominó:“Infraestructura y celeridad en los procesos del OperadorTurístico”.

El tercer componente agrupa las variables V10, V11, V12 yV13, y coincide con la dimensión teórica de “Capacidad deRespuesta del Operador Turístico”.

En la saturación de las variables V06, V07, V08 y V20; seobserva una sinergia entre la confianza o grado de fiabilidadque tiene un turista cuando escoge el lugar en el cual pernoctaráy la empatía o sensación de bienestar cuando es bien tratado,es decir de este resultado se puede deducir que un excelentetrato al turista automáticamente lo lleva a fiarse de la empresa,y esto queda demostrado por el alto grado de saturación de lavariable V20, relacionada con la dimensión empatía, en elconjunto de las variables que representan la dimensión teóricade fiabilidad; a ésta nueva dimensión se denominó “Sentirsecomo en casa”, esto corresponde al cuarto componente.

Por último en el quinto factor saturan sólo las variables V15y V16, ligada a la dimensión teórica de “Seguridad durante eltiempo de hospedaje”.

Tabla IV. Resultados de la Matriz de Componentes rotados (cinco componentes)


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A continuación en la Tabla V se presentan las dimensiones del modelo propuesto producto del análisis anterior.

Tabla V. Modelo Propuesto.


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2.4 Estudio del Análisis Univariante

Una vez realizados todos los análisis de rigor, recomendadospor [8], se inició una exploración de los datos generados en laaplicación del instrumento SERVQUALing para hallarinformación adicional que pudiera ser útil en la búsqueda deuna mejor visión general del nivel de la calidad de servicio ylas percepciones del Turista que visita Ciudad Guayana.

En la Tabla VI, se presentan algunos estadísticos descriptivosunivariantes (la media ( ) y la desviación estándar (σ), querevelan algunas tendencias interesantes en la opinión de losturistas. Las puntuaciones medias para cada variable en todoslos casos son superiores a 4, en una escala donde “1”representa total desacuerdo y “5” total acuerdo, lo cualmuestra una opinión favorable de los encuestados sobre lacalidad de los servicios del sector turismo de Ciudad Guayana.

Tabla VI. Resultados cálculo media ( ) y desviación estándar (σ)

2.5 Nivel de la Calidad del Servicio

Para conocer en qué nivel se encuentra la Calidad de Servicioque ofrecen las Posadas y Hoteles de Ciudad Guayana, elresultado que se debe extraer de los datos, es el promedio totalde las veinticuatro (24) variables que miden la Calidad delServicio tal y como se muestra en la siguiente expresión,donde n=24 y Vi es el promedio de la variable i:

Este promedio arrojó un valor de 4,38 aproximadamente; enuna escala que va del uno (1) al cinco (5). Este valor seencuentra por encima de la mediana de la escala que es iguala tres (3), valor que señala un nivel aceptable de calidad.

III. CONCLUSIONES

1. En este trabajo se identificaron mediante métodosestadísticos multivariantes las dimensiones quedeterminan la Calidad de los Servicios del SectorTurismo, en Ciudad Guayana, Venezuela. Se aplicó uninstrumento basado en la Metodología SERVQUALinga una muestra constituida por usuarios de losprincipales hoteles y posadas de Ciudad Guayana,determinado para una población infinita, desviaciónestándar desconocida, nivel de confianza de 95 % y unaprecisión de un 8%.

2. Técnicamente el procedimiento de selección de lamuestra se realizó de manera no aleatoria e intencionalcon el objeto de estudiar los hoteles y posadas queoperacionalmente representaron mejor las característicasdel sector. Determinándose que es adecuada al contexto


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del Sector Turismo de Ciudad Guayana, lo que quedademostrado en los resultados de las Pruebas de Validez yFiabilidad realizadas al mismo (alfa de Cronbach=0,915).

3. Esta selección permitió realizar comparaciones con losresultados de estudios anteriores en los que se aplicó elmismo instrumento.

4. Según el Análisis Factorial aplicado, la Calidad deServicio percibida por los turistas que visitaron CiudadGuayana, se dimensionó en cinco factores: (1)Atención al Turista y capacidad de hacerlo bien desdela primera vez, (2) Infraestructura y celeridad en losprocesos del Operador Turístico, (3) Capacidad deRespuesta del Operador Turístico, (4) Sentirse como encasa, y (5) Seguridad durante el tiempo de hospedaje.Además, los resultados indican que el nivel de laCalidad de Servicio del sector Turismo de CiudadGuayana es de 4,38; en una escala que va desde el unohasta el cinco. Lo cual indica un nivel aceptable de laCalidad del Servicio.

5. Debido a que las percepciones en cuanto a fiabilidad sonde gran importancia para los turistas, por cuanto expresanla capacidad de la empresa en cumplir con sus promesas yservicios básicos de manera efectiva se recomienda a loshoteles y posadas de Ciudad Guayana mejorar sus tiemposde respuesta, a esforzarse en no cometer errores en susregistros y a demostrarle al huésped que realmente sepreocupan por resolverle sus problemas, esto a largo plazoconstituirá una herramienta de marketing poderosa dondeel turista será la mejor publicidad.

IV. REFERENCIAS

1. Zeithaml, V. y Parasuraman, A. Service Quality.Cambridge, MI, USA: Marketing Science Institute. 2004

2. Grönroos, C. Marketing y Gestión de Servicios. Madrid:Ediciones Díaz Santos. 1994

3. Parasuraman, A., Zeimthaml, V. y Berry, L. A ConceptualModel of Service Quality and Its Implications for FutureResearch. Journal of Marketing, Vol. 49, No. 3, 1985, pp. 41-50.

4. Yepes, V. Hacia la gestión de la calidad en la actividadturística de la comunidad valenciana. Revista Valencianade D’Estudis Autonomics, No. 25, 1998, pp. 120-133.

5. Bethercourt, M., Díaz, F., González, M y Sánchez, J. Lamedición de la calidad de los servicios prestados por losdestinos turísticos: El caso de la isla de La Palma. PASOS,Vol. 3, No. 2, 2005, pp. 265-272.

6. Marrero, J. y Santana, M. Competitividad y Calidad en losdestinos turísticos de Sol y Playa. Cuadernos de Turismo,No. 22, 2008, pp. 123-143.

7. Parasuraman, A., Zeimthaml, V. y Berry, L. SERVQUAL:A Multiple-Item Scale for Measuring ConsumerPerceptions of Service Quality. Journal of Retailing, Vol.64, No. 1, 1988, pp. 12-40.

8. Maneiro, N. y Mejías, A. Medición de la Calidad deServicio: el modelo SERVQUALing. Serie Cuadernos deIngeniería Industrial, No. 2, 2008, pp.1-56.


51Volumen 15, Nº 58, 2011.

NORMAS DE ARBITRAJE

Transcribimos a continuación los parámetros bajo los cualesson evaluados por nuestros Árbitros los artículos querecibimos para publicar, con el propósito que los autores lostengan en cuenta antes del envío de sus contribuciones

1. Título:¿Incluye información de lo que trata el artículo?¿Su extensión es apropiada?

2. Resumen:¿Es una representación concisa del artículo?¿Tiene el formato adecuado?¿Presenta los Objetivos, Métodos,Resultados y Conclusiones?¿Su extensión es apropiada (máx. 200 palabras)?

3. Palabras Clave:¿Son adecuadas al artículo?¿Añadiría alguna que fuese relevante?Si la respuesta fuese afirmativa, ¿Cuál o cuales?

4. Introducción:¿Presenta el problema que motivó la investigación?¿Indica qué se hizo en la investigación?¿Hace referencia sucinta a la metodología empleada?¿Presenta cómo esta organizado eldesarrollo del artículo?

5. Metodología:¿Están los métodos empleados claramente descritos?¿Son el diseño experimental y los métodos utilizadoslos más apropiados para alcanzar los objetivos?¿Es posible duplicar la investigación conlos elementos expuestos en esta sección?¿Son apropiados los métodos estadísticos utilizados?

6. Resultados:¿Presentan información pertinente a losobjetivos del trabajo?¿Son presentados de manera adecuada y coherente?¿Tienen suficiente detalle como parajustificar las conclusiones?

7. Discusión:¿Existen errores de interpretación delos datos presentados?¿Es relevante toda la discusión?¿Hay aspectos importantes de los resultadosque no son discutidos?¿Se repite información de la sección de resultados?¿Se hacen afirmaciones no sustentadas porlos datos u otros autores?¿Se presentan conclusiones con losargumentos que lo soportan?

8. Conclusiones:¿Son un resumen de las conclusiones lógicasdel trabajo basadas en la discusión?

9. Referencias Bibliográficas:¿Existe correspondencia entre las referenciascitadas en el texto y esta sección?¿Las referencias citadas son todas necesarias?¿Falta alguna referencia de relevancia?Si la respuesta fuese afirmativa, ¿cuál o cuáles?

10. Tablas:¿Son todas necesarias?¿Duplican la información presentada en eltexto o en las figuras?¿Puede alguna de ellas ser tranformada en gráficopara resumir o facilitar la comprensión de lo datos?¿Están demasiado recargadas de información?¿Son las leyendas una buena descripción de ellas?

11. Figuras:¿Son todas necesarias?¿Aportan información importante?¿Son las leyendas una buena descripción de ellas?

12. Extensión del artículo:¿Puede ser acortado sin perder calidado información relevante?

13. Pertinencia:¿Es un trabajo original?¿Representa el artículo un aporte alconocimiento científico?

14. Calidad:¿En general, el estilo del manuscrito tienecalidad para ser publicado?¿Pudiera mejorarse el manuscrito en alguna forma?

15. Veredicto: El manuscrito es:Publicable sin modificacionesPublicable con modificaciones menoresPublicable con modificaciones importantes No es adecuado para esta revista.

16. Modificaciones recomendadas:Por favor haga sus comentarios detallados en la página adicional

Condensar / eliminar partes del textoSuprimir figuras y/o tablas ReorganizarRedactar de nuevo el textoRedactar de nuevo el resumenRevisar las referencias

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“Universidad, Ciencia y Tecnología” (UCT), es unapublicación, indizada y arbitrada, que se edita en cuatronúmeros anuales que constituyen un volumen, siendo marzo,junio, septiembre y diciembre los meses de publicación. Larevista está destinada a dar a conocer, dentro y fuera del país,las realizaciones científicas y tecnológicas de la UNEXPO, asícomo las que se realicen en otras universidades y centros deinvestigación industrial en el país y en el exterior, en lasespecialidades de Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Electrónica,Ingeniería Metalúrgica, Ingeniería Mecánica, IngenieríaIndustrial, Bioingeniería, Ambiente, Ciencias de la Ingeniería,Mecatrónica, Telecomunicaciones, Rural, Ferroviaria,Energética e Hidráulica y áreas conexas.

1. Condiciones GeneralesLas contribuciones técnicas que se publiquen deberán estarenmarcadas en los requisitos fijados por la presente norma yaceptadas por el Comité Editorial.

Los trabajos publicados en UCT son de su propiedad, con lasexcepciones que se estipulan en el Convenio de Publicación yno podrán ser reproducidos por ningún medio sin laautorización escrita del Editor.

Los autores deberán indicar nombre y apellido, títuloacadémico, lugar de trabajo, cargo que desempeñan y direccióncompleta, incluyendo teléfono, fax y correo electrónico.

2. ContribucionesEl Comité Editorial acepta seis tipos de contribuciones parapublicación: Artículos Técnicos, Artículos de IngenieríaAplicada, Comunicaciones, Revisiones, Notas Técnicas yCartas al Editor

2.1. Artículos TécnicosSon aquellas contribuciones que además de informar novedadesy adelantos en las especialidades que abarca UCT, son elresultado de un trabajo de investigación, bien sea bibliográficoo experimental, en el que se han obtenido resultados, sediscutieron y se llegaron a conclusiones que signifiquen unaporte innovativo en Ciencia y Tecnología.

2.2. Artículos de Ingeniería Aplicada

Son el resultado de trabajos de grado (Especialización, Maestríay Doctorado) o de investigación en el ámbito universitario eindustrial, bien sea experimental y/o no experimental, quesignifiquen un aporte tecnológico para la resolución deproblemas específicos en el sector industrial.

2.3. Comunicaciones

Son reportes de resultados originales de investigaciones decualquier campo de las ciencias básicas o aplicadas, dirigidas a unaaudiencia especializada. Podrán ser hasta de ocho (8) cuartillas

2.4. RevisionesSon artículos solicitados por invitación del Comité Editorial ycomentan la literatura más reciente sobre un temaespecializado.

2.5. Notas TécnicasSon aquellas contribuciones producto de investigacionesdestinadas a informar novedades y/o adelantos en lasespecialidades que abarca UCT. Podrán presentarse en unaextensión máxima de diez (10) cuartillas, incluyendo unmáximo de 10 figuras y tablas, las que deberán cumplir lascondiciones que para ellas se establece en el ítem 5.

2.6. Cartas al EditorSon aquellas que reportan una idea sin entrar en detalles

El Comité Editorial se reserva el derecho de seleccionar losArtículos Técnicos y los Artículos de Ingeniería Aplicadaconsignados para publicación, después de consultar por lomenos a dos árbitros.

Los artículos remitidos para su publicación tienen que serinéditos. No serán aceptados aquellos que contengan materialque haya sido reportado en otras publicaciones o que hubieransido ofrecidos por el autor o los autores a otros órganos dedifusión nacional o internacional para su publicación.

3. Presentación

Todas las contribuciones deberán prepararse en procesador depalabras Microsoft Office Word® 2003 o anteriormecanografiadas a doble espacio en papel tamaño carta, tipode letra Times New Roman, tamaño 10, con márgenes de por lomenos 2,5 cm, anexando su versión digital.

Los Artículos Técnicos y los de Ingeniería Aplicada deberántener una extensión máxima de 20 páginas, incluyendo unmáximo de 10 ilustraciones (figuras + tablas) (Ver ítem 5)

4. Composición

Los Artículos Técnicos y de Ingeniería Aplicada deberánordenarse en las siguientes secciones: Título en español,Nombre completo de los autores, Resumen en castellano ypalabras clave, Titulo en inglés, Resumen en inglés (Abstract)y “Key words”, Introducción, Desarrollo, Conclusiones,Referencias Bibliográficas.

a) Título en español. Debe ser breve, preciso y codificable,sin abreviaturas, paréntesis, fórmulas ni caracteresdesconocidos, que contenga la menor cantidad de palabrasque expresen el tema que trata el artículo y pueda serregistrado en índices internacionales. El autor deberáindicar también un título más breve para ser utilizado comoencabezamiento de cada página.

NORMAS DE PUBLICACIÓN

Volumen 15, Nº 58, 2011.

b) Nombre completo de los autores.

c) Resumen en castellano y palabras clave,

d) Título, Resumen y Palabras clave en inglés (Abstract ykey words).

e) INTRODUCCIÓN.

f) DESARROLLO.• Métodos y Materiales:

• Resultados:

• Discusión de resultados:

g) CONCLUSIONES.

h) REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS (o simplementeREFERENCIAS).

Libros:

Además de indicarnombre y apellido de los autores, en página aparte se citarátítulo académico, lugar de trabajo, cargo y dirección completa,incluyendo teléfono, fax y correo electrónico.

señalando enforma concisa los Objetivos, Metodología, Resultados yConclusiones más relevantes del estudio, con una extensiónmáxima de 200 palabras. No debe contener abreviaturas nireferencias bibliográficas y su contenido se debe poderentender sin tener que recurrir al texto, tablas y figuras.Al finaldel resumen incluir de 3 a 10 palabras clave que describan eltema del trabajo, con el fin de facilitar la inclusión en losíndices internacionales

Es la versión en inglés de Título, Resumen yPalabras Clave en castellano.

En ella se expone en forma concisa elproblema, el objetivo del trabajo y se resume el fundamentodel estudio y la metodología utilizada. Se debe hacer menciónademás al contenido del Desarrollo del artículo.

Se presenta en diversos capítulos.donde se describe el diseño de la

investigación y se explica cómo se llevó a la práctica, lasespecificaciones técnicas de los materiales, cantidades ymétodos de preparación.

donde se presenta la información y/oproducto pertinente a los objetivos del estudio y loshallazgos en secuencia lógica

donde se examinan einterpretan los resultados y se sacan las conclusionesderivadas de esos resultados con los respectivosargumentos que las sustentan.

En este capítulo se resume, sin losargumentos que las soportan, las conclusiones extraídas en laDiscusión de los Resultados, expresadas en frases cortas,sucintas.

Debe evitarse toda referencia acomunicaciones y documentos privados de difusión limitada,no universalmente accesibles. Las referencias deben sercitadas y numeradas secuencialmente en el texto con númerosarábigos entre corchetes. (Sistema Orden de Citación) Al finaldel artículo se indicarán las fuentes, como se expresa acontinuación, en el mismo orden en que fueron citadas en eltexto, según se trate de:

Autor (es) (apellido e iniciales de los nombres), títulodel libro, número de tomo o volumen (si hubiera más de uno),número de edición (2da en adelante), lugar de edición(ciudad), nombre de la editorial, año de publicación,número(s) de página(s).

Artículos de revistas:

Trabajos presentados en eventos:

Publicaciones en medios electrónicos:

5. Ilustraciones.

5.1. Figuras

5.2. Tablas

6. Unidades

7. Siglas y abreviaturas

8. Fórmulas y Ecuaciones

Autor(es) del artículo (apellido einiciales de los nombres), título del artículo, nombre de larevista, número del volumen, número del ejemplar, fecha depublicación, número(s) de página(s).

Autor(es), (apellido einiciales de los nombres), título del trabajo, nombre delevento, organizador del evento, lugar, fecha, número(s) depágina(s).

si se trata deInformación consultada en Internet, se consignarán todos losdatos como se indica para libros, artículos de revista y trabajospresentados en eventos, agregando página Web y fecha deconsulta; si se trata de otros medios electrónicos, se indicaránlos datos que faciliten la localización de la publicación.

En cualquiera de los casos, si los autores fueran más de tres,citar solamente al primero y añadir a continuación “et al”.

Incluir en el texto un máximo de 10 (diez)ilustraciones (Figuras + Tablas)

Todos los gráficos, dibujos, fotografías, esquemas deberán serllamados figuras, presentados en blanco y negro y numeradoscon números arábigos en orden correlativo, con la leyendaexplicativa que no se limite a un título o a una referencia deltexto en la parte inferior y ubicadas inmediatamente despuésdel párrafo en que se citan en el texto.

Las fotografías deben ser nítidas y bien contrastadas, sin zonasdemasiado oscuras o extremadamente claras.

Las tablas deberán numerarse con números romanos yleyendas en la parte superior y ubicarse tambiéninmediatamente después del párrafo en que se citan en el texto.Igual que para las figuras, las leyendas deberán serexplicativas y no limitarse a un título o a una referencia deltexto.

Se recomienda usar las unidades del Sistema MétricoDecimal. Si hubiera necesidad de usar unidades del sistemaanglosajón (pulgadas, libras, etc.), se deberán indicar lasequivalencias con el Sistema Métrico Decimal.

Si se emplean siglas y abreviaturas poco conocidas, se indicarásu significado la primera vez que se mencionen en el texto y enlas demás menciones bastará con la sigla o la abreviatura.

Los artículos que contengan ecuaciones y fórmulas encaracteres arábigos deberán ser generadas por editores deecuaciones actualizados con numeración a la derecha.

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